癌症的治療一直是醫藥發（fā）展中非常重（chóng）要的領域。雖然目前不斷有非動物方法用於癌症（zhèng）研究，然而在實際應用中，對於新療法的開發、研究全身轉移（yí）機製的探索、高強度治療方案的副作（zuò）用或耐藥性研究，以及（jí）腫瘤與其微環（huán）境之間的（de）相（xiàng）互作用（yòng）等（děng）問題（tí），動物模型在臨床前研（yán）究中仍然（rán）不可（kě）或缺。

在癌症動（dòng）物模（mó）型中，齧齒類模型最為常見，應用也最為廣泛。然而，這些實驗動物在試驗過程中其福利應該如（rú）何保障？僅僅靠設定腫瘤模型等人道終點是否足（zú）夠？

本文聚焦於3Rs原（yuán）則中的“優化（Refinement）”環節，介紹從腫瘤植入到監測及安樂死終點（humane endpoints， HEPs）的設定（dìng），提（tí）出全流程的優化建議。本文首先圍繞（rào）腫瘤植入方法展開，從模型選擇、細胞/組織準（zhǔn）備、操作技術（shù）以及部位選擇四大維度提出優（yōu）化建議：

常用鼠腫瘤模型

1. 致癌模型（Carcinogenic model）

• 原理：通過物理或化學致癌物（如（rú）放射性物質、化學致癌（ái）分（fèn）子）誘導實驗動物體內產生腫瘤。

• 用（yòng）途：模擬環境或化學因素致癌的致癌過程，多被用於腫瘤起始機製研究。

2. 基因（yīn）工程模型（Genetically engineered model）

• 原理：通過（guò）基因操作（如（rú）敲除抑癌基因、過表達癌基因、構建可誘導的（de）基因（yīn）調（diào）控（kòng）係統或基（jī）因編輯）改造小鼠的基因組，使其自發形成腫瘤。

• 用途：用於研究特定基因在腫瘤發生與（yǔ）進展中的作用，並可實現腫瘤形成的（de）時空特異性調控。

3. 同係/同種異體模型（Syn/allogeneic model）

•原理：將來源於齧齒類的腫瘤細胞（bāo）係（體（tǐ）外可擴增（zēng））經皮（pí）下（subcutaneous ）或原位（orthotopic）注射接種到同（tóng）品係或同種屬動物體內。

• 用途：用於研究腫瘤生長（zhǎng）、轉（zhuǎn）移及免疫應（yīng）答等基礎機製，也可用於藥物（wù）篩（shāi）選與初步評估。

4. 異種移植模型（Xenograft model，CLX/PDX）

• 原理：將人源腫瘤細胞係或人源原發腫瘤組織（zhī）/類器官通過注射（shè）或植入的方式（shì）接種到免疫缺陷小鼠體內（皮下或原（yuán）位）。

• 分類：

a.CLX：人源腫瘤（liú）細胞係（xì）異種移植模型；

b.PDX：人源腫瘤組織異種移（yí）植模型（xíng），可更真實（shí）反映臨床腫瘤的異質性。

• 用途：廣（guǎng）泛用於腫瘤生物學研究與藥物療效評估，尤其在人（rén）類腫瘤藥物研發中具有重要意義。

5. 人（rén）源化模型（Humanized model，CLX/PDX）

• 原理（lǐ）：在（zài）異種（zhǒng）移植模型基礎上（shàng），向免疫缺（quē）陷小鼠體內（nèi）注入人源免疫細胞或造血幹細（xì）胞，並同時（shí）接種人源腫瘤細胞（bāo）係或人源原發腫瘤組織/類器官（皮下或原位）。

• 用途：用於研究腫（zhǒng）瘤（liú）與人（rén）類免疫係統的相互作（zuò）用，尤其適用於免疫治療藥物的研發與評價。

此外，患者來（lái）源（yuán）異種移植（PDX）、基於細胞係或類器官的異種移植模型、人源化小鼠模型，以及自發性、化學誘導或基因工程（GEM）原位模型（xíng），均可（kě）根據研究（jiū）目的靈活選（xuǎn）擇與優化（huà）。

腫瘤植入（rù）方法的優化

1. 模型與動物選擇優化

• 優先參考已（yǐ）建立模型的文獻和同行經驗，了解腫瘤生長模式、轉移概率及副腫瘤綜合征（paraneoplastic syndromes)。例（lì）如，應評估是否存在惡病（bìng）質（zhì）等並發風險，以避免盲目（mù）選用模型。

• 若為新（xīn）模型，需先開展預實驗，分析模型特異性特征（如腫瘤生長速度、對動（dòng）物福利的影響），以（yǐ）確定是否適宜進行大樣本動物實驗。

• 精準匹配小鼠（shǔ）品係：根據腫瘤（liú）類型選擇遺傳（chuán）背景（jǐng）和免（miǎn）疫狀態適配（pèi）的品係（如免疫缺陷小鼠用於異種移植，免疫健全小鼠用於同係（xì）移植），以減少宿主（zhǔ）排斥或免疫（yì）幹擾對實驗結果的影響（xiǎng）。

2. 腫瘤（liú）細胞/組織準備優化

• PDX腫瘤移植：需選用未發生（shēng）潰瘍、出血或（huò）壞死的腫瘤組織中活躍分裂區域，確保移植成（chéng）功（gōng）率。• 細胞係移植：移植（zhí）前需保證細胞（bāo）存活且增殖狀態良好，融合度低於80%，防止因細胞狀態不佳導致（zhì）成瘤率下降。

• 病原體篩查：必須檢測細胞/組織是否感染支原體或其他病原（yuán）體（PDX需（xū）額外篩（shāi）查人類病原體），防止實（shí）驗結果偏差（chà）或引發動物群體感染。

3. 植（zhí）入（rù）操作技術優化

• 人員與無菌要求：由經過專業培訓的人員操作，全程采用無菌技術，防止感（gǎn）染。腫瘤組織操作需（xū）使用專用手術器械，並與非腫瘤組織器械嚴格分開，以防止交叉汙染或（huò）腫（zhǒng）瘤細胞外泄。

• 麻醉與鎮痛：采用多（duō）模式鎮痛方案（如局部麻醉+全身鎮痛），術前預防性鎮痛，術後鎮痛（tòng）至少（shǎo）持續（xù）48-72小時（如剖腹術等疼痛操作），同時應控製麻醉深度，避免過（guò）深或過淺影響動物生理狀態。

• 操作細節把控（kòng）：盡量縮小（xiǎo）手術切口（如需開（kāi）刀）以減輕術後疼痛；根據動物種類和目標器官選擇合適的針頭規格與注射體（tǐ）積，避免組織損（sǔn）傷。腫瘤組織（zhī）采集後應盡快完成移植（zhí）以保證細胞活性（xìng）。

4. 植入（rù）部位選擇（zé）優化（huà）

• 皮下（SC）移植：優先選擇背部或側部，避開頭（tóu）部、足墊（diàn）、大腿內側等影響動物（wù）活動的部位；單隻動（dòng）物最多植入2個部（bù）位，並保持足夠間（jiān）距，防止（zhǐ）腫瘤融合或（huò）運動受限。

• 乳腺移植：小鼠推薦選擇第3或第4對乳腺，避開（kāi）第1對及靠後的第5對（小鼠）或第6對（大（dà）鼠）乳腺，以減少運動影響。注射體積控製（zhì）在20-30μl，組織（zhī）塊不超過3×3mm。可（kě）通（tōng）過<3mm微小切口暴露脂肪墊進行注射，以降低創傷。導管內注（zhù）射無需剪（jiǎn）開乳頭（tóu），應在立體（tǐ）顯微鏡（jìng）下使（shǐ）用（yòng）30-34 G細針，注射前去除乳（rǔ）頭開（kāi）口處（chù）死皮。

• 顱內移植：使用立體定位儀並配合不穿透鼓膜的耳杆；采用顱內專用細針，注射體積不超過5μl，速度控製在1μl/min。注射結（jié）束後停（tíng）留1-2分鍾（zhōng）再緩慢拔針，並用生理鹽水衝洗顱骨（gǔ），避免異位成瘤。

• 肺部移植：優先（xiān）選擇非手術性氣管滴注法（替代經皮穿刺），減少胸腔出血或氣（qì）胸風險（xiǎn）。操作中可使用光纖燈或手術顯（xiǎn）微鏡輔助定位聲帶，選用塑料套管替代金屬針以降低氣道損傷。注射體積小鼠控製在30-50μl，成年大鼠（shǔ）100μl，避（bì）免過量導致呼吸異常。

• 腹（fù）腔內移植：如需剖腹，應盡（jìn）量縮小切口（kǒu），輕柔操作內髒（用棉簽輔助，避免擠壓），髒器外露時用溫生理鹽水保持濕潤，術後（hòu）分層縫合（腹膜/肌肉+皮膚）。推薦優先采（cǎi）用超聲引導等微創方式替代傳統剖腹（fù）術，以顯著降低死（sǐ）亡率（例如直腸內注射模（mó）型的死亡率（lǜ）遠低於剖（pōu）腹產）。

• 其他（tā）特殊部位移植（zhí）

a. 靜脈注（zhù）射：首選側尾靜脈，使用最小規格針頭（根據細胞大小調整），注射（shè）前將尾部預熱至（zhì）37℃以促進血管擴張（zhāng）。可（kě）選眶後靜脈竇注射作為替代方案，成功率高（gāo）且動物不適較輕。

b. 骨內注射：優先選擇股骨注（zhù）射（術後損傷小於脛骨注射）。脛骨注（zhù）射應使用30G針頭（tóu）（替代傳（chuán）統26G），避開髕腱，每（měi）隻動物僅注射一側（cè），減少跛行風險。

c.肌肉注射：盡量（liàng）避免該途徑，若必須進行，選擇股四（sì）頭肌或尾側大腿肌（jī）肉，注射體積≤50μl，並（bìng）使用27G或更細針頭，以減少肌肉脹痛和運動幹（gàn）擾。

綜上（shàng）所述，癌症動物模型動物的“優化”是一項覆蓋全流程的係統性理念。它需要在（zài）模型建立、操作與監測的各（gè）個環節中，最大限（xiàn）度減少動物不適與痛苦，提升（shēng）其生活質量。這一原則不僅有助於保障動物福利，也能（néng）提高實驗數據的可靠性、重複（fù）性與再現性。