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

PDX模型

患者來源的腫瘤異體移植（Patient Derived Xenografts, PDX）模型是將來源于腫瘤患者的組織塊或原代細(xì)胞植入免疫缺陷動物體內(nèi)形成的移植瘤模型。PDX模型由于保存了來源患者腫瘤的異質(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)、個體化治療方案篩選和機(jī)制研究的有力工具。

PDO模型

類器官（Organoid）是一種由多種類型細(xì)胞通過自組織方式制備，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”。患者來源的腫瘤類器官 (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)周得到的類器官。腫瘤類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，類器官個體間形態(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。

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（平均3-4個月成瘤）、費用高（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，其實驗結(jié)果與體內(nèi)實驗結(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，更好開展研究，學(xué)術(shù)界發(fā)展出來兩條同一患者來源的體內(nèi)外配對腫瘤模型技術(shù)路線。 

• 配對路線一：PDX/PDXO

PDX來源的類器官（PDX-derived organoid, PDXO) 是用前期構(gòu)建成功的PDX模型腫瘤組織構(gòu)建類器官，PDXO是來自于體內(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，形成同一患者來源的體內(nèi)外配對腫瘤模型[1]。

• 配對路線二：PDO/PDOX

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

兩種路線優(yōu)劣勢的對比

• PDX/PDXO路線：PDX模型構(gòu)建需要的動物房軟硬件條件比高、前期投入費用大、周期長，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)建的腫瘤類器官理論上來說和臨床腫瘤樣本構(gòu)建的類器官差異不大。這條路線適合硬件條件比較好、經(jīng)費充足、對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)建的硬件入門門檻比較低，幾乎在所有的醫(yī)學(xué)生物學(xué)實驗室都能完成。前期投入費用較小、周期短，可以構(gòu)建大量PDO進(jìn)行前期實驗，然后挑選重點的PDO進(jìn)行PDOX構(gòu)建，或者委托第三方代為構(gòu)建。因為類器官的構(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)和原來的三維結(jié)構(gòu)還是會有一定的差異，因此用PDO構(gòu)建的PDX模型理論上來說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)費較少、動物房軟硬件條件一般，對模型保真性要求沒那么高的單位。

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.