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PDX模型和類(lèi)器官在腫瘤研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)越來(lái)越多，PDX，PDO，PDXO，PDOX，看著都差不多，有點(diǎn)傻傻的分不清。今天就給大家來(lái)捋一捋！

PDX模型

患者來(lái)源的腫瘤異體移植（Patient Derived Xenografts, PDX）模型是將來(lái)源于腫瘤患者的組織塊或原代細(xì)胞植入免疫缺陷動(dòng)物體內(nèi)形成的移植瘤模型。PDX模型由于保存了來(lái)源患者腫瘤的異質(zhì)性和微環(huán)境，其藥效學(xué)結(jié)果與臨床治療結(jié)果一致性高達(dá)90%，是腫瘤新藥研發(fā)、個(gè)體化治療方案篩選和機(jī)制研究的有力工具。

PDO模型

類(lèi)器官（Organoid）是一種由多種類(lèi)型細(xì)胞通過(guò)自組織方式制備，能夠模擬原生器官結(jié)構(gòu)和功能的體外三維“微器官模型”。患者來(lái)源的腫瘤類(lèi)器官 (Patient-Derived Organoids, PDOs) 是指將患者活檢、穿刺或手術(shù)切除的腫瘤組織在體外三維培養(yǎng)數(shù)周得到的類(lèi)器官。腫瘤類(lèi)器官在高度保持源腫瘤的異質(zhì)性和患者之間的異質(zhì)性的同時(shí)，類(lèi)器官個(gè)體間形態(tài)、尺度保持基本均一，為腫瘤發(fā)病機(jī)理研究、藥物篩選、個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供了快速、優(yōu)良的技術(shù)平臺(tái)。

PDX和PDO的不足

雖然PDX模型藥效結(jié)果與臨床一致性高達(dá)90%，但是模型構(gòu)建成功率低（不到50%）、周期長(zhǎng)（平均3-4個(gè)月成瘤）、費(fèi)用高（500-700美元/只）等原因，臨床患者可及率低，也不利于抗癌藥物的大規(guī)模初篩。PDO是腫瘤體外模型，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果還存在著一定的差異，有些藥物（比如體內(nèi)代謝的前體藥物）不太適合用體外模型篩查。為了彌補(bǔ)PDX和PDO的不足，更好開(kāi)展研究，學(xué)術(shù)界發(fā)展出來(lái)兩條同一患者來(lái)源的體內(nèi)外配對(duì)腫瘤模型技術(shù)路線。 

• 配對(duì)路線一：PDX/PDXO

PDX來(lái)源的類(lèi)器官（PDX-derived organoid, PDXO) 是用前期構(gòu)建成功的PDX模型腫瘤組織構(gòu)建類(lèi)器官，PDXO是來(lái)自于體內(nèi)PDX的體外模型。這種技術(shù)路線是先構(gòu)建PDX模型，再構(gòu)建PDXO，形成同一患者來(lái)源的體內(nèi)外配對(duì)腫瘤模型[1]。

• 配對(duì)路線二：PDO/PDOX

腫瘤類(lèi)器官來(lái)源的PDX模型（Patient-derived organoids-based xenograft，PDOX）是指將腫瘤類(lèi)器官（PDO）細(xì)胞移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)建立起來(lái)的PDX模型。這種技術(shù)路線是先構(gòu)建PDO模型，再構(gòu)建PDOX，形成同一患者來(lái)源的體內(nèi)外配對(duì)腫瘤模型。

兩種路線優(yōu)劣勢(shì)的對(duì)比

• PDX/PDXO路線：PDX模型構(gòu)建需要的動(dòng)物房軟硬件條件比高、前期投入費(fèi)用大、周期長(zhǎng)，但是PDX能較好的保種腫瘤的異質(zhì)性和微環(huán)境，能更好的重現(xiàn)來(lái)源患者腫瘤的生理學(xué)特征。利用PDX模型組織構(gòu)建的腫瘤類(lèi)器官理論上來(lái)說(shuō)和臨床腫瘤樣本構(gòu)建的類(lèi)器官差異不大。這條路線適合硬件條件比較好、經(jīng)費(fèi)充足、對(duì)模型保真性要求比較高的單位。

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• PDO/PDOX路線：PDO模型構(gòu)建的硬件入門(mén)門(mén)檻比較低，幾乎在所有的醫(yī)學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室都能完成。前期投入費(fèi)用較小、周期短，可以構(gòu)建大量PDO進(jìn)行前期實(shí)驗(yàn)，然后挑選重點(diǎn)的PDO進(jìn)行PDOX構(gòu)建，或者委托第三方代為構(gòu)建。因?yàn)轭?lèi)器官的構(gòu)建需要將腫瘤組織消化成細(xì)胞，破壞了腫瘤組織原有的三維結(jié)構(gòu)和微環(huán)境，細(xì)胞在基質(zhì)膠等水凝膠內(nèi)自組裝后的三維結(jié)構(gòu)和原來(lái)的三維結(jié)構(gòu)還是會(huì)有一定的差異，因此用PDO構(gòu)建的PDX模型理論上來(lái)說(shuō)在保真性上不如患者腫瘤組織構(gòu)建的PDX模型。這條路線適合經(jīng)費(fèi)較少、動(dòng)物房軟硬件條件一般，對(duì)模型保真性要求沒(méi)那么高的單位。

參考文獻(xiàn)：

[1] Cai EY, Garcia J, Liu Y, Vakar-Lopez F, Arora S, Nguyen HM, Lakely B, Brown L, Wong A, Montgomery B, Lee JK, Corey E, Wright JL, Hsieh AC, Lam HM. A bladder cancer patient-derived xenograft displays aggressive growth dynamics in vivo and in organoid culture. Sci Rep. 2021 Feb 25;11(1):4609. doi: 10.1038/s41598-021-83662-7. PMID: 33633154; PMCID: PMC7907272.

[2] Jacob F, Salinas RD, Zhang DY, Nguyen PTT, Schnoll JG, Wong SZH, Thokala R, Sheikh S, Saxena D, Prokop S, Liu DA, Qian X, Petrov D, Lucas T, Chen HI, Dorsey JF, Christian KM, Binder ZA, Nasrallah M, Brem S, O'Rourke DM, Ming GL, Song H. A Patient-Derived Glioblastoma Organoid Model and Biobank Recapitulates Inter- and Intra-tumoral Heterogeneity. Cell. 2020 Jan 9;180(1):188-204.e22. doi: 10.1016/j.cell.2019.11.036. Epub 2019 Dec 26. PMID: 31883794; PMCID: PMC7556703.