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시장보고서
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환자 유래 이종 이식 모델 시장 분석 및 예측 : 유형별, 제품 유형별, 마우스 모델별, 서비스별, 용도별, 최종 사용자별, 기술별(2035년)Patient-Derived Xenograft Model Market Analysis and Forecast to 2035: Type, Product, Mice Models, Services, Application, End User, Technology |
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환자 유래 이종 이식 모델 시장은 2025년 3억 6,370만 달러로 평가되었고, 2035년까지 11억 2,190만 달러, CAGR 12.1%로 성장할 것으로 예측됩니다. 종양학 연구 개발 요구 증가 - 예측 가능한 전임상 모델에 대한 제약 회사 및 생명 공학 회사의 높은 수요가 성장을 이끌고 있습니다. 기업은 트랜스레이셔널 연구 및 치료 평가를 위해 다양한 PDX 모델(고형 종양, 혈액암, 소아암)을 요구하고 있습니다. 예를 들어 Charles River는 45가지 이상의 암 적응증을 다루는 1,700개 이상의 PDX 모델을 제공하여 여러 종양 유형에 걸친 약물 효능 시험을 지원합니다.
전문 모델공급 상황 - PDX 모델공급은 제한되어 있으며, 특히 저계대 배양 종양, 희귀암, 인간화 플랫폼에서는 부족합니다. 기증자 조직의 조달과 이식 성공률 문제는 생산 능력을 제약합니다. 예를 들어, 크라운 바이오사이언스사의 HSC-PDX와 헤라바이오랩사의 MiXeno(TM) PBMC 인간화 모델은 수요가 높은 전문 모델이면서도 공급이 한정되어 있습니다.
규제 준수 및 데이터 신뢰성 - 높은 유전적 및 조직학적 충실성을 유지하고 재현성 있는 결과를 제공하며 규제 기준을 충족하는 PDX 모델에 대한 수요는 강합니다. 이러한 특성을 갖춘 모델은 IND 신청 준비 연구 및 트랜스레이셔널 리서치에 선호됩니다. 예를 들어 Oncodesign과 Charles River는 임상적 관련성과 규정 준수를 보장하는 완전 특성화된 PDX 모델을 제공합니다.
| 시장 세분화 | |
|---|---|
| 유형 | 소화기 종양, 부인과 종양, 호흡기 종양, 중추 신경계 종양, 혈액 악성 종양, 피부 종양 및 기타 고형 종양 |
| 제품 | 생쥐 모델, 쥐 모델 |
| 서비스 | 모델 제작 및 확장, 모델 특성화, 동결보존, 기타 서비스 |
| 기술 | 이소성(피하) 이식, 정위 이식 |
| 응용 | 전임상 조사, 바이오마커 분석, 트랜스레이셔널 리서치, 바이오뱅킹 |
| 최종 사용자 | 제약 및 바이오테크놀러지 기업, CRO 및 CDMO, 학술 및 연구기관 |
| 마우스 모델 | 누드(무흉선), NOD/SCID, NSG, 인간화 마우스 |
기술적 진보와 자동화-AI, 이미징 기술, 오가노이드 기반 시험관 내 분석의 도입은 PDX 연구의 예측 정확성과 효율성을 향상시킵니다. 예를 들어, Charles River의 AI를 활용한 가상 대조군과 3D 오가노이드 PDX 플랫폼은 전임상시험을 가속화하고 동물 모델에 대한 의존도를 줄입니다.
부문 개요
종양 유형에 따라 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 시장은 소화기 종양, 호흡기 종양, 부인과 종양, 혈액 악성 종양, 중추 신경계 종양, 피부 종양 및 기타 고형 종양으로 분류됩니다.
호흡기 종양 부문은 폐암 세계의 부담이 크므로 가장 성장하는 분야 중 하나입니다. 2022년에는 약 248만건의 신규 사례가 확인되어 세계에서 가장 많이 진단된 암이며, 암의 사인으로도 선두를 차지하고 있습니다.
이 높은 이환율은 운전자 돌연변이 및 내성 메커니즘의 조사를 목적으로 하는 비소세포 폐암(NSCLC) 연구에서 PDX 모델에 대한 강한 수요를 견인하고 있습니다. 예를 들어, 2024년에는 UCL 연구원들이 CancerTools.org를 통해 44개의 NSCLC TRACERx PDX 모델을 등록하고 종양의 진화, 불균일성, 면역 도피 및 약물 내성에 대한 조사를 가능하게 함으로써 폐암에서의 Translational PDX 모델에 대한 증가 수요를 지원하고 있습니다.
소화기 종양 분야도 PDX 도입에 크게 기여하고 있습니다. 2022년에 대장암이 세계 제3위(신규 사례 약 193만건), 췌장암이 약 51만992건의 신규 사례를 기록하고 있으며, 모두 기존 모델보다 종양 이질성을 보다 잘 유지하는 PDX 플랫폼의 혜택을 받는 미충족 임상 요구가 현저한 질환입니다.
소화기 종양 분야의 성장은 고충실도의 전임상시험을 가능하게 하는 임상 관련성이 높은 PDX 모델의 보급 확대에 견인되고 있습니다. 주요 발전은 환자 종양의 생물학적 특성을 보유하는 Champions Oncology의 위암 PDX와 대장암과 위암을 포함하는 Crown Bioscience의 광범위한 소화기 PDX 라이브러리를 포함합니다.
또한 Charles River Laboratories의 2019년 79가지 소화기계 PDX 모델 확장 및 잭슨 연구소의 임상 검증된 소화기계 포트폴리오는 약물 스크리닝 및 바이오마커 연구를 위한 견고한 플랫폼을 제공합니다. 이러한 자원은 트랜스레이셔널 리서치를 가속화하고, 정밀 종양학 파이프라인을 지원하고, 부문의 견고한 성장을 추진하고 있습니다.
혈액 악성 종양 분야는 인간의 백혈병, 림프종, 다발성 골수종의 생물학적 특성을 재현하는 모델의 필요성이 매우 높기 때문에 PDX 시장의 성장을 견인하고 있습니다. 크라운 바이오사이언스사에 의한 급성 골수성 백혈병(AML) 패널(2017년)이나 워싱턴 대학 PDX 개발 및 시험 센터(2025년, 사이트만 암 센터)의 광범위한 혈액학 PDX 컬렉션 등의 PDX 플랫폼은 전임상 약물 시험, 내성 메커니즘 연구, 맞춤형 치료 평가를 가능하게 하고 있습니다.
지리적 개요
북미에서의 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 시장은 암 부담의 급격한 증가와 그에 따른 예측 가능하고 환자와 관련된 전임상 모델에 대한 수요가 높아짐에 따라 확대되고 있습니다. 2024년에는 미국에서 약 200만 1,140건의 신규암 사례와 61만 1,720건의 암 사망이 보고될 것으로 예측되고 있으며, 이는 인구의 고령화, 진단 커버리지의 향상, 스크리닝 진찰률 증가에 의해 야기된 과거 최고의 발병률을 반영하고 있습니다. 이 모든 것이 보다 생물학적으로 충실한 암 연구 모델의 필요성을 높이고 있습니다.
미국은 광범위한 바이오 의약품 연구 생태계, 전문 수탁 연구 기관(CRO), 강력한 종양학에 중점을 둔 R&D 투자에 힘입어 북미 PDX 모델 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있습니다. 미국 과학기술통계센터(NCSES)에 따르면 2023년 미국 기업은 연구개발에 약 7,220억 달러를 투자했으며, 그 중 기초 연구에 430억 달러(6%), 응용 연구에 1,100억 달러(15%)를 투입하고 있으며, PDX 모델 등의 트랜스레이셔널 플랫폼에 대한 수요를 지탱하는 지속
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 빠르게 성장하는 지역으로 예상됩니다. 이 지역의 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 시장은 높은 암 부담과 확대되는 종양학 조사에 의해 급속히 성장하고 있습니다. 화이자사에 따르면 아시아 주요 국가에서는 약 360만명의 남성과 400만명의 여성이 암을 앓고 있으며, 중국에서만 160만명의 남성과 150만명의 여성이 해당된다고 합니다. 중국에서는 소화기암, 폐암, 간암, 식도암을 대상으로 한 대규모 PDX 라이브러리가 구축되어 있어 종양 조직학과 약 반응성을 정확하게 보존하고 있습니다.
일본에서는 J-PDX 라이브러리, 후쿠시마 의과대학, 가나자와대학 등의 대학이 유방암, 백혈병, 췌장암, 소아급성 림프성 백혈병(ALL)의 PDX 모델을 활용해, 맞춤형 의료나 약제 시험을 지원하고 있습니다. 인도는 PDX 연구의 거점으로 대두하고 있으며, ACTREC가 트리플 네거티브 유방암(TNBC) 및 호르몬 수용체 양성 유방암의 모델을 개발, TheraIndx가 PDX/CDX 모델을 제공, Altogen Labs는 2024년 8월에 10유형의 폐암 이종이식 모델을 검증하고 있습니다.
호주에서는 소아암 연구소, MURAL, UNSW 시드니, WEHI, 피터 맥칼럼암 센터에서 전립선암, 유방암, 대장암, 소아암용 PDX 모델이 활용되고 있습니다. 한국에서는 CHA 분당의료센터와 연세대 세브란스병원에서 난소암, 위암, 담도암용 PDX 모델이 도입되고 있습니다.
싱가포르에서는 NCCS, A*STAR IMCB, NUS가 간 및 담도암 연구에 활용되고 있습니다. 인도네시아에서는 트랜스레이셔널 리서치를 지원하기 위해 유방암 및 기타 고형 종양을 위한 PDX 모델을 개발 중입니다. 이 지역 전체에서 이러한 노력은 암 유병률의 상승과 환자 관련성이 있는 전임상 모델의 채택을 반영하여 PDX에 대한 강한 수요를 견인하고 있습니다.
주요 동향과 촉진요인
CRO에 PDX 모델 위탁 증가가 시장 확대를 가속
암학 전 임상 연구의 CRO(수탁 연구 기관)에의 아웃소싱 증가가 시장 성장을 견인하고 있습니다. 제약 및 바이오텍 기업의 파이프라인 확대에 따라, 자사내에서의 대응 능력이 한계에 이르고, 전문적인 PDX 능력을 가지는 파트너 기업으로의 이행이 진행되고 있습니다.
CRO에 위탁함으로써 스폰서 기업은 많은 사내 연구소가 부족한 전문 지식, 인프라, 확장 가능한 동물 사육 시설 자원을 이용할 수 있는 동시에 비용 절감과 트랜스레이셔널 연구의 타임라인 단축을 실현합니다. 예를 들어, InnoSer의 종양 CRO 서비스는 치료 효과 평가를 위한 종합적인 PDX 마우스 모델을 제공하여 스폰서 기업이 종양 이질성 및 치료 반응을 생체 내에서 재현할 수 있게 합니다.
마찬가지로 LIDE Biotech는 거의 50가지 암 유형을 다루는 1,900개 이상의 모델을 보유한 세계 최대 규모의 PDX 바이오뱅크 중 하나를 운영하고 있으며, 외부 파트너 기업에게 약물 스크리닝 및 트랜스레이셔널 연구를 위한 다양하고 상세하게 특성화된 이종이식 모델을 제공합니다.
전략적 제휴도 이 아웃소싱 동향을 뒷받침합니다. 예를 들어 2025년 10월, 제노스타트사와 미네르바 이미징사는 10년에 걸친 제휴를 확대해, 완전 통합형 PDX-방사성 의약품 개발 플랫폼을 제공 개시했습니다. 이것은 제노스타트사의 임상 주석이 달린 PDX 리포지토리와 미네르바사의 분자 이미징 및 방사성 핵종 치료의 전문 지식, CDMO 능력을 조합하여 약물 발견에서 임상 응용까지의 프로세스를 효율화하는 것입니다.
복잡한 전임상시험이 종양학 스폰서를 위한 표준 외부 위탁 전략이 되는 가운데, PDX 모델을 전문으로 하는 CRO는 시장 평균을 웃도는 성장을 달성하고, 중국, 싱가포르, 인도 등 거점에서 지역적 리더십을 강화함과 동시에 세계 PDX 모델 시장 전체에서 수요 증가를 견인하고 있습니다.
증가하는 암 부담과 고급 스크리닝 -
세계의 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 시장을 견인하는 주요 동향은 세계의 암 발생률의 상승과 조기 발견 기술의 진보이며, 이로 인해 생물학적으로 관련성이 높은 전임상 모델에 대한 수요가 높아지고 있습니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 세계 암 사례 수는 2022년 2,000만 건에서 77% 증가했으며, 2050년에는 3,500만 건에 달할 것으로 예측되고 있습니다.
마찬가지로 인도에서는 1990년 이후 암 사례 수가 두배로 늘었고, 2025년에는 157만건의 신규 사례, 2023년에는 82만명 이상의 사망자가 발생했습니다. 이것은 담배 및 알코올 섭취, 비만, 운동 부족, 환경 오염 등이 요인입니다. 이 지역에서 가장 흔한 암에는 유방암, 폐암, 대장암, 구강암, 신장암이 포함됩니다. 또한 미국에서는 2025년에 204만 1,910건의 신규암 사례와 61만 8,120명이 사망했고(NIH, 2025), 예측 가능한 전임상 모델의 지속적인 필요성이 강조되고 있습니다.
암 부담의 증대에 따라 조기 발견 기술도 진보하고 있습니다. 폐암에 대한 저선량 CT 검사, 디지털 유방 토모신세시스(3D 유방촬영), 순환 종양 DNA(ctDNA)와 최소 잔류 질환(MRD)을 분석하는 저침습 액체 생검 등을 들 수 있습니다. 이러한 기술을 통해 보다 조기적이고 생물학적 다양성이 풍부한 단계에서 종양을 확인할 수 있게 되어, 트랜스레이셔널 리서치에 활용 가능한 종양의 범위가 확대되고 있습니다.
아시아태평양, 중동, 아프리카 등 지역에서는 전임상 연구의 지견을 정밀암 치료 솔루션으로 전환하기 위해 PDX 플랫폼의 도입이 가속화되고 있습니다. ARPA-H에 의한 2,500만 달러 규모의 재택 다암 스크리닝 프로그램 등의 공적 이니셔티브가 이를 뒷받침하고 있으며, 하위 유형 특이적 치료법을 평가하기 위한 이종이식편 수요를 견인하고 있습니다. 암이 보다 검출 가능해지고, 다양화해, 임상적으로 복잡화함에 따라, PDX 모델은 현대의 정밀 암 치료 연구 개발에 있어서의 필수 도구로서, 그 채택이 가속하고 있습니다.
Patient-Derived Xenograft Model Market is anticipated to expand from $363.7 million in 2025 to $1,121.9 million by 2035, growing at a CAGR of approximately 12.1%. Rising Oncology Research & Drug Development Needs - High demand from pharmaceutical and biotech companies for predictive preclinical models drives growth. Companies seek diverse PDX models (solid tumors, hematologic cancers, pediatric cancers) for translational studies and therapy evaluation. For instance, Charles River offers 1,700+ PDX models covering 45+ cancer indications, supporting drug efficacy testing across multiple tumor types.
Availability of Specialized Models - The supply of PDX models is limited, particularly for low-passage tumors, rare cancer types, and humanized platforms. Challenges in sourcing donor tissue and successful engraftment restrict production capacity. For example, Crown Bioscience's HSC-PDX and Hera BioLabs' MiXeno(TM) PBMC-humanized models represent high-demand specialized models with limited availability.
Regulatory Compliance and Data Reliability - There is strong demand for PDX models that maintain high genetic and histological fidelity, provide reproducible results, and meet regulatory standards. Models with these attributes are preferred for IND-enabling studies and translational research. For instance, Oncodesign and Charles River offer fully characterized PDX models that ensure clinical relevance and regulatory compliance.
| Market Segmentation | |
|---|---|
| Type | Gastro-Intestinal Tumors, Gynecological Tumors, Respiratory Tumors, Central Nervous System Tumors, Hematological Malignancies, Dermatological Tumors, Other Solid Tumors |
| Product | Mice Models, Rat Models |
| Services | Model Creation & Expansion, Model Characterization, Cryopreservation, Other Services |
| Technology | Heterotopic (Subcutaneous) Implantation, Orthotopic Implantation |
| Application | Preclinical Research, Biomarker Analysis, Translational Research, Biobanking |
| End User | Pharma & Biotechnology Companies, CROs & CDMOs, Academics & Research Institutes |
| Mice Models | Nude (Athymic), NOD/SCID, NSG, Humanized Mice |
Technological Advancements and Automation - Adoption of AI, imaging technologies, and organoid-based in vitro assays is enhancing the predictive power and efficiency of PDX studies. For example, Charles River's AI-enabled virtual control groups and 3D organoid PDX platforms accelerate preclinical testing and reduce reliance on animal models.
Segment Overview
Based on tumor type, the patient-derived xenograft (PDX) model market is divided into Gastro-Intestinal Tumors, Respiratory Tumors, Gynecological Tumors, Hematological Malignancies, Central Nervous System Tumors, Dermatological Tumors, and Other Solid Tumors.
The respiratory tumor segment is one of the fastest-growing due to lung cancer's high global burden lung cancer was the most frequently diagnosed cancer worldwide in 2022 with about 2.48 million new cases and also the leading cause of cancer death.
This high incidence drives strong demand for PDX models in NSCLC research to study driver mutations and resistance mechanisms. For example, in 2024, UCL researchers deposited 44 NSCLC TRACERx PDX models via CancerTools.org, enabling studies on tumor evolution, heterogeneity, immune escape, and drug resistance, supporting the rising demand for translational PDX models in lung cancer.
The gastro-intestinal tumor segment also strongly contributes to PDX adoption, as colorectal cancer ranked third globally with approximately 1.93 million new cases in 2022 and pancreatic cancer had around 510,992 new cases, both representing substantial unmet clinical needs that benefit from PDX platforms that better preserve tumor heterogeneity than traditional models.
The Gastro-Intestinal tumor segment is driven by the growing availability of clinically relevant PDX models that enable high-fidelity preclinical testing. Key developments include Champions Oncology's gastric cancer PDXs, which preserve patient tumor biology, and Crown Bioscience's extensive GI PDX library, covering colorectal and gastric cancers.
Additionally, Charles River Laboratories' 2019 expansion of 79 GI PDX models and The Jackson Laboratory's clinically validated GI portfolio provide robust platforms for drug screening and biomarker research. These resources accelerate translational research, support precision oncology pipelines, and reinforce strong segment growth.
The hematological malignancies segment is driving PDX market growth due to the critical need for models that replicate human leukemia, lymphoma, and multiple myeloma biology. PDX platforms, such as the AML panels by Crown Bioscience (2017) and the extensive hematologic PDX collection at the Washington University PDX Development and Trial Center (2025, Siteman Cancer Center), enable preclinical drug testing, mechanism-of-resistance studies, and personalized therapy evaluation.
Geographical Overview
The North American patient-derived xenograft (PDX) model market is expanding due to the rapidly rising cancer burden and the corresponding demand for predictive, patient-relevant preclinical models. In 2024, the United States is projected to report approximately 2,001,140 new cancer cases and 611,720 cancer deaths, reflecting a record-high incidence driven by population aging, improved diagnostic coverage, and increased screening uptake, all of which enhance the need for more biologically faithful oncology research models.
The United States accounts for the largest share of the North American PDX model market, supported by its extensive biopharmaceutical research ecosystem, specialized contract research organizations (CROs), and strong oncology-focused R&D investments. According to the National Center for Science and Engineering Statistics (NCSES), in 2023, U.S. companies invested approximately $722 billion in R&D, including $43 billion (6%) in basic research and $110 billion (15%) in applied research, underscoring the sustained funding priorities that reinforce demand for translational platforms such as PDX models.
Asia-Pacific is expected to be the fastest-growing region during the forecast period. The Asia-Pacific patient-derived xenograft (PDX) model market is rapidly growing due to the region's high cancer burden and expanding oncology research. According to Pfizer, there are about 3.6 million males and 4.0 million females living with cancer in major Asian countries, with China alone accounting for 1.6 million males and 1.5 million females. China has established large PDX libraries for gastrointestinal, lung, liver, and esophageal cancers, accurately preserving tumor histology and drug response.
Japan utilizes the J-PDX Library, Fukushima Medical University, and universities like Kanazawa for breast cancer, leukemia, pancreatic cancer, and pediatric ALL, supporting personalized medicine and drug testing. India is emerging as a hub for PDX studies, with ACTREC developing models for TNBC and hormone receptor-positive breast cancer, TheraIndx providing PDX/CDX models, and Altogen Labs validating 10 lung cancer xenograft models in August 2024.
Australia uses PDX models at Children's Cancer Institute, MURAL, UNSW Sydney, WEHI, and Peter MacCallum Cancer Centre for prostate, breast, colorectal, and pediatric cancers. South Korea employs PDX models at CHA Bundang Medical Center and Yonsei University Severance Hospital for ovarian, gastric, and biliary tract cancers.
Singapore leverages NCCS, A*STAR IMCB, and NUS for liver and biliary tract cancers. Indonesia is developing PDX models for breast and other solid tumors to support translational research. Across the region, these initiatives reflect rising cancer prevalence and adoption of patient-relevant preclinical models, driving strong PDX demand.
Key Trends and Drivers
"Rising Outsourcing of PDX Models to CROs Accelerates Market Expansion -
increasing outsourcing of oncology preclinical research to contract research organizations (CROs) drive the market growth. As pharma and biotech pipelines widening in-house capacities and shifting sponsors toward partners with specialized PDX capabilities.
Outsourcing to CROs allows sponsors to access expertise, infrastructure, and scalable vivarium resources that many internal labs lack, while reducing costs and accelerating translational timelines. For example, InnoSer's oncology CRO services offer comprehensive PDX mouse models for evaluating therapeutic efficacy, enabling sponsors to recapitulate tumor heterogeneity and treatment responses in vivo.
Similarly, LIDE Biotech maintains one of the world's largest PDX biobanks with over 1,900+ models covering nearly 50 cancer types, providing outsourced partners access to diverse, well-characterized xenografts for drug screening and translational studies.
Strategic collaborations further illustrate this outsourcing trend for instance, in October, 2025, XenoSTART and Minerva Imaging expanded their decade-long partnership to deliver a fully integrated PDX-radiopharmaceutical drug development platform, combining XenoSTART's clinically annotated PDX repository with Minerva's molecular imaging, radionuclide therapy expertise, and CDMO capabilities to streamline discovery through clinical translation.
As complex preclinical studies become the default outsourcing strategy for oncology sponsors, CROs specializing in PDX models are achieving above-market growth, reinforcing regional leadership in hubs such as China, Singapore, and India and driving incremental demand across the global PDX models market.
Increasing Cancer Burden and Advanced Screening -
A key trend driving the global patient-derived xenograft (PDX) models market is the rising global cancer incidence coupled with advances in early detection technologies, which is intensifying demand for biologically relevant preclinical models. According to the World Health Organization (WHO), global cancer cases are projected to reach 35 million by 2050, a 77% increase from 20 million cases in 2022.
Similarly, In India, cancer cases have doubled since 1990, with 1.57 million new cases projected in 2025 and over 820,000 deaths in 2023, driven by tobacco and alcohol use, obesity, sedentary lifestyles, and environmental pollution. The most common cancers in these regions include breast, lung, colorectal, oral, and kidney cancers. Additionally, in the United States, 2,041,910 new cancer cases and 618,120 deaths are projected in 2025 (NIH, 2025), underscoring the ongoing need for predictive preclinical models.
The growing cancer burden is matched by advancements in early detection, including low-dose CT scans for lung cancer, digital breast tomosynthesis (3D mammography), and minimally invasive liquid biopsies that analyze circulating tumor DNA (ctDNA) or minimal residual disease (MRD). These technologies allow identification of tumors at earlier, more biologically diverse stages, expanding the range of tumors available for translational research.
Regions such as Asia-Pacific, the Middle East, and Africa are increasingly adopting PDX platforms to translate preclinical findings into precision oncology solutions, supported by public initiatives like ARPA-H's USD 25 million at-home multi-cancer screening program, which drives demand for xenografts to evaluate subtype-specific therapies. As cancer becomes more detectable, diverse, and clinically complex, accelerating the adoption of PDX models as essential tools in modern precision oncology research and drug development.
Research Scope