人源肿瘤异种移植模型（patient-derived xenograft, PDX）因高度保留原发肿瘤的基因组特征、组织病理结构与临床药物应答特性，已成为肿瘤转化医学与新药研发的核心临床前工具。然而，各项研究已经证实PDX不适宜多次传代。比如基于DNA水平拷贝数变异分析与长时序表型追踪的两项研究证实：PDX在小鼠体内连续传代过程中会发生持续的基因组与表型演化，高代次模型显著偏离原发肿瘤，无法作为可靠的临床前研究载体。

一、基因组层面：传代驱动累积性变异，同源性随代次显著下降

基于DNA水平拷贝数变异（copy number alteration, CNA）的泛癌队列分析显示，PDX的基因组演化并非技术偏差，而是真实存在的生物学现象：

1. 原发肿瘤与PDX间存在显著基因组差异

    配对样本的基因组不一致比例中位数达10.23%，24.1%的配对样本不一致区域超过全基因组的1/4，且以染色体臂水平非整倍性变异为主要特征。

2. 传代次数与基因组分化呈正相关

    晚代PDX与原发肿瘤的同源性显著低于早代；仅从P0至P1一代，即有中位数4.71%的基因组发生拷贝数改变；传代间隔越大，拷贝数谱离散度越高。

3. 变异可累及关键肿瘤驱动基因

    约22.7%的COSMIC肿瘤驱动基因在超过20%的样本中存在拷贝数不一致，包含BRAF、BCL2等经典致癌基因，直接影响信号通路与药物靶点可靠性。

上述结果表明，PDX的基因组稳定性随传代逐步丧失，高代次模型已无法代表患者肿瘤的基因组基线。

二、表型层面：适应性进化导致恶性表型强化，生长特性持续偏离

对头颈鳞癌与腺样囊性癌PDX的长时序传代追踪显示，PDX在小鼠体内呈现适应性表型演化，且与代次高度相关：

1. 生长速率呈非线性加速

    肿瘤达到终点体积的时间随传代显著缩短，二次曲线模型拟合度显著优于线性模型，提示生长速率并非恒定，而是随代次持续提升。

2. 组织病理向高恶性方向转化

    鳞癌PDX出现核多形性增强、炎性浸润减少、间质比例降低；腺样囊性癌PDX由管状/筛状型快速转为高侵袭性实体型，核分裂象显著增加。

3. 表型漂移独立于基因型基线

    核心基因型与STR图谱无明显改变，但微环境适应驱动表观与功能表型重塑，导致恶性程度逐级提升。

三、演化机制：小鼠体内选择压力导致克隆结构重塑

PDX多次传代后失真的核心原因，是移植微环境与克隆筛选共同驱动的适应性进化：

1. 种属微环境置换

    人源基质被鼠源基质快速替代，免疫、代谢、细胞外基质压力重塑，驱动肿瘤克隆筛选。

2. 移植瓶颈导致亚克隆丢失

    组织片段移植造成原发肿瘤异质性衰减，适应性克隆富集，原始克隆结构被破坏。

3. 基因组不稳定性持续累积

    肿瘤固有染色体不稳定性在传代中被放大，拷贝数变异与染色体异常逐级累积，早代即可发生，高代次效应被显著放大。

四、研究应用的规范化建议

基于上述证据，PDX模型的使用需严格遵循代次管控原则：

1. 优先采用低代次模型，高代次模型不建议用于药效评价与生物标志物验证；

2. 药物筛选、临床转化相关性研究严禁使用高代次PDX；

3. 同一模型不同代次数据不可横向比较；

4. 研究报告必须明确标注具体传代次数，保证结果可重复、可溯源；

5. 高代次PDX仅限用于初步机制探索与候选药物初筛，不支持临床转化结论。

结语

PDX是动态演化模型，而非静态稳定载体。代次是决定其临床代表性的核心变量：低代次高度保留患者肿瘤特征，高代次因基因组与表型双重漂移失去临床预测价值。严格控制传代次数，是保障PDX研究科学性、可靠性与临床转化价值的必要前提。翼和生物的PDX/CDX模型质控检测，使用双色荧光TaqMan探针法检测，操作简单方便快捷，可质控模型质量，确保PDX模型的肿瘤基质未被鼠源的基质取代。

参考文献

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[2] Pearson AT, Finkel KA, Warner KA, Nör F, Tice D, Martins MD, Jackson TL, Nör JE. Patient-derived xenograft (PDX) tumors increase growth rate with time. Oncotarget. 2016 Feb 16;7(7):7993-8005. doi: 10.18632/oncotarget.6919. PMID: 26783960; PMCID: PMC4884970.