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癌症基因组研究质疑小鼠癌症模型—它们真的有效吗?


    “这一假设的前提在于PDX能反映了患者体内大部分肿瘤的情况。但是,肿瘤基因组发生了极大的变化,”                                


      近年来在癌症研究中,一些研究人员将人类癌细胞接种到小鼠内,构建出了被称为异种移植物(PDX)的小鼠模型,这些模型可以作为个体患者的“化身”,预先检测化疗对人体产生的影响,从而有利于为患者制定个体化的癌症定制治疗计划。


      然而公布在10月9日的Nature Genetics杂志上的一项最新研究指出,将人类癌细胞移植到小鼠中会改变细胞的进化,重塑了肿瘤的基因组,从而也影响了化疗的反应。


      这项研究由哈佛麻省Broad研究院癌症项目的负责人Todd Golub和Rameen Beroukhim领导完成,他们通过针对超过1000种小鼠癌症模型的分析,挑战了这些模型在预测患者对治疗反应方面的能力。


      “这一假设的前提在于PDX能反映了患者体内大部分肿瘤的情况。但是,肿瘤基因组发生了极大的变化,”Golub说。


      什么是PDX?


      体内临床前动物模型在癌症治疗中有重要的用途, 是评估抗肿瘤药物临床前疗效和预测药物毒性的有效工具。一些最好的临床前乳腺癌动物模型,是通过向动物体内注射人类肿瘤而制备出来的,这些动物通常是小鼠。这些动物模型就被称为病人来源的异种移植物(patient derived xenografts, PDX)模型。 


      一些研究表明,PDX不仅能忠实地保留患者肿瘤的分子表型和基因型变化,而且能够再现原发肿瘤的异质性,因此被应用于肿瘤耐药机制和抗肿瘤药物筛选的研究。这种模型保持了患者肿瘤基因表达模式、突变状态、药物反应和肿瘤结构等生物学特性, 在临床肿瘤治疗转化医学研究中具有重要的作用。 


      为此美国国家癌症研究所已经开发了一个包含100多个PDXs的文库,供研究人员采用,欧洲科学家也已经启动了EurOPDX,这个项目包括超过1500种涉及30多种肿瘤类型的模型,同时Champions Oncology of Hackensack这家公司也开始为个体患者,以及制药公司提供小鼠肿瘤模型检测。 


      然而并没有动物模型是完美的,研究人员其实也早就认识到PDX有局限性,他们也相应的采取了一些措施,例如,为了避免免疫系统对外来肿瘤的免疫攻击,PDX通常被移植到缺乏功能性免疫系统的小鼠中,但这会影响科学家对免疫细胞如何与肿瘤相互作用能力的研究分析,目前由于与免疫系统系统有关的癌症疗法的成功,这一领域越来越受到关注。


      此外,PDX也可能需要几个月才能产生出来,这个时间太长,无法帮助患者制定及时的治疗方案。


      在最新这篇文章中,Golub和Rameen Beroukhim等人分析了PDX随时间变化而出现的改变,他们分析了植入小鼠的肿瘤细胞的数据,然后再收集这些细胞,重新植入到新的小鼠中,甚至有时多次循环。


      从中研究人员分析了细胞中某个基因的拷贝数变化,他们们对代表24种癌症类型的,超过1000种PDX样品进行了这样的检测。


    (本文转载生物通)


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