肿瘤动物模型是用来模拟人类肿瘤在动物体内的发生、发展和治疗反应的，它们被用来研究肿瘤的生物学特性、疾病机制、药物筛选和治疗效果评估等。

从自发性肿瘤到基因修饰模型，不同技术路径的模型构建策略为肿瘤生物学特性解析、药物研发及精准治疗提供了多样化的研究平台。

本文系统梳理五大类肿瘤动物模型的构建原理、技术特点，为科研人员提供全流程技术指南。

一、发性肿瘤动物模型

自发性肿瘤动物模型是指实验动物未经任何有意识的人工处置，在自然饲养条件下自发形成肿瘤，其肿瘤发生过程与人类肿瘤具有高度相似性。

优点:

1. 自然发生，肿瘤发生学与细胞学特点与人类肿瘤相似。

2. 发生条件自然，可通过细致观察研究发现新的环境致癌因素及其他致癌因素，着重观察遗传因素在肿瘤发生上的作用和药物的抗肿瘤效果，适用于遗传因素与肿瘤关系的长期追踪研究。

3. 保留肿瘤发生发展的完整生物学过程。

4. 可用于慢性治疗方案的疗效评估。

缺点:

1. 肿瘤发生情况、生长速度差异大，个体间肿瘤异质性显著。

2. 难以短时间内获得大量肿瘤材料，实验周期长，样本量需求大。

3. 肿瘤发生时间不可控（平均潜伏期6-12个月）。

二、诱发性肿瘤动物模型

通过使用物理、化学和生物致癌因素作用于实验动物，利用外源性致癌因素引起细胞遗传特性异常而呈现出异常生长和高增殖活性，形成肿瘤。用于诱发实验性肿瘤的动物种类很多，以啮齿动物的使用最多、应用最广，包括各种大鼠、小鼠、豚鼠等。

优点:

1. 该法可应用于验证可疑致癌因素的作用以及在肿瘤病因学及肿瘤预防方向的研究。

2. 使用特定方法诱导肿瘤的形成，可以控制肿瘤的发展过程，以便更好地模拟人类肿瘤的发展，诱发率远高于自然发病率。

3. 可以在多个动物实验中重复制备诱发性肿瘤模型，以确保实验结果的可靠性和重复性。

4. 可以根据需要选择不同的诱导方式和剂量，以研究不同类型和阶段的肿瘤发展。

5. 可以获得与人类肿瘤病理学特征相似的肿瘤组织样本，有助于深入研究肿瘤的病理学特点和分子机制。

缺点:

1. 建立和维护动物模型需要大量的资源、设备和时间成本。

2. 成瘤率不高，动物死亡率高。

3. 肿瘤出现的时间、部位、病灶数等在个体之间表型不均一等。

4. 伦理问题：涉及使用动物进行实验，需要遵守伦理规范，确保动物的福利和安全。

三、移植性肿瘤动物模型

肿瘤细胞系移植模型是抗肿瘤药物筛选最常用的体内方法，可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，通过一些指标的观察来判断试验药是否具有抑制肿瘤生长的作用。移植性肿瘤常用动物为小鼠、大鼠和地鼠。

优点:

1. 肿瘤细胞系移植瘤保持着原发肿瘤的大部分生物学特性。

2. 几乎所有类型人类肿瘤均能在免疫缺陷动物体内建立可移植性肿瘤模型。

3. 适应性广泛，可以使用不同来源的肿瘤细胞（人类或动物），以研究各种类型的肿瘤。

4. 模拟性强，通过将人类或动物的肿瘤细胞移植到实验动物体内，能更好地模拟肿瘤在体内的生长和转移过程。

5. 可控性高，可以根据需要调整移植的肿瘤细胞数量、部位和注射方式，从而控制肿瘤的形成和发展。

6. 可重复性好，可以在多个实验动物中重复进行移植，以确保实验结果的可靠性和重复性。

缺点:

1. 人体肿瘤的所有细胞亚群不能全部出现在移植瘤中，一般需选用免疫缺陷动物，成本较高等。

2. 由于动物与人类在生物学特征和代谢方面存在差异，移植性肿瘤动物模型可能无法完全模拟人类肿瘤的复杂性和异质性。

3. 免疫应答抑制：移植的肿瘤细胞在实验动物体内可能遭受免疫系统的攻击，导致肿瘤的生长受到限制。

4. 实验周期较长：与诱发性肿瘤模型相比，移植性肿瘤模型需要更长的时间来观察肿瘤的形成和发展。

四、人源肿瘤组织异种移植模型

人源肿瘤组织异种移植模型直接用患者新鲜肿瘤组织接种于免疫缺陷小鼠建立模型，最大程度地避免了体外处理，可以更好地反映肿瘤真正的生物学特征。这种模型使用人的肿瘤细胞，在病理组织形态和遗传特征等方面均与人类肿瘤相同，用这种模型可以比较直接的研究人类肿瘤的生物学特性及抗肿瘤药物。

优点:

1. 保留了患者肿瘤的基质异质性和组织学特性，能为肿瘤的研究提供体内模拟环境（癌细胞形态、基质富集、淋巴和血管系统以及坏死区域等），具有一定的生物学相似性。

2. 能更客观和全面地反映肿瘤的发展以及对于药物作用的反应。

3. 可以使用临床收集的人类肿瘤样本，建立大量不同类型的异种移植性肿瘤模型，进行个体化医学研究，从而提供了丰富的资源供研究使用。

缺点:

1. 成本和周期长，一个具有个体化的肿瘤异种移植模型的建立至少需要2个月。

2. 技术难度较大且成瘤率相对较低，操作相对较为复杂，特别是肾包膜等部位的异位移植。

3. 由于人类和非人类动物在生物学特征和代谢方面存在较大差异，移植后的肿瘤模型可能无法完全模拟人类肿瘤的复杂性和异质性。

4. 由于异种移植，宿主免疫系统对移植的人类肿瘤细胞产生免疫反应，可能影响肿瘤的生长和发展。

5. 人体肿瘤异种移植模型缺乏人类肿瘤的真实微环境，包括肿瘤周围组织、血供和免疫细胞浸润等因素。

6. 异种移植的肿瘤模型可能具有较低的稳定性和可重复性，需要定期重新移植或使用新的样本来保持模型的活性。

五、基因修饰肿瘤模型

基因修饰肿瘤模型是利用转基因、基因打靶和条件性基因打靶等技术敲除或插入特定基因，从而诱发动物产生肿瘤的模型，一般主要用于癌前病变以及肿瘤发生发展过程的研究。

优点:

1. 为环境因素与遗传背景相互作用的研究提供了很好的材料。

2. 对于研究肿瘤发生机理、肿瘤免疫逃避，转基因模型有很大的优势。

缺点:

1. 模型建立过程较长。

2. 费用较高等。

肿瘤动物模型的发展正从单一维度向多组学整合、从静态观察向动态监测、从经验驱动向智能决策转变。科研人员需根据研究目标、技术条件及伦理规范，科学选择模型体系，推动肿瘤基础研究与临床应用的深度融合。

中模生物拥有丰富的动物模型构建经验，包括皮下成瘤、原位成瘤、转移模型、神经疾病模型、代谢疾病模型、心血管模型等。如有动物模型构建需要，欢迎咨询！