肿瘤动物模型和抗肿瘤药物的研究方法
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第四章
肿瘤动物模型和抗肿瘤 药物的研究方法
˙恶性肿瘤——常见病、多发病 ˙全世界每年700万死亡；占欧美死亡第二位 ˙我国城市居民第一位，农村第三位 ˙恶性肿瘤人类健康重要——杀手
进展较大, 疑难问题很多。 肿瘤动物模型和抗肿瘤研究方法具有重要意义。
肿瘤动物模型可分为三类：
自发性肿瘤动物模型 诱发性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型
根据瘤株的特点选用近交系、远交系或F1动物； 雌雄性动物均可应用(乳腺癌等必须用雌性动物)。
它比前述的自发性和诱发性动物肿瘤更易实施。 现有移植性肿瘤接种成功率可达100%, 可在同一 时间内获得大量(数十至百余只动物)、生长相当 均匀的肿瘤。
一、动物的选择
移植性肿瘤常用的动物为小鼠、大鼠和地鼠。 研究药物的抗肿瘤作用可选择三种或三种以上小 鼠、大鼠的移植性肿瘤进行实验治疗；抗肿瘤药 物筛选时，每批动物的来源应一致；
[注意事项] 各鼠白血病的病程不一,自发瘤确诊后, 实验时
应配对分组。
[自发性肿瘤的总体评价]
动物自发性肿瘤的病因往往是由动物的遗传 特性决定的,与人癌的病因有较大距离。
各动物肿瘤生长速度差异较大, 很难在限定时 间内获得大量生长均匀的荷瘤动物(tumorbearing animals) 因此，自发性肿瘤动物模型很少在抗肿瘤 药物的常规筛选中广泛应用。
3.注射法：致癌物制成溶液,经皮下、肌内、 静脉或体腔等途径注入体内,本法较常用。
常用的致癌物给予方法和途径
4.气管注入法：常用于诱发肺癌。
5.穿线法：将致癌物置于无菌试管内,加热 使之液化,吸附于预制的线结上,再将此线结 穿入靶组织而诱发肿瘤。
6.埋藏法：包埋于皮下或其他组织内。
二、诱发性肿瘤模型的动物和致癌物
第二节
诱发性肿瘤动物模型
(animal models of induced tumor)
概念: 在实验条件下; 使用致癌物(carcinogens); 诱发动物发生肿瘤
[基本原理]
利用外源性致癌物引起细胞遗传特性改变，从 而出现异常生长和高增殖活性细胞,形成肿瘤。
外源性致癌物主要有化学性、物理性(如放射性 物质)及生物性(如诱发动物肿瘤的病毒),其中以 化学性致癌物最为常用。
动物：大鼠，小鼠，犬等 致癌物： ✓ 多环碳氢类 ✓ 亚硝胺类 ✓ 偶氮类 ✓ 黄曲霉毒素 （饲料中含0.001~0.015ppm黄曲霉毒素B1,
喂养6个月,诱发大鼠肝癌）。
ppm = parts per million
[诱发性肿瘤模型的总体评价]
约80%人癌是由环境因素引起的, 诱发性肿瘤的病 因与人癌的情况近似, 且均经过较长演变过程而成瘤。 动物诱发性肿瘤是比较类似于人类肿瘤的动物模型。
C3H小鼠：繁殖用雌鼠自发性乳腺癌发生率为 85%~100%。
A系小鼠： 经产雌鼠乳腺肿瘤发生率为30%~80%。
CBA小鼠：雌鼠自发性乳腺癌发生率为 60%瘤。每 只小鼠常见1个以上肿瘤。选择肿瘤数目和大小 相近的动物, 配对分组,给予受试药,观察受试药 对肿瘤发展的影响。
将肿瘤体积变化对时间作出生长曲线,可由曲线 的斜率变化判断药物抑制肿瘤生长的作用,尤其 应观察肿瘤能否完全消退。
[注意事项] 1.在同一品系内,发病率比较稳定,而不同品系 间差别甚大。 2.动物乳腺癌发生与遗传基因、乳癌因子(即 致乳癌病毒)及激素有关。
3.饲料的变更有明显影响,要用固定全价营养饲 料。
然而,人癌的发生原因十分复杂,往往并非由已知 的动物致癌物所引起。另外,动物诱发性肿瘤的组 织病理类型、发生发展过程也不一定与人癌完全一 致。
本模型的最大困难是诱癌时间长、成癌率常达不 到100%, 而且动物之间肿瘤发生时间、发展速度 的个体差异很大, 难以将未治疗的动物作为治疗动 物的对照。
第三节
移植性肿瘤动物模型
(Animal model of transplanting tumors)
移植性肿瘤动物模型是指将动物或人体肿瘤移 植到同种或异种动物体内连续传代而形成的肿瘤。
该实验法是抗肿瘤药物筛选最常用的体内方法， 具有重要作用。目前临床上常用的抗肿瘤药大多 是首先经该实验法而被发现的。
一般给予试验药7~10d, 在第8~11d可解剖动物 获得结果。通过一些指标的观察, 可以判断试验药 是否有具有抑制肿瘤生长的作用。这是任何体外 试验所不能替代的, 其结果可为抗癌药物疗效提供 重要依据。
第一节 自发性肿瘤动物模型
(animal model of spontaneous tumors)
概念: 未经人为处理；自然发生
• 自发性乳腺癌模型 • 自发性白血病模型
一、自发性乳腺癌模型
生长在体表,易早期发现,罕有自发消退,因而能 准确观察其大小与生长速度,便于进行实验。
现介绍三种自发性乳腺癌小鼠模型
一、诱发性肿瘤动物模型的基本方法
实验时,必需注意选择合适的致癌方法、动物种 系、致癌物及其溶剂、给予剂量、途径以及观察 时间等。致癌物的剂量应能保证动物的存活率较 高、诱发期较短和诱发肿瘤频率较高。
常用的致癌物给予方法和途径
1.涂抹法: 涂抹在背部及耳部皮肤,主要用于 诱发皮肤肿瘤。
2.经口给药法：通过饮水、饲料或灌喂动物。 常用于食道癌、胃癌及大肠癌等。
给药方案和给药途径可根据受试药物的特点 确定。因自发性乳腺癌发展较缓慢，故采用间 歇给药或小剂量连续给药较为合适。
[结果判定] 给药后每天观察肿瘤生长情况，记录发生时 间和位置。
肿瘤结节长到一定程度,每周用脚规测量皮下肿 瘤2次。测定肿块的最大径(a)和最小径(b)。
肿瘤体积(cm3) = ab2/2
4.配对分组。
二、AKR白血病模型
AKR小鼠为白血病高发品系，淋巴细胞白血病 发病率雄性76%~90%，雌性为68%~90%。
[操作步骤] 实验用6~12月龄AKR小鼠, 此时鼠的脾和淋巴 结肿大, 血象异常。 经血液检查确诊为白血病后的次日, 配对分组 并开始给予受试药, 观察结果。
[结果判定] 观察指标：末梢血象,白细胞数,淋巴结和脾大 小,动物生存时间。有效者生存期比对照组延长, 并根据血象评价药物的诱导缓解和维持缓解作用。
肿瘤动物模型和抗肿瘤 药物的研究方法
˙恶性肿瘤——常见病、多发病 ˙全世界每年700万死亡；占欧美死亡第二位 ˙我国城市居民第一位，农村第三位 ˙恶性肿瘤人类健康重要——杀手
进展较大, 疑难问题很多。 肿瘤动物模型和抗肿瘤研究方法具有重要意义。
肿瘤动物模型可分为三类：
自发性肿瘤动物模型 诱发性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型
根据瘤株的特点选用近交系、远交系或F1动物； 雌雄性动物均可应用(乳腺癌等必须用雌性动物)。
它比前述的自发性和诱发性动物肿瘤更易实施。 现有移植性肿瘤接种成功率可达100%, 可在同一 时间内获得大量(数十至百余只动物)、生长相当 均匀的肿瘤。
一、动物的选择
移植性肿瘤常用的动物为小鼠、大鼠和地鼠。 研究药物的抗肿瘤作用可选择三种或三种以上小 鼠、大鼠的移植性肿瘤进行实验治疗；抗肿瘤药 物筛选时，每批动物的来源应一致；
[注意事项] 各鼠白血病的病程不一,自发瘤确诊后, 实验时
应配对分组。
[自发性肿瘤的总体评价]
动物自发性肿瘤的病因往往是由动物的遗传 特性决定的,与人癌的病因有较大距离。
各动物肿瘤生长速度差异较大, 很难在限定时 间内获得大量生长均匀的荷瘤动物(tumorbearing animals) 因此，自发性肿瘤动物模型很少在抗肿瘤 药物的常规筛选中广泛应用。
3.注射法：致癌物制成溶液,经皮下、肌内、 静脉或体腔等途径注入体内,本法较常用。
常用的致癌物给予方法和途径
4.气管注入法：常用于诱发肺癌。
5.穿线法：将致癌物置于无菌试管内,加热 使之液化,吸附于预制的线结上,再将此线结 穿入靶组织而诱发肿瘤。
6.埋藏法：包埋于皮下或其他组织内。
二、诱发性肿瘤模型的动物和致癌物
第二节
诱发性肿瘤动物模型
(animal models of induced tumor)
概念: 在实验条件下; 使用致癌物(carcinogens); 诱发动物发生肿瘤
[基本原理]
利用外源性致癌物引起细胞遗传特性改变，从 而出现异常生长和高增殖活性细胞,形成肿瘤。
外源性致癌物主要有化学性、物理性(如放射性 物质)及生物性(如诱发动物肿瘤的病毒),其中以 化学性致癌物最为常用。
动物：大鼠，小鼠，犬等 致癌物： ✓ 多环碳氢类 ✓ 亚硝胺类 ✓ 偶氮类 ✓ 黄曲霉毒素 （饲料中含0.001~0.015ppm黄曲霉毒素B1,
喂养6个月,诱发大鼠肝癌）。
ppm = parts per million
[诱发性肿瘤模型的总体评价]
约80%人癌是由环境因素引起的, 诱发性肿瘤的病 因与人癌的情况近似, 且均经过较长演变过程而成瘤。 动物诱发性肿瘤是比较类似于人类肿瘤的动物模型。
C3H小鼠：繁殖用雌鼠自发性乳腺癌发生率为 85%~100%。
A系小鼠： 经产雌鼠乳腺肿瘤发生率为30%~80%。
CBA小鼠：雌鼠自发性乳腺癌发生率为 60%瘤。每 只小鼠常见1个以上肿瘤。选择肿瘤数目和大小 相近的动物, 配对分组,给予受试药,观察受试药 对肿瘤发展的影响。
将肿瘤体积变化对时间作出生长曲线,可由曲线 的斜率变化判断药物抑制肿瘤生长的作用,尤其 应观察肿瘤能否完全消退。
[注意事项] 1.在同一品系内,发病率比较稳定,而不同品系 间差别甚大。 2.动物乳腺癌发生与遗传基因、乳癌因子(即 致乳癌病毒)及激素有关。
3.饲料的变更有明显影响,要用固定全价营养饲 料。
然而,人癌的发生原因十分复杂,往往并非由已知 的动物致癌物所引起。另外,动物诱发性肿瘤的组 织病理类型、发生发展过程也不一定与人癌完全一 致。
本模型的最大困难是诱癌时间长、成癌率常达不 到100%, 而且动物之间肿瘤发生时间、发展速度 的个体差异很大, 难以将未治疗的动物作为治疗动 物的对照。
第三节
移植性肿瘤动物模型
(Animal model of transplanting tumors)
移植性肿瘤动物模型是指将动物或人体肿瘤移 植到同种或异种动物体内连续传代而形成的肿瘤。
该实验法是抗肿瘤药物筛选最常用的体内方法， 具有重要作用。目前临床上常用的抗肿瘤药大多 是首先经该实验法而被发现的。
一般给予试验药7~10d, 在第8~11d可解剖动物 获得结果。通过一些指标的观察, 可以判断试验药 是否有具有抑制肿瘤生长的作用。这是任何体外 试验所不能替代的, 其结果可为抗癌药物疗效提供 重要依据。
第一节 自发性肿瘤动物模型
(animal model of spontaneous tumors)
概念: 未经人为处理；自然发生
• 自发性乳腺癌模型 • 自发性白血病模型
一、自发性乳腺癌模型
生长在体表,易早期发现,罕有自发消退,因而能 准确观察其大小与生长速度,便于进行实验。
现介绍三种自发性乳腺癌小鼠模型
一、诱发性肿瘤动物模型的基本方法
实验时,必需注意选择合适的致癌方法、动物种 系、致癌物及其溶剂、给予剂量、途径以及观察 时间等。致癌物的剂量应能保证动物的存活率较 高、诱发期较短和诱发肿瘤频率较高。
常用的致癌物给予方法和途径
1.涂抹法: 涂抹在背部及耳部皮肤,主要用于 诱发皮肤肿瘤。
2.经口给药法：通过饮水、饲料或灌喂动物。 常用于食道癌、胃癌及大肠癌等。
给药方案和给药途径可根据受试药物的特点 确定。因自发性乳腺癌发展较缓慢，故采用间 歇给药或小剂量连续给药较为合适。
[结果判定] 给药后每天观察肿瘤生长情况，记录发生时 间和位置。
肿瘤结节长到一定程度,每周用脚规测量皮下肿 瘤2次。测定肿块的最大径(a)和最小径(b)。
肿瘤体积(cm3) = ab2/2
4.配对分组。
二、AKR白血病模型
AKR小鼠为白血病高发品系，淋巴细胞白血病 发病率雄性76%~90%，雌性为68%~90%。
[操作步骤] 实验用6~12月龄AKR小鼠, 此时鼠的脾和淋巴 结肿大, 血象异常。 经血液检查确诊为白血病后的次日, 配对分组 并开始给予受试药, 观察结果。
[结果判定] 观察指标：末梢血象,白细胞数,淋巴结和脾大 小,动物生存时间。有效者生存期比对照组延长, 并根据血象评价药物的诱导缓解和维持缓解作用。