三、裸鼠在生物医学研究中的应用
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《实验动物学》
近年来，无胸腺裸鼠作为一种新的动物模型，活跃于免疫学、肿瘤学、毒理学等各个领域的研究工作中，尤其在免疫生物学、免疫病理学、移植免疫、肿瘤免疫、病毒和细菌免疫将等领域，在短短的数年中，就展开了一系列富有成效的新的研究，推动了各方面的工作，为实验免疫学、实验肿瘤学多供了新的有效的工具。
解剖裸鼠进行组织学检查，证实裸鼠无正常胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮，这种胸腺上皮不能使T细胞正常分化。淋巴结及脾脏胸腺依赖区淋巴细胞数目很少，所以裸鼠都是淋巴细胞减少症的动物，皮肤毛干萎缩，毛囊角化。
裸鼠T淋巴细胞缺损，表现为脾细胞失去细胞表面的θ抗原和丧失对有丝分裂刺激物反应的能力。θ抗原是某些淋巴样细胞在其T细胞活化前的一种分化抗原。由于裸鼠没有T细胞，不能执行正常T细胞的功能，它们在混合淋巴细胞反应中没有有丝分裂反应，也不产生细胞毒效应细胞，对刀豆素A或植物凝集素P亦无促分裂原应答，无接触敏感性，无移植排斥，无移植抗宿主反应及无辅助T细胞或抑制T细胞的生成。无辅助和抑制T细胞的裸鼠，可明显地改变它对原抗体的反应。
（一）组织移植（人类肿瘤移植）研究
由于裸鼠的免疫缺陷，在一定情况下，不排斥来自异种动物的组织移植。因此可作移植人类恶性肿瘤的接受体。根据T.Fogh等1979～1980年的报导，已有150株人的瘤细胞和人体原发癌移植于裸鼠获得成功，目前已成功地结肠癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、黑色素瘤、淋巴瘤、白血病、肾癌、宫颈癌、软组织肉瘤和骨肉瘤等移植于裸鼠、获得了一定百分比（35.7%）的良好生长，并可传代（见表4-1）。若用已建株的人体肿瘤组织培养细胞作移植材料，接种后的成活率更高（41%）。我国北京医科大学等5人医院，使用北京药品检定所繁殖的裸鼠对人体结肠癌、直肠癌、食道癌、乳腺癌、宫颈癌、咽癌、骨巨噬细胞癌的移植均获得了成功。
表4-1
在裸鼠移植成功的人类恶性肿瘤
来 自 人 体 标 本
例 数
来 自 组 织 培 养
例 数
肺 癌
5
肺 癌
胃 癌
5
燕麦细胞型
2
宫 颈 癌
5
腺 癌 型
4 Grawitz氏肿瘤
5
鳞状细胞型
1
黑色素瘤
2
黑色素瘤
2
卵 巢 癌
2
骨巨细胞瘤
2
上 皮 癌
2
宫 颈 癌
1 Kruden Berg氏肿瘤
1
子宫内膜癌
1
子宫内膜瘤
1
子宫内膜癌（恶性转移）
1
成骨肉瘤
1
胆 管 瘤
1
脑 膜 瘤
1
乳 癌
1
神经细胞瘤
1
胃绒毛膜上皮癌
1
脂 肉 瘤
1
神经细胞瘤
1
睾 丸 瘤
1
成骨细胞瘤
1
绒毛膜上皮癌
1
淋巴网状细胞瘤
1
横纹肌肉瘤
1
急性淋巴性白血病
1
1
非洲淋巴细胞癌
1
人体肿瘤移植于免疫缺陷动物，能保持其生物学特性，用于研究人体肿瘤对药物的敏感性有很大帮助。早期工作是将人体肿瘤移植于动物缺乏免疫机能的特殊部位，如鸡胚、动物的眼前房，仓鼠颊囊内等，虽有一定比例的成活率，但因肿瘤生长缓慢又受移入部位包膜的限制，肿块往往较小，难于传代，更不能适应需要较多瘤源的实验治疗工作。
肿瘤已成为当前威胁人类最严重的常见病之一，每年死于此病的人数以百万计，因此，建立模型，进行防治研究，是基础医学研究中的重要课题。我国在这方面已开始做了不少探索，已建立了18种裸鼠移植瘤（见表4-2）。从研究范围来看，有以下六个方面。
表4-2
人类肿瘤裸鼠移植的建立
类 型
单 位
肿 瘤 来 源
动 物 品 系
人类粘液腺癌
北京医科大学
手术标本 BALB/cA-检定所-nu
人类浆细胞骨髓癌
山东医科大学
″
″
成骨肉瘤肺转移癌
北京人民医院
″
″
人鼻咽癌
医科院病毒研究所
″
″
人大肠直肠癌
山东医院
″
″
人肺细支气管肺泡癌
北京结核病研究所
细胞系
″
人肺腺癌（a）
″
″
″
″ (b)
″
″
″
人肺鳞癌
″
″
″
人肺巨细胞癌
解放军301医院
″
″
人横纹肌肉瘤
″
″
″
人鼻咽癌
医科院病毒研究所
″
″ BCap-37乳癌（乳腺髓样癌）
北京人民医院
″
″ BG-823人胃癌（胃管状腺癌）
″
″
″
人 肝 癌
医科院病毒研究所
″
″
人脑多形性胶母细胞瘤
北京脑神经研究所
″
″
化学致癌物诱发癌
医科院病毒研究所
″
″
人肺小细胞瘤
北京结核病研究所
″
″
1．人癌细胞株致癌性的检测及其裸鼠移植瘤的建立。
2．人癌裸鼠移植瘤的建立及其生物特性的研究。
3．人癌浸润转移调控机理的研究。
4．乙型肝炎病毒基因工程疫苗研究中高效表达HBsAg细胞系致癌性检定。
5．人癌实验性治疗的研究。
6．肿瘤病因学的研究一化学致癌物质致癌性的研究。
在这些研究所项目中，除人鼻咽癌裸鼠移植癌的建立未获成功外，其余各项均获得成功。如北医的人肠粘膜腺瘤裸鼠移植瘤，裸鼠间的移植传代成活率为100%，具有人类原发瘤特性。并获得了肺癌高转移率的裸鼠移植瘤。又如乳腺髓样瘤等细胞系致癌性检定和裸鼠移植癌的建立，其成功率为83.8～100%，超过了国际上60%的报导。
移植于裸鼠的人类恶性肿瘤具有以下特征：
1．被移植肿瘤仍保持原有组织学构造或各种机能。
2．将人癌组织的组织培养物移种于裸鼠时，能重现已在组织培养中消失的原有的癌结构。
3．几乎未发现被移植肿瘤的转移。
上述特征有助于分析人类肿瘤的性质。
1．裸鼠体内免疫缺陷机制恒定，其它鼠类需另加去免疫措施，其条件恒定性受个体差异因素影响。
2．可以控制肿瘤的致癌性，使人体肿瘤移植后良好生长。
3．接种成功的瘤结构具有原肿瘤的结构特点，有利于体外培养的瘤细胞株的鉴定；
4．研究肿瘤在体内的生长行为与过程，探讨肿瘤与宿主免疫间的相互关系。
5．体内和体外研究互补配合进行观察。
6．可利用其建立稳定的动物模型，进行药物筛选。肿瘤细胞形态、染色体含量和同功酶水平与人体肿瘤一样，说明未发生细胞选择和细胞杂交现象，细胞动力学和生物化学特征也未改变。
7．在动物体内进行连续接种传代后的肿瘤细胞，在体外培养中也易于获得长期生存，可提高培养的成功率等。
因此，裸鼠的应用，将对肿瘤基础研究工作做出新的贡献。
（二）肿瘤药物治疗和肿瘤免疫研究
裸鼠接种成活的肿瘤对化疗药物的敏感性与临床所见十分相近。黑色素瘤以DTIC和CCNU的抑瘤作用较强，而5-Fu则无效，与其临床客观疗效（三药分别为20%、12%及2.5%）结果相似。人的Burkitt淋巴瘤的裸鼠移植后对环磷酰胺有较高的敏感性，也与临床结果相符。其它肿瘤如乳腺癌和结肠癌裸鼠移植，对前者阿霉素（5mg/kg）、5-Fu(50～80mg/kg)和苯丙氨酸氮芥（7mg/kg）均有一定的抑瘤效能，对后者甲基一CCNO和丝裂毒素也明显疗效。有趣的是对P333无效的六甲密胺，却对人体肺癌异种移植有效，应用其耐受剂量60～90mg/kg都有消瘤作用，对人体乳瘤MX-1和结肠瘤CX-1也有效。此药重新临床试用，证明对人支气管肺癌和淋巴瘤都有治疗作用。最近，对过去因毒性较大而中断研究的偶氮氧代正亮氨酸，重新用人肿瘤裸鼠模型评价，证明对MX-1和肺癌LX-1有明显疗效，又重新进入临床研究。近有人用胸腺嘧啶核苷等444～888mg/kg给肿瘤裸鼠连续灌注96～140小时，发现它能明显抑制人体黑色素瘤及畸胎瘤的生长，并导致肿瘤消退而对宿主无明显毒性，这些新结果已引起了临床重视。
近年来将人癌组织移植入裸鼠肾囊膜内，观察肿瘤生长大小，在双目显微镜下测量肿瘤直径OMU，比较给药组和对照组的差异，在11天左右可以得到评价药物疗效的结果。
在肿瘤免疫研究方面，France报导无胸腺裸鼠用4（5）-33-二甲基-1三唑-5（4）碳胺[Dic4(5)-33-dimethyl-1-triazlon inidazole-5(4)Carboxamide] 处理后，明显增强了对L1210和L3TRA淋巴瘤株的免疫原性。
（三）免疫和遗传研究
由于近代遗传学的迅速发展，已发现40余种免疫缺陷病与遗传因素有关。许多报导只介绍了这些疾病的临床表现和实验室检查结果，有关发病机理则停留在假说阶段，这主要是由于没有与人类所患的免疫缺陷性疾病相对应的自发性实验动物模型，无法通过患病动物来观察疾病发生与发展的全过程，从而无法阐明其遗传规律。
先天性无胸腺裸鼠的遗传因素，免疫动物原缺陷指标以及剖检所见和组织学观察等特征，均与人类免疫缺陷性疾病中的原发性细胞免疫病相似。各品系裸鼠因遗传背景的不同，所表现的细胞免疫反应和实验室检查指标亦各不相同。这些裸鼠种群是研究人类各种免疫缺陷性疾病的发病机理和遗传规律的动物模型。实验动物遗传学家已育成具有不同免疫缺陷特性的近交系小鼠达50余种。我国所应用的自发性免疫缺陷小鼠，主要应用的是BALB/C遗传背景的裸鼠，个别实验室也应用了NIH、ICR等非近交系裸鼠。
（四）病毒、细菌、寄生虫感染机制的研究
无胸腺裸鼠的T淋巴细胞缺损，免疫机能低下，是研究病毒、细菌及寄生虫感染机制的极好模型动物。如可用于研究乙型脑炎SA14－14－ZHK7减毒株为乙脑活毒疫苗的选育株，在正常小鼠体内可产生符合规定的免疫原性（LD50），而在胸腺缺少或胸腺发育不良的生物个体免疫原性如何，对于今后现使用具有参考价值。实验结果可见表4-3，以BALB/Ｃ（+/+）小鼠为对照。
表4-3
乙脑弱毒株免疫实验结果
小鼠种类
(BALB/C)
鼠龄
(天)
弱毒株
批 号
弱毒含量 TCD50
免疫
免疫后两周攻击
动物数
（只）
皮下注射
0.1ml针次
腹腔注射10-5
0.3ml针次 LD50
有胸腺嫌
（+/+）
30 SA·14-14- ZHk·7
7.0
21
1
1
0.000303
无胸腺鼠
（nu/nu）
30 SA·14-14- ZHk7
7.0
16
1
1
0.012
以上结果说明，乙脑病毒感染后所产生的免疫力，主要属于细胞免疫，如使T细胞缺陷的裸鼠体内产生与免疫功能正常小鼠同等水平的免疫力，必须加大40倍的免疫剂量，才能达到。也说明裸鼠体内还存在着残余的T淋巴细胞。由此推论，在现场人群中产生抗体水平较低者，其T细胞功能是否缺陷，应作为因素之一加以探讨。
裸鼠已被证明是研究T淋巴细胞功能缺损下，分枝杆菌感染的最好模型，其肿瘤的自发率极低。
（五）生物制品和药品的检定
生物制品（疫苗、菌苗）的安全性的免疫原性是制品必不可少的内容之一。它涉及制品是否有潜在制癌性、感染因子以及它的毒力是否有返祖的可能性。特别是在应用动物组织培养疫苗或人类二倍体细胞株时，对检出这些细胞潜在的致癌性、某些制品引起的异常发应及其发生机理、对药物致癌性或抗癌药物的研究等诸方面，先天性胸腺机能缺陷的裸鼠是很好的动物模型和实验手段。
（六） 微生物学上的研究
以往人类麻风杆菌只有背上够九条纹的犰狳（Armadillo）身上才能生长，而这种产于南美等地的动物难于寻找，也不易饲料和操作。1975年Colston等将麻风杆菌接种于裸鼠足掌，发现麻风杆菌可大量繁殖，全身扩散，引起瘤型麻风。这为研究麻风杆菌的生物特性、免疫原性和麻风病发病机理提供了极为有用的实验模型。
又如淋巴细胞性脉络膜脑膜炎（LCM）病毒经脑内接种于无本病毒隐性感染的正常小鼠，可引起脑膜炎，感染细胞被当作靶细胞而受到破坏，在脑、脊髓内发生了明显的细胞免疫反应，但在T细胞缺损的裸鼠所见却完全相反，未导致动物的死亡，仅出现持续病毒血症，体内不出现LCM抗体，也无任何免疫反应。
（七）内分泌和老年医学上的应用
在人工摘除胸腺动物，大多数研究可见脑下垂体、甲状腺、肾上腺、性腺等出现异常。有人用无特定病原体环境中的饲料的裸鼠和正常小鼠进行研究，分析3、9、11周龄的雌雄动物的脑下垂体生长激素及甲状腺、肾上腺皮质和性腺的功能，结果发现两者间未见有统计学上的差别。
在老年医学的研究上，有人认为裸鼠没有T细胞，容易引起自身免疫现象，皮肤的可溶性胶原（Collaggen）也减少，因此认为胸腺、自身免疫、老化三者之间是有关系的。但这方面也有不同论点。
（八）目前国内应用裸鼠开展的研究课题简况
1．T和NK细胞免疫功能缺陷型——Beige裸鼠育成及其基本特征的研究。
2．非近交系615/PBI-beige/nude小鼠免疫功能的初步研究。
3．T和NK细胞联合缺陷型小鼠体内人类肿瘤移植瘤的转移研究。
4．免疫缺陷型动物（裸鼠）体内人类肿瘤癌生长和转移的研究。
5．裸小鼠腹腔内筛选高转移性人肺腺癌细胞及其生物学特性的研究。
6．Urethane诱发BALB/c裸小鼠肺腺癌及其在裸小鼠皮下生长转移的特性。
7．五种人癌细胞株裸小鼠移植转移特性的初步研究。
8．裸鼠人体恶性黑色素瘤模型的建立和病理观察。
9．三株人肺癌裸小鼠移植模型长期传代的形态观察。
10．裸小鼠可移植性人肺癌瘤株的建立及其生长特性和微细的结构的观察。
11．裸鼠体内传代及体外培养的人小细胞肺癌细胞系的建立。
12．人肺巨细胞癌PLA-801群体细胞及其克隆化细胞株（A、C、D、E）裸鼠皮下种植后自发转移特性的研究。
13．人脑胶质瘤细胞系裸小鼠实体瘤模型NHG-1的建立及其特征的研究。
14．人脑室管膜瘤转移植于裸小鼠的实验研究。
15．两株裸大鼠人肝癌模型的建立和生物学特性的观察。
16．人胃癌裸鼠移植模型的建立及其生物学特性的初探。
17．人胃腺癌裸鼠动物模型的建立。
18．615裸鼠体内建立的人Burkitt淋巴瘤细胞株。
19．人直肠粘液腺瘤裸鼠移植瘤株的建立及传代的初步小结。
20．裸鼠人体原发性肝癌生长动力学的一些特点及其甲胎球蛋白分泌的研究。
21．流式细胞仪（Flow Cytometer）在裸鼠人体鼻咽癌生物学特性研究中的应用。
22．外放射顺铂及混合细菌疫苗多模型综合治疗对裸鼠人肝癌的实验研究。
23．裸鼠人肝癌模型在肝癌导向研究中的应用。
24．抗胶质瘤的McAb在人脑胶质癌裸小鼠模型NHG-1中的导向研究。
25．核素导向内放射合并高温对裸鼠人肝癌的治疗作用。
26．影响裸小鼠B淋巴细胞体外转化因素的初步探讨。
27．裸小鼠诸器官及血清双向电泳“蛋白图”。
28．裸小鼠血浆氨基酸测定。
29．三种人脑瘤裸小鼠模型的染色体初步分析。
30．应用裸鼠净化支原体污染细胞的初步观察。
31．裸鼠肝炎病理观察及分析。
32．裸鼠人体原发性肝癌实验资料的计算机处理。
33．小型SPF裸鼠实验室的建立及其在临床肿瘤实验中的应用。
34．用人肺腺癌移植瘤进行快速药敏试验。
35．人癌裸鼠移植瘤宿主血清中唾液酸及唾液酸糖蛋白含量变化的研究。
36．平阳毒素和博来霉素A6对裸鼠移植的人体肝癌和胃癌的抑制作用。
37．人低分化鼻咽癌上皮细胞株裸小鼠移植模型的研究。
38．裸鼠饲料灭菌方法探讨。
39．裸小鼠繁育与质量控制的初步报告。
40．SPF小鼠实验动物室的建立及繁殖应用研究。
41．裸鼠室的建立及裸鼠的繁育。
42．NC裸小鼠的繁育与人脑瘤移植。
43．免疫抑制小鼠模型的建立及人类大肠癌细胞株HRT-18的异种移植研究。
44．人类肿瘤细胞系裸小鼠体内移植的综合研究。
45．人癌移植于裸小鼠的实验研究。
46．无胸腺裸小鼠的皮肤病研究中的应用。, http://www.100md.com 参见：
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