一、PDOX模型構建的核心優勢
對比項 | PDOX模型 | 傳統CDX模型(皮下移植) |
---|---|---|
移植部位 | 原發腫瘤解剖位置(如肺、肝) | 皮下 |
微環境保真度 | 高(保留血管、基質相互作用) | 低(缺乏器官特異性TME) |
轉移能力 | 可自發轉移(模擬臨床過程) | 極少轉移 |
應用場景 | 精準醫療、轉移機制研究 | 初步藥效評估 |
二、PDOX模型構建流程
1. 患者腫瘤樣本獲取與處理
樣本來源:手術切除或活檢的新鮮腫瘤組織(避免壞死區域)。
預處理:
無菌PBS沖洗,去除血液和壞死組織。
切割成1–3 mm3小塊(保留腫瘤基質成分)。
可選:短期培養(<24小時)于含生長因子的培養基(如RPMI-1640 + 10% FBS)。
2. 實驗動物選擇
免疫缺陷鼠:
NSG(NOD-scid IL2Rγ?/?):高度免疫缺陷,支持人源免疫細胞共移植。
NOG(NOD/Shi-scid IL2Rγ?/?):類似NSG,但更易獲得。
裸鼠(BALB/c nude):T細胞缺陷,成本低,但移植效率較低。
動物年齡:6–8周齡,雌性(減少雄性激素干擾)。
3. 原位移植手術
(1) 常見腫瘤類型的移植部位與方法
腫瘤類型 | 移植部位 | 手術方法 |
---|---|---|
肺癌 | 肺 | 開胸直接植入肺實質(25G針頭穿刺)或氣管內灌注 |
肝癌 | 肝左葉 | 腹腔手術暴露肝臟,縫合固定腫瘤組織 |
胰腺癌 | 胰腺 | 開腹后植入胰腺尾部,使用可吸收縫線(如Vicryl)固定 |
結直腸癌 | 盲腸或結腸壁 | 開腹后縫合腫瘤組織至腸漿膜層 |
乳腺癌 | 乳腺脂肪墊 | 第四對乳腺脂肪墊注射腫瘤細胞懸液(需Matrigel混合) |
(2) 手術關鍵步驟
麻醉:異f烷吸入麻醉(2–3%誘導,1–2%維持)。
消毒:術區剃毛,碘伏+酒精消毒。
移植操作:
微型手術器械(如眼科剪、鑷)暴露靶器官。
植入腫瘤組織塊(1–2塊/動物),避免血管損傷。
可輔以Matrigel(50%體積比)增強腫瘤定植。
術后護理:
保暖(37℃墊板),直至動物蘇醒。
鎮痛(布托f諾,1 mg/kg,皮下注射,每日1次,持續3天)。
監測體重(每周2次),傷口感染跡象。
4. 模型驗證與監測
成瘤率評估:
影像學:小動物MRI/CT(肺癌、肝癌)或超聲(胰腺癌)每周1次,監測腫瘤體積。
生物發光成像(BLI):若使用熒光標記的腫瘤細胞(如Luciferase),可實時定量腫瘤生長。
病理驗證:
移植后4–8周取材,H&E染色對比患者原發腫瘤的組織學特征。
免疫組化(IHC)檢測標志物(如Ki-67、CD31評估增殖和血管生成)。
轉移檢測:
解剖肺、肝、淋巴結等常見轉移灶,進行組織學分析。
三、PDOX模型的應用場景
1. 個體化藥物篩選
對移植成功的PDOX模型分組,分別給予患者臨床用藥或實驗性藥物(如靶向治療、免疫治療)。
評價指標:腫瘤體積變化、生存期延長、轉移抑制。
2. 腫瘤微環境研究
通過單細胞RNA測序(scRNA-seq)分析移植后腫瘤與基質的相互作用。
評估人源免疫細胞(如PBMC)共移植后的免疫應答。
3. 轉移機制探索
比較原位移植與皮下移植模型的轉移差異(如EMT標志物表達)。
四、常見問題與解決方案
問題 | 可能原因 | 解決方案 |
---|---|---|
移植后無腫瘤生長 | 樣本活性不足/免疫排斥 | 使用新鮮樣本,換用NSG等高免疫缺陷鼠 |
動物術后死亡率高 | 手術創傷/感染 | 優化麻醉和無菌操作,術后抗生素預防 |
轉移率低 | 移植時間不足 | 延長觀察至12–16周,或輔助化療促進轉移 |