《眼科新进展》  2019年7期 695-697   出版日期：2019-07-05   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R

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人源性肿瘤异种移植模型在眼科的应用进展


        人源性肿瘤异种移植模型(patient-derived xenograft model,PDX)也称PDX模型，是一种将患者体内的新鲜肿瘤组织或细胞直接移植到免疫缺陷小鼠身上的肿瘤移植模型。
        PDX模型通常能保留其供体肿瘤的大部分组织学和基因的特征，并在传代中保持稳定性^［1］。PDX模型常被用于转化癌症研究，目前已广泛应用于临床前药物评估、生物标记鉴定、生物研究和个性化治疗等方面。Cassidy等^［2］认为临床前模型往往无法捕捉到人类恶性肿瘤的多样性，同时也缺乏临床前瞻性，PDX模型能够保持原始肿瘤分子异质性的特点，很大程度上能概括人类肿瘤的多基因组结构，但不能完全解释肿瘤微环境的异质性。因此，PDX模型在癌症生物学基础和转化研究中具有重要意义，在对基质或恶性肿瘤免疫驱动的研究中的作用可能是有限的。此外，PDX模型从多个角度表现出人类肿瘤的复杂性，代表了个性化医疗发展的新机会^［3］。PDX模型保留了原代肿瘤的组织病理、基因组特性和药物敏感性，可以作为患者“替身”来研究药物反应^［4］。
        在眼科肿瘤领域，PDX模型的应用能够帮助了解认识眼部肿瘤的发病机制和生物学特征，有助于药物的筛选及治疗方案的评估。本文就PDX模型在眼科的应用进行简要综述。
1　视网膜母细胞瘤小鼠PDX模型
        视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，RB）是一种常在婴幼儿时期发生的罕见原发性眼内恶性肿瘤。RB一直都是作为肿瘤领域的基石，包括了肿瘤诊断、分类和治疗等许多方面^［5］。目前针对RB的治疗主要是以保存眼球和尽可能降低对视力的损伤为目标，例如动脉和静脉内的化学治疗等靶向化学治疗已经显示出令人满意的效果^［6］。
        许多药物难以进入眼内发挥药效，如何应对入侵玻璃体和视网膜下液的肿瘤细胞仍是一个具有挑战性的问题。体外试验在新药的临床前筛选中发挥重要作用，但是仍存在许多局限性。例如，体外试验缺少肿瘤细胞受到与人体内环境和基质的相互作用的影响因素，而动物模型则能够提供模拟人体内微环境的条件，因此动物模型是肿瘤领域临床前试验十分重要的一个环节。另外，肿瘤动物模型还有助于了解一些肿瘤的发生过程和治疗方案的评估^［7］。
        Aerts等^［8］从14例RB患者摘除的眼球中获得了肿瘤组织，直接皮下植入裸鼠的肩胛区域，最终获得了3种异种移植模型，并通过对这些模型的组织学和基因组方面的评估，证实了异种移植物保留了RB的基因组特征。卡铂和依托泊苷被用来验证这些模型能否用来进行药物试验，模型对药物的敏感性显示出临床RB的许多特征。但是，由于该模型的建立并非是在眼内而是在裸鼠的肩胛区域，实验结果与临床应用仅存在部分相关性。
        Assayag等^［9］利用已经建立好的RB的PDX模型进一步证实了卡铂和贝伐单抗联合治疗RB的重要性，为这种组合在临床治疗RB的应用中提供了有力的理论基础。这项研究结果为临床前研究和临床研究开辟了一大片领域，旨在对儿童RB的治疗中取得突破进展。
        Cassoux等^［7］将先前由Aerts等^［8］描述的异种移植模型上的皮下肿瘤细胞注射到免疫缺陷小鼠的视网膜下间隙中，开发了RB的原位小鼠模型。并通过光学相干断层成像（optical coherence tomography，OCT）显示出视网膜肿瘤的发展。该模型的局限性主要是移植物是异位肿瘤移植细胞，而不是直接取自患者的肿瘤细胞。Lemaitre等^［10］通过同样的方法获得了原位RB小鼠模型，发现在重度联合免疫缺陷（severe combined immune deficiency，SCID）小鼠中获得了最好的肿瘤移植率，而在免疫感受态小鼠中未获得肿瘤的生长。
        迄今为止，还没有能够表现出所有人类RB特征的理想的异种移植模型出现。将肿瘤移植物植入视网膜下为治疗RB药物的筛选提供了有效的模型。
2　葡萄膜黑色素瘤小鼠PDX模型
        葡萄膜黑色素瘤（uveal melanoma，UM）是成人最常见的原发性眼内恶性肿瘤。多达50%的原发性UM患者最终会发生转移，目前对转移性UM仍缺乏有效的系统性治疗手段^［11］。在临床前研究中，常用的3种主要类型癌症模型有：基因工程模型（genetically engineered model，GEM）、源自人肿瘤细胞系的异种移植物以及PDX模型；现有的动物模型包括基因工程小鼠和免疫缺陷动物中的原位异种移植模型都不足以模拟人类疾病,UM的PDX模型可以用来筛选药物、研究发病机制和新的治疗方案^［12］。Némati等^［13］从90个摘除的UM（73个原发肿瘤，17个转移肿瘤）中获得了肿瘤样本，移植到SCID小鼠的肩胛间脂肪垫中，最终获得了25 个可移植的异种移植物，即成功地建立了UM的异种移植模型。其中，16个模型通过分子和基因分析，被证实了能够用于临床前药理学和生物学的评估。Laurent等^［14］比较了这16个异种移植物和对应的原发肿瘤的基因特征，证实UM异种移植物准确地重现了人类原发UM的基因特征，并在体内表现出遗传稳定性，在多次传代中表现出高度的遗传保守性。说明这些模型可以用作临床前筛选治疗UM药物的工具。Némati等^［15］通过将抗凋亡蛋白Bcl-2/Bcl- 抑制剂S44563作用在UM的PDX模型上，证实了Bcl-2/Bcl- 的靶向治疗是一种有望用于治疗UM的方法。
3　脉络膜黑色素瘤小鼠PDX模型
        脉络膜黑色素瘤（choroidal melanoma，CM）是一种成年人较常见的眼内恶性肿瘤，但在亚洲是比较罕见的，有较高的转移倾向^［16］。尽管CM具有典型的临床特征，但是及早发现还是十分重要的。由于眼球摘除会导致转移，故在条件允许下保留眼球是保护CM患者视力的理想治疗方案。Lemaitre等^［17］建立了CM的异种移植模型，并用达卡巴嗪和依维莫司治疗携带生长肿瘤的SCID小鼠。最终发现依维莫司在CM模型中导致了肿瘤停滞，而达卡巴嗪则没有抗肿瘤效果。
4　结膜黑色素瘤小鼠PDX模型
        结膜黑色素瘤（melanoma of conjunctiva）是一种罕见但严重的原发结膜恶性肿瘤。结膜黑色素瘤占所有眼部恶性肿瘤的2%，通常表现为色素结节或扁平结膜病变^［18］。多数可手术切除，但是放射治疗不一定改善手术预后。Lemaitre等^［17］建立了结膜黑色素瘤的异种移植模型，并用达卡巴嗪和达拉非尼治疗携带生长肿瘤的SCID小鼠。最终发现经药物治疗的小鼠上的肿瘤体积与对照组相似。
5　展望
        PDX模型向癌症研究和药物临床试验提供了一个系统的平台，其作用正被逐渐地重视，更多的领域将受益于这些不断发展中的研究，其中也包括眼科肿瘤领域。当然，目前的PDX模型仍存在一些关键性问题待解决。随着进一步的发展，PDX模型在临床肿瘤药物的开发和评估上会更有价值，在肿瘤生物学研究方面会更准确具体。PDX模型将会成为一个更完整、更有用的平台。