从PDO到PDX：异种移植模型如何破解肿瘤精准治疗与药物筛选难题？
在肿瘤研究与治疗领域，患者来源类器官（PDO）和患者来源异种移植（PDX）模型正成为精准医疗的强大引擎。它们不仅保留了肿瘤的异质性和微环境特征，更在药物开发与个体化治疗策略中扮演着关键角色。
传统的肿瘤模型，如永生化细胞系，虽成本低廉，但无法反映肿瘤空间异质性；而PDX模型虽能模拟微环境，却存在人鼠免疫差异和耗时耗资等问题。
相比之下，乳腺癌PDO在基因表达谱分析中显示与原始肿瘤高达90%的匹配度，尤其在ER+/HER2+亚型中成功率达85%。
PDO模型通过干细胞自组织形成的三维结构，精准保留了亲代肿瘤的基因组特征和病理表型，成为突破性研究工具。而PDX模型则直接将患者的肿瘤组织植入免疫缺陷鼠体内，更好地保留了肿瘤异质性和微环境。
模型进阶：PDO与PDX的技术革新
近年来，PDO和PDX模型的技术不断发展和完善。从PDO到PDX衍生类器官（PDxO），再到患者类器官异种移植（PDOX），各类模型各有其特点和应用场景。
PDX衍生类器官（PDxO）将PDX组织重新解离培养，解决原代肿瘤取材限制，使三阴性乳腺癌（TNBC）类器官建系成功率提升至78%。
技术创新不止于此。通过共培养血管内皮细胞或免疫细胞（如CAR-T），研究人员能够实现药物渗透性和免疫治疗响应评估。微流控技术整合机械刺激，还能再现肿瘤转移过程。类器官培养周期仍需4-6周，且成本较高，这些仍是当前面临的挑战。
精准治疗
预测患者药物反应PDO和PDX模型在预测患者药物反应方面展现出显著优势。高通量筛选证实，PDO对PARP抑制剂（BRCA+）和Alpelisib（PIK3CA+）的敏感性预测准确率超80%。在KEYNOTE-522试验的临床前验证中，PDO成功预测了Pembrolizumab在三阴性乳腺癌中的疗效差异。这意味着类器官模型能够有效指导免疫治疗的应用。
对于胰腺癌这种难以治疗的癌症类型，POD和PDOX模型同样显示出价值。研究成功从7例PDAC标本中建立了5个PDO，成功率为71%，并利用这些PDO建立了4个PDOX模型。
这些模型保留了原始肿瘤的组织学特征和基因特征，为个性化治疗提供了良好平台。
药物筛选
加速抗癌药物开发在药物筛选方面，PDO和PDX模型具有独特优势。研究人员可以对PDO进行111种一线化疗药物的高通量筛选，结果显示不同PDO对药物的敏感性差异显著。
PDxO药物反应与体内反应高度一致，这种一致性使得PDxO能够准确预测PDX中的药物反应，并用于确定乳腺癌的新治疗方案。值得一提的是，PDO与免疫细胞的共培养系统为评估免疫治疗效果提供了有效的平台。研究发现PD-1抑制剂pembrolizumab对PD-L1阳性的PDO有明显的肿瘤杀伤作用，能激活免疫细胞释放细胞因子。
挑战与局限
模型技术的不足尽管PDO和PDX模型展现出巨大潜力，但仍存在一些挑战和局限。当前类器官面临培养周期长（4-6周）、成本高等问题。而且，类器官模型仍然存在基质成分缺失、血管化不足等问题。这对于完全模拟肿瘤微环境是一个障碍。在PDX模型中，人类基质细胞会被小鼠基质取代，虽然可以将人类免疫细胞移植到PDX中，但存在免疫移植变异性和肿瘤-免疫相互作用功能不确定的问题。
对于PDxO系统，虽然小鼠细胞会被移除，但某些肿瘤吸收入侵性基质的能力可能会影响类器官的生长能力，从而限制了对不同药物的测试。
未来展望：类器官模型的发展方向
未来，PDO和PDX模型的发展将聚焦于多个方向。自动化生物打印提升通量、单细胞测序指导个体化用药、以及类器官库的标准化建设将是重点发展领域。开发保留基质-免疫组分的共培养体系，并结合微流控芯片等技术模拟动态肿瘤微环境，也是重要的研究方向。此外，PDO和PDX模型的结合使用可能会带来更好的效果。研究表明，PDO和PDOX可作为平行的临床前模型，预测临床治疗反应，指导个性化治疗方案的制定。
随着这些技术的不断发展和完善，PDO和PDX模型将在精准医疗中发挥越来越重要的作用，为肿瘤患者带来更多希望。随着未来自动化生物打印提升通量、单细胞测序指导个体化用药以及类器官库的标准化建设推进，这些模型将加速精准医学从实验室到临床的跨越。无论是指导临床用药还是加速新药研发，PDO和PDX模型都正在重塑肿瘤治疗的格局。它们打破了传统模型的局限，为我们理解肿瘤异质性和复杂性提供了前所未有的窗口。
未来的肿瘤治疗，将因为这些模型而变得更加精准、高效。
来源：
https://www.ebiotrade.com/NEWSF/2025-8/20250826082026366.htm
https://www.ebiotrade.com/NEWSF/2025-8/20250830082329503.htm
https://www.ebiotrade.com/NEWSF/2025-2/20250227045308225.htm
https://www.ebiotrade.com/NEWSF/2025-2/20250227045308225.htm