本研究由天津医科大学肿瘤研究所暨医院胃外科的 Bin Li、Baogui Wang、Jingyu Deng、Xiaona Wang、Ning Liu、Yuan Pan、Hongjie Zhan、Xuewei Ding、Xuejun Wang、Rupeng Zhang、Han Liang 和 Yong Liu，以及南京个人肿瘤生物技术有限公司的 Hang Song、Hui Zheng、Qian Wang、Yanping Zhu 共同完成。通讯作者为 Yong Liu 和 Han Liang。该研究发表于 Annals of Medicine 期刊2026年第58卷第1期，文章编号2680340，并于2026年7月17日在线发表。该项临床试验的注册号为 ChiCTR-OOC-17012731。
胃癌在全球范围内发病率和癌症相关死亡率均居第五位。尽管术后辅助化疗是晚期患者的标准治疗方案，但由于胃癌存在显著的分子异质性，个体间疗效差异极大，总体预后不良。患者来源异种移植模型因能忠实再现原始肿瘤的组织学结构、遗传特征和药物反应模式，已成为精准肿瘤学领域有前景的临床前工具。然而，传统的皮下移植方法建立胃癌PDX模型面临着 engraftment rate（植入成功率）低（通常仅10%–30%）、建立周期长、成本高昂，以及可能发生EB病毒驱动的B细胞淋巴瘤等挑战。先前有研究显示，肌内移植因能提供血供丰富且有机械支撑的组织床，可显著提高食管癌PDX模型的 engraftment rate。此外，利用高度免疫缺陷的NCG小鼠（一种功能上完全缺失T细胞、B细胞和NK细胞的品系）也显示出提升 engraftment rate 的潜力。
基于此，本研究旨在评估一种优化的肌内移植PDX平台在胃癌个体化药敏检测中的应用效果，并应用 whole exome sequencing（全外显子组测序）技术进行生物标志物鉴定。研究目标包括：评估该平台用于胃癌个体化药效学检测的临床实用性，并寻找与药物反应和患者预后相关的候选biomarker（生物标志物）。
本研究工作流程清晰，主要包括患者入组与组织获取、PDX模型建立、药效检测、基因测序分析和临床随访几个环节。
研究团队于2018年4月至2020年12月期间，共入组了98例经组织学确诊且未接受过治疗的胃癌患者。手术中获取的新鲜肿瘤组织，被优先用于“改进的PDX药效检测”，该检测仅需小块组织；若组织量充裕，则进行“传统PDX建模”（需较大组织块用于多只小鼠的连续传代）；剩余材料用于全外显子组测序分析。
传统PDX建模是将新鲜肿瘤组织修剪成2×2mm²的小块，并在Matrigel（基质胶）中短暂浸泡后，通过手术将其植入到NCG小鼠的臀肌中。臀肌因其丰富的血管和结构支撑被选为移植位点。在麻醉状态下，于小鼠后肢后方做一小切口，用钝性镊子分离臀肌纤维形成一个小袋，然后将涂有Matrigel的组织块植入并与周围肌肉组织直接接触，最后缝合切口。移植后每周测量肿瘤体积两次，当P0代移植瘤体积达到800–1000 mm³时进行无菌切除，并进行连续传代。
改进的PDX药效测试与传统PDX的操作流程基本一致，但有其独到之处。其关键创新在于采用了一种基于histopathological（组织病理学）的快速药效评估方法，取代了传统的基于肿瘤生长抑制率的计算方法。具体来说，在移植后第5天（待血管化建立），即开始对小鼠施用由临床肿瘤学家推荐的候选化疗药物，为期7天。疗程结束后，通过病理学技术评估移植瘤的Tumor Cell Necrosis Rate（肿瘤细胞坏死率，TCRN）和Ki-67（增殖指数）。治疗效果阳性判定标准为：药物处理组的TCRN与对照组之差超过10%，或药物处理组的Ki-67评分与对照组的比值不超过80%。该方案旨在将PDX检测的周转时间缩短至足以指导术后辅助化疗决策的窗口期内。
在组织病理学一致性方面，两位病理学家独立评估了原发肿瘤和P0代移植瘤的苏木精-伊红染色切片，并对两者的分类进行了比较，结果显示PDX模型很好地保留了原发肿瘤的生物学架构。
对于全外显子组测序，研究团队对32例成功建系的移植瘤进行了测序。测序数据同时比对到小鼠mm10和人hg19参考基因组，计算排除鼠源序列，仅保留人源数据进行后续突变分析。
研究结果显示，该优化平台取得了令人瞩目的71.7%（43/60）的 engraftment rate，大幅超越了以往皮下移植方法10%–30%的水平。统计分析表明， engraftment rate的高低与患者的性别、年龄、癌症家族史、印戒细胞癌状态、HER2扩增状态、临床及病理TNM分期均无显著关联（所有p值大于0.05）。
移植瘤的outgrowth time（长出时间），即从移植到可测量体积的第一天所间隔的时间，中位数为65天。基于此，患者被分为快速生长组和慢速生长组。同样，outgrowth time也与上述所有临床特征无关。这提示engraftment成功与否及生长速度可能更多地取决于肿瘤内在的分子生物学特性。
全外显子组测序分析发现了快速与慢速生长移植瘤之间存在显著的基因突变谱差异。快速生长组富集了KMT2C、APOB、CDK12和MSH2等基因的突变，而慢速生长组则显著富集了TP53、CHD3和TET2基因的突变。值得注意的是，TP53突变在慢速生长组中频率更高这一反直觉发现，研究团队通过细致的突变亚型分析给出了合理解释：慢速生长组中的TP53突变多为“功能获得型”热点突变（如R175H, R248W），这些突变在体内主要通过重塑微环境和免疫逃逸来促进侵袭和转移，但在免疫缺陷的PDX小鼠模型中，由于缺乏基质相互作用和免疫选择压力，可能并不直接加速细胞自主增殖，从而表现为慢速生长表型。预后分析显示，慢速生长组的患者拥有显著更长的progression-free survival（无进展生存期，PFS），其6个月和12个月生存率均远优于快速生长组。
在PDX指导治疗与临床结局方面，73例有随访数据的患者分析展示了PDX药敏检测的强大临床价值。根据患者实际接受的术后化疗方案与PDX检测结果的一致性进行分组，接受经验证有效方案的患者预后最佳，6个月和12个月总生存率分别高达95.7%和88.2%；而接受经检测无效方案的患者预后最差，同期生存率仅为44.4%，中位生存期仅6个月，前者死亡风险降低约7.3倍。无论患者接受的是何种化疗方案，也无论其肿瘤的SRCC（印戒细胞癌）状态或HER2表达状态，PDX指导的治疗均一致性地改善了患者预后。尤其是在印戒细胞癌患者中，PDX指导治疗带来的获益最为显著，12个月生存率的绝对差异达到了60.5个百分点。
此外，通过对32例测序移植瘤的药敏与基因组关联分析，研究还发现对不同化疗方案敏感的肿瘤具有独特且部分重叠的基因突变谱。例如，POLE突变的肿瘤对测试的所有三种一线方案（奥沙利铂联合氟尿嘧啶、奥沙利铂联合卡培他滨、紫杉醇联合氟尿嘧啶）均敏感，提示POLE突变肿瘤可能具有广谱的化疗敏感性。尽管卡培他滨是氟尿嘧啶的前体药物，但对奥沙利铂联合氟尿嘧啶敏感和对奥沙利铂联合卡培他滨敏感的移植瘤，其突变谱却差异显著，前者富含APOB和SPTA1突变，而后者富含ARID1A突变，提示两种方案可能部分涉及不同的分子敏感性机制。
本研究成功建立了一个 engraftment rate 高达71.7%的胃癌PDX资源库，证明了肌内移植入NCG小鼠是一种高效方法。该研究的科学价值在于，它不仅通过全外显子组测序揭示了不同生长动力学移植瘤之间存在的独特驱动基因突变模式，并将慢速生长表型与更优的患者预后联系起来，为胃癌提供了新的候选预后biomarker。其更大的应用价值在于，该研究强有力地证明了PDX指导的化疗选择能够显著改善胃癌患者的临床结局，尤其是在克服印戒细胞癌这种侵袭性亚型的化疗耐药性方面，展现了巨大的临床转化潜力。研究为功能性药物敏感性检测作为临床可操作工具的广泛采纳提供了重要循证依据。
本研究具有三大核心亮点。首先，其研究方法具有创新性，通过将肌内移植、NCG小鼠和快速的、基于组织病理学的药效终点（肿瘤细胞坏死率和Ki-67指数）评估相结合，显著缩短了传统PDX检测周期，使其时效性能够满足术后辅助化疗决策的需求。其次，其研究结果具有颠覆性，即在免疫缺陷的PDX模型背景下，揭示了TP53功能获得型突变与慢速生长这一意外的关联，这一发现凸显了肿瘤微环境对特定癌基因表型发挥的关键作用。最后，研究的临床指导价值明确，通过精细的分层分析，特别是对印戒细胞癌亚组的分析，揭示了PDX功能性检测在精准化疗中的不可替代性，为那些依靠基因分型难以直接指导用药的广泛实体瘤患者群体，提供了新的治疗选择路径。