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1、第十章第十章免疫缺陷动物模型及应用免疫缺陷动物模型及应用免疫缺陷免疫缺陷(immunodeficiency)是指是指机体免疫系统中任机体免疫系统中任何何一个成分缺一个成分缺少、缺失或功能不全的现象。少、缺失或功能不全的现象。免疫缺陷病免疫缺陷病(immunodeficiencydiseases)则是则是一种由于人体免疫一种由于人体免疫系统发育缺陷或免疫反应障碍导致的人体抗感染能力低下，临床表现系统发育缺陷或免疫反应障碍导致的人体抗感染能力低下，临床表现主要为反复感染或严重感染性疾病主要为反复感染或严重感染性疾病，它是机体免疫功能不全所出现的，它是机体免疫功能不全所出现的临床综合征。临床综合征。
2、免疫缺陷病通常可分为免疫缺陷病通常可分为先天遗传性先天遗传性及及后天继发性后天继发性两大类，这两类疾两大类，这两类疾病均会导致机体病均会导致机体免疫功能低下或缺失免疫功能低下或缺失，并易发生，并易发生严重感染或肿瘤严重感染或肿瘤。第一节第一节概述概述特异性免特异性免疫缺陷疫缺陷T细胞细胞缺陷缺陷T和和B细胞细胞缺陷缺陷B细胞细胞缺陷缺陷占先天性免疫缺陷病的占先天性免疫缺陷病的50%70%。其缺陷发生在其缺陷发生在B淋巴细胞祖细胞阶段，淋巴细胞祖细胞阶段，特征为免疫球蛋白水平的降低或缺失特征为免疫球蛋白水平的降低或缺失。占先天性免疫缺陷病的占先天性免疫缺陷病的5%10%。因。因先天性胸腺发育不全
3、导致机体内先天性胸腺发育不全导致机体内T细细胞数目减少，胞数目减少，或或因某些酶或膜糖蛋白因某些酶或膜糖蛋白等分子缺乏而导致等分子缺乏而导致T细胞功能障碍。细胞功能障碍。体液体液和和细胞免疫同时有严重缺陷的疾细胞免疫同时有严重缺陷的疾病，一般病，一般T细胞缺陷更为突出。可能细胞缺陷更为突出。可能与干细胞分化为与干细胞分化为T、B细胞发生障碍或细胞发生障碍或胸腺及法氏囊相应结构发育异常有关。胸腺及法氏囊相应结构发育异常有关。先天遗传性免疫缺陷病先天遗传性免疫缺陷病非非特异性特异性免疫缺陷免疫缺陷补体系补体系统统缺陷缺陷吞噬吞噬细胞细胞缺陷缺陷指吞噬细胞的功能障碍引起的疾病，指吞噬细胞的功能障碍引
4、起的疾病，其发病率较低，它约占先天性免疫缺其发病率较低，它约占先天性免疫缺陷病的陷病的1%2%，最多常见的为慢，最多常见的为慢性性肉芽肿病。肉芽肿病。机体内补体成分的组分或它的调控蛋机体内补体成分的组分或它的调控蛋白发生遗传性缺陷所白发生遗传性缺陷所引起的疾病引起的疾病。先天遗传性免疫缺陷病先天遗传性免疫缺陷病继发性继发性免免疫缺陷疫缺陷恶性恶性肿瘤肿瘤蛋白蛋白质异质异常常感染感染许多病毒、细菌、真菌及原虫感许多病毒、细菌、真菌及原虫感染常可引起机体免疫功能低下。染常可引起机体免疫功能低下。患恶性肿瘤特别是淋巴组织的恶性肿患恶性肿瘤特别是淋巴组织的恶性肿瘤时，常可进行性抑制患者的免疫功瘤时，常
5、可进行性抑制患者的免疫功能。广泛转移的癌症患者中常可出现能。广泛转移的癌症患者中常可出现明显的细胞免疫与体液免疫功能低下。明显的细胞免疫与体液免疫功能低下。慢性肾慢性肾脏疾病脏疾病、急慢性消化道疾病，、急慢性消化道疾病，大面积烧或烫伤时，体内蛋白质可大面积烧或烫伤时，体内蛋白质可大大量丧失量丧失；慢性消耗性疾病时蛋白质消慢性消耗性疾病时蛋白质消耗会增加；机体内的蛋白质合成不足。耗会增加；机体内的蛋白质合成不足。后天继发性免疫缺陷病后天继发性免疫缺陷病医源性免医源性免疫缺陷疫缺陷放射放射线损线损伤伤长期长期使用使用药物药物长期使用免疫抑制剂、细胞毒药长期使用免疫抑制剂、细胞毒药物和某些抗生素物和
6、某些抗生素。放射线治疗是放射线治疗是一种一种有效手段有效手段，大多数大多数淋巴细胞对淋巴细胞对射线十分敏感射线十分敏感，大剂量放大剂量放射性损伤可造成机体永久性免疫缺陷。射性损伤可造成机体永久性免疫缺陷。后天继发性免疫缺陷病后天继发性免疫缺陷病免疫缺陷动物免疫缺陷动物(immunodeficient animal)(immunodeficient animal)：指由于先天性遗传缺陷或：指由于先天性遗传缺陷或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。获得性免疫缺陷动物获得性免疫缺陷动物（Induced immunodeficient
7、 animalInduced immunodeficient animal）, ,又叫诱又叫诱发性免疫缺陷动物，指采用人工方法干预造成其免疫功能缺陷或低下的发性免疫缺陷动物，指采用人工方法干预造成其免疫功能缺陷或低下的动物。动物。遗传性免疫缺陷动物遗传性免疫缺陷动物（Induced immunodeficient animalInduced immunodeficient animal）, ,又叫自又叫自发性免疫缺陷动物，指动物发性免疫缺陷动物，指动物自然自然发生的免疫缺陷疾病或由于基因突变的发生的免疫缺陷疾病或由于基因突变的异常表现，通过异常表现，通过定向培育而获得的免疫功能缺陷或低下的动物
8、。定向培育而获得的免疫功能缺陷或低下的动物。 第二节第二节 免疫缺陷动物及其发展史免疫缺陷动物及其发展史免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物 裸小鼠的发现及其意义裸小鼠的发现及其意义裸小鼠裸小鼠(Nude mice)(Nude mice)或无胸腺小鼠（或无胸腺小鼠（Athymic mice)Athymic mice)是一种无被毛、无是一种无被毛、无胸腺的突变种小鼠胸腺的突变种小鼠。19621962年年，英国格拉斯哥鲁齐尔医院（英国格拉斯哥鲁齐尔医院（Ruchild hospitalRuchild hospital）病毒研究室）病毒研究室的格里斯脱的格里斯脱(Gris
9、t)(Grist)医生从医生从非近交系小鼠非近交系小鼠中偶然发现中偶然发现了了个别无毛小鼠个别无毛小鼠。19661966年，英国爱丁堡动物研究所的弗拉纳根（年，英国爱丁堡动物研究所的弗拉纳根（FlanaganFlanagan）首先确定了）首先确定了新生裸小鼠以新生裸小鼠以无触须为主要特征无触须为主要特征；随后的遗传特性研究，发现小鼠无毛随后的遗传特性研究，发现小鼠无毛是其是其1111号染色体上的等位基因发生号染色体上的等位基因发生了了突变，并发现突变，并发现裸裸小鼠的皮肤组织学小鼠的皮肤组织学和以往无毛小鼠不同，它的体内常染色体退化，存在着一种新的无毛基和以往无毛小鼠不同，它的体内常染色体退化
10、，存在着一种新的无毛基因因；认为这是一种认为这是一种新的自发突变种小鼠新的自发突变种小鼠，并提出将其命名为，并提出将其命名为“裸体裸体”小小鼠鼠，用，用“nunu”表示其表示其基因符号基因符号。19681968年，佩蒂路易斯（年，佩蒂路易斯（PantelourisPantelouris）发现裸体小鼠已）发现裸体小鼠已失去正常胸腺失去正常胸腺，其其原胸腺残留结构原胸腺残留结构中中，部分上皮样细胞呈巢状排列且部分呈外分泌腺结部分上皮样细胞呈巢状排列且部分呈外分泌腺结构，这才引起世界各国生物医学领域的高度重视。构，这才引起世界各国生物医学领域的高度重视。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动
11、物联合免疫缺陷动物 裸小鼠的发现及其意义裸小鼠的发现及其意义2020世纪世纪6060年代后期，裸小鼠作为年代后期，裸小鼠作为“活试管活试管”，在肿瘤学、免疫学等，在肿瘤学、免疫学等方面很快成为广为关注的研究领域方面很快成为广为关注的研究领域. .2020世纪世纪7070年代年代以来，国际以来，国际上先后召开了很多上先后召开了很多届届“免疫功能缺陷动物免疫功能缺陷动物实验实验”国际讨论会国际讨论会，以裸小鼠为代表的各类免疫功能缺陷动物引起了以裸小鼠为代表的各类免疫功能缺陷动物引起了生命科学领域的广泛关注，至今方兴未艾。生命科学领域的广泛关注，至今方兴未艾。目前目前国际上发现和培育了以国际上发现和
12、培育了以B B细胞功能缺陷细胞功能缺陷为特征为特征，来源于，来源于CBA/NCBA/N小小鼠鼠的的XidXid小鼠小鼠，自然杀伤（自然杀伤（NKNK）细胞功能缺陷）细胞功能缺陷的的BeigeBeige小鼠小鼠、巨噬细胞巨噬细胞机能异常机能异常的的P/JP/J小鼠小鼠等各类免疫缺陷动物模型。等各类免疫缺陷动物模型。借助生物遗传工程的研究手段，应用基因导入等育种技术，将不同借助生物遗传工程的研究手段，应用基因导入等育种技术，将不同类型的基因异常整合在同一动物体上，人工建立了类型的基因异常整合在同一动物体上，人工建立了许多许多联合免疫功能联合免疫功能缺陷动物缺陷动物（Combined Immunod
13、eficiency ModelCombined Immunodeficiency Model）。）。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物 裸大鼠的发现及其意义裸大鼠的发现及其意义19531953年年，裸大鼠裸大鼠（Nude ratsNude rats）由英国阿伯丁的）由英国阿伯丁的RowettRowett研究所在实验大研究所在实验大鼠种群中所发现，鼠种群中所发现，基因符号为基因符号为rnurnu，属，属染色体隐性遗传染色体隐性遗传，因难于饲养繁殖，因难于饲养繁殖，当时仅维持至当时仅维持至6060年代初。年代初。19751975年年，该研究所在大鼠种群中再次发现了该研
14、究所在大鼠种群中再次发现了纯合子裸大鼠纯合子裸大鼠（rnu/runrnu/run）。）。19771977年年，英国英国MRCMRC实验动物中心首次在世界上建立了实验动物中心首次在世界上建立了裸大鼠种子群裸大鼠种子群。19781978年年，FestingFesting通过研究首次通过研究首次详细描述了裸大鼠的免疫学特征详细描述了裸大鼠的免疫学特征，并在，并在世界上首先报道了采用裸大鼠开展人癌异种移植的实验结果。世界上首先报道了采用裸大鼠开展人癌异种移植的实验结果。rnurnu裸大鼠裸大鼠先后被分别先后被分别引入欧洲大陆及美国及日本引入欧洲大陆及美国及日本等国，并于等国，并于19831983年年由
15、我国科学家引由我国科学家引入中国。入中国。除除rnurnu裸大鼠以外，裸大鼠以外，19761976年年5 5月在新西兰维多利亚大学的科研人员发现了月在新西兰维多利亚大学的科研人员发现了另一种裸大鼠，为了与另一种裸大鼠，为了与rnurnu裸大鼠区别，他们将这种裸大鼠的裸大鼠区别，他们将这种裸大鼠的基因符号命基因符号命名为名为nznunznu。目前绝大多数裸大鼠的研究资料均来自目前绝大多数裸大鼠的研究资料均来自rnurnu裸大鼠。裸大鼠。实验诱导免实验诱导免疫缺陷动物疫缺陷动物免疫器官切除免疫器官切除免疫抑制剂免疫抑制剂大剂量激素大剂量激素放射性照放射性照射射 实验诱导免疫缺陷动物实验诱导免疫缺陷
16、动物免疫抑制免疫抑制动物模型动物模型TAR小鼠小鼠TRB小鼠小鼠联合使用胸腺切除、放射线照射联合使用胸腺切除、放射线照射和骨髓重建的方法建立的实验诱和骨髓重建的方法建立的实验诱导免疫抑制动物模型导免疫抑制动物模型，即即TRB小小鼠鼠模型。模型。采用胸腺切除、阿拉伯胶糖嘧啶采用胸腺切除、阿拉伯胶糖嘧啶渗透加放射线照射的技术制作渗透加放射线照射的技术制作的的免疫缺陷免疫缺陷动物模型，即动物模型，即TAR小鼠小鼠模型。模型。 实验诱导免疫缺陷动物实验诱导免疫缺陷动物T淋巴细胞功能缺陷动物淋巴细胞功能缺陷动物裸小鼠、裸大鼠裸小鼠、裸大鼠B淋巴细胞功能缺陷动物淋巴细胞功能缺陷动物XID小鼠小鼠NK细胞缺
17、陷动物细胞缺陷动物Beige小鼠小鼠免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物SCID小鼠、小鼠、NOD-SCID小鼠、小鼠、BNX小鼠小鼠第三节第三节免疫缺陷动物分类免疫缺陷动物分类按照临床上免疫缺陷疾病以按照临床上免疫缺陷疾病以始发部位始发部位或或所含有成分所含有成分分类的原则，根据免分类的原则，根据免疫缺陷动物的实际应用现状，免疫缺陷动物的分类疫缺陷动物的实际应用现状，免疫缺陷动物的分类并并不不可能可能十分严格十分严格；利用利用基因敲除技术基因敲除技术造成某些造成某些免疫免疫细胞因子缺陷的细胞因子缺陷的免疫缺陷小鼠免疫缺陷小鼠大多数大多数还还无无特定的名称。特定的名
18、称。BALB/c(nu/nu)(T cell-)BNX(T/B/NK cell-)NOD/SCID(T/B/NK cell-)SCID(T/B cell-)Nud rat(T cell-)免疫缺陷动物免疫缺陷动物免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物一、一、T淋巴细胞功能淋巴细胞功能缺陷动物缺陷动物裸小鼠（裸小鼠（Nude miceNude mice）是一种全身无毛、先天性胸腺发育不良及是一种全身无毛、先天性胸腺发育不良及T T淋巴淋巴细胞功能免疫缺陷的动物，其隐性突变的细胞功能免疫缺陷的动物，其隐性突变的裸基因（裸基因（nunu）位于）位于1111号染色号染色体上体
19、上。裸小鼠概况裸小鼠概况已将已将nunu基因成功导入不同近交系动物，基因成功导入不同近交系动物，世界上世界上已建立了已建立了2020余种具有不余种具有不同遗传背景和相同同遗传背景和相同nunu基因遗传特性基因遗传特性的的近交系裸小鼠近交系裸小鼠；使用最多的裸小使用最多的裸小鼠品系是鼠品系是BALB/c-nuBALB/c-nu小鼠小鼠，其它来源的裸小鼠如，其它来源的裸小鼠如NIH-nuNIH-nu小鼠、小鼠、NC-nuNC-nu小小鼠、鼠、Swiss-nuSwiss-nu小鼠、小鼠、C3H-nuC3H-nu和和C57BL-nuC57BL-nu小鼠小鼠等品系等品系也有较多应用。也有较多应用。 生物
20、学特征生物学特征裸小鼠的主要特征表现为无毛和无胸腺，随着鼠龄增加，其皮肤变薄、裸小鼠的主要特征表现为无毛和无胸腺，随着鼠龄增加，其皮肤变薄、头颈部皮皱褶、发育迟缓。头颈部皮皱褶、发育迟缓。不同品系的裸小鼠具有不同的生物学特征。不同品系的裸小鼠具有不同的生物学特征。如如BALB/CBALB/C裸小鼠裸小鼠皮肤为皮肤为浅红色，白眼浅红色，白眼；C3HC3H裸小鼠裸小鼠皮肤为皮肤为灰白色，黑眼灰白色，黑眼；C57BLC57BL裸小鼠裸小鼠皮肤为皮肤为黑灰色至黑色黑灰色至黑色。CD-(ICR)裸鼠裸鼠NU/NU裸鼠裸鼠免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物一、一、T淋巴细胞功
21、能淋巴细胞功能缺陷动物缺陷动物免疫学特征免疫学特征胸腺缺损，可见少量胸腺痕迹或异常上皮，但胸腺依赖细胞明显减少胸腺缺损，可见少量胸腺痕迹或异常上皮，但胸腺依赖细胞明显减少或缺失，故不能使或缺失，故不能使T T细胞正常分化，缺乏成熟细胞正常分化，缺乏成熟T T细胞的辅助、抑制及杀细胞的辅助、抑制及杀伤功能，所以其细胞免疫力低下。体内伤功能，所以其细胞免疫力低下。体内B B淋巴细胞数正常，但功能欠正淋巴细胞数正常，但功能欠正常，免疫球蛋白主要是常，免疫球蛋白主要是IgMIgM，只含少量，只含少量IgGIgG。6 68 8周龄以上的成年裸小周龄以上的成年裸小鼠较普通小鼠有较高水平的鼠较普通小鼠有较高
22、水平的NKNK细胞活性，细胞活性，3 34 4周龄的幼龄裸小鼠则周龄的幼龄裸小鼠则NKNK细胞的活性相对低下细胞的活性相对低下；随着裸小鼠年龄增长或其他因素的影响（如微随着裸小鼠年龄增长或其他因素的影响（如微生物感染），其体内正常生物感染），其体内正常T T细胞数会增加，细胞数会增加，NKNK细胞活性也会代偿性增高细胞活性也会代偿性增高。应用领域应用领域已广泛应用于肿瘤学、免疫学、微生物、遗传学、寄生虫、临床医学已广泛应用于肿瘤学、免疫学、微生物、遗传学、寄生虫、临床医学等专业领域。等专业领域。CD-(ICR)裸鼠裸鼠NU/NU裸鼠裸鼠免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺
23、陷动物一、一、T淋巴细胞功能淋巴细胞功能缺陷动物缺陷动物裸大鼠（裸大鼠（Nude ratNude rat）是一种全身无毛、先天性胸腺发育不良及是一种全身无毛、先天性胸腺发育不良及T T淋巴淋巴细胞功能免疫缺陷的动物，其基因符号为细胞功能免疫缺陷的动物，其基因符号为rnurnu，属染色体隐性遗传。，属染色体隐性遗传。生物学特征生物学特征主要特征类似于裸小鼠，但其躯干部仍有稀少被毛，并非如裸小鼠那主要特征类似于裸小鼠，但其躯干部仍有稀少被毛，并非如裸小鼠那样基本无毛，其头部及四肢毛更多。样基本无毛，其头部及四肢毛更多。2 26 6周龄期间其皮肤上有棕色鳞周龄期间其皮肤上有棕色鳞片状物，随鼠龄增长出
24、现稀少被毛直至终身。片状物，随鼠龄增长出现稀少被毛直至终身。免疫免疫学特征学特征与裸小鼠极为相似，与裸小鼠极为相似，可可见胸腺残体见胸腺残体；其体内其体内T T细胞功能缺陷，细胞功能缺陷，B B细胞功细胞功能基本正常能基本正常，NKNK细胞活力增强。对结核菌素无迟发性变态反应，血中细胞活力增强。对结核菌素无迟发性变态反应，血中未测出未测出IgMIgM及及IgGIgG，淋巴细胞转化试验为阴性。，淋巴细胞转化试验为阴性。 肿瘤移植肿瘤移植实验实验中，裸大鼠具有移植瘤大、取血量多、可行某些外中，裸大鼠具有移植瘤大、取血量多、可行某些外科手术之优科手术之优点点。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫
25、缺陷动物联合免疫缺陷动物二、二、B淋巴细胞功能淋巴细胞功能缺陷动物缺陷动物XIDXID（X-linked immunodeficiencyX-linked immunodeficiency）小鼠）小鼠为为B B淋巴细胞功能缺陷疾病淋巴细胞功能缺陷疾病模型，临床常表现为免疫球蛋白缺失，但细胞免疫正常。来源于模型，临床常表现为免疫球蛋白缺失，但细胞免疫正常。来源于CBA/NCBA/N小鼠，为小鼠，为X-X-染色体隐性遗传，染色体隐性遗传，其突变基因位于其突变基因位于Pgk-1Pgk-1与与PlpPlp基因基因之间，之间，基因符号为基因符号为xidxid。该基因使小鼠脾脏。该基因使小鼠脾脏B B淋巴
26、细胞数目减少并有缺淋巴细胞数目减少并有缺陷，导致体内成熟陷，导致体内成熟B B细胞缺少，从而对某些细胞缺少，从而对某些B B细胞抗原缺乏免疫应答反细胞抗原缺乏免疫应答反应。目前已培育出应。目前已培育出B B细胞缺陷的小鼠已不少于细胞缺陷的小鼠已不少于1515个品系个品系。免疫学特征免疫学特征纯和型雌鼠纯和型雌鼠(xid/xid)(xid/xid)和和杂合型雄鼠杂合型雄鼠(xid/y)(xid/y)对对型抗原型抗原( (非胸腺依赖非胸腺依赖性抗原性抗原) )以及双链以及双链DNADNA等没有反应，对胸腺依赖性抗原缺乏抗体反应；等没有反应，对胸腺依赖性抗原缺乏抗体反应；血清中血清中IgG3IgG3
27、、IgMIgM低下。其低下。其免疫学特征与人类性联丙种球蛋白缺乏症免疫学特征与人类性联丙种球蛋白缺乏症（BrutonBruton型）型）和和湿疹湿疹- -血小板减少性紫癜血小板减少性紫癜(Wiskott-Aldisch(Wiskott-Aldisch氏氏) )综合症综合症相似。相似。应用领域应用领域免疫学领域，它是免疫学领域，它是研究研究B B淋巴细胞的发生淋巴细胞的发生和和功能理想的动物模型。功能理想的动物模型。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物三、三、NK淋巴细胞功能淋巴细胞功能缺陷动物缺陷动物BeigeBeige小鼠小鼠为为NKNK细胞功能缺陷疾病模型，它是
28、隐性基因突变系，细胞功能缺陷疾病模型，它是隐性基因突变系，bgbg基因为基因为1313号常染色体隐性突变基因，它起源于号常染色体隐性突变基因，它起源于C57BL/6C57BL/6品系。品系。它是它是经射线辐射的经射线辐射的小鼠生产的仔鼠中出现的变异动物，这种动物被称为小鼠生产的仔鼠中出现的变异动物，这种动物被称为Beige (bg/bg)Beige (bg/bg)小鼠。小鼠。生物学特征生物学特征BeigeBeige小鼠表现为明显的黑色素体减少小鼠表现为明显的黑色素体减少，外观，外观很难很难与其他白色小鼠与其他白色小鼠鉴别。鉴别。其外观表现为毛色变浅其外观表现为毛色变浅，但被毛完整但被毛完整，耳
29、廓和尾尖色素减少，出生时眼睛耳廓和尾尖色素减少，出生时眼睛颜色很浅，成年后眼睛全变黑。颜色很浅，成年后眼睛全变黑。免疫学免疫学特特征征BeigeBeige小鼠内源性小鼠内源性NKNK细胞发育和功能缺陷，血液凝固和巨噬细胞活性也有细胞发育和功能缺陷，血液凝固和巨噬细胞活性也有缺陷；其免疫抗肿瘤杀伤作用出现较晚缺陷；其免疫抗肿瘤杀伤作用出现较晚，缺乏细胞毒性缺乏细胞毒性T T细胞功能细胞功能，对同对同种、异种肿瘤细胞的体液免疫功能减弱，欠缺巨噬细胞的抗肿瘤活性、杀种、异种肿瘤细胞的体液免疫功能减弱，欠缺巨噬细胞的抗肿瘤活性、杀伤细胞活性等。伤细胞活性等。应用领域应用领域应用于免疫学领域，它是应用于
30、免疫学领域，它是人类齐希二氏综合症人类齐希二氏综合症的良好动物模型。的良好动物模型。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物SCID（Severecombinedimmunodeficiency,SCIDmice）小鼠）小鼠是先是先天性天性T和和B淋巴细胞免疫缺陷动物淋巴细胞免疫缺陷动物，即重度联合免疫缺陷小鼠，即重度联合免疫缺陷小鼠，1983年由年由美国学者美国学者Bomsa在在C.B-17突变小鼠中发现。突变小鼠中发现。SCID小鼠的免疫球蛋白缺小鼠的免疫球蛋白缺乏具有遗传性特征，由位于小鼠第乏具有遗传性特征，由位于小鼠第16
31、对染色体对染色体被称为被称为scid的单个隐性突的单个隐性突变基因变基因所导致，表现为所导致，表现为T、B淋巴细胞免疫功能缺陷淋巴细胞免疫功能缺陷。生物学特征生物学特征SCID小鼠外观与普通小鼠外观与普通BABC/c小鼠无差异，体重发育基本正常，体表有小鼠无差异，体重发育基本正常，体表有毛呈白色；其淋巴器官发育有缺陷，胸腺相对重量仅为同龄正常小鼠的毛呈白色；其淋巴器官发育有缺陷，胸腺相对重量仅为同龄正常小鼠的6%左右，脾脏相对重量仅为同龄正常小鼠的左右，脾脏相对重量仅为同龄正常小鼠的30%，淋巴结极小，常散在，淋巴结极小，常散在分布于脂肪组织中，难以用肉眼看见。分布于脂肪组织中，难以用肉眼看见
32、。饲养繁殖饲养繁殖SCID小鼠极易感染，在高度洁净的小鼠极易感染，在高度洁净的SPF环境下可存活环境下可存活1年以上。采用纯年以上。采用纯合子两性交配均可生育，但其繁殖能力较弱，窝产仔数平均为合子两性交配均可生育，但其繁殖能力较弱，窝产仔数平均为35只，只，雌性小鼠生产两胎后其繁殖能力即明显下降。雌性小鼠生产两胎后其繁殖能力即明显下降。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物 组织学特征组织学特征主要表现为淋巴细胞显著缺陷，其外周淋巴细胞组分减少，淋巴细胞仅主要表现为淋巴细胞显著缺陷，其外周淋巴细胞组分减少，淋巴细胞仅占白细胞总数
33、的占白细胞总数的101020%20%。胸腺多被脂肪组织包围，无皮质结构仅保留残。胸腺多被脂肪组织包围，无皮质结构仅保留残存髓质，且主要由类上皮细胞和成纤维细胞构成，边缘偶见灶状淋巴细存髓质，且主要由类上皮细胞和成纤维细胞构成，边缘偶见灶状淋巴细胞群。脾脏白髓不明显，红髓正常，脾小体无淋巴细胞聚集，主要由网胞群。脾脏白髓不明显，红髓正常，脾小体无淋巴细胞聚集，主要由网状细胞构成。淋巴结无明显皮质区，副皮质区缺失，呈淋巴细胞脱空状，状细胞构成。淋巴结无明显皮质区，副皮质区缺失，呈淋巴细胞脱空状，由网状细胞占据。由网状细胞占据。 免疫学特征免疫学特征所有所有T T和和B B淋巴细胞的功能测试中均为阴
34、性，对外源性抗原无抗体和细胞淋巴细胞的功能测试中均为阴性，对外源性抗原无抗体和细胞免疫反应，细胞免疫和体液免疫功能缺陷，但巨噬细胞和免疫反应，细胞免疫和体液免疫功能缺陷，但巨噬细胞和NKNK细胞功能未细胞功能未受影响。存在渗漏现象，少数受影响。存在渗漏现象，少数SCIDSCID小鼠在青年期可出现一定程度的免疫小鼠在青年期可出现一定程度的免疫功能恢复功能恢复；渗漏现象不遗传，但与小鼠的年龄、品系、饲养环境有关。渗漏现象不遗传，但与小鼠的年龄、品系、饲养环境有关。 应用领域应用领域已在肿瘤学、免疫学、微生物学已在肿瘤学、免疫学、微生物学、生殖医学、生殖医学等领域等领域研究中研究中得到广泛应用。得到
35、广泛应用。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物BNXBNX（为（为bgbg、nunu、xidxid三个基因首字母的缩写）小鼠三个基因首字母的缩写）小鼠是是NIH-Beige-Nude-NIH-Beige-Nude-XIDXID小鼠的简称小鼠的简称，亦称为亦称为NIH-NIH-小鼠，它是由美国（小鼠，它是由美国（NIHNIH）培育成功的一）培育成功的一种种T T、B B、NKNK细胞联合免疫缺陷小鼠，即重度联合免疫缺陷小鼠，基因型细胞联合免疫缺陷小鼠，即重度联合免疫缺陷小鼠，基因型为为NIH-bg/bg-xid/xid-nu/n
36、u(NIH-bg/bg-xid/xid-nu/nu(雌性雌性) )和和IH-bg/bg-xid/y-nu/nu(IH-bg/bg-xid/y-nu/nu(雄性雄性) )。 外观特征外观特征外观与裸小鼠相似，呈裸体外表，先天性胸腺发育缺陷。从出生到成年，外观与裸小鼠相似，呈裸体外表，先天性胸腺发育缺陷。从出生到成年，外观均为黑色裸体外表外观均为黑色裸体外表；随年龄增长，随年龄增长，其其皮肤颜色逐渐减弱变淡，至老皮肤颜色逐渐减弱变淡，至老年时仅有肩部和尾椎等局部呈黑色，其余部位的颜色为灰色或浅黑色。年时仅有肩部和尾椎等局部呈黑色，其余部位的颜色为灰色或浅黑色。 饲养繁殖饲养繁殖BNXBNX小鼠的繁
37、殖培育与裸小鼠小鼠的繁殖培育与裸小鼠、SCIDSCID小鼠明显不同，后两者是由天然突变小鼠明显不同，后两者是由天然突变通过人工选育而培育成功的；而通过人工选育而培育成功的；而BNXBNX小鼠则是将源于不同品系小鼠的突变小鼠则是将源于不同品系小鼠的突变基因导入到某一个品系的小鼠体内而获得的。有效的繁殖方式为基因导入到某一个品系的小鼠体内而获得的。有效的繁殖方式为杂合子杂合子雌性雌性(NIH-bg/bg-xid/xid-nu/(NIH-bg/bg-xid/xid-nu/) )与与纯合子雄性纯合子雄性(NIH-bg/bg-xid/y-(NIH-bg/bg-xid/y-nu/nu)nu/nu)进行交配
38、进行交配, , 所产后代有一半为纯合子，即为所产后代有一半为纯合子，即为BNX BNX 小鼠。小鼠。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物生物学特征生物学特征BNXBNX小鼠在实验中有着裸小鼠和小鼠在实验中有着裸小鼠和SCIDSCID小小鼠鼠无法比拟的优势。它既兼有裸小无法比拟的优势。它既兼有裸小鼠鼠无毛、易观察、相对易饲养无毛、易观察、相对易饲养和和SCIDSCID小鼠重度免疫缺陷小鼠重度免疫缺陷等优点，又克服等优点，又克服了裸小鼠免疫缺陷程度不深、接受抗原刺激免疫机能易恢复以及了裸小鼠免疫缺陷程度不深、接受抗原刺激免疫机能易
39、恢复以及SCIDSCID小小鼠有毛、不利于实验观察、难饲养、存在免疫渗漏等缺点。鼠有毛、不利于实验观察、难饲养、存在免疫渗漏等缺点。实验优势实验优势应用应用BNXBNX小鼠建立肿瘤动物模型具有以下优点：小鼠建立肿瘤动物模型具有以下优点：1 1、成瘤率高，通常可达到、成瘤率高，通常可达到100%100%成瘤率；成瘤率；2 2、成瘤时间早且一致性好，几乎同时成瘤；、成瘤时间早且一致性好，几乎同时成瘤；3 3、肿瘤个体差异小，便于实验分组；、肿瘤个体差异小，便于实验分组；4 4、成瘤实验重复性好，某些即使在裸鼠和、成瘤实验重复性好，某些即使在裸鼠和SCIDSCID小鼠体内重复性差的肿瘤，小鼠体内重复
40、性差的肿瘤，在在BNXBNX小鼠体内也能得到较好的重复性。小鼠体内也能得到较好的重复性。应用领域应用领域已广泛应用于血液学、肿瘤学、免疫学以及微生物学等研究领域。已广泛应用于血液学、肿瘤学、免疫学以及微生物学等研究领域。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物NOD/SCIDNOD/SCID小鼠小鼠亦亦称称非肥胖糖尿病非肥胖糖尿病/ /严重联合免疫缺陷小鼠严重联合免疫缺陷小鼠(non-obese (non-obese diabetes-SCID, NOD/LtSz-SCID, diabetes-SCID, NOD/LtSz-SCI
41、D, 简称简称NOD/SCID),NOD/SCID),它是在它是在SCIDSCID小鼠的基础上，小鼠的基础上，通过与非肥胖性糖尿病小鼠通过与非肥胖性糖尿病小鼠NOD/LtNOD/Lt杂交杂交，由美国由美国JacksonJackson实验室建系并完成实验室建系并完成的一种重度免疫缺陷动物的一种重度免疫缺陷动物。建系目的建系目的 NOD/Lt NOD/Lt鼠是一种胰岛素依赖性糖尿病小鼠鼠是一种胰岛素依赖性糖尿病小鼠，它具有它具有T T淋巴细胞介导的细胞免淋巴细胞介导的细胞免疫疫, ,但但NKNK细胞、抗原提呈细胞细胞、抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)(anti
42、gen presenting cell,APC)功能缺陷。功能缺陷。 SCIDSCID小鼠可以成功接种各种肿瘤细胞并反映其在体内的生物学行为小鼠可以成功接种各种肿瘤细胞并反映其在体内的生物学行为，但但其其体体内存在正常的内存在正常的NKNK细胞细胞、补体及髓系细胞的正常免疫补体及髓系细胞的正常免疫，小部分周龄较大的小部分周龄较大的SCIDSCID小鼠会发生淋巴细胞免疫功能恢复小鼠会发生淋巴细胞免疫功能恢复( (渗漏现象渗漏现象) )，产生产生T T和和B B细胞细胞，降低了细胞降低了细胞植入存活率，影响植入存活率，影响SCIDSCID小鼠的更广泛应用。小鼠的更广泛应用。 免疫学特征免疫学特征既
43、既保留了保留了SCIDSCID小鼠小鼠T T、B B淋巴细胞缺陷的特点淋巴细胞缺陷的特点，还还具有具有NKNK细胞活性很低、无循细胞活性很低、无循环补体、巨噬细胞和环补体、巨噬细胞和APC APC 细胞功能损害细胞功能损害的特性的特性；同时；同时还具有放射敏感性高、还具有放射敏感性高、渗漏现象少、不能发生自发免疫性糖尿病的特点。渗漏现象少、不能发生自发免疫性糖尿病的特点。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物四、联合免疫四、联合免疫缺陷动物缺陷动物生物学特征生物学特征外观与普通小鼠差别不大，有毛外观与普通小鼠差别不大，有毛、白色白色、体重发育基本正常体重发育基本正常；
44、其；其免疫力免疫力低下极易感染低下极易感染；SPFSPF环境下可存活环境下可存活1.51.5年以上，平均寿命为年以上，平均寿命为8.58.5个月左右。个月左右。不足之处不足之处1 1、仍残留低水平的仍残留低水平的NKNK细胞活性细胞活性；2 2、生存时间较生存时间较SCIDSCID小鼠短小鼠短；3 3、NOD/SCIDNOD/SCID小鼠的人体移植瘤能较好地保留人体肿瘤特性小鼠的人体移植瘤能较好地保留人体肿瘤特性，但肿瘤生长但肿瘤生长的内环境与人体差异的内环境与人体差异很大，不如很大，不如SCIDSCID小鼠小鼠；4 4、体内研究结果不一定能完全预测肿瘤在人体内的临床行为。体内研究结果不一定能
45、完全预测肿瘤在人体内的临床行为。 应用领域应用领域对人类肿瘤对人类肿瘤学学、血液学、血液学、组织工程、组织工程、免疫免疫系统系统重建和干细胞研究具有重重建和干细胞研究具有重要价值要价值，目前已在生命科学的相关领域得到高度重视及广泛应用目前已在生命科学的相关领域得到高度重视及广泛应用。致癌方法研究致癌方法研究发病机制发病机制及及转移机理转移机理抗肿瘤药物筛选抗肿瘤药物筛选肿瘤学研究肿瘤学研究第第四四节节免疫缺陷动物免疫缺陷动物的应用的应用所有类型的人类肿瘤，所有类型的人类肿瘤，几乎几乎均已在均已在免疫缺陷动物免疫缺陷动物体内建立了各种体内建立了各种移植移植模型模型。目前肿瘤学目前肿瘤学领域的研究
46、已从单纯观察人类肿瘤的大体形态、病领域的研究已从单纯观察人类肿瘤的大体形态、病理组织学特性及可移植性，转而不断向理组织学特性及可移植性，转而不断向细胞及分子水平细胞及分子水平发展。发展。 肿瘤肿瘤细胞和分子遗传学细胞和分子遗传学移植性肿瘤模型观察项目移植性肿瘤模型观察项目1234观察项目观察项目一般生物学特性一般生物学特性组织病理学观察组织病理学观察染色体分析染色体分析肿瘤标志物检测肿瘤标志物检测免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类移植性肿瘤模型特点移植性肿瘤模型特点人类肿瘤组织标本或成株细胞系人类肿瘤组织标本或成株细胞系，均可以用免疫缺陷动物建立移植性均可以用免疫缺陷动物建立移植性肿瘤模型，但模
47、型的移植成功率有肿瘤模型，但模型的移植成功率有差异差异。人肿瘤细胞株人肿瘤细胞株生物学特性稳定，用已建株的癌细胞建立移植性肿瘤模型生物学特性稳定，用已建株的癌细胞建立移植性肿瘤模型，其，其移植成功移植成功率率远远高于人癌手术标本移植高于人癌手术标本移植。肿瘤细胞株是目前人体肿瘤异种移植模型肿瘤细胞株是目前人体肿瘤异种移植模型最主要的瘤源，很多常用肿瘤细胞株都能达到接近最主要的瘤源，很多常用肿瘤细胞株都能达到接近100100的移植成功率的移植成功率。临床标本临床标本它它是异种移植肿瘤模型的重要来源，同时也是人肿瘤细胞株的主要来源，是异种移植肿瘤模型的重要来源，同时也是人肿瘤细胞株的主要来源，包括
48、肿瘤原发灶及转移灶的手术（活检）标本和患者的癌性腹（胸）水。包括肿瘤原发灶及转移灶的手术（活检）标本和患者的癌性腹（胸）水。肿瘤患者肿瘤患者患者患者的的恶性程度、年龄、转移情况、治疗与否都对移植成功率恶性程度、年龄、转移情况、治疗与否都对移植成功率有一定程有一定程度的影响。通常情况下患者的肿瘤恶性程度越高、年龄越小、转移越广度的影响。通常情况下患者的肿瘤恶性程度越高、年龄越小、转移越广泛且未经放疗、化疗的移植成功率越高。泛且未经放疗、化疗的移植成功率越高。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物移植性肿瘤模型制备方法移植性肿瘤模型制备方法异位移植异位移植（Heterot
49、opicTransplantation）是指将肿瘤组织（或细胞）是指将肿瘤组织（或细胞悬液）移植到与肿瘤原发部位无关的移植宿主器官组织内。悬液）移植到与肿瘤原发部位无关的移植宿主器官组织内。肌肉内肌肉内移植移植 皮下移植皮下移植肾包膜下移植肾包膜下移植睾丸包膜下移植睾丸包膜下移植脑内移植脑内移植腹腔移植腹腔移植异位移植异位移植移植性肿瘤模型制备方法移植性肿瘤模型制备方法原位移植原位移植原位移植原位移植（OrthotopicTransplantation）亦可称为常位移植或）亦可称为常位移植或正位移植正位移植，是指将肿瘤组织（或细胞悬液）移植到与肿瘤原发部位是指将肿瘤组织（或细胞悬液）移植到与肿
50、瘤原发部位相对应的移植宿主器官组织内。相对应的移植宿主器官组织内。肿瘤移植肿瘤移植成功率成功率高高肿瘤肿瘤生物学生物学特性特性更接近更接近晚期出现恶病晚期出现恶病质及广泛转移质及广泛转移瘤组织块瘤组织块移植材料移植材料优点优点1 1、获得的肿瘤生长均匀，瘤体大小、获得的肿瘤生长均匀，瘤体大小且生长速率且生长速率基本基本一致，个体差异一致，个体差异较小，较小，无自发缓解；无自发缓解；2 2、移植成功率高，、移植成功率高，某些人体肿瘤细胞系移植成功率接近某些人体肿瘤细胞系移植成功率接近100%100%；3 3、移植肿瘤仍保持原有组织的生物学特征移植肿瘤仍保持原有组织的生物学特征；4 4、肿瘤、肿瘤
51、可连续传代，试验周期通常较短可连续传代，试验周期通常较短。缺点缺点肿瘤生长迅速，与人体肿瘤情况不一致。肿瘤生长迅速，与人体肿瘤情况不一致。 移植性肿瘤模型优移植性肿瘤模型优缺缺点点条件基本一致的免疫缺陷动物条件基本一致的免疫缺陷动物同时以同一方式接种同时以同一方式接种一定量瘤细胞一定量瘤细胞可以使一群动物带有同样的肿瘤可以使一群动物带有同样的肿瘤移植性肿瘤的影响因素移植性肿瘤的影响因素供体（瘤源）方面供体（瘤源）方面肿瘤组织块或细胞的生长活性、肿瘤组织块或细胞的生长活性、数量、浓度、瘤源本身的生物学数量、浓度、瘤源本身的生物学特性等特性等受体（动物）方面受体（动物）方面动物的背景来源、免疫功能
52、状态、移动物的背景来源、免疫功能状态、移植部位和途径、年龄、性别、健康、植部位和途径、年龄、性别、健康、激素水平及洁净程度等激素水平及洁净程度等免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物免疫学和遗传学研究免疫学和遗传学研究人类有许多种人类有许多种免疫缺陷疾病与遗传因素免疫缺陷疾病与遗传因素有关有关，各种裸小鼠的遗传因素、免疫缺各种裸小鼠的遗传因素、免疫缺陷指标、解剖学特征以及病理组织学特征均与有关的人类原发性细胞免疫疾病陷指标、解剖学特征以及病理组织学特征均与有关的人类原发性细胞免疫疾病相似相似。裸小鼠裸小鼠能更有效地研究机体能更有效地研究机体T T细胞、细胞、B B细胞
53、、细胞、NKNK细胞等免疫功能细胞等免疫功能；采用采用BALB/cBALB/c品系来源的裸小鼠制备单克隆抗体，发现其所产生的抗体量多、效价高而且出品系来源的裸小鼠制备单克隆抗体，发现其所产生的抗体量多、效价高而且出现腹水的时间提前，目前现腹水的时间提前，目前BALB/cBALB/c裸小鼠已成为制备单克隆抗体的重要实验动物。裸小鼠已成为制备单克隆抗体的重要实验动物。应用应用NOD/SCIDNOD/SCID或或SCIDSCID小鼠小鼠建立人体免疫功能重建模型，目前已在在免疫学及建立人体免疫功能重建模型，目前已在在免疫学及相关研究中得到了广泛应用。相关研究中得到了广泛应用。免疫重建后的免疫重建后的B
54、NXBNX小鼠小鼠可以持续地产生人源性可以持续地产生人源性T T淋巴细胞淋巴细胞, , 因此因此BNXBNX小鼠可以小鼠可以用于靶向人用于靶向人T T淋巴细胞病原体疫苗的研制。淋巴细胞病原体疫苗的研制。 各种遗传背景不同的裸小鼠品系各种遗传背景不同的裸小鼠品系, , 具有各自的细胞免疫反应和实验室检查具有各自的细胞免疫反应和实验室检查指标特点指标特点, , 裸鼠已成为研究人类各种免疫缺陷疾病发病机理和遗传规律的理想裸鼠已成为研究人类各种免疫缺陷疾病发病机理和遗传规律的理想动物模型动物模型。免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物 微生物学和寄生虫学研究微生物学和寄生虫学
55、研究免疫缺陷动物免疫缺陷动物因其机体免疫功能低下，对环境中的细菌、病毒等微生物因其机体免疫功能低下，对环境中的细菌、病毒等微生物和寄生虫十分敏感，它是研究和寄生虫十分敏感，它是研究病毒、细菌感染机制病毒、细菌感染机制的极好模型动物，也的极好模型动物，也是实验动物微生物和寄生虫标准化控制中比较理想的是实验动物微生物和寄生虫标准化控制中比较理想的“哨兵哨兵”动物。动物。感染模型感染模型细菌细菌病毒病毒寄生虫寄生虫 结核杆菌等结核杆菌等丙肝病毒丙肝病毒等等疟原虫疟原虫等等组织工程与干细胞研究组织工程与干细胞研究“人形耳人形耳”裸鼠模型裸鼠模型“人软骨人软骨”裸鼠模型裸鼠模型胚胎干细胞胚胎干细胞神经干
56、细胞神经干细胞造血干细胞造血干细胞间充质干细胞间充质干细胞肿瘤干细胞肿瘤干细胞免疫缺陷免疫缺陷动物分类动物分类联合免疫缺陷动物联合免疫缺陷动物其他专业领域其他专业领域研究研究生物制品生物制品免疫缺陷动物对检出动物组织细胞潜在的致癌性、某些生物制品引起的免疫缺陷动物对检出动物组织细胞潜在的致癌性、某些生物制品引起的机体异常发应、以及引起反应的发生机理等方面，均是理想的动物模型。机体异常发应、以及引起反应的发生机理等方面，均是理想的动物模型。药品检定药品检定人人类类抗癌药物的药效试验、药物筛选研究等方面，应用裸鼠建立相关人抗癌药物的药效试验、药物筛选研究等方面，应用裸鼠建立相关人体肿瘤的荷瘤模型，也已成为重要的研究手段。体肿瘤的荷瘤模型，也已成为重要的研究手段。临床医学临床医学内科学、外科学、妇产科学、儿科学、耳鼻喉科学、眼科学、皮肤病学内科学、外科学、妇产科学、儿科学、耳鼻喉科学、眼科学、皮肤病学及老年医学等及老年医学等。基础医学基础医学遗传学、解剖学、组织胚胎学、病理学、病理生理学等遗传学、解剖学、组织胚胎学、病理学、病理生理学等。谢谢 谢谢! !
