动物肿瘤模型选择与应用

       在抗击癌症的征途上，人类持之以恒地探索与研发，解锁了诸多抑制肿瘤生长的药物，并成功开拓了包括CAR-T疗法、免疫疗法及疫苗在内的多条治疗路径。这些创新疗法的诞生与验证，无一不依赖于严谨的科学研究过程，其中，动物肿瘤模型，特别是小鼠肿瘤模型，扮演了至关重要的角色。它们作为科研的“先行者”，在药物研发与试验阶段，为评估治疗效果、理解肿瘤机制提供了宝贵的平台与数据支持。

一、动物肿瘤模型具体都有哪些应用呢?

了解肿瘤的发生和发展过程：借助多样化动物模型，模拟肿瘤多样发生与演进路径，如遗传变异、基因失活及异常表达等，深入洞悉肿瘤生物学奥秘，为创新治疗策略奠定坚实基础。

测试肿瘤治疗药物：动物模型助力评估肿瘤药物疗效与安全性，通过模拟人类肿瘤，测试新药，筛选适合人类治疗的有效且安全药物。

研究肿瘤免疫治疗：动物模型助力肿瘤免疫治疗研究，通过模拟肿瘤环境，测试抗体、T细胞疗法及疫苗等免疫策略的有效性，为癌症治疗开辟新途径。

研究肿瘤转移：动物模型揭示肿瘤转移机制，模拟细胞经血液或淋巴扩散至他处，如小鼠模型展示原发癌向远端组织器官迁移，助力抗转移策略研发。

二、肿瘤模型获取途径

自发肿瘤：

即让动物自然发生肿瘤，该途径理论上可以应用，但是因为极大的随机性和实验动物发生情况的不一致性，这种方法完全不适用于实验中模型的构建。

特点：

• 肿瘤发生情况参差不齐。
  
• 难以短时间内获得大量肿瘤材料，耗时长，耗资大。
  
• 发生肿瘤的动物肿瘤生长速度差异大，难以评价。
  

诱发肿瘤：就是使用一些能够诱发肿瘤的途径，利用致癌因素诱发肿瘤发生

物理诱导：采用放射线直接照射或局部注射放射性同位素来模拟肿瘤发生的环境因素。

化学诱导：运用特定的化学致癌物质，如亚硝胺系列和黄曲霉素等，以化学方式诱发肿瘤生成。

生物途径：包括病毒介导的致癌过程，如小鼠白血病病毒及SV40病毒的作用；以及通过基因工程技术，如利用乳球蛋白启动子携带的SV40T抗原诱导乳腺癌或胰腺癌，以及MMTV-Wnt-1转基因技术显著提高小鼠乳腺癌发病率的生物模型。

三、选择哪种实验动物接种肿瘤细胞?

肿瘤试验的瘤株主要有两种，一种是鼠源瘤株，一种是人源瘤株。

鼠源肿瘤株：能在常规小鼠体内自然生长，便于实验操作。

人源肿瘤株：因免疫排斥无法在正常小鼠内存活，故需选用免疫缺陷小鼠（如裸鼠）作为实验对象。这类小鼠因免疫系统功能不全，对外来肿瘤细胞无排异反应，使得肿瘤细胞能在其体内无阻碍地增殖与扩散。利用裸鼠成瘤模型，科学家能深入探究肿瘤在体内的生物学行为，包括生长模式、转移路径及药物反应等，为肿瘤治疗新策略与药物的开发奠定实验基础。但值得注意的是，裸鼠成瘤实验需严格遵循伦理与法律框架，确保动物福利不受侵害。

四、肿瘤体积具体的计算公式

离体移植瘤的理想测量方式是3D打印后采用排水法，虽精度极高，但成本高昂且耗时长，不适用于日常实验。对于体表瘤，游标卡尺是便捷选择；体内瘤则可通过荧光显像、micro-CT、MRI等先进影像技术监测，或在实验结束后尸检验证。值得注意的是，卡尺测量通过椭圆球体公式估算的体积，与排水法高度相关（r=0.93），为实验室提供了成本效益更高的替代方案。

在测量前，需准确判定肿瘤的长短径并垂直测量。对于皮下肿瘤，使用卡尺分别量取长度（L，最长维度）、宽度（W，垂直于L且平行于体表的短维度）及高度（H，肿瘤顶部至体表距离）。确保测量准确，以获取肿瘤体积的可靠估算。

在测量的过程中，肿瘤块的长度L和宽度W可以很好地测量出来，但是肿瘤的高度由于另一侧从皮肤长出，不太好测。

在实际应用中，因为π=3.14，π/6=0.52，所以我们在不少研究中看到肿瘤计算公式为V=0.52×L×W2，也有实验室用较为简化的公式：V=(W2×L)/2。

注意事项：

为减少误差，游标卡尺测量应由固定人员操作，并保持测量点一致性。

原位或转移肿瘤模型不适用常规体积公式，需分期处死动物测量，消耗大。

专用影像设备如micro CT、PET、小动物活体成像及micro MRI，可实现肿瘤的无创原位连续监测。

五、实验伦理中容易出错的地方

2015年《Nature》论文因小鼠肿瘤超标被质疑违反动物福利，作者道歉并撤部分数据，终因舆论压力于2018年撤稿。科研界普遍认同小鼠肿瘤最大直径不应超15mm，以遵循动物福利及伦理标准。

接种细胞量通常为1×106/0.2ml/只，难成瘤细胞系可适当增加，但上限为5×106/只。动物实验结束时应采用安乐死，如二氧化碳、注射或吸入药物，并在深麻醉下进行放血、断头或颈椎脱臼。文章应注明在深麻醉下实施上述操作，以符合伦理要求。

违背研究伦理也是学术不端的表现!动物实验开始前必不可少实验动物福利伦理审查!

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