王雪婧,尹 玲,寇卜心,柴夢音,陳德喜,劉曉霓*,汪曉軍*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合中心,北京 100069;2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院北京市肝病研究所,北京 100069)

抗腫瘤藥物的研發(fā),從體外篩選到產(chǎn)品開發(fā),需要經(jīng)過體外藥物活性的篩選、體內(nèi)動(dòng)物異種移植實(shí)驗(yàn)分析和人體臨床藥效研究三個(gè)方面,其中藥物體內(nèi)療效的驗(yàn)證更是研發(fā)過程的關(guān)鍵,需要在一種或多種腫瘤動(dòng)物模型中展示,耗時(shí)長且耗材多。 因此選用一種簡單快速、準(zhǔn)確可行的腫瘤模型進(jìn)行初步體內(nèi)療效的評估是非常必要的[1]。 中空纖維測定法是美國國家癌癥研究所(NCI)于1995 年建立的體內(nèi)高通量篩選系統(tǒng),已成為NCI 中常規(guī)的抗癌藥物篩選方法之一,使大規(guī)模篩選抗腫瘤藥物成為現(xiàn)實(shí)[2]。 近年來,隨著中空纖維測定法的廣泛應(yīng)用,在最初基礎(chǔ)上有了新的應(yīng)用進(jìn)展,本文系統(tǒng)敘述了中空纖維測定法的優(yōu)勢特點(diǎn)和最新應(yīng)用進(jìn)展。

1 中空纖維測定法概述

1.1 中空纖維測定法的簡介

中空纖維測定法是由Hollingshead 等[2]開發(fā)的一種藥物篩選方法,是Hollingshead 于1995 年在微囊法和中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立起來的體內(nèi)高通量抗腫瘤藥物篩選模型[3-4]。 其操作方法是在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維中裝入待測的腫瘤細(xì)胞,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?將裝有不同種類腫瘤細(xì)胞的中空纖維管分別植入裸鼠皮下或腹腔,隔日給予受試藥物,實(shí)驗(yàn)天數(shù)結(jié)束后取出中空纖維管,用MTT 比色法檢測腫瘤細(xì)胞的活性,從而得到藥物體內(nèi)抗腫瘤活性的一種實(shí)驗(yàn)方法。 如果與對照組相比,凈細(xì)胞生長減少50%或更多,則認(rèn)為該藥物對特定纖維有影響[5-6]。

中空纖維測定法的關(guān)鍵在于中空纖維管的使用。 在實(shí)驗(yàn)中所用的中空纖維管是由改良的聚偏氟乙烯(mPVDF)制作而成,其具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性,可以熱封和高溫蒸壓不會(huì)改變其孔徑大小,在控制細(xì)胞釋放、培養(yǎng)、封裝和移植研究方面都很理想,代表了分離技術(shù)的革命性進(jìn)展。 其分子截留值(molecularweight cut off, MWCO)為 5.0×105,允許大分子和藥物自由通過,同時(shí)限制細(xì)胞通過。 另外獨(dú)特的著色特點(diǎn)便于不同細(xì)胞系的篩選[6-8]。

1.2 中空纖維測定法的優(yōu)勢特點(diǎn)

數(shù)十年來的實(shí)驗(yàn)研究表明,中空纖維測定法具有多方面優(yōu)勢,如全真性,高通量性,效率性,節(jié)約性,普遍適用性等。 首先,中空纖維可以模擬全真的體內(nèi)環(huán)境。 通過將中空纖維管中培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞植入動(dòng)物體內(nèi),使得藥物有了體內(nèi)的生理過程,藥物在體內(nèi)經(jīng)過轉(zhuǎn)運(yùn),并受到體內(nèi)代謝的影響,是藥物體內(nèi)藥效學(xué)篩選的一種合理性方法。 需要注意的是,異種移植實(shí)驗(yàn)后血管的生成,新生血管對藥物傳送和敏感性的影響,HFA 并不能完全復(fù)制,因此可能存在假陰性結(jié)果。 其次,許多種不同的細(xì)胞系都適用于中空纖維分析,中空纖維測試法具有普遍適用性。 無論貼壁細(xì)胞系還是懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞系都可以很好的生長,擴(kuò)大了可篩選的腫瘤細(xì)胞系的種類,可以表現(xiàn)為體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)的體內(nèi)轉(zhuǎn)移。 但是如果所用細(xì)胞系篩選藥物需要在傳統(tǒng)的異種移植試驗(yàn)進(jìn)行后續(xù)研究,則要求細(xì)胞系在免疫缺陷小鼠中是致瘤的。

其中高通量性是中空纖維測定法最突出的優(yōu)勢。 相比較于異種移植的方法,中空纖維測試法可以高通量(一只小鼠多種細(xì)胞系)地進(jìn)行化合物的初步篩選,大大提高了藥物體內(nèi)測試的速度。 之前的研究表明,中空纖維試驗(yàn)與異種移植試驗(yàn)在藥物篩選方面具有良好的相關(guān)性,中空纖維可以用來克服異種移植的缺點(diǎn)。 移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)的人類腫瘤在不需要免疫抑制劑的治療,并且與供者腫瘤細(xì)胞有著相似的組織學(xué)表現(xiàn)、核型和分子病理學(xué)[9-10],相似的治療敏感性以及相似的器官特異性轉(zhuǎn)移模式[11]。 另外,傳統(tǒng)的異種移植試驗(yàn)在動(dòng)物數(shù)量、試驗(yàn)所需化合物、試驗(yàn)完成時(shí)間和資金投入等方面的成本都很高,難以作為常規(guī)模型大規(guī)模開展,對于藥物研發(fā)期間大規(guī)模的體內(nèi)藥效學(xué)篩選具有很大的限制性。 而HFA 僅需要少量的化合物,在最短的時(shí)間(少于兩周)內(nèi),花費(fèi)最少的精力得到藥效的定量指標(biāo),在HFA 篩選中無活性的化合物免去了在異種移植實(shí)驗(yàn)再次篩選的過程,加快了藥物研發(fā)進(jìn)程。 此外,使用體內(nèi)HFA 有助于減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的數(shù)量,符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物替換、改善、優(yōu)化(3R)的原則[12-14]。 綜上言之,中空纖維測定法的高通量性以及中空纖維試驗(yàn)與異種移植實(shí)驗(yàn)的高相關(guān)性,構(gòu)建起了體外篩選和異種移植實(shí)驗(yàn)之間的橋梁,使用體外篩選具有活性的化合物可以使用中空纖維試驗(yàn)優(yōu)先用于體內(nèi)分析,是其應(yīng)用價(jià)值的主要體現(xiàn)。

2 中空纖維測定法近十年的最新應(yīng)用

腫瘤作為全球的一種常見疾病,其發(fā)病率和致死率高,抗腫瘤藥物的研發(fā)始終是各國具有挑戰(zhàn)性的難題。 過去大量的研究結(jié)果表明,HFA 是一種快速研究抗腫瘤藥物藥效學(xué)(例如,Pervilleines B and C[15], Paclitaxel and Pacliex[16], C1311 andSJG -13[13], ASI-145[17], YSL[18], TAS-102[19])和機(jī)制(例如,PCNA and Rb[20], p16[21], NF-κB[22])的有效方法。 在目前抗腫瘤藥物的研發(fā)過程中,HFA 已應(yīng)用于抗腫瘤天然藥物的評價(jià)、抗腫瘤化合物藥效學(xué)評價(jià)以及基于基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)的藥物分子機(jī)制研究等方面。 此外,利用HFA 進(jìn)行新藥體內(nèi)評估,并獲得體內(nèi)藥效定量指標(biāo),有力推動(dòng)了抗腫瘤新藥的研發(fā)進(jìn)程。 以下總結(jié)了最近十年來中空纖維測定法在天然藥物及合成化合物中的藥效和機(jī)制評價(jià)應(yīng)用。

2.1 中空纖維測定法在中藥等天然抗腫瘤藥物中的應(yīng)用

近年來研究表明,利用HFA 可快速分析中藥有效提取物,由于天然藥物具有多靶點(diǎn)、多成分協(xié)同,代謝復(fù)雜等特點(diǎn),因而需要在一個(gè)全真的體內(nèi)環(huán)境展示體內(nèi)藥效。 中空纖維模型的出現(xiàn),將中藥提取物分析與體內(nèi)藥效實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來[23-24],從中藥中發(fā)掘出最有效的抗腫瘤成分,同時(shí)可以針對機(jī)制做進(jìn)一步的研究。

Adonis amurensis (AAM)是一種常見于東亞的植物,可以調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和新生血管形成, Park等[25]利用 HFA 評價(jià)了 AAM 提取物對腫瘤細(xì)胞(SK-Hep1 和A549)生長的抑制作用,并探討其作用機(jī)制,結(jié)果顯示小鼠在25、50 和100 mg/kg AAM 的作用下,SK-HEP-1 細(xì)胞的活力分別顯著降低至65.9%、60.1 和59.2%,A549 細(xì)胞的活力顯著降低至81.8%、73.8%和71.7%,表明AAM 提取物具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性。 另外研究AAM 激活自噬過程誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡,用AAM 提取物治療癌細(xì)胞顯著增加了自噬體的形成,并參與了 AKT、ERK 和MAPK 等多種信號(hào)組分的激活。 此外,分離出一種活性成分,多苷。 提示中空纖維試驗(yàn)對于中藥提取物的體內(nèi)抗腫瘤活性檢測和后續(xù)機(jī)制的研究是有意義的。 瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L)是一種中藥, Liu 等[26]的研究結(jié)果表明其提取物(ESC,ESC-1 和ESC-2,后兩者均從ESC 中分離)對4 種不同腫瘤細(xì)胞(NCI-H157,NCI-H460,BEL-7402 和SKHEP-1)均具有體外細(xì)胞毒性和促凋亡作用,其中ESC-2 具有最強(qiáng)的抑制作用和最寬的敏感細(xì)胞譜。采用HFA 進(jìn)一步觀察瑞香狼毒提取物在體內(nèi)的抑制和促凋亡作用,結(jié)果與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,根據(jù)作用強(qiáng)度、劑量和抗腫瘤譜,ESCs 的抗腫瘤作用順序?yàn)?ESC-2＞ESC＞ESC-1,ESC、ESC-2 能顯著提高NCI-H460 細(xì)胞凋亡率和 caspase 3、8 酶活性。 ESC和 ESC-2 對 NCI-H460 細(xì)胞 Fas、Fas-L 蛋白表達(dá)無明顯影響,但TNF-α/TNF-R1 蛋白表達(dá)有明顯變化,結(jié)果表明ESC-2 具有與ESC 相似的體內(nèi)抗腫瘤作用,進(jìn)一步證實(shí)ESC-2 可能是ESC 的主要抗腫瘤活性部位,提示中空纖維試驗(yàn)在天然抗腫瘤藥物有效提取物分析方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 此外,鄧晶晶等[27]應(yīng)用中空纖維測定法評價(jià)了藤甲酰苷(gareinia glycosides, GG)對八種人癌細(xì)胞的體內(nèi)抑制作用,結(jié)果與異位移植瘤實(shí)驗(yàn)一致,張佳佳等[28]采用HFA 研究證實(shí)了細(xì)薄星芒海綿總萜烯(STS)對多種腫瘤細(xì)胞株的體內(nèi)生長抑制作用,驗(yàn)證了HFA 的可靠性。

2.2 中空纖維測定法在評價(jià)化合物體內(nèi)抗腫瘤活性中的應(yīng)用

近些年來,大量研究將HFA 應(yīng)用于化合物體內(nèi)抗癌活性驗(yàn)證中,推動(dòng)了具有抗癌活性新化合物的發(fā)現(xiàn)。 Frykn?s 等[29]鑒定了一種新的微管蛋白活性劑VLX40。 在小鼠皮下植入髓系U-937 細(xì)胞的中空纖維培養(yǎng)物中研究了VLX40 的體內(nèi)活性,支持了體外研究成果,中空纖維是一種非常有抵抗力的體內(nèi)腫瘤模型,需要藥物滲透到皮下植入的纖維中,因此與其他體內(nèi)模型相比,體內(nèi)腫瘤活動(dòng)的假陽性率較低,有助于新藥的體內(nèi)評估。 此外,Chen 等[30]研究評價(jià)了B-2(一種喹唑啉類藥物)對非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)A549 細(xì)胞體外和體內(nèi)存活和生長的選擇性作用。 中空纖維試驗(yàn)顯示B-2 對A549 細(xì)胞的生長和存活有選擇性作用, 且呈劑量依賴性。Bachmann 等[31]使用HFA 研究描述了天然產(chǎn)物衍生的syrbactin 結(jié)構(gòu)類似物TIR-199 以劑量依賴的方式抑制蛋白酶體,并誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞以及NCI-60 細(xì)胞板中的其他癌癥類型的腫瘤細(xì)胞死亡。 提示采用中空纖維法可以獲得體內(nèi)藥物療效的定量指標(biāo)。 Behera 等[32]利用HFA 分析證實(shí)了Abrus precatorius 凝集素衍生肽10 kDA GP 對宮頸癌細(xì)胞(HeLa 細(xì)胞)的抗癌作用。 Lee等[33]通過中空纖維試驗(yàn)作為半體內(nèi)試驗(yàn),使用卵巢癌OVCAR5、結(jié)腸癌SW620、中樞神經(jīng)系統(tǒng)U251 和黑色素瘤UACC62 四種不同的細(xì)胞系,分析了發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶2(TGase 2)抑制劑GK13 可能對多種腫瘤細(xì)胞具有抗癌作用。 Nú?ez 等[34]利用中空纖維試驗(yàn)驗(yàn)證了新的米特拉霉素衍生物demycarosyl-3D-β-D-digitoxosylmithramycin SK 可能是一種有前途的抗腫瘤藥物。 Abonia 等[35]使用中空纖維試驗(yàn)證實(shí)新型喹啉-2-酮查爾酮類化合物27 在50 株人腫瘤細(xì)胞株表現(xiàn)出最顯著的活性,提示化合物27 可作為開發(fā)新型抗癌藥物的先導(dǎo)化合物。 Jourdan等[36]利用NCI 中空纖維實(shí)驗(yàn)討論了2-取代雌二醇-3,17-O,O-雙氨基磺酸酯(e2-雙氨基甲酸酯)類似物的合成及其抗增殖活性,顯示合成物49 和55 表現(xiàn)出顯著的抑制活性。 Eriksson 等[37]采用中空纖維小鼠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新的低分子量激酶抑制劑AKN-032 的體內(nèi)活性,并表明該藥物具有良好的毒性。Pearce 等[38]利用中空纖維分析從真菌中發(fā)現(xiàn)新的抗癌藥物。 Gullbo 等[39]在HFA 中驗(yàn)證了新化合物VLX50 可以顯著抑制卵巢PCPTC(原代培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞)的體內(nèi)生長。 綜上,通過HFA 的廣泛應(yīng)用可以看出,HFA 因其實(shí)用性、準(zhǔn)確性已逐漸發(fā)展成為化合物體內(nèi)抗腫瘤活性檢測中的關(guān)鍵步驟,在新藥研發(fā)中體現(xiàn)出了愈發(fā)重要的價(jià)值。

2.3 中空纖維測定法在抗腫瘤機(jī)制研究中的應(yīng)用

Liu 等[40]觀察環(huán)孢素A(CsA)在體內(nèi)外是否均能顯著增強(qiáng)環(huán)唑替尼對多個(gè)MET 擴(kuò)增的NSCLC 細(xì)胞的抗腫瘤作用。 通過中空纖維試驗(yàn)和異種移植實(shí)驗(yàn)結(jié)果共同顯示環(huán)佐替尼可激活Ras 2(KSR2)信號(hào)的鈣調(diào)磷酸酶(CaN) 激酶抑制物,從而激活Erk1/2,提高癌細(xì)胞的存活率,CsA 能有效阻斷CaN-KSR2-Erk1/2 信號(hào)傳導(dǎo),促進(jìn)環(huán)唑替尼誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和G2/M 期阻滯。 同樣,Erk1/2 的藥理學(xué)或遺傳抑制也增強(qiáng)了環(huán)唑替尼的體外生長抑制作用。 證實(shí) CsA 或 Erk1/2 抑制劑 PD98059 通過抑制CaN-Erk1/2 軸增強(qiáng)了環(huán)唑替尼的抗癌活性。 Veiga等[41]通過體內(nèi)/外 HFA 技術(shù),在分子水平上監(jiān)測DNA 插層劑和烷基化劑對DNA 雙鏈斷裂(dsb)誘導(dǎo)的影響,利用該方法評估DNA 插層劑和烷基化劑對人肺癌、結(jié)腸癌和乳腺癌細(xì)胞系的藥效學(xué)特性。使用標(biāo)準(zhǔn)藥物阿霉素,研究表明γ-H2A.X(dsb 檢測的可靠標(biāo)志物)可以通過免疫印跡和流式細(xì)胞術(shù)可靠地檢測,證明HFA 可用于體內(nèi)藥物/靶點(diǎn)作用機(jī)制的分析,同時(shí)從3Rs 的角度來看,對減少和改進(jìn)動(dòng)物的使用也有重大影響。 Oza 等[42]在特定的中空纖維藥代動(dòng)力學(xué)模型中描述了一類Chk1(一種Ser/Thr 蛋白激酶)抑制劑,三唑喹啉酮/三唑酮(TZs)的合成和評價(jià)。 用拓?fù)涮婵?50 nm)處理中空纖維PD 模型中的HCT116 細(xì)胞,然后用TZ 類抑制劑16e處理,將HFA 應(yīng)用于化合物結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系分析,該模型中TZs 與化療藥物和放療聯(lián)合應(yīng)用的活性證實(shí)了該系列Chk1 抑制劑的有效性,另外結(jié)果顯示16e被證明以劑量依賴的方式消除拓?fù)涮婵嫡T導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯。 近年的這些研究顯示出了HFA 在機(jī)制研究上的可行性價(jià)值。

3 中空纖維測定法的改良優(yōu)化

3.1 MiniPDX 模型

人源腫瘤異種移植模型(PDXs)是一種功能診斷的強(qiáng)大模型,對抗癌藥物反應(yīng)具有高預(yù)測能力,但是受移植失敗、建立和擴(kuò)展PDX 模型及隨后進(jìn)行藥物療效測試耗時(shí)過長等因素的限制,阻礙了其在臨床上選擇正確、可行治療方案的快速?zèng)Q策,因此設(shè)計(jì)一種快速準(zhǔn)確PDX 擴(kuò)展模型是十分必要的。

在過去的研究中, 原代培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞(PCPTC)已經(jīng)被證明可應(yīng)用于預(yù)測診斷特異性活性和個(gè)體患者對抗癌藥物的反應(yīng)。 Gullbo 等[39]首次將其應(yīng)用于高通量篩選的新藥鑒定中,利用中空纖維模型證實(shí)了原代培養(yǎng)的人卵巢癌細(xì)胞在小鼠體內(nèi)具有顯著活性,表明PCPTC 用于腫瘤藥物的高通量篩選是可行的。 目前,Zhang 等[43]對中空纖維腫瘤模型作出改良,將患者來源的腫瘤細(xì)胞注入中空纖維膠囊中,隨后對其細(xì)胞活性、形態(tài)和藥代動(dòng)力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)。 開發(fā)了一種先進(jìn)的PDX 模型,命名為MiniPDX。 以PDX 模型為參考,實(shí)驗(yàn)檢測了MiniPDX 的性能(敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值)。 結(jié)果顯示迷你PDX 膠囊中腫瘤細(xì)胞的形態(tài)和組織病理學(xué)特征與PDX 模型和原發(fā)腫瘤細(xì)胞一致,PDX 腫瘤移植物實(shí)驗(yàn)的藥物反應(yīng)與相應(yīng)的MiniPDX 實(shí)驗(yàn)的藥物反應(yīng)有很好的相關(guān)性,其中MiniPDX 陽性預(yù)測值為92%,陰性預(yù)測值為81%,敏感性為80%,特異性為93%。 這些研究數(shù)據(jù)表明通過將MiniPDX 法應(yīng)用于臨床腫瘤標(biāo)本,顯示了其廣泛的臨床應(yīng)用潛力。 在 Liu 等[40]的研究中,從MET 擴(kuò)增肺癌患者中建立了3 株原代細(xì)胞株并將其注入纖維,在中空纖維模型中證實(shí)環(huán)孢素a(CsA)可促進(jìn)環(huán)唑替尼(crizotinib)的抗腫瘤活性。 研究驗(yàn)證了MiniPDX 試驗(yàn)是一種先進(jìn)的個(gè)性化癌癥治療工具,可用于快速檢測藥物療效,增強(qiáng)其在個(gè)性化癌癥治療中的價(jià)值。

3.2 胃癌細(xì)胞株和肝細(xì)胞肝癌細(xì)胞株的HFA優(yōu)化

中空纖維試驗(yàn)為體內(nèi)抗癌藥物篩選提供了一種早期的方法,這些檢測方法已經(jīng)針對肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌和腦癌進(jìn)行了優(yōu)化,但并非針對胃和肝的癌癥。 因此, Park 等[44]研究了優(yōu)化人胃癌和肝癌細(xì)胞系的中空纖維檢測方法。 將中空纖維胃癌細(xì)胞株(SNU-16、SNU-484、SNU-668)和肝細(xì)胞癌細(xì)胞株(HepG2、SK-Hep-1、Hep3B)分別經(jīng)皮下和腹腔移植到小鼠體內(nèi),然后用標(biāo)準(zhǔn)抗癌藥物紫杉醇治療。 比較不同細(xì)胞系紫杉醇中空纖維活性和異種移植活性。 在優(yōu)化的條件下,在SNU-16 細(xì)胞中對新型化合物EW7197 和黃腐霉素進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)中空纖維的活性與各化合物的異種移植物活性有很好的相關(guān)性[45]。

3.3 其他

體內(nèi)臨床前分析需要篩選潛在的靶向腫瘤血管的藥物, Cooper 等[46]采用了中空纖維細(xì)胞分析技術(shù),對NCI 試驗(yàn)進(jìn)行了修改,使其更適合于研究抗血管生成和其他血管靶向性策略,方法是僅皮下移植,并減少移植的纖維的大小和數(shù)量,以盡量減少纖維周圍因纖維封條損傷而產(chǎn)生的灌注周圍的組織。 并且將纖維周圍新生血管的免疫組化分析作為量化藥物效應(yīng)的終點(diǎn),描述了一種基于中空纖維的定量檢測腫瘤新生血管的方法。 戚欣等[47]比較了中空纖維測定法在免疫缺陷小鼠和免疫正常小鼠體內(nèi)的應(yīng)用,結(jié)果顯示KM 小鼠可以替代裸鼠用于中空纖維測定法對化合物的體內(nèi)抗腫瘤活性進(jìn)行初步篩選,昆明小鼠的使用可以降低實(shí)驗(yàn)成本,進(jìn)一步促進(jìn)中空纖維法在我國的推廣應(yīng)用。

4 小結(jié)與展望

抗腫瘤藥物的發(fā)現(xiàn)與篩選需要一種快速體內(nèi)模型進(jìn)行體內(nèi)藥效學(xué)的評估,中空纖維測定法的出現(xiàn),因其高通量性有力推動(dòng)了抗腫瘤藥物的研發(fā)進(jìn)程。 近些年來,大量研究將中空纖維測試法應(yīng)用于新藥的體內(nèi)評估上,推動(dòng)了新化合物和天然抗腫瘤藥物等的研發(fā)。 此外,HFA 不僅應(yīng)用于抗腫瘤藥物研究,更是一種特異的,高效的體內(nèi)活性評估模型。在其他細(xì)胞的藥物活性研究[48]以及抗病原體(細(xì)菌、病毒等)藥物[49]的體內(nèi)篩選方面也有著重要應(yīng)用價(jià)值,還可以應(yīng)用于血管生長分析。

然而在體內(nèi)活性篩選方面,因其尚不能完全模擬腫瘤與宿主細(xì)胞之間復(fù)雜的反應(yīng),HFA 在目前無法完全取代傳統(tǒng)移植瘤模型。 在過去的研究中,采用中空纖維模型與異種移植腫瘤模型相結(jié)合,被證明是一種準(zhǔn)確可行的藥效學(xué)評估方案。 HFA 的改良優(yōu)化使其適用性更加廣泛,最新miniPDX 模型的出現(xiàn)推動(dòng)了個(gè)體化腫瘤治療的研究進(jìn)展。 利用患者來源的腫瘤細(xì)胞預(yù)測癌癥藥物對個(gè)體患者的臨床活性,miniPDX 模型在癌癥藥物臨床前開發(fā)以及個(gè)體化癌癥治療方面有著重要應(yīng)用價(jià)值,在未來,可將miniPDX 模型用于藥物作用機(jī)制研究上。 綜上所述,中空纖維腫瘤模型因其簡便性、優(yōu)越性、實(shí)用性在腫瘤藥物研發(fā)等方面展現(xiàn)出了重要的應(yīng)用價(jià)值;更加值得注意的是,其在個(gè)體化治療上也顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。