然而，由于肿瘤细胞系一开始就含有许多突变，而且在体外长时间培养过程中，还会产生额外突变，因此，此类接种模型难以真实反映人肿瘤细胞的形态学和遗传异质性，从而降低了该类模型作为临床应用效果预测性的可靠性。另外，为了防止可能的排斥反应，肿瘤细胞系的异种移植模型是建立在免疫缺陷小鼠基础上，这也限制了其应用于肿瘤发展中免疫系统以及治疗应答等领域的研究。

不同于细胞系移植模型，通过将新鲜人肿瘤活检物移植至免疫缺陷小鼠构建的病人来源的肿瘤移植（Patient-derived tumor xenografts，PDTX，或PDX）模型则具有更多优势，PDX小鼠模型的肿瘤保留了来自肿瘤病人在分子，遗传，组织学异质性等特征（甚至经过小鼠体内的传代几代之后）。所以，PDX模型也成为目前个性化医学和临床前药物筛选的有用工具。  

目前，PDX的大规模研究已应用于潜在临床药物预测试验。有研究者通过构建约1000个来自多元化不同类型突变的PDX模型，并应用这些不同的PDX模型对不同药物进行小鼠体内筛选，寻找药物与肿瘤基因型之间的关联性，以达到试验重复性和临床可解释性的统一。最近有应用三阴乳腺癌建立的PDX模型，结合单细胞基因表达分析证明，早期细胞表达特征标记主要为干细胞样基因，发现了具有阻断乳腺癌转移的潜在药物新靶点。

不幸的是，PDX模型在研究某些肿瘤类型方面（如雌激素受体阳性的乳腺癌和前列腺癌）的不满意效果成为了限制其应用的主要障碍。而且，PDX模型必须建立在免疫缺陷小鼠上，这样的小鼠缺乏由获得性免疫系统介导的天然抗肿瘤与促肿瘤活动。

研究者们也明白，虽然PDX模型缺乏功能性的获得性免疫系统，该模型仍可为临床提供有价值的研究资料。正在进行中的相应改进努力是通过移植人CD34阳性造血干细胞或前体细胞的方法，实现重建人免疫系统的人源化的小鼠模型，也取得了显著的成功。虽然来自某些特异谱系的人免疫细胞在小鼠体内的重建仍具有挑战性，但通过引入人相关细胞因子，趋化因子，生长因子等方式，获得增加人骨髓细胞在小鼠体内发育与成熟的效果。

为了构建优化的能够支持人HLA限制性T细胞发育的免疫缺陷小鼠，应用基因修饰技术建立将人HLA分子引入至敲除小鼠MHC类型I和II相应区域的人源化小鼠模型。人源化小鼠模型能作为免疫疗法临床前评价的有用平台，然而，当人造血干细胞供体来源（如通过脐带血或胎肝）有限时，其现实操作中的较高构建成本也自然成为该模型实际应用的不利因素了。