PDXO模型

PDXO模型及其優(yōu)勢

• PDXO是以PDX腫瘤組織為來源構(gòu)建的3D類器官模型。通過采用與患者衍生類器官(PDOs)相似的方法構(gòu)建，在基因突變譜、分子表型、組織病理特征等維度精確復(fù)現(xiàn)原始腫瘤的基因遺傳、分子和結(jié)構(gòu)特征，是接近人體真實腫瘤環(huán)境的一種體外模型。
  1、高度臨床相關(guān)性
  PDXO是以腫瘤細(xì)胞為基礎(chǔ)衍生而來的具有三維結(jié)構(gòu)特征的微型組織，因而它能夠忠實地重現(xiàn)原始腫瘤病灶內(nèi)的基因遺傳、分子生物學(xué)和組織病理學(xué)特征，并高效展現(xiàn)腫瘤內(nèi)部的組織架構(gòu)特征。
  2、高通量與擴展性
  通過采用標(biāo)準(zhǔn)化的培養(yǎng)方案與體系， PDXO模型平臺具備了一定的擴展性，使其能夠滿足大規(guī)模藥敏篩查需求，并輸出可重復(fù)性的數(shù)據(jù)結(jié)果。
  3、體內(nèi)外結(jié)果一致性
  使用 PDXO 模型獲得的體外藥物反應(yīng)結(jié)果，能夠準(zhǔn)確反映相同 PDX 模型在體內(nèi)藥效試驗中對受試藥物的反應(yīng)。因此，在進行 PDX 體內(nèi)藥效評價實驗前，可利用 PDXO 模型對候選化合物進行大規(guī)模體外藥敏篩選，既節(jié)約實驗成本，又提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，實現(xiàn)體內(nèi)外實驗結(jié)果的有效驗證。
  4、分子與細(xì)胞層面操作適用性
  與其他體外模型類似，PDXO 模型適用于分子和細(xì)胞層面的表征檢測與改造操作，為深入研究藥物作用機制和腫瘤生物學(xué)特性提供了便利。

PDXO模型的應(yīng)用

• 藥效評價
  PDXO的主要用途將是藥物療效的評價，用于藥物發(fā)現(xiàn)與藥理學(xué)研究。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要建立一個PDXO的生物信息樣本庫。這個生物信息樣本庫應(yīng)該涵蓋所有主要的癌癥類型，在每個癌癥類型下都應(yīng)該有多個經(jīng)過充分驗證的PDXO。庫內(nèi)每個PDXO模型都會進行充分的表征檢測并做相應(yīng)注釋（PDX對應(yīng)物也是如此），每個模型的生物信息特征會被提取，用于歸類分組，從而建立代表不同癌癥患者群體特征的模型樣本集合。
• 藥物篩選
  目前，PDXO的一個應(yīng)用場景是在使用PDX模型進行體內(nèi)藥效評價之前，先使用對應(yīng)的PDXO對候選化合物進行大規(guī)模的體外篩選。因為PDXO能夠重現(xiàn)相同PDX所具有的關(guān)鍵特征，從而實現(xiàn)了體外PDXO模型藥效評價結(jié)果對于體內(nèi)PDX模型腫瘤反應(yīng)的預(yù)測。這種方式不但可以評估大量感興趣的藥物的療效性能，而且產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果還可以用于優(yōu)化首選化合物的選擇，同時還可以與后續(xù)的體內(nèi)實驗結(jié)果相互印證，從而獲得更加準(zhǔn)確可信的評價結(jié)果。

美迪西的腫瘤類器官（PDXO）模型構(gòu)建能力

• 截至2025年3月，美迪西已從PDX生物庫建立了30多種PDXO模型，涵蓋結(jié)腸癌、胃癌、胰腺癌、肺癌、肝癌等多種癌癥類型，完成了明場照片分析、病理學(xué)HE染色分析和全外顯子測序。另外，我們完成了針對PDXO模型的藥敏檢測實驗（CTG_3D法），并可以對相應(yīng)的模型進行其他生物學(xué)檢測與改造等實驗操作（如病毒轉(zhuǎn)染），為藥物研發(fā)提供了強有力的技術(shù)支持。
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PDXO模型服務(wù)案例

• 以一例人結(jié)腸癌PDXO為例，對模型的表征包括明場照片、H&E染色與全外顯子測序（WES），測序結(jié)果會與對應(yīng)的PDX模型進行對比，結(jié)果證實PDXO 保留了其 PDX 對應(yīng)物中存在的腫瘤相關(guān)突變。在預(yù)實驗中，使用Cell Titer Glo (CTG) 3D法和明場拍照獲得的體外藥敏檢測數(shù)據(jù)顯示，所選PDXO模型對伊立替康（Irinotecan）更敏感，而這一結(jié)果在之后的使用相同PDX模型進行的體內(nèi)藥效實驗中得到印證，體內(nèi)體外實驗結(jié)果一致。
  

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FAQs

• 什么是PDX模型？

  PDX模型，全稱為Patient Derived Xenograft，即病人來源的異種移植腫瘤模型。它是通過在免疫缺陷小鼠體內(nèi)移植培養(yǎng)來自癌癥患者的部分腫瘤組織構(gòu)建而成。PDX模型能夠忠實復(fù)刻病人體內(nèi)腫瘤組織的遺傳、表型、分子生物學(xué)以及病理組織結(jié)構(gòu)等復(fù)雜特征，因而被公認(rèn)為預(yù)測臨床結(jié)果較好的體內(nèi)模型。

• 什么是PDXO模型？

  PDXO，全稱為Patient-derived xenograft organoid，即病人來源移植瘤類器官模型。PDXO模型是以PDX腫瘤組織為基礎(chǔ)開發(fā)而來的體外腫瘤類器官模型。PDXO模型的建立方法與PDO模型（病人來源的腫瘤類器官）構(gòu)建方法類似，是通過將來源于PDX組織內(nèi)的腫瘤干細(xì)胞定植嵌入Matrigel當(dāng)中，在富含定制生長因子的培養(yǎng)基環(huán)境中進行3D培養(yǎng)。成功構(gòu)建的腫瘤類器官組織與和PDX模型一樣，能夠高度復(fù)刻病人來源處腫瘤組織的遺傳、表型和組織結(jié)構(gòu)特征，并在體外傳代培養(yǎng)中保持性狀穩(wěn)定，因而被認(rèn)為是具臨床相關(guān)性的良好體外模型。

• 什么是類器官模型？

  類器官 (Organoids) 是一種 3D 細(xì)胞培養(yǎng)物，具有與人體器官高度相似的組織學(xué)特征，并能在體外重現(xiàn)其生理功能。它們能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞的增殖分化、自我更新與自組裝，并且可以長期培養(yǎng)，同時在培養(yǎng)過程中保持遺傳物質(zhì)穩(wěn)定。

  相較于傳統(tǒng)的2D組織培養(yǎng)，類器官模型是一項全新的技術(shù)。它的優(yōu)點包括：
  （1）能夠高度重現(xiàn)原始健康或疾病狀態(tài)下器官的細(xì)胞組成、三維結(jié)構(gòu)與生理功能表現(xiàn)特征；
  （2）適合分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)水平的檢測與編輯手段，并且適配高通量篩選等檢測應(yīng)用。

  因此，類器官被認(rèn)為是非常適合研究不同臟器組織生理變化過程的高級體外模型。另外，與動物模型相比，類器官模型還具備了操作簡便的優(yōu)點，也更適用于對疾病發(fā)生與進展方面的機理性探索。目前，類器官已被廣泛應(yīng)用于藥物發(fā)現(xiàn)、藥物的毒性與安全性測試、精準(zhǔn)醫(yī)療與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究、疾病進展的激勵性研究等領(lǐng)域。

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