姜 艺，顾天豪，夏添松

南京医科大学第一附属医院乳腺病科，江苏 南京 210029

在现有的乳腺癌动物模型中，啮齿类动物模型凭借价格低廉、实验周期短、操作方便等特点，已经成为乳腺癌研究中的主要动物模型。但啮齿类动物在端粒长度、细胞转化能力、激素反应性和肿瘤微环境等方面和人类存在较大差异［1］。例如在乳腺癌转移方面，小鼠更加倾向于肺转移，而人类主要发生骨转移、肝脏转移和脑转移。啮齿类动物的乳腺癌模型存在一定局限性，其他动物模型的特殊属性对此作出了有效的补充。

本文检索了近20年来国内外乳腺癌实验的相关文章，通过综述树鼩、犬、猪、兔和斑马鱼等实验动物，归纳现有的特殊乳腺癌动物模型，分析模型的优缺点，为乳腺癌动物模型的选择提供更恰当的信息。

1 树 鼩

1.1 建模背景

相比于传统的啮齿类动物，树鼩（Tupaia be⁃langer）通过全基因组测序，证实其在进化层次和系统发育上更接近于人类［2］。因此可作为一种新型的乳腺癌实验动物模型。早在1966年，《自然》杂志首次报道了树鼩可形成自发性乳腺癌［3］。此外，也不断有研究者人工诱导树鼩肺癌和肝癌的报道，证明了诱导树鼩乳腺癌模型具有可行性。

1.2 建模方式

1.2.1 自发性乳腺癌

树鼩常自发乳腺肿瘤，发病率约为1%，其病理类型主要为导管内乳头状瘤、乳头状癌和浸润性导管癌［4］。免疫组化示超过70%的树鼩自发性乳腺肿瘤呈激素受体（hormone receptor，HR）阳性，HER⁃2基因不扩增；其余为雌激素受体（estrogen receptor，ERα）阴性、孕激素受体（progesterone receptor，PR）阴性、HER⁃2基因无扩增的三阴性乳腺癌。

1.2.2 化学致癌物诱导

7，12⁃二甲基苯并蒽（7，12⁃dimethylbenz anthra⁃cene，DMBA）是一种激素依赖性的致癌物，通过乳腺脂肪垫注射、灌胃等方法，诱导树鼩产生乳腺肿瘤而建立树鼩的肿瘤模型，组织病理学检查确认为乳腺原位导管癌。通过对照试验，DMBA 处理可能缩短了树鼩的寿命和增加了患乳腺癌的风险［5］。

相较于单独使用致癌剂DMBA 对树鼩进行处理，联合使用孕激素缓释片醋酸甲羟孕酮（medroxy⁃progesterone acetate，MPA）皮下埋植的实验组肿瘤发生率显著提高。HE 染色结果显示肿瘤多为导管内乳头状瘤和浸润性导管癌，其中以导管内乳头状瘤为主［6］。

1.2.3 生物学因素诱导

多瘤病毒中间T 抗原（polyoma virus middle T antigen，PyMT）的慢病毒系统感染树鼩乳腺导管上皮细胞，其过表达的癌基因可高效诱导乳腺癌。将制备好的慢病毒载体注射到树鼩乳腺导管内，8周后树鼩全部产生肿瘤。实验证明PyMT诱导的乳腺癌模型具有成瘤快、潜伏期短、效率高等特点［7］，顺铂、表阿霉素等化疗药物均能有效抑制肿瘤的生长。

1.3 模型特点

树鼩与人类有相近的亲缘关系，其乳腺形态和结构也与人类相似。同时其体型小、繁殖快、饲养成本较低，是一种较为理想的动物模型。但树鼩诱导出的肿瘤形态不规则，难以准确测量，且绝大部分为乳头状癌，与人类主要的浸润性导管癌存在一定差异，也成为阻碍模型进一步发展的主要原因［8-9］。

2 犬

2.1 建模背景

人乳腺肿瘤（human breast cancer，HBC）与犬乳腺肿瘤（canine mammary tumor，CMT）在发病年龄、病因病程、激素水平和疾病预后等方面具有相似性。其中，人和犬类的乳腺导管原位癌（ductal carcinoma in situ，DCIS）在组织病理、分子特征如激素受体、表皮生长因子、p53抑癌基因突变等方面均尤为相似［10］，因此犬模型可能是乳腺癌研究的良好选择。

2.2 建模方式

犬类常自发良、恶性乳腺肿瘤，发病率占所有犬类肿瘤的13.4%。雌性犬类乳腺癌发病率为41.7%，是女性乳腺癌发病率的3倍［11］。研究结果表明，孕激素处理的犬患乳腺肿瘤的风险增加，而早期卵巢子宫切除术可以有效降低犬乳腺癌发病率。同时，肥胖和高脂肪饮食也是犬类乳腺癌的影响因素。

病理学研究表明，近半数的犬乳腺肿瘤为恶性，绝大多数起源于上皮细胞。犬乳腺癌多数表达ER，ER表达与组织学分化呈负相关。约50%的犬乳腺癌转移至局部淋巴结和肺，骨转移并不常见［12］。

2.3 模型特点

相比于啮齿类动物，犬的基因组序列与人类基因组序列有高度同源性［13］。因此，犬和人类自发性乳腺肿瘤在组织病理学类型、肿瘤遗传学特点、分子靶点种类、生物学行为和对常规治疗的反应等方面具有许多共同特征［14-15］。这些共同特性表明犬可能是研究乳腺癌的极佳模型。犬模型在探索乳腺癌发病机制、研究药物疗效和安全性检测等方面都具有广阔的前景［16］。但是犬类的自发乳腺肿瘤模型诱导困难，目前也尚未有关于犬的人源肿瘤异种移植模型的研究报道。

3 猪

3.1 建模背景

乳腺癌相关基因1（BRCA1）直接与遗传性乳腺癌相关，其突变失活会增加乳腺癌的发病风险。而BRCA1 基因在猪体内编码1 863 个氨基酸的核蛋白，与人类完全一致。猪乳腺癌模型的建立对BRCA1 基因研究具有重要意义。Donninger 等［17］开发了猪乳腺癌模型，确定了BRCA1基因在猪细胞中的灭活促进细胞表型转化，验证了以猪为模型研究BRCA1基因缺陷乳腺癌的概念，并建立了首个猪乳腺癌细胞系。

3.2 建模方式

3.2.1 生物学因素诱导

利用SV40 LT慢病毒载体破坏细胞p53和Rb抑癌因子的功能，构建永生化的猪乳腺细胞系。Don⁃ninger等［17］使用针对BRCA1的miRNA片段，稳定转染到永生化的猪乳腺细胞，产生配对的BRCA1+/-细胞系。BRCA1 基因敲除的细胞几乎无法表达BRCA1 核蛋白；BRCA1 的下调促进细胞生长增强，并诱导细胞表型转化，转化的细胞表现出了肿瘤干细胞的特征［18］。

3.2.2 基因修饰

利用重组腺相关病毒（rAAV）介导的基因靶向技术，以第11 外显子为靶点，将育卡坦小型猪取下的原代猪成纤维细胞进行基因敲除；筛选后利用人工克隆的体细胞核移植技术，将克隆好的胚胎移植到母猪子宫，成功繁育出克隆BRCA1 基因敲除（BRCA1+/Δ11）的育卡坦小型猪［19］。

3.3 模型特点

与啮齿类动物模型相比，猪的生物系统和癌症遗传学与人类更为相似，相比于小鼠只需要2 个致癌损伤就可以诱导转化，猪细胞需要5 个或更多致癌突变才能发生变化［20］。BRCA1 缺陷乳腺癌的猪模型有应用于乳腺癌预防和治疗相关研究的潜力。但这一模型目前存在的主要问题是BRCA1 单倍基因缺失的小猪没有存活超过18 d，这一问题也限制了该模型在乳腺癌研究中的广泛应用。

4 兔

4.1 建模背景

为更好地研究转移性乳腺癌（metastatic breast cancer，MBC），评估新治疗策略对原发肿瘤及其转移的影响，建立了兔转移性乳腺癌模型，以期研究兔转移性乳腺癌模型的肿瘤生长和转移情况，改善敏感的肿瘤转移筛查方式［21］。

4.2 建模方法

VX2 癌是一种鳞状上皮性睾丸癌，细胞株可用于诱导兔乳头状瘤的转化。手术植入肿瘤组织块或注射含有VX2 癌细胞的组织块悬浮液至兔的乳垫下，超声影像学表明诱导的乳腺肿瘤在2～4 周迅速扩大，随后生长速度相对减慢［22］。

4.3 模型特点

兔模型发生迅速、病程短，通过乳腺脂肪垫注射VX2肿瘤块悬液，使肿瘤在短时间内快速生长并广泛转移，实现了相对较高的肿瘤诱导率。尤其可观察到兔MBC 模型中腋淋巴结和肺的区域性淋巴组织转移，与人类MBC 有相似之处，具有肿瘤生长快、转移范围广等特点［23］。由于VX2的组织病理学类型为鳞癌而非乳腺癌常见的腺癌，因此VX2模型适用于转移性淋巴组织治疗的研究，不适用于肿瘤发生或生物学特性的研究。

5 斑马鱼

5.1 建模背景

斑马鱼（zebrafish）是一种小型的热带淡水鱼，其透明的胚胎易于观察到肿瘤的发生、侵袭和转移等特点，为一种理想的异种移植肿瘤模型。斑马鱼与哺乳动物在生理和遗传方面具有高度的相似性，适用于临床异种移植模型的研究［24］。

5.2 建模方式

MDA⁃MB⁃231是一种高度侵袭性的三阴性乳腺癌细胞系，广泛用于乳腺癌转移的体内研究，可以在斑马鱼的不同部位播散和定植。将mCherry抗体标记的人乳腺癌MDA⁃MB⁃231 细胞注射到斑马鱼胚胎卵黄囊中，在荧光显微镜下可以观察到癌细胞的侵入、扩散和转移，以及肿瘤周围和肿瘤内的血管生成［25］。肿瘤的生长浸润转移依赖于血管的形成，新生微血管密度是反映肿瘤血管形成程度的指标［26］。

5.3 模型特点

与传统的啮齿类动物模型相比，斑马鱼模型遗传操作简单，胚胎发育快速，内部结构可视，繁衍后代丰富。其模型制作方法简单、周期短，可以减少药物反应时间，更好地了解药物敏感性，在药物活性评价方面发挥独特优势。胚胎透明可以在显微镜下实时活体观察肿瘤血管生成和迁移特征。繁殖能力强便于进行统计实验和遗传研究。但斑马鱼模型也存在着无乳腺组织、无组织器官发病等问题，模型的适用范围存在局限性［27］。

6 其 他

除上述列举的乳腺癌动物模型外，还有一些特殊动物模型具有研究价值。猫乳腺癌与人类乳腺癌在发病年龄、发病情况、组织病理学特征和转移模式等方面具有相似性。80%以上猫乳腺肿瘤为恶性，早期即迅速发展和转移，故猫乳腺癌为良好的侵袭性乳腺癌模型。肿瘤细胞经过培养后，将稳定的细胞株作为转移性乳腺癌种植到小鼠体内，以便进一步研究［28-29］。

非人类灵长类动物模型，如猕猴，在许多病理生理特征上与女性相似。雌性猕猴的月经周期、生殖器官对激素反应与人类相似，乳腺的分泌和神经支配也有解剖学上的相似性。猴模型证实了雌激素治疗可能会影响乳腺上皮细胞癌变的风险，而雌激素+黄体酮治疗会大幅增加乳腺癌发病风险［30］。

7 总结

理想的乳腺癌动物模型应当有助于研究乳腺癌的发生机制、诊断方式和治疗方案，有助于提高治疗效果和预后。啮齿类动物作为乳腺癌研究的主要动物模型，仍存在着和人类相似程度低等一系列问题。常见的特殊动物乳腺癌模型采用不同的建模方法，具有各自的模型特点（表1），可以从不同方面、在不同程度上弥补啮齿类动物模型的不足。针对不同类型乳腺癌选择特殊动物模型进行研究，可以丰富乳腺癌实验动物的种类，对乳腺癌研究具有重要意义。其中，树鼩和犬是良好的乳腺癌研究模型，具有基因序列高度同源等特点，在研究乳腺癌发病机制和药物疗效等方面具有广阔前景。猪模型因BRCA1 基因与人相近适用于基因工程。兔模型因转移方式与人类相似，适合转移性乳腺癌的研究。斑马鱼模型易于观察，可以通过异种移植模型研究三阴性乳腺癌。猫自发性乳腺癌多为恶性，适合于研究侵袭性乳腺癌。

乳腺癌特殊动物模型在遗传进化、肿瘤特性、生物特性等方面更有优势，可以在一定程度上弥补啮齿类动物模型的缺陷。但目前这些模型也存在着如建模形式单一、研究成本过高、实验数据偏少等诸多制约因素，仍需更多的研究探索其在肿瘤研究中的价值。

表1 特殊乳腺癌动物模型特点Table 1 Characteristics of special breast cancer animal models