PDX模型(Patient-Derived Tumor Xenograft)通過將患者腫瘤組織移植至免疫缺陷小鼠體內(nèi),構(gòu)建出高度保留原發(fā)腫瘤異質(zhì)性和生物學(xué)特性的移植瘤模型。其制作流程可分為樣本獲取與預(yù)處理、小鼠準備與移植、移植瘤監(jiān)測與傳代三大核心階段,具體操作如下:
一、樣本獲取與預(yù)處理
樣本來源
手術(shù)切除的腫瘤組織、活檢樣本或惡性胸腹水沉淀物。
優(yōu)先選擇新鮮樣本(離體時間≤2小時),避免凍存后成瘤率下降;化療后樣本因細胞活性降低,移植成功率顯著降低。
預(yù)處理操作
清洗與剔除:將組織置于含雙抗的PBS緩沖液中,剔除壞死組織和正常組織,減少非腫瘤細胞干擾。
組織分塊:
預(yù)留樣本:取部分組織(150-300mm³)置于福爾馬林中固定(用于病理分析)或液氮凍存(作為備份)。
移植用組織:剩余組織剪成20-30mm³小塊(異位移植)或<1mm³微塊(原位移植,如腎包膜下接種)。
基質(zhì)膠包裹:原位移植前,將微塊用基質(zhì)膠包裹以增強黏附性,提高成瘤率。
二、小鼠準備與移植
小鼠品系選擇
重度免疫缺陷小鼠:如NOD/SCID、NSG(NOD-scid-Il2rgnull)或NCG(NOD/ShiltJGpt-Prkdcem26Cd52Il2rgem26Cd22/Gpt)小鼠,因缺乏T、B、NK細胞,移植成功率更高。
血液瘤模型:需全身輻照進一步抑制免疫系統(tǒng),防止排斥反應(yīng)。
移植方式
異位移植(皮下接種):
操作:將組織塊用套針接種至小鼠腋下背部或后腿部皮下,每只小鼠可接種2-4個部位。
優(yōu)勢:操作簡單,便于觀察腫瘤生長;血供豐富區(qū)域(如腋窩)成瘤率更高。
原位移植:
腎包膜下接種(SRC):
麻醉小鼠后,在肋脊角靠下位置備皮、消毒。
切開皮膚,分離皮下和側(cè)腹膜,暴露腎臟。
用鑷子戳開腎被膜,將2-3塊微塊腫瘤組織送入腎被膜下。
縫合腹膜、皮下組織和皮膚,消毒后放回飼養(yǎng)籠。
優(yōu)勢:模擬原發(fā)腫瘤微環(huán)境,成瘤率更高(尤其適用于肝癌等實體瘤)。
血液瘤移植:
尾靜脈注射:將患者骨髓或外周血分離的腫瘤細胞經(jīng)尾靜脈注入,模擬全身擴散。
肝內(nèi)注射:直接注入肝臟,縮短成瘤周期,但手術(shù)技術(shù)要求高。
三、移植瘤監(jiān)測與傳代
生長監(jiān)測
定期觀察:每日檢查小鼠健康狀態(tài),記錄腫瘤出現(xiàn)時間。
體積測量:腫瘤生長至5mm×5mm時,用游標卡尺測量長徑(L)和短徑(W),按公式
V=21?×L×W2 計算體積。
成瘤標準:體表瘤生長至800-1000mm³時處死小鼠,取瘤組織標記為F1代;無可見成瘤動物觀察4-6個月,未成瘤視為失敗。
傳代培養(yǎng)
F1代處理:取F1代腫瘤組織,重復(fù)上述移植步驟,構(gòu)建F2代,依此類推。
樣本保存:每代移植瘤均需凍存部分組織(液氮或-80℃),保留基因組DNA、RNA和蛋白樣本,以備后續(xù)分析。
質(zhì)量控制:通過病理學(xué)分析、基因表達檢測等驗證傳代瘤與原發(fā)腫瘤的一致性。
四、關(guān)鍵影響因素與優(yōu)化策略
成瘤率提升
組織大?。哼m中體積(20-30mm³)平衡細胞數(shù)量與營養(yǎng)供應(yīng),避免過大導(dǎo)致中心壞死。
移植部位:腎包膜下因血供豐富,成瘤率顯著高于皮下。
小鼠品系:NSG小鼠因免疫缺陷更徹底,成瘤率優(yōu)于NOD/SCID小鼠。
操作規(guī)范
無菌環(huán)境:所有操作在SPF動物房超凈臺內(nèi)完成,防止感染導(dǎo)致小鼠死亡。
麻醉與鎮(zhèn)痛:原位移植需嚴格麻醉小鼠,術(shù)后注射鎮(zhèn)痛劑減少應(yīng)激。
快速處理:樣本離體后盡快處理,避免細胞活性下降。
五、應(yīng)用與局限性
應(yīng)用:PDX模型廣泛用于藥物篩選(臨床相關(guān)性達87%-90%)、個性化治療預(yù)測及腫瘤機制研究。
局限性:構(gòu)建周期長(4-6個月)、成本高,且部分癌種(如皮膚T細胞淋巴瘤)早期階段難以成瘤。