方健文 袁晴 邵毅

人源性腫瘤異種移植模型(patient-derived xenograft model,PDX)也稱PDX模型，是一種將患者體內的新鮮腫瘤組織或細胞直接移植到免疫缺陷小鼠身上的腫瘤移植模型。

PDX模型通常能保留其供體腫瘤的大部分組織學和基因的特征，并在傳代中保持穩(wěn)定性[1]。PDX模型常被用于轉化癌癥研究，目前已廣泛應用于臨床前藥物評估、生物標記鑒定、生物研究和個性化治療等方面。Cassidy等[2]認為臨床前模型往往無法捕捉到人類惡性腫瘤的多樣性，同時也缺乏臨床前瞻性，PDX模型能夠保持原始腫瘤分子異質性的特點，很大程度上能概括人類腫瘤的多基因組結構，但不能完全解釋腫瘤微環(huán)境的異質性。因此，PDX模型在癌癥生物學基礎和轉化研究中具有重要意義，在對基質或惡性腫瘤免疫驅動的研究中的作用可能是有限的。此外，PDX模型從多個角度表現(xiàn)出人類腫瘤的復雜性，代表了個性化醫(yī)療發(fā)展的新機會[3]。PDX模型保留了原代腫瘤的組織病理、基因組特性和藥物敏感性，可以作為患者“替身”來研究藥物反應[4]。

在眼科腫瘤領域，PDX模型的應用能夠幫助了解認識眼部腫瘤的發(fā)病機制和生物學特征，有助于藥物的篩選及治療方案的評估。本文就PDX模型在眼科的應用進行簡要綜述。

1 視網(wǎng)膜母細胞瘤小鼠PDX模型

視網(wǎng)膜母細胞瘤(retinoblastoma，RB)是一種常在嬰幼兒時期發(fā)生的罕見原發(fā)性眼內惡性腫瘤。RB一直都是作為腫瘤領域的基石，包括了腫瘤診斷、分類和治療等許多方面[5]。目前針對RB的治療主要是以保存眼球和盡可能降低對視力的損傷為目標，例如動脈和靜脈內的化學治療等靶向化學治療已經(jīng)顯示出令人滿意的效果[6]。

許多藥物難以進入眼內發(fā)揮藥效，如何應對入侵玻璃體和視網(wǎng)膜下液的腫瘤細胞仍是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。體外試驗在新藥的臨床前篩選中發(fā)揮重要作用，但是仍存在許多局限性。例如，體外試驗缺少腫瘤細胞受到與人體內環(huán)境和基質的相互作用的影響因素，而動物模型則能夠提供模擬人體內微環(huán)境的條件，因此動物模型是腫瘤領域臨床前試驗十分重要的一個環(huán)節(jié)。另外，腫瘤動物模型還有助于了解一些腫瘤的發(fā)生過程和治療方案的評估[7]。

Aerts等[8]從14例RB患者摘除的眼球中獲得了腫瘤組織，直接皮下植入裸鼠的肩胛區(qū)域，最終獲得了3種異種移植模型，并通過對這些模型的組織學和基因組方面的評估，證實了異種移植物保留了RB的基因組特征?？ㄣK和依托泊苷被用來驗證這些模型能否用來進行藥物試驗，模型對藥物的敏感性顯示出臨床RB的許多特征。但是，由于該模型的建立并非是在眼內而是在裸鼠的肩胛區(qū)域，實驗結果與臨床應用僅存在部分相關性。

Assayag等[9]利用已經(jīng)建立好的RB的PDX模型進一步證實了卡鉑和貝伐單抗聯(lián)合治療RB的重要性，為這種組合在臨床治療RB的應用中提供了有力的理論基礎。這項研究結果為臨床前研究和臨床研究開辟了一大片領域，旨在對兒童RB的治療中取得突破進展。

Cassoux等[7]將先前由Aerts等[8]描述的異種移植模型上的皮下腫瘤細胞注射到免疫缺陷小鼠的視網(wǎng)膜下間隙中，開發(fā)了RB的原位小鼠模型。并通過光學相干斷層成像(optical coherence tomography，OCT)顯示出視網(wǎng)膜腫瘤的發(fā)展。該模型的局限性主要是移植物是異位腫瘤移植細胞，而不是直接取自患者的腫瘤細胞。Lemaitre等[10]通過同樣的方法獲得了原位RB小鼠模型，發(fā)現(xiàn)在重度聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immune deficiency，SCID)小鼠中獲得了最好的腫瘤移植率，而在免疫感受態(tài)小鼠中未獲得腫瘤的生長。

迄今為止，還沒有能夠表現(xiàn)出所有人類RB特征的理想的異種移植模型出現(xiàn)。將腫瘤移植物植入視網(wǎng)膜下為治療RB藥物的篩選提供了有效的模型。

2 葡萄膜黑色素瘤小鼠PDX模型

葡萄膜黑色素瘤(uveal melanoma，UM)是成人最常見的原發(fā)性眼內惡性腫瘤。多達50%的原發(fā)性UM患者最終會發(fā)生轉移，目前對轉移性UM仍缺乏有效的系統(tǒng)性治療手段[11]。在臨床前研究中，常用的3種主要類型癌癥模型有：基因工程模型(genetically engineered model，GEM)、源自人腫瘤細胞系的異種移植物以及PDX模型；現(xiàn)有的動物模型包括基因工程小鼠和免疫缺陷動物中的原位異種移植模型都不足以模擬人類疾病,UM的PDX模型可以用來篩選藥物、研究發(fā)病機制和新的治療方案[12]。Némati等[13]從90個摘除的UM(73個原發(fā)腫瘤，17個轉移腫瘤)中獲得了腫瘤樣本，移植到SCID小鼠的肩胛間脂肪墊中，最終獲得了25 個可移植的異種移植物，即成功地建立了UM的異種移植模型。其中，16個模型通過分子和基因分析，被證實了能夠用于臨床前藥理學和生物學的評估。Laurent等[14]比較了這16個異種移植物和對應的原發(fā)腫瘤的基因特征，證實UM異種移植物準確地重現(xiàn)了人類原發(fā)UM的基因特征，并在體內表現(xiàn)出遺傳穩(wěn)定性，在多次傳代中表現(xiàn)出高度的遺傳保守性。說明這些模型可以用作臨床前篩選治療UM藥物的工具。Némati等[15]通過將抗凋亡蛋白Bcl-2/Bcl- 抑制劑S44563作用在UM的PDX模型上，證實了Bcl-2/Bcl- 的靶向治療是一種有望用于治療UM的方法。

3 脈絡膜黑色素瘤小鼠PDX模型

脈絡膜黑色素瘤(choroidal melanoma，CM)是一種成年人較常見的眼內惡性腫瘤，但在亞洲是比較罕見的，有較高的轉移傾向[16]。盡管CM具有典型的臨床特征，但是及早發(fā)現(xiàn)還是十分重要的。由于眼球摘除會導致轉移，故在條件允許下保留眼球是保護CM患者視力的理想治療方案。Lemaitre等[17]建立了CM的異種移植模型，并用達卡巴嗪和依維莫司治療攜帶生長腫瘤的SCID小鼠。最終發(fā)現(xiàn)依維莫司在CM模型中導致了腫瘤停滯，而達卡巴嗪則沒有抗腫瘤效果。

4 結膜黑色素瘤小鼠PDX模型

結膜黑色素瘤(melanoma of conjunctiva)是一種罕見但嚴重的原發(fā)結膜惡性腫瘤。結膜黑色素瘤占所有眼部惡性腫瘤的2%，通常表現(xiàn)為色素結節(jié)或扁平結膜病變[18]。多數(shù)可手術切除，但是放射治療不一定改善手術預后。Lemaitre等[17]建立了結膜黑色素瘤的異種移植模型，并用達卡巴嗪和達拉非尼治療攜帶生長腫瘤的SCID小鼠。最終發(fā)現(xiàn)經(jīng)藥物治療的小鼠上的腫瘤體積與對照組相似。

5 展望

PDX模型向癌癥研究和藥物臨床試驗提供了一個系統(tǒng)的平臺，其作用正被逐漸地重視，更多的領域將受益于這些不斷發(fā)展中的研究，其中也包括眼科腫瘤領域。當然，目前的PDX模型仍存在一些關鍵性問題待解決。隨著進一步的發(fā)展，PDX模型在臨床腫瘤藥物的開發(fā)和評估上會更有價值，在腫瘤生物學研究方面會更準確具體。PDX模型將會成為一個更完整、更有用的平臺。