这篇接上篇《肿瘤免疫治疗/临床前研究中常用动物模型(一)》,继续介绍Humanizedtumormodels/人源肿瘤模型,这类模型根据肿瘤类型分为2种:
1.patient-derivedxenografts/病人来源的异种移植模型(PDX模型)
2.cell-derivedxenografts/人源肿瘤细胞异种移植模型(CDX模型)
人源肿瘤模型,顾名思义,肿瘤细胞或者肿瘤移植物来自于人体,然后移植到小鼠身上。这类模型移植成功的关键因素是小鼠的免疫缺陷程度。因为小鼠的免疫系统会排斥人源的肿瘤细胞,产生宿主抗移植物反应,导致人源肿瘤移植不成功。
因此人源肿瘤模型和鼠源肿瘤模型其中一个最大的差别就是:人源肿瘤模型需要用免疫缺陷小鼠,而鼠源肿瘤模型利用的是免疫系统健全的小鼠。
所以,讲PDX和CDX模型之前,我们先讲讲我们经常用到的一些免疫缺陷鼠。
常用免疫缺陷鼠:
注:表格来源于CharlesRiver
最初大家常用的Athymicnudemouse和BALB/cnudemouse只有T细胞缺乏,其他先天免疫细胞群如中性粒细胞,树突状细胞,以及B细胞和NK细胞功能都依然存在,因此导致人造血干细胞或者外周血PBMC很难在该小鼠体内重建。一些CDX或者PDX模型也很难在该小鼠上移植成功。
因此,之后又有了T细胞和B细胞均缺乏的SCID小鼠,以及T细胞和B细胞缺乏,NK细胞功能削弱的NOD-SCID小鼠。SCID小鼠和NOD-SCID小鼠可以移植人的免疫系统,但移植成功的效率很低。
之后,在NOD-SCID小鼠的基础上,敲除IL-2receptorγ-chain基因,培育了一种极重度免疫缺陷的小鼠:缺乏T、B和NK细胞,补体功能和树突状细胞细胞功能降低,巨噬细胞吞噬功能减弱。
目前市场常见的这类小鼠见下表:
品系名称
厂家
NOG
日本实验动物研究所(CIEA)的MamoruIto培育而成,年,维通利华从CIEA引入该品系核心群
NSG
TheJacksonlaboratory(美国)
B-NDG
百奥赛图(北京)
NCG
集萃药康(南京)
M-NSG
南模生物(上海)
NPSG
菲诺克(北京)
NTG
斯贝福(北京)
这类极重度免疫缺陷小鼠适合CD34+HSC和hPBMC的植入,植入后免疫重建效率高;CDX和PDX移植的成功率也较高,移植时所需细胞量较少。
由于这类极重度免疫缺陷小鼠的鼠源的免疫细胞清除的较为干净,所以非常适合评价免疫细胞治疗产品。
利用这类小鼠进行人免疫系统重建联合CDX或者PDX模型是目前评价肿瘤免疫治疗抗体的较理想的模型。
下面接着介绍PDX模型和CDX模型的特点。01patient-derivedxenografts/病人来源的异种移植模型(PDX模型)通过手术从肿瘤患者体内取出的肿瘤组织,经过一定处理,移植到小鼠身上(目前都是皮下瘤),建立的肿瘤模型。PDX模型的优点:
1.具有人体自发肿瘤发展的复杂性,包括基因组异质性,肿瘤细胞异质性,具有肿瘤微环境和肿瘤的内在结构;
2.和CD34+HSC免疫系统重建相结合,是目前最接近病人的临床前研究的动物模型;
3.如果PDX和免疫细胞能够来源于同一个病人,对于个体化肿瘤免疫治疗,这个模型将具有很大的潜力。
PDX模型的缺点:
1.移植的成功率相对CDX来说较低;
2.理论上来说PDX和免疫细胞应该来源于同一个人,但实际操作上很难达到,如果用异体的免疫细胞进行免疫系统重建,肿瘤的抑制可能是由于异体反应,而不是肿瘤抗原的识别;
3.另外,异体免疫细胞重建可能导致PDX移植失败;
4.肿瘤基质是小鼠的基质
02cell-derivedxenografts/人源肿瘤细胞异种移植模型(CDX模型)CDX模型移植的是humantumorcellline。简单理解就是来源于病人的肿瘤组织,经过体外培养得到可以无限繁殖的肿瘤细胞系,将这类细胞系移植到小鼠身上,我们就称其为CDX模型。CDX模型的优点:
1.相对于PDX只能在小鼠身上进行传代,扩增保种,细胞系可以在体外大量培养繁殖,操作简单,获得模型所需的细胞时间短,且成本相对较低;
2.移植的成功率较高;
3.可选择的细胞系种类较多。
CDX模型的缺点:
1.细胞系在体外培养过程中克隆趋于单一化;
2.缺乏肿瘤基因组的异质性和原发肿瘤微环境的复杂性。
由于人免疫系统重建模型中所用的免疫细胞的donor不同,导致肿瘤免疫治疗抗体评价的效果也不相同。所以,人免疫系统重建+PDX/CDX模型具有不稳定性,个体差异较大的特点。再考虑到成本较高的问题,因此这类模型不适合用于前期大规模筛选抗体的研究过程。
另外,目前还没有相关的临床前模型可以评价人体irAEs(immunerelatedadverseevents)。由于ICB类药物在患者中表现出一种不可预测的irAEs模式,发现irAEs的早期生物标志物和逆转致命*性(如心肌炎)的策略是临床安全开发免疫-肿瘤联合治疗的关键一步。在不同的肿瘤组织中,irAE可以有不同的表现,因此纳入能够准确反映临床观察到的irAE的临床前模型也至关重要。参考文献:MouseModelsforCancerImmunotherapyResearch.OlsonB,etal.CancerDiscov..END任同学啊比心