肿瘤动物模型和抗肿瘤药物的研究方法1

第四章
肿瘤动物模型和抗肿瘤 药物的研究方法
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常见病、 ˙恶性肿瘤——常见病、多发病 恶性肿瘤 常见病 全世界每年700万死亡； 700万死亡 ˙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， ˙我国城市居民第一位，农村第三位 恶性肿瘤人类健康重要 人类健康重要——杀手 ˙恶性肿瘤人类健康重要 杀手 进展较大, 疑难问题很多。 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。 肿瘤动物模型和抗肿瘤研究方法具有重要意义。
细胞系： 细胞系：原代培养物经首次传代成功后即为 细胞系， 细胞系，由原先存在于原代培养物中的细胞世 系所组成。 系所组成。
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[结果判定] 结果判定] 给药后每天观察肿瘤生长情况， 给药后每天观察肿瘤生长情况，记录发生时 间和位置。 间和位置。 肿瘤结节长到一定程度,每周用脚规测量皮下 肿瘤结节长到一定程度,每周用脚规测量皮下 脚规 肿瘤2 测定肿块的最大径(a)和最小径(b)。 (a)和最小径 肿瘤2次。测定肿块的最大径(a)和最小径(b)。 肿瘤体积(cm 肿瘤体积(cm3) = ab2/2
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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 实验时,必需注意选择合适的致癌方法、动物种 合适的致癌方法、 致癌物及其溶剂、给予剂量、途径以及 及其溶剂 以及观察 系、致癌物及其溶剂、给予剂量、途径以及观察 时间等 时间等。致癌物的剂量应能保证动物的存活率较 诱发期较短和诱发肿瘤频率较高。 高、诱发期较短和诱发肿瘤频率较高。
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肿瘤体积变化对时间作出生长曲线 变化对时间作出生长曲线, 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, 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。 其应观察肿瘤能否完全消退。
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[注意事项] 在同一品系内,发病率比较稳定, 1.在同一品系内,发病率比较稳定,而不同品 系间差别甚大。 系间差别甚大。 动物乳腺癌发生与遗传基因、 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。 (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 饲料的变更有明显影响, 饲料。 饲料。 配对分组。 4.配对分组。
A系小鼠： 经产雌鼠乳腺肿瘤发生率为30% 80%。 系小鼠： 经产雌鼠乳腺肿瘤发生率为30% 80%。 30%~80% CBA小鼠：雌鼠自发性乳腺癌发生率为60% 65%。 雌鼠自发性乳腺癌发生率为60% 65%。 60%~65%
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在乳腺左右两侧及乳头部均可发生肿瘤。 在乳腺左右两侧及乳头部均可发生肿瘤。每 只小鼠常见1个以上肿瘤。 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, 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。 药对肿瘤发展的影响。 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， 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。 歇给药或小剂量连续给药较为合适。
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瘤株的组织学类型和生长特征趋于稳定， 瘤株的组织学类型和生长特征趋于稳定，并 的组织学类型和生长特征趋于稳定 能在同系、同种或异种动物体内移植并连续传代。 能在同系、同种或异种动物体内移植并连续传代。 生长特征，包括接种成活率、生长速度、 生长特征，包括接种成活率、生长速度、自 动消退率、宿主寿命与宿主反应等。 动消退率、宿主寿命与宿主反应等。
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[自发性肿瘤的总体评价] 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。 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, 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(tumor (tumor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 因此， 药物的常规筛选中广泛应用。 药物的常规筛选中广泛应用。 Nhomakorabea22
本模型的最大困难是诱癌时间长、 本模型的最大困难是诱癌时间长、成癌率常达不 最大困难是诱癌时间长 100%, 而且动物之间肿瘤发生时间 发生时间、 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, 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。 动物的对照。
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第三节
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一、动物的选择
移植性肿瘤常用的动物为小鼠、 大鼠和地鼠。 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 大鼠的移植性肿瘤进行实验治疗； 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； 物筛选时，每批动物的来源应一致；
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[结果判定] 结果判定] 观察指标：末梢血象 , 白细胞数 , 淋巴结和脾 观察指标 ： 末梢血象,白细胞数, 大小,动物生存时间。 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。 作用。 [注意事项] 注意事项] 各鼠白血病的病程不一,自发瘤确诊后, 各鼠白血病的病程不一,自发瘤确诊后, 实验 时应配对分组 配对分组。 时应配对分组。
根据瘤株的特点选用近交系、远交系或F1动 根据瘤株的特点选用近交系、远交系或F1动 F1 雌雄性动物均可应用( 物；雌雄性动物均可应用(乳腺癌等必须用雌性 动物) 动物)。 每批实验只用同一性别动物。 ▲每批实验只用同一性别动物。 小鼠体重18 22g，大鼠体重50 18~22g 50~70g ▲小鼠体重18 22g，大鼠体重50 70g 每组至少10只动物，裸鼠可用5 10 10只动物 10只 ▲每组至少10只动物，裸鼠可用5~10只。
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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 涂抹法: 涂抹在背部及耳部皮肤, 于诱发皮肤肿瘤。 于诱发皮肤肿瘤。 2.经口给药法：通过饮水、饲料或灌喂动 经口给药法：通过饮水、 常用于食道癌、胃癌及大肠癌等。 物。常用于食道癌、胃癌及大肠癌等。 3.注射法：致癌物制成溶液,经皮下、肌内、 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。 静脉或体腔等途径注入体内,本法较常用。
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二、肿瘤细胞的选择
复制移植性肿瘤模型需要使用肿瘤细胞株 瘤株， strain)或细胞系 或细胞系(cell line)。 (瘤株，tumor strain)或细胞系(cell line)。 细胞株(cell strain)是指通过选择法或克 细胞株(cell strain)是指通过选择法或克 隆法从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊 遗传、生化性质或特异标记的细胞群。 遗传、生化性质或特异标记的细胞群。
移植性肿瘤动物模型
(Animal model of transplanting tumors) tumors)
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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， 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。 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。 是首先经该实验法而被发现的。
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[诱发性肿瘤模型的总体评价] 80%人癌是由环境因素引起的 人癌是由环境因素引起的, 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, 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。 模型。
然而,人癌的发生原因十分复杂, 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, 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、 组织病理类型、发生发展过程也不一定与人癌完全 一致。 一致。
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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, 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。 能准确观察其大小与生长速度,便于进行实验。
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现介绍三种自发性乳腺癌小鼠模型
C3H小鼠：繁殖用雌鼠自发性乳腺癌发生率为 小鼠：
85%~100%。 85% 100%。 100%
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肿瘤动物模型可分为三类： 肿瘤动物模型可分为三类： 自发性肿瘤动物模型 自发性肿瘤动物模型 诱发性肿瘤动物模型 诱发性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型
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第一节 自发性肿瘤动物模型
(animal model of spontaneous tumors) tumors)
概念: 未经人为处理； 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
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二、AKR白血病模型 AKR小鼠为白血病高发品系 AKR小鼠为白血病高发品系，淋巴细胞白血 小鼠为白血病高发品系， 病发病率雄性76% 90%，雌性为68% 90%。 病发病率雄性76%~90%，雌性为68%~90%。 76%~ 68%~ [操作步骤] 操作步骤] 实验用6 12月龄AKR小鼠 月龄AKR小鼠, 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。 巴结肿大, 血象异常。 经血液检查确诊为白血病后的次日, 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。 组并开始给予受试药, 观察结果。
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它比前述的自发性和诱发性动物肿瘤更易实施。 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% 100%, 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) 时间内获得大量(数十至百余只动物)、生长相当 均匀的肿瘤。 均匀的肿瘤。
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常用的致癌物给予方法和途径