人源化小鼠模型分类及应用领域

目前已经建立了将人免疫细胞重建（PBMC，CD34+）和与CDX或PDX相结合的人源化的小鼠模型。此外，通过基因编辑技术将药物靶基因（或突变）人源化，可获得基因人源化动物，这类动物拥有人类的药物靶点，且免疫健全，可用于评价针对人类靶点的药物药效及毒性。

PBMC 移植小鼠模型

PBMC 移植小鼠模型通过将人的外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）注射入免疫缺陷小鼠体内来重建人的免疫系统。该方法可以很快（第一周末）就可以获得人CD3+T细胞，是体内研究人T细胞功能的极好模型（图3）。然而，虽然PBMC 移植小鼠模型建立方便，也可以产生效应性和记忆性T 细胞，但T细胞也会对受体小鼠进行过度免疫攻击，进而引发移植物抗宿主病（GVHD），并可在数周之后引起小鼠死亡，导致实验观察窗口较短（通常只有2-3周）, 但此实验窗口期可以通过改造NSG等小鼠，使其缺失MHC-I或II得到延长。目前杰克森实验室，维通利华，百奥赛图等公司都有其缺失MHC-I或（和）II的免疫缺陷小鼠，将延缓人源免疫细胞对宿主的攻击，延长实验窗口期。

图3. PBMC 移植小鼠模型

CD34+ 造血干细胞移植小鼠模型

通过静脉或股骨内注射来自人骨髓，脐带血、胎肝、骨髓或外周血中细胞集落刺激因子等人的造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）到免疫缺陷小鼠体内，使其发育成包括T细胞B细胞、髓系细胞及NK细胞在内的免疫细胞。这些免疫细胞与移植肿瘤相互作用，可模拟肿瘤的微环境，用于评估免疫药物疗效、探索机制（图4）。研究证实PD-1抗体在用人CD34+细胞重建的NOD/SCIDIL2Rγ小鼠中可以使得人PDX肿瘤消退, 并且无论造血干细胞和肿瘤之间的HLA匹配程度如何都观察的到。造血干细胞移植模型能建立人的固有免疫系统和淋巴细胞，通常不会发生GVHD，可增加实验的观察窗口。然而，受限于对人骨髓获取的限制，植入变异性和技术要求，目前在临床前使用这种模型还并不常见。

图4. CD34+ 造血干细胞移植小鼠模型

药物靶点基因人源化小鼠模型

由于普通小鼠的基因与对应人类基因的同源性只有60%左右，通过基因编辑技术将药物靶基因人源化，可获得基因人源化小鼠，这类小鼠拥有人类的药物靶点，且免疫健全，对人类靶点的药物药效及毒性抗体药物验证提供了有效模型和有力工具。例如越来越多的具有免疫功能的小鼠经过基因改造，编码一个或多个人源化的正负免疫调节受体或配体基因，如PD-L1、CD47、BTLA、CD137、TIM3、LAG-3、ICOS、GITR、OX40、OX40L等，目前已投入商业使用。这些小鼠对于评价免疫检查点组合特别有吸引力。表达“人源化”CTLA-4或PD-1分子的小鼠已被用于鉴定临床候选PD-1抗体CTLA-4抗体的疗效。目前很多公司如百奥赛图，南模生物都有丰富的免疫检点人源化小鼠模型。

当然，每种模型都有其优势与不足，研究者需要根据自己的研究目的，选择合适的小鼠模型。