動物模型的建立與應用腫瘤動物模型引言腫瘤，尤其是惡性腫瘤，是目前世界上危害人類生命健康最嚴重的一種疾病。全世界每年大約有1/1000的人罹患癌癥，約500萬人死于惡性腫瘤。在有些國家，腫瘤已占據(jù)死亡原因的第二位，甚至第一位。在醫(yī)學領域，腫瘤一直是世界范圍內(nèi)受到廣泛重視的研究課題。(BALB/c×C57BL/6)F1三、移植性腫瘤動物模型生長特性與人體腫瘤有差別。至今已探討了很多腫瘤相關基因的作用。裸大鼠的發(fā)現(xiàn)及人癌異種移植的成功，給腫瘤和免疫研究增添了一個新的手段。腫瘤，尤其是惡性腫瘤，是目前世界上危害人類生命健康最嚴重的一種疾病。實驗腫瘤學研究，不僅與分子水平、細胞水平的研究密切聯(lián)系，而且對人類腫瘤的預防和治療有更直接的指導意義和參考價值。遺傳修飾動物與實驗腫瘤學研究2ml（1:3-4）人類實體瘤移植SCID小鼠，為深入探索人類惡性腫瘤的發(fā)生機理、生長轉移規(guī)律及治療方法提供了良好的活體模型。與裸小鼠比較，SCID小鼠能夠接受的腫瘤種類廣泛，生長良好，轉移廣泛。大多數(shù)人癌移植后，可見自行消退，僅少數(shù)腫瘤呈進行性生長。若用已建株的人體腫瘤組織培養(yǎng)細胞作移植材料，接種后的成活率更高。人體腫瘤的異種移植模型全世界每年大約有1/1000的人罹患癌癥，約500萬人死于惡性腫瘤。引言腫瘤研究，一般分為基礎研究和臨床研究兩大類。基礎研究，又分為分子水平、細胞水平和整體水平的研究。利用實驗動物進行整體水平的腫瘤研究，通常稱為實驗腫瘤學研究。實驗腫瘤學研究，不僅與分子水平、細胞水平的研究密切聯(lián)系，而且對人類腫瘤的預防和治療有更直接的指導意義和參考價值。腫瘤動物模型自發(fā)性腫瘤動物模型誘發(fā)性腫瘤動物模型移植性腫瘤動物模型遺傳修飾動物與實驗腫瘤學研究一、自發(fā)性腫瘤動物模型實驗動物不經(jīng)人為的實驗處理而自然發(fā)生的一類腫瘤，稱為自發(fā)性腫瘤。自發(fā)性腫瘤發(fā)生的類型和發(fā)病率可隨實驗動物的種屬、品種及品系的不同而異。在實驗腫瘤研究中，一般選用高發(fā)病率的動物腫瘤模型作為研究對象。常用腫瘤模型小鼠的腫瘤自然發(fā)生率腫瘤名稱品系年齡(月)性別自發(fā)率(%)乳腺腫瘤肺腺瘤肺細胞瘤肝癌淋巴瘤網(wǎng)織細胞瘤垂體腫瘤卵巢腫瘤纖維肉瘤

C3HA/HeC3H/HeC3H/He/OlaAKRAKR(C57BL×C3H/Anf)F1C57BR/CdDBABALB/c(BALB/c×C57BL/6)F1/181414//301212～18/18♀♂♀♂♂/♂♀♀♂♀//♀80～10090.085.085.079.792.049.033.055.575.828.4自發(fā)性腫瘤動物模型的優(yōu)點動物自發(fā)性腫瘤是近似人類腫瘤發(fā)生學的模型，其腫瘤發(fā)生學及細胞動力學特點與人類腫瘤較接近；這類模型便于進行慢性治療試驗，自發(fā)性腫瘤與移植性腫瘤相比，對藥物的敏感度不太高，療程長，便于進行綜合治療，對白血病模型，還可以通過血液學檢查來評價誘導緩解和維持緩解的治療方案；這類腫瘤發(fā)生的條件比較自然，有可能通過細致的觀察和統(tǒng)計分析而發(fā)現(xiàn)原先沒有發(fā)現(xiàn)的環(huán)境致癌因素或其他致癌因素，可以著重觀察遺傳因素在腫瘤發(fā)生上的作用。自發(fā)性腫瘤動物模型的缺點腫瘤的發(fā)生情況參差不齊，而且很難在短時間內(nèi)獲得大量的腫瘤學材料，觀察時間可能較長，實驗耗資較多，通常動物個體之間腫瘤的生長速度差異較大，難于評價治療效果。二、誘發(fā)性腫瘤動物模型化學藥物誘導法最常用；常用的實驗動物為大鼠，也有應用其它動物（小鼠、豚鼠、兔、旱獺、犬、恒河猴等）常用大鼠化學致癌劑誘發(fā)的腫瘤模型致癌物

給藥方式

劑量

誘發(fā)時間（天）腫瘤種類

發(fā)生率

苯并芘皮膚涂抹；皮膚滴落0.1%，1次/周;0.5%，5次/周120-200150-200多發(fā)性乳頭瘤和癌;孤立的乳頭瘤和癌>90%>90%二甲基苯蒽和巴豆油皮膚涂抹0.15ug/只,2次/周；0.5mg/只,5次/周90-150多發(fā)性乳頭瘤和癌>90%苯并芘皮下5mg/只，共1次90-120局部纖維肉瘤>90%4-二甲氨基胝口服每天1.5mg/kg350-400外耳道癌>90%7,12-二甲基苯蒽靜脈生后第48,50和52天，8mg/kg-100乳腺癌>90%常用大鼠化學致癌劑誘發(fā)的腫瘤模型（續(xù)）致癌物給藥方式劑量誘發(fā)時間（天）腫瘤種類發(fā)生率二乙基亞硝胺口服5mg/kg，2次/周，共14周120-180惡性肝腫瘤>90%乙基苯基亞硝胺口服每天1mg/kg180-250食管癌>80%N-亞硝基-甲基-乙酰氧基-甲胺口服3.5mg/kg，2次/周，共10周80-120前胃乳頭狀瘤和癌>90%N-甲基亞硝基脲靜脈生后第50和57天，50mg/kg-100乳腺癌>90%誘發(fā)性腫瘤動物模型的特點接近于人類腫瘤的發(fā)病特點和過程；腫瘤病因?qū)W研究起到重要作用；誘導時間長（3～5月，甚至1～2年），動物死亡率高；腫瘤出現(xiàn)的時間、部位、病灶數(shù)等在個體之間表現(xiàn)不均一。三、移植性腫瘤動物模型移植性腫瘤是一個動物的腫瘤被移植到另一個或另一種動物身上，經(jīng)過傳代后，它的組織類型與生長特性（包括接種成活率、生長速度、自然消退率、宿主反應及宿主壽命等）已趨穩(wěn)定，并能在同系或同種受體動物中繼續(xù)傳代，即成為一個可移植的瘤株。一般經(jīng)過20代的連續(xù)接種，可達到這種穩(wěn)定。移植性腫瘤動物模型分為同種動物移植性腫瘤和異種動物移植性腫瘤兩大類。同種動物移植性腫瘤模型由于腫瘤組織的異質(zhì)性，盡管臨床研究有精心的設計、精心護理和精心的結果處理，但卻經(jīng)常難以有把握地證明一種治療方式比另一種優(yōu)越，而這些實驗觀察往往需要很長的時間。如果利用動物移植性腫瘤模型，在短短的12天就可完成一次典型的藥效試驗，按國家衛(wèi)生部《新藥臨床前研究指南》的要求，重復3次，則一個多月即可判定一種藥物是否有抑制腫瘤生長的作用。在這些模型上得出的結果，很大一部分與實際是相符的，因此，盡管移植性腫瘤已有很長的發(fā)展歷史，但目前仍然是抗癌藥物體內(nèi)篩選的重要手段同種動物移植性腫瘤模型目前臨床上所用的抗腫瘤藥物中，大多數(shù)是經(jīng)動物移植性腫瘤治療試驗而篩選出來的。移植性腫瘤的研究最早見于1889年，至今已發(fā)現(xiàn)500多個動物移植性腫瘤的瘤株，但常用的只有40余種，國內(nèi)常用的有10余種。一般藥物篩選要求選用3個瘤株，美國國立癌癥研究所（NCI）80年代推薦采用P388（小鼠白血病）、L1210（小鼠白血病）、B16（小鼠黑色素瘤）、C26（小鼠結腸癌）、C38（小鼠結腸癌）、3LL（小鼠Lewis肺癌）及CD8F1（小鼠乳腺癌）。腫瘤名稱及類型代號宿主取瘤時間接種量接種方法艾氏腹水癌EACKM小鼠或其它小白鼠6-9d0.2ml（1:1-4）ip肉瘤180S180同上7-11d0.2ml（1:3-4）Sc或ipLewis肺癌LewisC57BL/6小鼠10-14d0.2ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊sc黑色素瘤B16B16同上15-20d0.2ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊sc白血病L615L615615小鼠6-7d0.1-0.2mlsc白血病P388P388DBA/2小鼠6-8d0.2ml（1:3-4）ip或sc白血病L1210L1210同上同上同上同上瓦克氏肉瘤W256W256Wistar大鼠或其它大白鼠同上0.2-0.5ml（1:3）sc或im動物移植性腫瘤的移植方法⑴取瘤在不損傷腫瘤的前提下，處死供瘤動物，無菌條件下采取腫瘤。實體瘤注意無菌剝離，取無壞死的、生長良好的瘤組織；腹水瘤最好腹部消毒后，將吸取部位的腹部皮膚與肌膜剝離開，以保證無菌吸取含瘤細胞的腹水。⑵接種實體瘤傳代大多數(shù)都是在皮下進行的，多數(shù)在腋窩或頸背部，也可以在大腿的肌肉內(nèi)接種。腫瘤組織可以以細胞懸液或腫瘤勻漿進行接種，也可以剪成腫瘤小塊，以套管針移植，注意每個小塊盡量大小一致。動物移植性腫瘤的移植方法⑵接種腹水瘤一般直接以不同濃度的瘤液直接接種，可以接種到皮下形成實體瘤，也可以接種于腹腔，仍長成腹水癌。腫瘤細胞懸液或腹水一般接種0.2ml，以生理鹽水，后者常以含葡萄糖的平衡鹽水（如Hanks氏液，Gey氏液等）以1：1～4的比例稀釋后再接種，一般1只供瘤動物可以接種60只受體動物。為了保證較好的成活率，重要的是無菌操作和快速操作，一般從供瘤動物的處死，到把瘤細胞接種給受體動物，不應超過30分鐘。動物移植性腫瘤的移植方法⑶治療效果評價①實體瘤效果評價：停藥次日（或停藥1～5d）處死動物，先稱體重，后解剖皮下瘤塊稱重。實體瘤的療效以瘤重抑制率表示，計算方法如下：瘤重抑制率%=（1－T/C）×100%中草藥抑制率

30%，合成藥

40%，并經(jīng)統(tǒng)計學處理，治療組與溶劑對照組有顯著差異時，認為有苗頭，需繼續(xù)重復，連續(xù)3次，療效穩(wěn)定，則評定此藥有一定療效。如果對照組小鼠腫瘤平均重量小于2g，表示腫瘤生長不良。在治療期間，給藥組小鼠死亡超過20%，或平均體重（去瘤后）下降（自身對照）超過15%者，表示藥物有毒性反應，應當減少劑量重新試驗。移植性腫瘤是一個動物的腫瘤被移植到另一個或另一種動物身上，經(jīng)過傳代后，它的組織類型與生長特性（包括接種成活率、生長速度、自然消退率、宿主反應及宿主壽命等）已趨穩(wěn)定，并能在同系或同種受體動物中繼續(xù)傳代，即成為一個可移植的瘤株。幾乎所有類型人類腫瘤均能在免疫缺陷動物體內(nèi)建立可移植性腫瘤模型；其自行消退的原因尚不十分清楚。腫瘤，尤其是惡性腫瘤，是目前世界上危害人類生命健康最嚴重的一種疾病。自發(fā)性腫瘤發(fā)生的類型和發(fā)病率可隨實驗動物的種屬、品種及品系的不同而異。2ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊5%）存活腫瘤，還可傳代。人們建立了大量的癌基因和腫瘤相關基因的轉基因動物模型，也通過在動物整體敲除這些基因研究它們在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用。若用已建株的人體腫瘤組織培養(yǎng)細胞作移植材料，接種后的成活率更高。2ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊中草藥抑制率30%，合成藥40%，并經(jīng)統(tǒng)計學處理，治療組與溶劑對照組有顯著差異時，認為有苗頭，需繼續(xù)重復，連續(xù)3次，療效穩(wěn)定，則評定此藥有一定療效。移植性腫瘤的研究最早見于1889年，至今已發(fā)現(xiàn)500多個動物移植性腫瘤的瘤株，但常用的只有40余種，國內(nèi)常用的有10余種。自發(fā)性腫瘤發(fā)生的類型和發(fā)病率可隨實驗動物的種屬、品種及品系的不同而異。①實體瘤效果評價：停藥次日（或停藥1～5d）處死動物，先稱體重，后解剖皮下瘤塊稱重。中草藥抑制率30%，合成藥40%，并經(jīng)統(tǒng)計學處理，治療組與溶劑對照組有顯著差異時，認為有苗頭，需繼續(xù)重復，連續(xù)3次，療效穩(wěn)定，則評定此藥有一定療效。動物移植性腫瘤的移植方法⑶治療效果評價②腹水瘤治療效果評價：療程結束后次日稱體重，逐日記錄，分別記錄對照組與治療組的平均生存時間，按下列公式計算生命延長率：生命延長率=（T/C－1）%非腹腔注射給藥時，生命延長率

50%，或腹腔注射給藥時生命延長率

75%，并經(jīng)統(tǒng)計學處理，治療組與對照組差異顯著時，認為有苗頭，需繼續(xù)試驗，連續(xù)3次，療效穩(wěn)定，則評定此藥有一定療效。對照組動物通常在2～3周內(nèi)全部死亡，個別存活時間太長者需剔除，但各組亦應同時相應地剔除一只。如果治療期間對照組動物于7天內(nèi)死亡≥20%，表示腫瘤接種有問題，實驗失敗；如果對照組內(nèi)20%的動物存活4周以上，實驗亦應作廢。治療組觀察時間一般60d（生存超過此時限者，仍按60d計算）。動物移植性腫瘤模型的特點模型復制簡便，腫瘤和荷瘤動物較一致；接種成活率高；生長特性與人體腫瘤有差別。人體腫瘤的異種移植模型建立異種可移植性腫瘤模型的最終目的是提供人類腫瘤的體內(nèi)研究手段，以便于直接研究人類腫瘤的生物學特性及其發(fā)病機制。現(xiàn)在主要利用免疫缺陷動物，將人類的腫瘤組織或細胞系移植于免疫缺陷動物體內(nèi)，建立異種可移植性瘤株。人體腫瘤的異種移植模型利用動物移植性腫瘤來檢驗抗腫瘤藥物的治療效果，主要是根據(jù)藥物對動物腫瘤細胞的殺傷作用，但是，動物移植性腫瘤增殖迅速，而且在組織學和細胞動力學方面都與人體腫瘤不一致。將人體腫瘤移植于免疫缺陷的動物體內(nèi)，因為保持著人體腫瘤的組織學、免疫學及生物學特性，用于研究藥物對人體腫瘤的作用，特別是對某種具體腫瘤的敏感性等方面引起人們的廣泛重視。裸小鼠現(xiàn)在，已成功地將結腸癌、乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、卵巢癌、淋巴瘤和白血病、胃癌、腎癌、宮頸癌、軟組織肉瘤和骨肉瘤等移植于裸鼠，并且獲得了一定比例的（37.5%）存活腫瘤，還可傳代。若用已建株的人體腫瘤組織培養(yǎng)細胞作移植材料，接種后的成活率更高。裸小鼠模型可以用作致癌機制研究，用作腫瘤組織的發(fā)生、免疫學、細胞動力學等腫瘤基礎理論的研究，以及抗腫瘤藥物的敏感性試驗等多方面的研究。裸大鼠可以生長于裸大鼠的移植人癌有黑色素瘤、惡性膠質(zhì)瘤、結腸癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、腎癌、前列腺癌以及外陰癌、宮頸癌等癌瘤。大多數(shù)人癌移植后，可見自行消退，僅少數(shù)腫瘤呈進行性生長。其自行消退的原因尚不十分清楚。裸大鼠的發(fā)現(xiàn)及人癌異種移植的成功，給腫瘤和免疫研究增添了一個新的手段。由于以裸大鼠代替裸小鼠，具有移植瘤大、取血量多、可施行某些外科小手術等優(yōu)點，比裸小鼠具有一定的優(yōu)越性。移植瘤保持著原發(fā)腫瘤的大部分生物學特性；腫瘤的發(fā)生情況參差不齊，而且很難在短時間內(nèi)獲得大量的腫瘤學材料，觀察時間可能較長，實驗耗資較多，通常動物個體之間腫瘤的生長速度差異較大，難于評價治療效果。常用大鼠化學致癌劑誘發(fā)的腫瘤模型（續(xù)）生長特性與人體腫瘤有差別。這類模型便于進行慢性治療試驗，自發(fā)性腫瘤與移植性腫瘤相比，對藥物的敏感度不太高，療程長，便于進行綜合治療，對白血病模型，還可以通過血液學檢查來評價誘導緩解和維持緩解的治療方案；至今已探討了很多腫瘤相關基因的作用。實驗腫瘤學研究，不僅與分子水平、細胞水平的研究密切聯(lián)系，而且對人類腫瘤的預防和治療有更直接的指導意義和參考價值。5%）存活腫瘤，還可傳代。由于腫瘤組織的異質(zhì)性，盡管臨床研究有精心的設計、精心護理和精心的結果處理，但卻經(jīng)常難以有把握地證明一種治療方式比另一種優(yōu)越，而這些實驗觀察往往需要很長的時間。動物移植性腫瘤模型的特點(BALB/c×C57BL/6)F1(BALB/c×C57BL/6)F12ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊二、誘發(fā)性腫瘤動物模型實體瘤傳代大多數(shù)都是在皮下進行的，多數(shù)在腋窩或頸背部，也可以在大腿的肌肉內(nèi)接種。SCID小鼠1983年Bosma等首次報道了小鼠的嚴重聯(lián)合免疫缺陷（severecombinedimmuno-deficient,SCID）突變，純合scid基因?qū)е耇、B淋巴細胞不能分化為特異性功能淋巴細胞，此突變型小鼠T、B淋巴細胞功能缺陷，NK細胞及巨噬細胞功能正常。人類實體瘤移植SCID小鼠，為深入探索人類惡性腫瘤的發(fā)生機理、生長轉移規(guī)律及治療方法提供了良好的活體模型。與裸小鼠比較，SCID小鼠能夠接受的腫瘤種類廣泛，生長良好，轉移廣泛。人類實體瘤移植SCID小鼠，為深入探索人類惡性腫瘤的發(fā)生機理、生長轉移規(guī)律及治療方法提供了良好的活體模型。同種動物移植性腫瘤模型人們建立了大量的癌基因和腫瘤相關基因的轉基因動物模型，也通過在動物整體敲除這些基因研究它們在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用。常用大鼠化學致癌劑誘發(fā)的腫瘤模型（續(xù)）生長特性與人體腫瘤有差別。2ml（1:1-3）或直徑2-3mm瘤塊1塊中草藥抑制率30%，合成藥40%，并經(jīng)統(tǒng)計學處理，治療組與溶劑對照組有顯著差異時，認為有苗頭，需繼續(xù)重復，連續(xù)3次，療效穩(wěn)定，則評定此藥有一定療效。三、移植性腫瘤動物模型利用動物移植性腫瘤來檢驗抗腫瘤藥物的治療效果，主要是根據(jù)藥物