皮下瘤 / 原位瘤 / 转移瘤：三种肿瘤模型怎么选？

肿瘤动物实验中，皮下瘤、原位瘤和转移瘤经常被放在一起比较，但三者模拟的并不是同一阶段。皮下瘤主要观察肿瘤生长和药效，原位瘤保留了肿瘤发生器官的局部微环境，转移瘤则更关注肿瘤细胞进入循环、器官定植和远处病灶形成。

模型怎么选，主要取决于实验要观察的是肿瘤长得快不快、原位环境中的生长变化，还是转移过程本身。

这三个分类描述的是肿瘤接种位置和疾病阶段。至于使用人源肿瘤细胞、患者来源组织，还是小鼠肿瘤细胞，则属于另一层模型设计。人源材料通常需要免疫缺陷小鼠，同源小鼠肿瘤细胞则可以在免疫完整小鼠中建立模型。

图1丨三类肿瘤模型总览对比图

皮下瘤通常将肿瘤细胞悬液、肿瘤组织块或类器官来源细胞接种到小鼠背部、腋下或侧腹部皮下。肿瘤形成后可以直接用游标卡尺连续测量长径和短径，绘制肿瘤生长曲线，终点再称取瘤重并进行病理和分子检测。

这类模型的优势主要体现在操作和量化上：肿瘤位置浅、成瘤情况容易观察，实验周期相对可控，同一批动物可以连续获得肿瘤体积数据，因此常用于候选药物初筛、剂量比较以及肿瘤生长相关基因功能验证。细胞系来源的皮下移植瘤也是早期抗肿瘤药物研究中使用非常广泛的模型。

该模型的局限主要是：肿瘤长在皮下，并没有处于肺、肝、胰腺、脑等原发器官环境中，局部血管、基质和组织细胞组成都会发生变化。研究肿瘤器官特异性微环境、局部浸润或自然转移时，皮下瘤提供的信息相对有限。

常用评价包括肿瘤体积、瘤重、Ki-67、TUNEL、HE，以及与研究机制相关的IHC、IF、WB或qPCR。

原位模型是将肿瘤细胞、组织块或类器官接种到相应的解剖部位。例如乳腺癌常接种乳腺脂肪垫，胰腺癌接种胰腺，脑胶质瘤接种颅内，结直肠癌则可建立盲肠壁或结直肠原位模型。

与皮下环境相比，原位肿瘤能够接触对应器官的血管、基质和局部细胞群，肿瘤生长方式和部分转移行为也更接近原发病灶，因此常用于肿瘤微环境、浸润、血管生成以及原位药效研究。部分原位模型还能进一步形成淋巴结、肺、肝等远处转移。

原位模型的操作和监测难度通常高于皮下瘤。深部器官的肿瘤无法直接用卡尺测量，常需要活体生物发光、超声、MRI或其他影像方式跟踪肿瘤负荷。不同动物的接种位置、深度以及细胞外漏，也会增加成模差异。

因此，原位瘤更常用于需要保留器官环境的研究，而不是单纯为了获得一条肿瘤生长曲线。

图3丨胰腺原位肿瘤建模操作示意图

“转移瘤模型”并不是一种固定建模方法，常见的可以分为实验性转移模型和自发转移模型。

1. 实验性转移

实验性转移通常直接把肿瘤细胞送入循环或特定血管，再观察远端器官定植。

尾静脉注射后，细胞首先进入肺循环，常用于肺转移研究；左心室注射可以让肿瘤细胞进入体循环，常用于骨、脑等多器官转移研究；脾内或门静脉注射则常用于建立肝转移模型。不同注射途径对应的主要定植器官并不相同。

这类模型建模速度较快，转移灶出现相对集中，适合观察肿瘤细胞在循环中的存活、血管外渗以及远端器官定植。

需要注意的是，直接把细胞送进循环会跳过原发瘤生长、局部侵袭和进入血管等早期转移步骤，因此不能用来完整模拟整个转移过程。

2. 自发转移

自发转移通常先建立原位肿瘤，肿瘤细胞再从原发灶自行发生局部侵袭、进入循环并形成远处病灶。

它覆盖的转移阶段更完整，可以同时观察原发瘤和转移灶，但建模周期较长，转移发生率、转移时间和器官分布也可能存在较大差异。有些模型还会出现原发瘤长得过快，动物已经达到终点，但远处转移尚未充分形成的情况。

转移模型常结合活体生物发光、器官大体观察、HE病理以及转移灶数量和面积进行评价。使用荧光或Luciferase标记细胞时，还可以连续跟踪肿瘤细胞的体内分布。

图4丨肿瘤自发转移级联过程图

同一个课题也可以组合不同模型，例如先用皮下瘤完成基础药效和剂量筛选，再通过原位模型验证器官环境下的疗效；如果研究重点进一步转向转移，可增加实验性转移或自发转移模型。

皮下瘤适合连续观察肿瘤生长和药物抑瘤效果；原位瘤保留了肿瘤所在器官的局部环境，更适合研究微环境、浸润和原位生长；转移模型则主要用于观察循环播散和远端器官定植。

转移研究中还需要进一步区分实验性转移和自发转移。尾静脉、心内等直接注射方式主要模拟转移后半程，而原位自发转移覆盖的过程更完整。