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1、第四课第四课 肿瘤疾病动物模型肿瘤疾病动物模型分类1. 自发性肿瘤（自发性肿瘤（spontaneous tumorspontaneous tumor）动物模型：）动物模型： 指实验动物未经任何有意识的人工处置，在自然情况指实验动物未经任何有意识的人工处置，在自然情况下发生的肿瘤所形成的模型。下发生的肿瘤所形成的模型。2. 诱发性肿瘤（诱发性肿瘤（induced tumor）动物模型：）动物模型： 是使用致癌因素在实验条件下诱发动物发生肿是使用致癌因素在实验条件下诱发动物发生肿瘤的动物模型。瘤的动物模型。3. 移植性肿瘤（移植性肿瘤（transplant tumor）动物模型：）动物模型： 指将
2、动物或人体肿瘤移植同种或异种动物连续指将动物或人体肿瘤移植同种或异种动物连续传代而培养出的模型。传代而培养出的模型。 n分类：分类：1. 皮下肿瘤模型皮下肿瘤模型2. 原位肿瘤模型原位肿瘤模型n实验动物种群中不经有意识的人工实验处置而自然发生的一类肿瘤称之为自发性肿瘤。自发性肿瘤发生的类型和发病率可随实验动物的种属、品系及类型的不同而各有差异。n某些近交品系动物在一定年龄内，可以发生一定比率的某种自发性肿瘤。n肿瘤实验研究中，选用高发病率的实验动物肿瘤模型作为研究对象，否则就无法进行研究。 n目前已培育了许多种小鼠自发肿瘤，从肿瘤发生学上看，这些自发瘤与人体肿瘤相似，进行肿瘤发病学和药物筛选等
3、实验应属理想。n但由于不易同时获得大批病程相似的自发瘤动物，又因这种肿瘤生长较慢，实验周期相对较长，所以一般很少用于筛药。自发性肿瘤动物模型自发性肿瘤动物模型自发性肿瘤模型优缺点自发性肿瘤模型优缺点n自发性肿瘤通常比用实验方法诱发的肿瘤与人类所患的肿瘤更为相似，有利于将动物实验结果推用到人；n这一类肿瘤发生的条件比较自然，有可能通过细致观察和统计分析而发现原来没有发现的环境的或其它的致癌因素，可以着重观察遗传因素在肿瘤发生上的作用。n肿瘤的发生情况可能参差不齐，不可能在短时间内获得大量肿瘤学材料，观察时间可能较长，实验耗费较大。 应用举例应用举例1AKR小鼠小鼠n应用AKR自发白血病小鼠进行研
4、究，该小鼠出生后一年半内有高于90%的发病率，曾作为研究人体白血病和淋巴瘤的模型，它对药物的治疗反应类似儿童急性淋巴性白血病。n由于病程较长，已用于综合化疗研究药物诱导缓解和维持缓解的最适治疗方案。n此肿瘤可用强的松和长春新碱诱导缓解，也可以环磷酰胺和甲基-CCNU诱导缓解，再用阿糖胞苷维持缓解，后者疗效最好。 AKR白血病的生长规律研究提示，该鼠出生时即带有致癌的RNA病毒，于鼠龄613月内，每月小鼠自发瘤的死亡率为1520%，而伴有增殖能力的瘤细胞常于诊断前一个月在小鼠胸腺中出现，诊断后中等生存期为16天，以上规律的阐明为化疗提供了基础知识。 应用举例应用举例2C3H小鼠小鼠nC3H小鼠出
5、生后有高的乳腺癌发生率，A系小鼠出生后18个月内有90%的肺癌发生率，AK和C57小鼠有高的白血病发生率等等，这些肿瘤多发生于体表部位或易为目前体检新发现的部位。 n当前新药研究中自发瘤模型应用最多的小鼠自发乳癌，常用高自发率的C3H小鼠或BALB/C雌鼠与DBA/2雄鼠杂交的第一代CD2F1小鼠（自发乳癌），它们于生后10个半月可摸到肿瘤，而后生存2035天死亡，大量繁殖此类小鼠，自发瘤可高达70%。一般于摸到肿瘤块后分组给药，观察其平均生存时间的延长率来评价药物的疗效。 1.方法：方法：1)1)原位诱发：原位诱发：指将致癌物直接与动物靶组织或靶器官接触指将致癌物直接与动物靶组织或靶器官接触
6、而诱发该组织或器官发生肿瘤，接触方法可通过涂抹、灌而诱发该组织或器官发生肿瘤，接触方法可通过涂抹、灌注、喂养或埋置等注、喂养或埋置等 。2)2)异位诱发：异位诱发：将与致癌物接触后的动物组织或器官埋置于将与致癌物接触后的动物组织或器官埋置于该动物或另一正常动物皮下而产生的该组织或器官的肿瘤。该动物或另一正常动物皮下而产生的该组织或器官的肿瘤。异位诱发肿瘤具有易于观察和取材的优点。异位诱发肿瘤具有易于观察和取材的优点。2.2.诱癌物：诱癌物： 放射线局部照射、化学致癌物（放射线局部照射、化学致癌物（烷化剂、亚硝胺类、烷化剂、亚硝胺类、芳香胺类芳香胺类）、生物毒素（）、生物毒素（黄曲酶毒素黄曲酶毒
7、素）、细菌（）、细菌（幽门螺杆菌幽门螺杆菌）、肿瘤病毒感染。、肿瘤病毒感染。 2 诱发性肿瘤模型诱发性肿瘤模型 致癌物的诱癌过程需时较长，成功率多数达致癌物的诱癌过程需时较长，成功率多数达不到不到100%，肿瘤发生的潜伏期个体变异较，肿瘤发生的潜伏期个体变异较大，不易同时获得病程或癌块大小较均一的大，不易同时获得病程或癌块大小较均一的动物供实验治疗之用，再加之肿瘤细胞的形动物供实验治疗之用，再加之肿瘤细胞的形态学特征常是多种多样，且致癌多瘤病毒常态学特征常是多种多样，且致癌多瘤病毒常诱发多部位肿瘤，故不常用于药物筛选，但诱发多部位肿瘤，故不常用于药物筛选，但从病因学角度分析，它与人体肿瘤较为近
8、似，从病因学角度分析，它与人体肿瘤较为近似，故此模型常用于特定的深入研究。由于该类故此模型常用于特定的深入研究。由于该类型肿瘤生长较慢，瘤细胞增殖比率低，倍增型肿瘤生长较慢，瘤细胞增殖比率低，倍增时间长，更类似于人肿瘤细胞动力学特征，时间长，更类似于人肿瘤细胞动力学特征，常用于综合化疗或肿瘤预防方面的研究。常用于综合化疗或肿瘤预防方面的研究。 2 诱发性肿瘤模型诱发性肿瘤模型1. 1. 二乙基亚硝胺二乙基亚硝胺(DEN)诱发诱发小鼠肺癌小鼠肺癌： 采采用用小小鼠鼠皮皮下下注注射射1DEN水水溶溶液液，每每周周一一次次，(每每次次剂剂量量为为56mg/kg体体重重，总总剂剂量量为为868mg)。
9、观观察察时时间间为为100d左左右右。此此模模型型诱诱发发率率约约40%。若若将将DEN总总剂剂量量增增到到1176mg时，半年诱发率可达时，半年诱发率可达90以上。以上。2. 2. 亚胺基偶氮甲苯亚胺基偶氮甲苯(OAAT)(OAAT)诱发诱发小鼠肝癌小鼠肝癌： 用用l lOAATOAAT苯苯溶溶液液涂涂于于动动物物两两肩肩胛胛间间皮皮肤肤上上，隔隔日日1 1次次，每次每次2 23 3滴、一般涂滴、一般涂100100次。次。7 7个月以上诱发肝肿瘤约个月以上诱发肝肿瘤约5555。3. 3. 黄曲霉素诱发黄曲霉素诱发大鼠肝癌大鼠肝癌： 在在大大鼠鼠饲饲料料中中加加入入黄黄曲曲霉霉素素，含含0.0
10、11-0.015ppm0.011-0.015ppm，喂喂养养6 6个月，诱发率达个月，诱发率达8080。 举例：举例：1. 1. 必须适当选择：致瘤方法、动物种系、致癌必须适当选择：致瘤方法、动物种系、致癌物种类与溶剂、给药剂量与途径及观察时间物种类与溶剂、给药剂量与途径及观察时间等尽量简便可行，有较好的重复性，并有利等尽量简便可行，有较好的重复性，并有利于与人肿瘤比较。于与人肿瘤比较。2. 2. 方法和种系应对所用致瘤物敏感。方法和种系应对所用致瘤物敏感。3. 3. 致癌物的剂量应能保证动物存活率较高、诱致癌物的剂量应能保证动物存活率较高、诱发期较短而又可诱发较高频率的肿瘤发期较短而又可诱发
11、较高频率的肿瘤 注意事项注意事项各类化学致癌剂对动物致癌的特点各类化学致癌剂对动物致癌的特点n芳香胺及偶氮染料类致癌物的特点 通常需要长期、大量给药才能致癌；肿瘤多发生于远隔作用部位的器官如膀胱、肝等；有明显的种属差异；其本身不是直接致癌物，致癌是由于其某种代谢产物的作用；其致癌作用往往受营养或激素的影响，例如，奶黄仅在以缺少蛋白质和核黄素的饲料喂饲大鼠时才引起肝癌，而且雄性大鼠较敏感，邻位氨基偶氮甲苯则易起雌性大鼠的肝癌。 n亚硝胺类的致癌特点是： 致癌性强，小剂量一次给药即可致癌； 对多种动物（包括猴、豚鼠等不易诱发肿瘤的动物）的许多器官（包括食管、脑、鼻窦等不易引起癌的器官）能致癌，甚至
12、可以通过胎盘致癌，如给怀孕大鼠以二乙基亚硝胺（Diethy lnitrosamine，DEN）可比较快地引起仔鼠的神经胶质细胞瘤； 具有不同结构的亚硝胺有明显的器官亲和性，例如二甲基亚硝胺等对称的衍生物常引起肝癌，不对称的亚硝胺如甲基苄基亚硝胺常诱发食管癌；在大鼠，二丁基亚硝胺能引起膀胱癌，二戊基亚硝胺能诱发肺癌，而N-甲基-N-硝基-N1-亚硝基胍则能引起胃肠癌。黄曲霉毒素黄曲霉毒素 n黄曲霉毒素的毒性很强，很小剂量（1mg/kg体重）即可使狗、幼龄大鼠、火鸡或小鸭致死；其致癌性也极强，最小致癌剂量比亚硝胺还要小数十倍，是已知化学致癌物中作用最强者。n它能诱发多种动物（从鱼到猴）的肝癌，也可
13、引起肾、胃及结肠的腺癌，滴入气管内可引起肺鳞状细胞癌；注入皮下可引起局部的肉瘤，还有报告认为，它可引起泪腺、乳腺、卵巢等其它部位的肿瘤。 方法：方法：1. 实体瘤移植：实体瘤移植： 肿瘤细胞皮下接种肿瘤细胞皮下接种7-10d处死荷瘤动物处死荷瘤动物选择生长良好、无坏死液化的瘤组织选择生长良好、无坏死液化的瘤组织2-3mm3+生理盐水或其它营养液生理盐水或其它营养液无菌套管针抽无菌套管针抽吸吸接种同种受体动物右前腋窝皮下。接种同种受体动物右前腋窝皮下。2. 腹水瘤移植：腹水瘤移植： 肿瘤细胞皮下接种肿瘤细胞皮下接种7-10d处死荷瘤动物处死荷瘤动物取腹水取腹水含葡萄糖平衡盐水稀释至适当浓度含葡萄
14、糖平衡盐水稀释至适当浓度腹腹腔注射（腹水瘤）或皮下注射（实体瘤）。腔注射（腹水瘤）或皮下注射（实体瘤）。移植性肿瘤模型：移植性肿瘤模型：n目前肿瘤化疗所应用的大多数药物，都经动物移植性肿瘤试验而被发现，因此它是筛选抗肿瘤新药中最常用的模型。 n其优点是接种一定量瘤细胞或无细胞滤液（病毒性肿瘤）后，可以使一群动物带有同样的肿瘤，生长速率较一致，个体差异较小，接种存活率近100%。对宿主的影响也类似，易于客观判断疗效，且可在同种或同品系动物中连续移植，长期保留供试验之用，试验周期一般均较短， 1. 同时接种同样量的瘤细胞，生长速度较一致，个体同时接种同样量的瘤细胞，生长速度较一致，个体差异较小。差异较小。2. 接种成活率近接种成活率近100%。3. 对宿主影响相类似。对宿主影响相类似。4. 可连续传代，试验周期短，条件易于控制。可连续传代，试验周期短，条件易于控制。5. 主要问题是宿主对移植物产生免疫排斥反应。主要问题是宿主对移植物产生免疫排斥反应。评价评价肿瘤模型练习题肿瘤模型练习题n了解肿瘤模型的分类与应用n了解几种常用诱导肿瘤药物
