TEL:17312606166（魏經理）
美鳳力臨床前大動物實驗中心
17312606166
在同系腫瘤模型中形成的同種異體移植物（即腫瘤）由于組織供體和移植受者具有一致的遺傳背景，因此免受排斥反應。同時，同系腫瘤小鼠模型免去了在免疫缺陷小鼠中進行免疫重建的復雜過程，這種保持小鼠完整免疫系統的優勢使得同系腫瘤小鼠模型成為研究腫瘤微環境、腫瘤轉移、特別是評估免疫調節療法的有力工具。
Fig.1 同系腫瘤小鼠模型示意圖
同系腫瘤細胞系移植小鼠模型（Cell-derived allograft）
GEM來源同種異體移植模型（GEM-derived allograft）
免疫檢查點人源化同系移植小鼠模型
B細胞缺陷同系移植小鼠模型
同系腫瘤細胞系移植小鼠模型是將組織相容性的腫瘤細胞系，即同種背景來源的腫瘤細胞系接種至免疫健全的近交系小鼠體內。相較于CDX模型，鼠源腫瘤細胞系移植小鼠模型保留了小鼠完整免疫系統，可用于研究功能性免疫系統存在下癌癥免疫療法的表現。
傳統同系移植模型最常用的宿主小鼠有Balb/c和C57BL/6小鼠。Balb/c和C57BL/6在免疫學上存在一些差異，比如：Balb/c與C57BL/6小鼠相比具有更強的體液反應；在C57BL/6小鼠中，Th1免疫應答和IFNγ產生占主導地位，而Balb/c很容易引發Th2免疫應答，等等。目前已開發出多種小鼠腫瘤細胞系，主要在C57BL/6和Balb/c背景下。例如，MC38結腸癌細胞系來源于C57BL/6近交系小鼠，MC38細胞就可以很容易地移植到C57BL/6小鼠體內。
這類鼠源細胞系移植小鼠模型主要具有操作簡單、高效經濟的優點，可用于大規模篩選新型免疫療法或抗腫瘤藥物，如免疫檢查點抑制劑、聯合治療等。
同系腫瘤細胞系移植小鼠模型可通過皮下注射（異位）移植或原位移植構建。皮下注射腫瘤細胞獲得的異位模型具有簡便性和精確性的優點，便于腫瘤介入治療以及腫瘤生長監測。然而，異位模型不能如實地反映腫瘤微環境，因為器官系統之間的固有免疫細胞和基質細胞都是不同的。此時，原位模型可以更準確地反映進行腫瘤發生的器官的天然腫瘤微環境。
利用基因工程手段，對原癌基因或抑癌基因進行改造可以建立自發腫瘤的基因修飾（genetically engineered mice，GEM）小鼠模型，如H11-Myc轉基因小鼠、Kras轉基因小鼠等。將來自于這些小鼠的腫瘤移植到遺傳背景一致的受體小鼠中，就可以得到自發腫瘤小鼠來源腫瘤組織移植小鼠模型，即GEM來源同種異體移植模型。使用自發腫瘤小鼠作為移植供體可以在一定程度上彌補鼠源腫瘤細胞系短缺的問題。
與PDX模型的制備相類似，可通過將原位GEM腫瘤的組織小塊通過原位或皮下移植到具有免疫功能的同源宿主中。GEM來源的腫瘤組織可以儲存起來用于大批量制備，獲得高通量的同源腫瘤小鼠模型。如下圖所示，（I）基因工程修飾小鼠體內形成腫瘤，將增殖中的腫瘤組織在皮下或原位直接移植到完全免疫功能的同系小鼠中。成功移植后，GDA荷瘤小鼠可以用于評估單獨或聯合用藥（*）治療，研究藥物對 “原發性”腫瘤的治療效果（II）。也可以使用生存手術切除移植的GDA腫瘤組織，并將治療重點放在轉移性疾病上，模擬原發腫瘤切除后人類患者的一線治療。GDA荷瘤小鼠用于在發現轉移性疾病后進行干預性治療（III），或在手術切除后立即開始預防性輔助治療（IV）。
因此，GEM自發腫瘤小鼠來源腫瘤組織移植（GDA）小鼠模型非常適合用于腫瘤表型分化、微環境豐富度、腫瘤干細胞驅動研究，以及研究靶向性小分子和/或免疫療法對原發性或轉移性腫瘤的干預或預防性治療。與PDX一樣，連續傳代會增加腫瘤性質偏離親本樣品的可能性。南模生物目前可提供肝癌、胰腺癌、肺癌等在內的GEM小鼠模型。
由于同系腫瘤移植模型中腫瘤細胞和受體免疫系統都是鼠源的，其表達的免疫檢查點分子和人類同源蛋白相比有一定的差異，因此在藥效評估中可能存在一定的偏差。如果能通過將人源基因替換對應小鼠基因，實現小鼠體內表達人源免疫檢查點蛋白，就可以針對特定靶向藥物實現系統優化，特別是在免疫檢查點抑制劑或聯合療法的應用中至關重要。
目前已有多種免疫檢查點人源化腫瘤細胞系與免疫檢查點人源化受體小鼠可以配套使用。免疫檢查點人源化同系移植模型實現了核心靶點基因的人源化，同時小鼠擁有健全的免疫系統，使得藥物在識別人類靶點的同時，也可以調節免疫系統作出響應。在腫瘤免疫藥物研發過程中具有明顯優勢，提高了藥物評價的精準性。
在藥物研發階段，免疫原性也是干擾藥效實驗的主要因素之一。由于單克隆抗體和其他蛋白藥物在野生型近交系小鼠中誘導抗藥物抗體（ADAs）的表達。ADAs會中和藥物的活性，影響藥物的清除、血漿半衰期和組織分布，改變藥效或藥動學，使在非臨床研究中觀察到的效應可能并非藥物真正的藥理和（或）毒性反應[3-4]，導致藥物有效性的評價更加復雜。因此，消除動物模型中的免疫原性可以幫助更加高效地篩選潛在藥物。
根據上述原理，成熟B細胞缺陷小鼠由于其B細胞發育中斷，無適應性抗體反應，就能成為很好的受體小鼠。我們可以通過靶向破壞Ig重鏈基因，構建Igh基因修飾小鼠，使這些小鼠B細胞受體重排、剪切等關鍵階段被抑制，B細胞發育停止在前B細胞階段，進而導致不能產生抗體。
因此，基于Igh基因修飾小鼠的B細胞缺陷同系腫瘤移植模型可以作為腫瘤免疫藥物的有效篩選模型，它既保留了對免疫治療評估重要的免疫細胞類型，又不會產生ADAs過敏反應，有效地減低甚至避免了免疫原性的產生，為潛在有效藥物的篩選提供了更多的可能。
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