背景：肿瘤动物模型一直以来是抗肿瘤药物临床前疗效预测和可能的毒性评价的有效工具。如果不能为每一种肿瘤找到一个与临床密切相关的肿瘤模型,那么将大大妨碍为某种特定的肿瘤类型找到一种具有普遍疗效的抗肿瘤药物。同样,如果不能为每一个肿瘤患者找到一个最能反映其个体特征的肿瘤模型,也就妨碍了为特定患者找到个体化的治疗药物。建立用于体内评价的代表每一种肿瘤类型的实验性动物模型将大大加快筛选有效的抗肿瘤药物的速度。这些动物模型还可以有效降低药物开发的费用和减少所需的患者来源的肿瘤组织。同样,个体化的肿瘤模型还有利于为每个肿瘤患者选择最有效的个体化治疗药物。近年来,越来越多的研究小组开始使用患者新鲜肿瘤组织来源(patient-derived human tumor tissue, PDTT)的裸鼠移植瘤模型。这种PDTT模型比传统的细胞系模型更能反映人类肿瘤的生物学特征,在细胞增殖、组织形态学特征和分子特征与来源肿瘤组织具有高度的一致性。由于PDTT模型比细胞系模型更能反映体内状况,因此被有效地应用于潜在抗肿瘤药物的快速筛选。PDTT模型具备四大应用前景：首先,这种模型可以作为抗肿瘤药物临床前筛选的工具。其次,这种模型可以用于评价、分析和筛选抗肿瘤治疗疗效和耐药的标志物。第三,PDTT模型的理想特征也为研究肿瘤原发瘤与转移瘤之间的异质性及这种异质性对抗肿瘤药物疗效的影响提供了一个有效的研究工具。第四,由于现有的个体化治疗方法的局限性,迫切需要一种新的方法来尽可能地实现肿瘤治疗的个体化。PDTT模型将是一个为每一位患者预测治疗药物疗效从而实现个体化治疗的理想工具。血管生成是肿瘤多步骤发生发展过程中的八大标志之一。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是目前已知的唯一一个贯穿整个肿瘤生长周期的血管生长因子。因此,VEGF被认为是抗肿瘤血管生成药物开发的理想靶标。通过抗VEGF达到抗肿瘤血管生成进而实现抗肿瘤治疗的目的在实体瘤的治疗中具有广阔的应用前景。FP3是一个靶向VEGF的全人源化的可溶性受体蛋白。它的结构包括了VEGFR1(Flt-1)的第二个胞外区域和VEGFR2(Flk-1, KDR)的第三、四个胞外区域,将这些区域与人免疫球蛋白1(IgG1)的Fc片段基因融合构建融合蛋白。前期研究发现FP3对VEGF诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)具有明显抑制增殖和迁移的作用；对VEGF诱导的大鼠动脉环出芽具有明显抑制作用。研究还发现FP3具有明显抑制非小细胞肺癌(NSCLC, A549)移植瘤生长的作用。并且发现,FP3具有明显的体内抗血管生成作用。但是FP3的确切抗肿瘤血管生成作用的机制目前尚未明了。而且,FP3对胃肠道肿瘤的抗血管生成作用和抗肿瘤作用,以及FP3联合化疗和其他靶向治疗的协同治疗价值亦未明确。第一部分：目的：(1)本研究为了建立胃癌患者新鲜肿瘤组织来源的裸鼠移植瘤模型(PDTT模型)用于为肿瘤患者筛选个体化的治疗药物和评价一个新型的抗肿瘤靶向药物,FP3。(2)本研究主要采用胃癌PDTT模型评价FP3的抗肿瘤血管生成的作用机制。研究主要观察FP3对肿瘤血管血管内皮细胞和外膜细胞的影响。方法：(1)胃癌患者新鲜肿瘤组织用于建立PDTT移植瘤模型。HE染色、免疫组织化学染色和蛋白质免疫印迹(Western blotting)等方法用于初步鉴定该模型在传代过程中的生物学稳定性。同时评价了该模型对西妥昔单抗、贝伐单抗和FP3的治疗敏感性。(2)应用胃癌PDTT模型采用荧光免疫组织化学方法评价了FP3对肿瘤血管细胞水平的作用。结果：(1)成功建立了胃癌患者PDTT模型,该模型在组织形态、蛋白表达方面显示出与患者新鲜肿瘤组织高度的一致性。药物敏感性试验表明西妥昔单抗、贝伐单抗和FP3均显示出对该模型的疗效,而西妥昔单抗与贝伐单抗及西妥昔单抗与FP3联合应用较单药应用具有明显疗效上的优势。(2)FP3治疗后明显影响了PDTT模型的肿瘤血管的生成,成熟血管内皮和新生血管内皮均受到明显影响,而对外膜细胞的影响不如内皮细胞,肿瘤血管经FP3作用后显示出更为“正常”的特征。结论：(1)本研究成功建立胃癌患者PDTT模型,并用于个体化抗肿瘤治疗药物的筛选。(2)本研究表明FP3对肿瘤血管的作用主要通过三个方面来实现,包括对成熟肿瘤血管的抑制作用、对新生肿瘤血管的抑制作用和对肿瘤血管的“正常化”作用。第二部分：目的：(1)本研究为了建立结肠癌患者新鲜肿瘤组织(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)来源的裸鼠移植瘤模型(PDTT模型)用于评价一个新型的抗肿瘤靶向药物,FP3。(2)本研究为了评价FP3与卡培他滨联合治疗对结肠癌(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型的协同治疗价值。(3)本研究为了评价FP3与西妥昔单抗联合治疗对KRAS野生型结肠癌(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型的协同治疗价值。(4)本研究为了分析结肠癌原发瘤与转移瘤的异质性及这种异质性可能导致的抗VEGF和抗EGFR联合靶向治疗的疗效差异。方法：(1)结肠癌患者新鲜肿瘤组织(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)用于建立PDTT移植瘤模型。HE染色、免疫组织化学染色、和蛋白质免疫印迹(Western blotting)、基因组cDNA芯片基因表达分析、焦磷酸测序、实时荧光定量PCR (qRT-PCR)等方法用于鉴定该模型在传代过程中的生物学稳定性。同时评价了该模型对西妥昔单抗、贝伐单抗和FP3的治疗敏感性。(2)本研究评价了FP3联合卡培他滨对结肠癌患者新鲜肿瘤组织(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型的治疗价值,以及联合应用对肿瘤生长、增殖相关因子的影响。(3)本研究评价了FP3联合西妥昔单抗对KRAS野生型结肠癌患者新鲜肿瘤组织(结肠癌原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型的治疗价值,以及联合应用对肿瘤生长、增殖相关因子的影响。(4)本研究采用免疫组织化学染色、和蛋白质免疫印迹(Western blotting)、基因组cDNA芯片基因表达分析、焦磷酸测序等方法评价了结肠癌原发瘤与淋巴转移瘤和肝转移瘤的异质性,并采用药敏试验评价了这种异质性对贝伐单抗和西妥昔单抗联合靶向治疗疗效的影响。结果：(1)成功建立了结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型,该模型在组织形态、蛋白表达、基因突变和基因表达谱方面显示出与患者新鲜肿瘤组织高度的一致性。(2)FP3联合卡培他滨比单药治疗对结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型肿瘤生长的抑制作用具有明显优势。(3)FP3联合西妥昔单抗比单药治疗对KRAS野生型结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型肿瘤生长的抑制作用具有明显优势。(4)在EGFR、VEGF、 Akt/pAkt、ERK/pERK、MAPK/pMAPK和mTOR/pmTOR表达及基因表达方面,结肠癌原发瘤与淋巴转移瘤和肝转移瘤存在着明显的异质性。研究表明这种异质性可能导致来源于这些肿瘤组织的PDTT模型可能存在对抗EGFR和抗VEGF治疗疗效的差异。结论：(1)本研究成功建立了结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型。该模型提供了一种评价新型抗肿瘤分子靶向药物的有效工具。(2)FP3与卡培他滨联合应用对结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型具有协同抗肿瘤作用。FP3和卡培他滨联合治疗可能是转移性结肠癌治疗的有效治疗方案。(3)FP3与西妥昔单抗联合应用对KRAS野生型结肠癌(原发瘤、淋巴转移瘤和肝转移瘤)PDTT移植瘤模型具有协同抗肿瘤作用。FP3和西妥昔单抗联合靶向治疗可能是KRAS野生型转移性结肠癌治疗的有效治疗方案。(4)结肠癌原发瘤与淋巴转移瘤和肝转移瘤存在明显的异质性,这种异质性可能影响其对抗VEGF和抗EGFR联合靶向治疗的疗效差异。