患者来源的异种移植模型（PDX）可以比传统模型支持更多预测性的、具有临床代表的体内肿瘤学研究。以下是PDX模型与传统异种移植的不同之处，以及如何研发和定义它们的肿瘤学和免疫肿瘤学研究。
早期建立异种移植模型的方法
多年来，传统的细胞系异种移植模型（CDX）常常用于癌症研究和药物研发。它们来自不断传代的细胞系，这些细胞系在体外培养，然后植入免疫缺陷小鼠体内。传统的异种移植为早期体内药物的研发提供了极好的平台，例如药理检测。体外检测获得的信息可以在确定宿主因素（如ADME和药代动力学）的情况下进行体内药效评估。
虽然细胞系来源的异种移植有利于早期药物研发，但它们也有不足之处。对组织培养的适应可改变细胞系，这将影响临床相关性。通过在培养皿上培养细胞而施加的选择压力使细胞不再具有原代细胞的代表性——细胞系偏离原始疾病。并且，细胞系来源的异种移植不能解释人类临床肿瘤学人群的真正异质性。
患者来源的异种移植可以重现患者疾病
近年来，在癌症药物研发项目中使用患者来源的异种移植（PDX）模型已越来越普遍。 PDX直接来源于患者组织样本，该组织样本维持了患者的基因型和表型的保真度。PDX比传统异种移植这提供更多的预测性实验模型和结果。PDX不在组织培养中建立，必须通过在免疫缺陷小鼠中连续传代来维持。
由于它们来自患者，并且未受到细胞培养的选择压力，所以PDX模型可以准确地重现患者疾病。它们在患者癌症组织学的表现，以及对化疗、放疗和靶向治疗等实验性治疗标准的反应中表现出高保真度。
除此之外，重现临床人群中所见的耐药基因型和广泛的突变模式是开发新的靶向药物时的巨大挑战。PDX模型具有重现这些特征的能力。
建立PDX模型
为了建立PDX模型，需要高度免疫缺陷的小鼠进行移植。最常见的小鼠品系是具有IL2rg突变的NOD / SCID小鼠，例如NOD.Cg-Prkdc scid Il2rg tm1Wjl (NSG™) 小鼠和NODShi.Cg-Prkdc scid Il2rg tm1Sug (NOG®) 小鼠。
建立PDX模型时，可将患者来源的肿瘤植入免疫缺陷小鼠中，可以植入肿瘤小块，也可以植入患者血液瘤。将肿瘤成功植入免疫缺陷小鼠的主要决定因素是人源肿瘤的生存能力和无菌性。
肿瘤细胞或组织可以在植入受体动物之前与基底膜基质蛋白（Matrigel®）混合，使肿瘤快速发展，生长更快。
建立PDX模型所需的时间因肿瘤类型和等级而异。可能需要几个月到一年以上的时间才能建立模型。 第一阶段是最困难的; 一旦肿瘤成功增长，就能继续传代了。
原位PDX模型能更好地模拟病人肿瘤
PDX可以在皮下植入，也可以原位植入。通常在皮下植入，因为皮下植入更容易，并且能够准确地监测肿瘤大小。
原位移植的肿瘤细胞已被证实能更好地模拟患者相应肿瘤的药物反应、生长模式和转移特征，这可能是受到局部基质的影响。但是，原位移植在技术上更具挑战性并且需要更多时间，并且需要成像(如超声波、CT扫描等)或剖腹探查来确认内部肿瘤的存在。
PDX模型的验证
实验室管理PDX模型时的主要困难之一是PDX肿瘤偏离原始患者样本。为了确保模型在传递过程以及之后的时间内保持一致，严格的验证和质量控制很重要。通常采用以下方式进行验证和质量控制：
- 病理检查确认癌症类型，并将每一个PDX肿瘤与原始患者样本进行比较。
- 通过STR基因分型测定遗传指纹。
- 通过多个方式监控PDX肿瘤快速、稳定的增长。
人源PDX模型在免疫肿瘤学中的应用
人源化PDX模型可以将人体肿瘤与人体免疫系统配对，更准确地反映人体免疫和病理。 研究人员可以使用这些模型来评估免疫疗法（或联合免疫治疗方案）的疗效。现在有不同的方法建立人源化PDX模型，并且可以从能够植入和建立PDX模型的供应商处获得人源化小鼠。
建立人源化小鼠的最常见方法是将脐带血中分离得到的CD34阳性人造血干细胞（HSC）移植到免疫缺陷小鼠中。
人源化PDX模型应用广泛，可以应用于人类特异性抗体和免疫靶标联合治疗研究，或应用于评估人群多样性。
