發(fā)布日期：2017-09-07
Stewart 等人報道了許多類型的兒科癌癥的小鼠模型的建立方法和分析結(jié)果。研究者們將患者腫瘤活檢得到的細胞移植到免疫缺陷小鼠中，從而獲得 PDX 模型。他們使用幾種技術(shù)來表征這些模型，這些技術(shù)包括顯微鏡和 DNA 序列分析，同時他們還在一些 PDX 模型小鼠上進行藥物測試。研究人員將 PDX 腫瘤細胞凍存起來，之后將這些細胞解凍，并移植到其它小鼠中，以用于將來的分析。其他團隊還創(chuàng)建了不同類型人類腫瘤的 PDX 模型。該領(lǐng)域關(guān)鍵的下一步是建立集中的開放存取庫，以管理和共享來自不同團隊的 PDX 研究數(shù)據(jù)。通過這種方法，我們可以促進識別臨床試驗中可測試的治療方法的進展。
現(xiàn)在科學家們將患者的腫瘤細胞接種到小鼠體內(nèi)，進而建立腫瘤模型，以用于分析和開展藥物測試。目前研究人員已鑒定了一系列小兒實體腫瘤模型，同時相關(guān)數(shù)據(jù)的允許免費獲取。
罕見癌癥的研究面臨著兩方面的挑戰(zhàn)：可用的腫瘤樣本少；缺乏相應(yīng)的小鼠模型。最近科學家們非常成功地開發(fā)了將人類腫瘤細胞高效移植到免疫缺陷小鼠中的癌癥建模技術(shù)。在《自然》（Nature）雜志上，Stewart 等人 對成功接種和生長的小鼠實體瘤進行了全面的分析，并展示了這些模型如何用于篩選罕見癌癥患者的潛在靶向治療。
得益于高效的化療藥物組合，美國僅有不到 20% 的癌癥兒童死于癌癥。這些組合方案是通過高度實證和漸進的臨床試驗而建立起來的。然而，我們和其他癌癥生物學家堅信，只有基本的科學發(fā)現(xiàn)才能產(chǎn)生變革性的進步。我們承認，兒童癌癥的治療比成年人的要有效得多，但仍然需要更好的治療來減輕化療藥物造成的長期副作用。據(jù)美國國家癌癥研究所（US National Cancer Institute）統(tǒng)計，每年年齡在 20 歲以下的癌癥患者的死亡率比 65 歲以上癌癥患者的死亡率低 300-500 倍。
另一個被廣泛接受的信念是癌癥研究需要更多的模型系統(tǒng)，這些模型要便宜、易于操作，并且真實反映人類腫瘤的特征，以改善癌癥靶向。在這方面，缺乏 T、B 和自然殺傷細胞，因而對人類腫瘤細胞排斥能力較弱的免疫缺陷小鼠（裸鼠）成為了接受患者來源腫瘤異種移植物（patient-derived tumour xenograft, PDX）的理想動物模型。利用裸鼠制造 PDX 模型非常簡便，并且可以將裸鼠的腫瘤細胞凍存，解凍后還可以移植到其它小鼠身上。腫瘤細胞也可以用于原位生長，這意味著細胞生長在與人類腫瘤來源的器官對應(yīng)的小鼠組織中（即肺癌細胞接種到裸鼠肺里）。這些腫瘤細胞可以進行遺傳工程，攜帶便于體內(nèi)追蹤的標記分子（如 GFP），并且可以模擬人類腫瘤微環(huán)境的特征。
大多數(shù)原始 PDX 都會死亡。隨著時間的推移，科學家們逐漸了解到，雖然 PDX 比體外生長的細胞系和常規(guī)小鼠腫瘤模型更貼近人類腫瘤特征，但它們也具有一些實質(zhì)性限制。例如，當不同的小鼠被注射同一腫瘤標本的等分試樣時，得到的 PDX 可以具有非常不同的突變、細胞表面標記和轉(zhuǎn)錄譜。用于異種移植的小鼠品系也對 PDX 生物學有很大的影響。因此，不同試驗條件下得到的 PDX 小鼠模型都是不一樣的。PDX 專家們經(jīng)常被問到這個問題：“這些模型是否與原始腫瘤相同？”其實兩者之間差異很大。
至少到目前為止，PDX 的最大優(yōu)點是其造模非常簡單。我們現(xiàn)在可以使用 PDX 研究幾種沒有對應(yīng)的轉(zhuǎn)基因小鼠或細胞株的罕見癌癥模型。由于 PDX 源于人類腫瘤，因而對特定藥物存在抵抗。這可能有助于模擬早期臨床試驗中難治性癌癥的藥物篩選?，F(xiàn)已有 20 多種 PDX 被用于 2 期臨床試驗。這些研究可以表征多個模型的藥物響應(yīng)的異質(zhì)性、用于開發(fā)預(yù)測藥物響應(yīng)的檢測方法，或可用于篩選腫瘤中存在的少數(shù)耐藥細胞。
現(xiàn)在有幾個 PDX 存儲庫，含有數(shù)百個甚至數(shù)千個來源于接受過化療或靶向治療患者的腫瘤。這些庫中的一些是開源的（可免費提供模型），包含 400 多個成人實質(zhì)腫瘤 PDX 和 300 個兒科和成人血液腫瘤 PDX，以及其他研究團隊創(chuàng)造的大量數(shù)據(jù)。在兒童實質(zhì)瘤網(wǎng)絡(luò)計劃（Childhood Solid Tumour Network）中，Stewart 等人建立了 60 多種兒科實質(zhì)腫瘤的 PDX 模型。
Stewart 等人貢獻了非常多的數(shù)據(jù)。他們通過原位生長獲得了 15 種腫瘤的 148 個標本，并報告了 1173 個細胞涂片的免疫組織化學分析結(jié)果，102 個 PDX 的全基因組序列結(jié)果和轉(zhuǎn)錄譜。他們還報告了目標基因組區(qū)域的廣泛靶向 DNA 測序；分析了結(jié)合 DNA 的組蛋白的 9 種不同的修飾情況；對 PDX 進行了電子顯微鏡掃描；并生成了 5 種 PDX 的腫瘤細胞系。他們的藥物篩選測試產(chǎn)生了 50 萬個以上的數(shù)據(jù)點。他們進行的體內(nèi)研究包括：多個 PDX 細胞系的基因工程標記細胞，進行成像；一項小鼠研究藥物治療劑量；以及兩個小鼠研究調(diào)查多個藥物聯(lián)用的劑量及療效。這樣一個內(nèi)容豐富的數(shù)據(jù)集為該領(lǐng)域的研究人員進一步調(diào)查 Stewar 等人發(fā)現(xiàn)的突變、轉(zhuǎn)錄特征和藥物敏感性奠立了基礎(chǔ)。
最大程度地發(fā)揮 PDX 在科學發(fā)現(xiàn)上的潛力需要非凡的透明度、標準化和開放獲取模式。作為研究經(jīng)費的使用者、癌癥患者的保護者，我們責無旁貸。兒童實質(zhì)瘤網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)對多種兒童實質(zhì)腫瘤建模，其中包括 Stewart 等人建立的模型，并免費提供，并已經(jīng)將它們分發(fā)給了 11 個國家的 120 多名研究者。其他研究中心也可以學習 Stewart 等人的研究方法。兒童實質(zhì)瘤領(lǐng)域的下一步將是建立一個更大的 PDX 庫聯(lián)盟、統(tǒng)一戰(zhàn)線、合作表征 PDX 模型，建立數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)設(shè)施。
Stewart 等人對一般腫瘤，特別是兒童實質(zhì)瘤模型的建立做出了突出貢獻。迄今為止，他們提供了最全面的 PDX 存儲庫之一。 他們貢獻的大量數(shù)據(jù)集將為世界各地的調(diào)查人員提供參考，并推動學界的分享文化，使所有人受益。
參考文獻
《Orthotopic patient-derived xenografts of paediatric solid tumours》
來源：生物360（微信號 bio360）
