双人源化小鼠模型在膀胱癌研究中的应用：癌症免疫学研究的新型临床前模型

这篇综述系统阐述了膀胱癌(BC)患者来源异种移植(PDX)模型的优化策略，创新性构建了双人源化小鼠模型（同时植入人源肿瘤和自体先天免疫细胞），解决了传统PDX模型移植率低、耗时长、缺乏免疫系统等局限性。研究通过优化肿瘤组织处理技术（单细胞悬液SCS与基质胶MM混合移植），成功建立高侵袭性PDX257S细胞系，并通过RNA测序(RNA-seq)证实其具有更高的上皮细胞粘附分子(EpCAM)表达和膀胱癌相关基因突变负荷。该模型为免疫治疗药物筛选和个体化治疗策略评估提供了重要平台。

　　

引言

膀胱癌(BC)作为美国癌症相关死亡的第十大病因，尽管抗体药物偶联物和免疫检查点抑制剂等治疗手段取得进展，仍有相当比例患者治疗失败。患者来源异种移植(PDX)模型虽能保留原发肿瘤的形态学和基因组特征，但存在移植率不稳定、肿瘤生长周期长、缺乏功能性免疫系统等缺陷。尤其在进行免疫治疗研究时，传统PDX模型因使用免疫缺陷小鼠而受限。

材料与方法

研究采用NOD scid gamma (NSG)小鼠，通过四种不同处理方法对比皮下(sc)与膀胱壁原位移植效果：I)消化后SCS+MM膀胱壁注射；II)SCS+MM皮下注射；III)≤1mm³组织块直接浸泡MM后皮下移植；IV)充分剪碎组织+MM皮下注射。通过流式细胞术检测上皮细胞粘附分子(EpCAM)表达，RNA-seq分析原发肿瘤、PDX肿瘤和PDX257S细胞系的转录组差异。

结果

PDX模型优化：方法II（SCS+MM皮下注射）获得最高移植成功率（11%），且肿瘤生长时间缩短至约40天（表1）。病理学证实PDX肿瘤与原发肿瘤具有一致的Ki67增殖指数和组织学特征（图1B-I）。

PDX257S细胞系特性：该细胞系表现出更强的侵袭性，皮下成瘤体积较原代PDX增大1倍（图2A），EpCAM表达>98%（图2B）。RNA-seq显示其携带更多BC相关基因突变（如TP53、FGFR3），且E2F家族、MYC等促癌基因表达显著上调（图2E-F）。亚型分析显示其从原发肿瘤的管腔型向基底型转化（补充图S5）。

双人源化模型构建：将PDX257S细胞与自体外周血单核细胞(PBMC)来源的先天免疫效应细胞（γδT细胞和NK细胞）按2:1比例共移植，肿瘤生长被显著抑制（图3B），且未出现明显移植物抗宿主病(GVHD)——肝脏人源细胞浸润<0.5%，脾脏<3%（图3D）。体外实验证实这些效应细胞对PDX257S具有特异性杀伤作用（图3A）。

讨论

该研究突破性地实现了三点创新：1)优化SCS+MM处理方法使PDX建模周期缩短至2个月；2)建立具有更高突变负荷和基底型特征的PDX257S细胞系；3)首创局部共移植策略实现双人源化，避免系统性GVHD。尽管PDX257S出现亚型转换可能限制与原发肿瘤的直接关联，但其为测试先天免疫增强疗法提供了理想平台。

结论

这项研究不仅建立了标准化的BC-PDX建模流程，更通过双人源化模型填补了免疫治疗研究工具的空白。未来可通过引入人源内皮细胞进一步模拟肿瘤微环境(TME)，推动个体化治疗策略的开发。