自發性腫瘤動物模型

實驗動物種群中不經有意識的人工實驗處置而自然發生的一類腫瘤稱之為自發性腫瘤。自發性腫瘤發生的類型和發病率可隨實驗動物的種屬、品系及類型的不同而各有差異。腫瘤實驗研究中，一般應當選用高發病率的實驗動物腫瘤模型作為研究對象，否則就無法進行研究。當然，低發病率的腫瘤模型也有一定用處，可以用它作為對照。

基本介紹

• 中文名：自發性腫瘤動物模型
• 對象：腫瘤實驗
• 方法：人工實驗
• 類型：自發性腫瘤

自發性腫瘤動物模型

腫瘤實驗研究中選用自發性腫瘤型為對象進行研究有一定優點：首先是自發性腫瘤通常比用實驗方法誘發的腫瘤與人類所患的腫瘤更為相似，有利於將動物實驗結果推用到人：其次是這一類腫瘤發生的條件比較自然，有可能通過細緻觀察和統計分析而發現原來沒有發現的環境的或其它的致癌因素，可以著重觀察遺傳因素在腫瘤發生上的作用。但套用自發性腫瘤模型也存在一些缺點：腫瘤的發生情況可能參差不齊，不可能在短時間內獲得大量腫瘤學材料，觀察時間可能較長，實驗耗費較大。

某個近交品系動物在一定年齡內，可以發生一定比率的某種自發性腫瘤。目前已培育了許多種小鼠自發腫瘤，從腫瘤發生學上看，這些自發瘤與人體腫瘤相似，進行腫瘤發病學和藥物篩選等實驗應屬理想。但由於不易同時獲得大批病程相似的自發瘤動物，又因這種腫瘤生長較慢，實驗周期相對較長，所以一般很少用於篩藥。近年有人套用AKR自發白血病小鼠進行化研究，該小鼠出生後一年半內有高於90%的發病率，曾作為研究人體白血病和淋巴瘤的模型，它對藥物的治療反應類似兒童急性淋巴性白血病。由於病程較長，已用於綜合化療研究藥物誘導緩解和維持緩解的最適治療方案。此腫瘤可用強的松和長春新鹼誘導緩解，也可以環磷醯胺和甲基-CCNU誘導緩解，再用阿糖胞苷維持緩解，後者療效最好。自發腫瘤多數為病毒性，如C3H小鼠出生後有高的乳腺癌發生率，A系小鼠出生扣18個月內有90%的肺癌發生率，AK和C57小鼠有高的白血病發生率等等，這些腫瘤多發生於體表部位或易為目前體檢新發現的部位。AKR白血病的生長規律研究提示，該鼠出生時即帶有致癌的RNA病毒，於鼠齡6～13月內，每月小鼠自發瘤的死亡率為15～20%，而伴有增殖能力的瘤細胞常於診斷前一個月在小鼠胸腺中出現，診斷後中等生存期為16天，以上規律的闡明為化療提供了基礎知識。當前新藥研究中自發瘤模型套用最多的小鼠自髮乳癌，常用高自發率的C3H小鼠或BALB/C雌鼠與DBA/2雄鼠雜交的第一代CD2F1小鼠（自髮乳癌），它們於生後10個半月可摸到腫瘤，而後生存20～35天死亡，大量繁殖此類小鼠，自發瘤可高達70%。一般於摸到腫瘤塊後分組給藥，觀察其平均生存時間的延長率來評價藥物的療效。

自發性腦腫瘤動物模型

腦腫瘤在哺乳動物中的發病率不一，有報導狗為0.1-0.5%，SD大鼠（7803隻）為0.44%，但另一組41000隻SD大鼠中僅發38例中樞神經系統腫瘤，在靈長類動物中更為罕見，曾解剖14000隻恆河猴和1247隻獼猴屍，未發一例腦腫瘤。由發病率低，加之自發瘤的隱匿性及含瘤動物生存期短的特點，自發瘤模型難以用臨床。

化學物質誘發模型

早期使用甲基膽蒽注入鼠腦實質內可誘發出腦腫瘤，其中大部分為膠質瘤和腦膜肉瘤。在20世紀70年代，開始使用一種合的致癌物質N-亞硝基脲及其衍生物乙基亞硝基脲（ENU）等進行腫瘤誘發實驗。Kostener等將50㎎/㎏的ENU給受孕20天的大鼠一次性靜脈注射後，子代中均出了中樞神經系統腫瘤，但ENU對年鼠誘發腦腫瘤率較低。亞硝基脲類物質誘發的腦腫瘤在部位、類型、誘導時間以及惡性度等方面均有很大差異。

病毒誘發模型

由發病毒與腦腫瘤的發病存在一定的系，一些學者試圖使用病毒進行腦腫瘤誘發實驗，核糖核酸病毒（Rous肉瘤病毒）和脫氧核糖核酸病毒（腺病毒）均可誘發腦腫瘤。Bigner等把濃縮的Rous肉瘤病毒（0.01ml）注射到一種新生犬腦內，經一段潛伏期後全部發生膠質瘤或肉瘤，而且在動物內並未發子代病毒，這說明病毒的致瘤機理可能與其復無。也有人將AD12病毒直接注入到出生後24小時的鼠腦實質內，經過數月的潛伏期後就能發生腦腫瘤，其中大部分為髓母細胞瘤。Tabuchi則把感染Rous病毒的纖維母細胞接種到猴的右額葉內，73%發生了腫瘤，是肉瘤。病毒誘發的腦腫瘤可在同種動物中連續傳代，經過克隆後可生物特性穩定的模型，但其致瘤周期不一，誘發瘤性質差別較大，而且病毒不宜保存，對人也有一定的傷害作用，從而限了其套用。

腦腫瘤移植模型

同種移植模型較多用膠質瘤的研。將誘發的鼠腦膠質瘤進行外細胞培養，形穩定的細胞系，如C6，9L，BT4A等，再將這些細胞植入同種大鼠腦內，可得到同種移植膠質瘤模型。腦腫瘤同種移植模型雖能提腫瘤的模擬性和統一性，但動物腦瘤與人腦瘤相比，在遺傳學、細胞動力學和生物學方面均存在顯著的差異，而人們將目光更多地投向腦腫瘤異種移植模型。

由免疫排斥反應的存在，早期多將腫瘤移植動物免疫缺陷區，如豚鼠眼前房、倉鼠頰囊、兔角膜和雞胚絨毛膜等，還有學者採用藥物、X線照射等方法抑動物免疫反應。直到1968年由免疫缺陷動物的發，才真正開創了腦腫瘤異種移植動物模型的時代，這些動物包括T淋巴細胞能缺陷的裸小鼠、裸大鼠，B淋巴細胞能缺陷的CBA/N小鼠以及T、B淋巴細胞聯合缺陷的Lasat小鼠、SCID小鼠等。目前對腦腫瘤移植的方法還存在不同意見，包括：腦內移植、腎包膜下移植和皮下移植。腦內移植最接近腫瘤的人生長環境，但其操作複雜，動物感染及死率。近來有學者採用立定向技將濃縮的腫瘤細胞懸液射注入大鼠右基底區，可明顯提腫瘤的發生率並減少動物損傷，但腫瘤細胞可沿注射通道向蛛網膜下腔、腦室內及顱外播散。Engebraaten等提出用培養的膠母細胞瘤組織微塊代替細胞懸液進行移植，率可達87.7-100%，Mccutcheon對腦膜瘤進行的顱內移植實驗也獲得了。顱內移植最大的問在難以連續觀測腫瘤的生長情。Medhkour等認為裸鼠的腎包膜下血供豐富，不易發生免疫反應，故提出將腦腫瘤移植此，但需多次切開裸鼠腎包膜進行觀察，易發生感染或死，而且會對腫瘤的生長產生影響。裸鼠皮下移植模型操作簡單，便觀察，是目前套用最為廣泛的方法。Jensen等將腦膜瘤細胞懸液移植40隻裸鼠皮下，所形皮下腫瘤的組織學特徵和細胞增殖特性與人類腦膜瘤相似。Malham分別採用細胞懸液和腫瘤組織塊進行了皮下移植實驗，發後者的率前者，他認為組織塊含有腫瘤細胞間質，在質地、血供、間質結構、生長特性等方面與原腫瘤更為接近。對顱內其他腫瘤，如髓母細胞瘤、顱咽管瘤、淋巴瘤等的異種移植模型也有報導。異種移植模型保留了人腦膜瘤的許多生物學特徵，在組織形學、細胞動力學、遺傳學等方面與人類極其相似，但腫瘤長期傳代後可能發生一定的改變，表為基型和表型的不穩定，另外裸鼠的飼養條件求也較。

腫瘤的異種移植性腫瘤模型

將人體腫瘤移植於免疫缺陷動物，因能保持其生物學性，用於研究人體腫瘤對藥物的敏感性有較大的幫助，當前日益受到多方面的重視。早期工作是將人體腫瘤移植於動物缺乏免疫防禦機能的特殊部位，如雞胚、動物的眼前房、地鼠頰囊內，雖有一定比例的存活率，但因腫瘤生長緩慢又受植入部位包膜的限制，往往腫塊生長較小，難以傳代，更不能適應需要較多瘤源的實驗治療工作。近些年來將人體腫瘤移植於免疫缺陷動物或無毛無胸腺小鼠(裸鼠)，取得了較大的進展，故美國國立癌症研究所(NCI)於1977年已提出包括人體腫瘤移植於裸鼠的二篩實驗模型。人工製造免疫缺陷動物用於異種移植的研究，是先將動物胸腺切除，後給900拉德大劑量照射，照後2小時輸注骨髓或再給抗淋巴細胞血清，進行異種移植才能生長。由於異種移植需要附加因子，不同於它們生長在人體的自然條件下，對藥物的反應性可能也不同。但由於具有病情類似人體的優點，近年來實驗報導日益增多。

1966年以來發現和培育了一種無毛裸小鼠突變株，可能直接作為人體腫瘤異種移植的接受體，不需進行附加因子的處理，可使人體腫瘤移植後生長良好。腫瘤細胞形態、染色體含量和同功酶水平與人體腫瘤一樣，說明未發生細胞選擇和細胞雜交現象，細胞動力學和生物化學特徵也未變，故這種小鼠的異種移植人體腫瘤已成為免疫學和腫瘤學研究中較為理想的模型，用於實驗治療方面的研究報導也明顯增加。隨著對裸鼠生殖生理及生長特點知識積累，目前對如何提高供應量已制訂出一套飼養、繁殖和管理辦法。目前已成功把將結腸癌、乳癌、肺癌、卵巢癌、黑色素癌、胃癌、淋巴瘤和白血病、腎病、宮頸癌、軟組織肉瘤和骨肉瘤等移植於裸鼠，獲得一定百分比(37.5%)的良好生長腫瘤部分並可傳代。若用已建株的人體腫瘤組織培養細胞作移植材料，接種後成活率更高(41%)。這些成活的腫瘤對化療藥物的敏感性與臨床所見十分相近。黑色素瘤以DTIC和CCNU的抑瘤作用較強，而5-Fu則無效，與其臨床客觀療效三藥分別為20%、12%及2.5%的結果相似。人Burkitt淋巴瘤的祼鼠移植後對環磷醯胺有較高的敏感性，也與臨床結果相符，其他腫瘤如乳腺癌和結腸癌裸鼠移植，對前者阿黴素(5-mg/kg)、5-Fu(50~80mg/kg)和苯丙氨酸氮界(7mg/kg)均有一定的抑瘤效能，對後者甲基-CCNU和絲裂黴素也有明顯療效。有趣的是對P388無效的六甲密腰，對人體肺癌異種移植有效，套用其耐受劑量60~90mg/kg都有消瘤作用，對人體乳癌MX-1和結腸CX-1也有效。此藥重新臨床試用，證明對人支氣管肺癌和淋巴瘤確有治療作用。最近對過去因毒性較大而中斷研究的偶氮氧代正亮氨酸，重新用人腫瘤裸鼠模型評價，證明對MX-1和肺癌XL-1有明顯療效，又重新進入臨床研究。近年來有人用胸腺嘧啶核苷444~888mg/kg給腫瘤裸鼠連續灌注90~140小時，發現它能明顯抑制人體黑色素瘤及畸胎瘤的生長，並導致腫瘤消退而對宿主無明顯毒性，這些新結果已引起臨床重視。