转移性疾病的挑战：为晚期疾病匹配合适的临床前模型

在 2026 年本系列的前两篇文章中（同源肿瘤模型博文 与 超越皮下模型博文），我们探讨了肿瘤免疫表型如何决定肿瘤对免疫检查点抑制剂（ICI）的应答，以及接种的解剖部位如何从根本上改变这一应答——即便使用同一细胞株也不例外。

CT26 模型正是典型例证：这一典型的“热”肿瘤在被置于其解剖学对应的结肠环境后，会转为免疫学意义上的“冷”肿瘤。这些发现指向临床前肿瘤学研究设计中的一个更广泛难题，在构建转移性疾病模型时尤为突出。

转移性疾病占癌症相关死亡的绝大多数，但多数临床前疗效研究仍依赖原发皮下肿瘤模型。皮下肿瘤所处的解剖环境难以重现转移灶实际形成的部位，而这些继发部位的免疫格局可能与原发肿瘤存在显著差异。因此，针对转移性适应症设计临床前研究，需要能够捕捉这一生物学复杂性的模型。

构建转移性疾病模型常用的策略主要有三类（图 1）：

• 自发转移 模型可呈现肿瘤从原发部位播散的完整过程，更贴近人类疾病的自然演进方式。
• 实验性转移 模型则将肿瘤细胞直接递送至靶器官或经全身注射，从而跳过播散的早期阶段。
• 基因工程小鼠模型（GEMM） 的路径完全不同：在免疫健全的宿主体内，通过明确的致癌突变驱动肿瘤形成，从生物学层面准确再现肿瘤的发生与进展。

每种策略都在生物学保真度与实验可行性之间有所取舍，选择应服务于所要回答的科学问题。

图 1 转移的小鼠模型。

自发转移：4T1 乳腺癌模型

在自发转移模型中，肿瘤细胞被接种至原发解剖部位（原位接种），使转移在研究进程中自然发生。

该策略保留了转移进展的完整生物学链条：局部侵袭、血管内渗、循环、血管外渗以及远处器官定植。对于采用免疫健全宿主的模型而言，调控各阶段进程的免疫动态同样保持完整。

4T1 同源乳腺癌模型是研究自发转移最广泛使用的平台之一。将 4T1 细胞原位接种至免疫健全 BALB/c 小鼠的乳腺脂肪垫后，肿瘤可自发播散至肺、肝、骨与淋巴结，再现具临床相关性的转移模式。

4T1 研究中的一项关键设计决策是是否对原发肿瘤实施手术切除。这两种方案模拟不同的临床场景，产生的数据集也各不相同。

不切除时，可同步测量原发肿瘤体积与终末肺重，从而同时评估原发肿瘤生长与转移性疾病进展。

切除时，则在设定时间点摘除原发肿瘤，随后追踪转移负荷与生存期，更贴近许多抗癌药物评价所处的辅助与新辅助治疗临床情境。

ChemPartner 4T1 平台的数据对这两种研究设计均有展示。在不切除的方案中，顺铂显著降低了肿瘤生长与终末肺重，表明其对原发肿瘤和转移播散均具活性（图 2）。

在手术切除原发肿瘤后，多西他赛治疗带来具有统计学意义的生存期改善，而顺铂显著减少了试验终止时的肺结节数量（图 3）。

在终点对肺结节进行定量，可提供离散且具解剖学依据的读数，与生存期和影像数据互为补充。

综上，这些结果说明：切除与不切除研究设计之间的选择本身就是一个具有科学意义的决策，直接影响所模拟的临床场景以及所产生的疗效数据类型。

图 2 4T1 小鼠原位自发乳腺癌转移模型（不切除原发肿瘤）。 体重与肿瘤体积在 30 天内评估。肿瘤体积以卡尺测量，每周至多三次。终止时记录肺重。与溶媒处理小鼠相比，顺铂治疗显著降低了肿瘤生长（p=0.0024）以及小鼠的终末肺重（p=0.0049）。

图 3 4T1 小鼠原位自发乳腺癌转移模型（切除原发肿瘤）。 原发肿瘤于研究第 13 天手术切除。终止时记录肺重与肺结节数量。顺铂治疗小鼠的肺结节数量出现具统计学意义的减少（p=0.0029)

实验性转移：以注射途径实现器官靶向

自发转移模型呈现完整的转移过程，实验性转移模型则将肿瘤细胞直接递送至靶器官，因而更为快捷、更具可重复性。注射途径是有意设置的实验变量：不同途径将肿瘤细胞导向不同器官，使研究可围绕特定的转移情境来设计。

尾静脉注射常用于建立肺转移模型。ChemPartner 已采用该方法验证多个同源模型，包括在雌性 C57BL/6 小鼠中建立的 B16-F10-Luc 黑色素瘤模型，可稳定形成肺部转移灶（图 4）。无创生物发光成像（BLI）可对病灶从第 1 天到第 22 天的渐进性发展进行纵向追踪。肺表面结节计数可作为额外的定量终点。

肝转移可通过脾内注射结合半脾切除设计实现：该设计在保留残余脾免疫功能的同时，使肿瘤细胞经门脉循环进入肝脏。ChemPartner 的 CT26-Luc 肝转移模型采用这一方案，在 BALB/c 小鼠中形成同源肝脏病灶（图 5）。

结合上一篇博文（博客链接）所述的部位依赖性免疫表型数据，该模型尤具参考价值。CT26 肿瘤在皮下、颈动脉内与脾内接种时典型表现为“热”肿瘤，而在原位结肠接种后转向更“冷”的表型。将这一表征延伸至肝转移情境，可评估肝转移灶的免疫微环境是否仍允许免疫检查点抑制剂（ICI）发挥作用。

该模型的疗效数据显示，抗 mPD-1 治疗后肿瘤相关生物发光（TABL）显著降低，卡铂同时带来显著的生存获益。通过 BLI 纵向追踪病灶负荷，并对溶媒、抗 mPD-1 与卡铂各组持续定量成像至第 14 天，可获得同时反映应答动力学与幅度的定量数据集。

在 ChemPartner 的全身转移模型中，注射途径、成像方式与终点选择均针对器官部位和底层生物学问题量身设定，使研究设计更贴近所考察的具体转移情境。

图 4 采用小鼠 B16-F10-Luc 黑色素瘤细胞株的全身转移模型。 细胞株购自 ATCC（亲本细胞 CRL-6475™），Luc 转导由本公司内部完成。测量体重与总通量以评估肿瘤进展及定位。生物发光信号在模型周期内持续升高。

图 5 CT26-Luc 小鼠半脾切除肝转移模型。 小鼠 CT26-Luc 结肠癌细胞株购自 ATCC（CRL-2638™，Luc 转导由本公司内部完成）。将 CT26-Luc 细胞注入雌性 BALB/c 小鼠脾脏后行半脾切除，建立肝转移模型。小鼠中位生存期：溶媒组 13 天，抗 mPD-1 组 14.5 天，卡铂组 20.5 天。与溶媒处理动物相比，卡铂显著延长小鼠生存期（p=0.0027).

基因工程小鼠模型：以明确的致癌突变驱动肿瘤发生

自发转移与实验性转移模型依赖已建立细胞株的移植，GEMM 则采取根本不同的路径。肿瘤形成由直接引入小鼠基因组的明确致癌突变驱动，使病灶自肿瘤发生的最早期阶段便在其原生组织环境中形成。这带来了可移植模型无法完全复制的生物学保真度，尤其在肿瘤—基质相互作用、肿瘤演化过程中的免疫编辑，以及肿瘤免疫微环境随时间逐步重塑等方面。

KPC 模型是胰腺导管腺癌最具临床相关性的临床前系统之一。它由人类疾病中最常见的两种致癌改变驱动：一是激活性 KrasG12D 突变，负责启动并维持致癌信号；二是 Trp53R172H 功能获得性突变，破坏抑癌功能并推动疾病进展。

源自 KPC GEMM 肿瘤的细胞株保留了原始模型的许多核心生物学特征，同时具备可移植系统的实用优势，包括可控的接种时间、可重复的生长动力学，以及与标准疗效研究设计的兼容性。

CDX 转移模型：将平台拓展至人源肿瘤细胞株

当治疗靶点或目标抗原为人源特异时，免疫缺陷小鼠中的细胞株来源异种移植（CDX）模型是合适的选择。CDX 转移模型并非同源系统的替代竞争者，而是回答另一类实验问题；两者合起来覆盖了广泛的临床适应症与转化情境。

ChemPartner 的 CDX 转移模型组合涵盖多种注射途径与器官特异性转移情境。将 ES-2-Luc 人卵巢癌细胞腹腔接种，可在裸鼠与 NOG 小鼠中建立播散性腹膜病变，生物发光成像证实存在累及肝、肠、肾与胰的多器官播散，并伴腹膜腹水形成（图 6）。

PC-3-Luc 人前列腺癌模型经心内注射后形成播散性骨转移，并在骨、脑与肺观察到病灶（图 7）。在另一项肝转移模型中，经肝门静脉注射 HCT-116-Luc 人结肠癌细胞可实现靶向肝脏定植，离体 BLI 证实了器官水平的分布（图 8）。

图 6 ES-2-Luc 人卵巢癌腹腔转移模型。 人 ES-2-Luc 卵巢癌细胞株购自 ATCC，并在雌性 BALB/c 裸鼠中建立腹腔生长。研究期间体重维持稳定。第 14 天后体重增加，归因于腹膜腹水形成。

图 7 前列腺癌骨转移模型。 人 PC-3-Luc 前列腺癌细胞株购自 ATCC，将 PC-3-Luc 细胞经心内注射至雄性 BALB/c 裸鼠后建立播散性骨转移。研究期间体重维持稳定。骨、脑与肺可见明确的转移病灶。

图 8 结肠癌肝门静脉转移模型。 人 HCT-116-Luc 结肠癌细胞株购自 ATCC。将 HCT-116-Luc 细胞经肝门静脉注射至雌性 BALB/c 裸鼠后建立转移。研究期间体重维持稳定。可见肝转移证据。

构建合适的临床前策略

在本三篇系列中，每篇文章都聚焦临床前模型选择中的一个独立变量。肿瘤免疫表型、接种部位与转移情境，各自决定了模型能揭示哪些关于 ICI 生物学与治疗潜力的信息——每一项都需在研究设计阶段审慎考量。

同源转移模型的核心优势在于，这些问题可在免疫完好的宿主体内加以探究，并可借助 ICI 药效分析、免疫细胞分析、流式细胞术、IHC 与转录组读数，在机制层面刻画应答。

ChemPartner 的模型组合涵盖自发、全身与 GEMM 来源的同源模型，以及 CDX 转移模型，覆盖广泛的适应症、器官部位与实验情境。如需探讨该平台如何支持您的项目，请联系我们的团队。

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