原发性骨肿瘤动物实验研究用户指南
——围绕原位骨肿瘤、生物学分层与细胞系特征构建的动物实验研究综合解决方案平台

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导读

一、疾病主线与选模总体逻辑
二、模型概览
三、模型深度分析
四、临床适应症映射
五、按项目类型推荐模型路径
六、按药物类型推荐模型路径
七、剂型与给药方式的模型匹配
八、给药开始时间、治疗窗口与研究周期
九、阳性对照药物设计逻辑
十、推荐检测指标体系
十一、细胞系选择与生物学差异
十二、不同肿瘤类型的病程特点与研发矛盾
十三、模型选择建议路径
十四、常见选模误区

一、疾病主线与选模总体逻辑

原发性骨肿瘤动物模型的研究价值，取决于肿瘤类型、造模部位和细胞系选择三者之间的匹配程度。骨肉瘤、尤文肉瘤和软骨肉瘤虽然都可建立骨内原位模型，但各自对应的研究重点并不相同。

骨肉瘤更适合围绕局部骨破坏、肺转移以及骨微环境变化开展研究；尤文肉瘤更适合用于研究 EWSR1-FLI1 融合驱动、骨内生长和转移倾向；软骨肉瘤则更强调慢生长、低化疗敏感性和分子分层。因此，项目设计时应先明确研究问题，再决定模型，而不能仅以“能否成瘤”作为选模依据。通常需要优先判断研究重点究竟是局部原发灶控制、肺转移抑制、骨破坏改善、骨痛缓解，还是分子分层和耐药机制。

正式选模前，建议先明确四个方面。第一，研究对象属于骨肉瘤、尤文肉瘤还是软骨肉瘤；第二，项目更关注局部原发灶控制，还是肺转移与全身进展；第三，模型需要免疫缺陷人源体系，还是同系免疫完整体系；第四，研究更看重成瘤稳定性，还是高转移、成骨样表型、IDH 突变背景或融合驱动依赖等特定生物学特征。对这类疾病而言，细胞系本身对结果解释的影响往往大于动物品系差异。

二、模型概览

骨肉瘤胫骨或股骨原位模型的核心特征，是在骨内形成原发灶，并伴随骨破坏和肺转移，较适合模拟青少年骨肉瘤原发灶及肺转移过程。这类模型适用于化疗、靶向药、ADC、骨靶向递送以及局部材料等方向，能够同时观察原发灶、骨破坏和肺转移，但不同细胞系之间差异明显，对标准化要求较高。

骨肉瘤同系原位模型可在免疫完整宿主中研究骨肉瘤生长及转移，更适合免疫治疗、联合治疗和微环境干预研究。其优势在于完整保留免疫系统，有利于评估免疫与骨微环境互作；不足在于对人源药物的直接转化价值相对有限。

尤文肉瘤原位模型可更真实地反映融合驱动肿瘤在骨内或骨旁的生长情况，更贴近青少年骨或软组织尤文肉瘤原发灶。该模型适合小分子药物、抗体、联合化疗以及 PARP、IGF-1R 相关方向研究，优势在于驱动机制明确、原位环境更接近真实骨微环境，但免疫背景仍有限。

尤文肉瘤异位模型一般采用皮下或软组织接种，适合快速药效筛选，尤其适用于小分子和联合化疗的前期验证。其优点是成模快、操作方便、便于初筛，但无法充分反映骨微环境、骨破坏和骨病过程。

软骨肉瘤原位模型肿瘤生长较慢，更能体现局部侵袭和矿化变化，适合模拟慢生长原发骨软骨肿瘤。该模型更适用于 IDH 靶向、DR5 方向和长期靶向抑制研究，优点是更接近真实骨内侵袭和矿化模式，但研究周期较长，不适合时间要求很短的项目。

软骨肉瘤皮下模型更适合体表可测的增殖研究，可用于快速药效验证或体内外联动研究，适合小分子及机制研究类药物。其优势是操作简单、评价方便，但对骨内环境和侵袭过程的模拟能力不足。

三、模型深度分析

3.1 骨肉瘤胫骨或股骨原位模型

这类模型通常将肿瘤细胞接种入胫骨或股骨髓腔、骨皮质钻孔位点或骨表面，从而形成局部原发灶，并可伴随骨破坏及肺转移。与皮下模型相比，原位模型更接近人骨肉瘤的局部侵袭和转移演进，更适合同步评估骨微环境变化和肺转移。

从临床对应关系看，该模型更贴近青少年原发性骨肉瘤及其肺转移倾向，尤其适合用于同时评价局部控瘤、抑制骨破坏和降低肺转移风险的项目。

在药物研究方向上，这类模型适用于标准化疗、多靶点小分子、ADC、骨靶向纳米药物、局部骨填充或骨水泥材料、光热与再生材料，以及免疫联合治疗。阳性对照药物可选择 doxorubicin、cisplatin、methotrexate、ifosfamide 作为标准骨肉瘤化疗代表；若需要机制型对照，可考虑 regorafenib、cabozantinib；若项目与 HER2 相关，可参考 T-DXd。骨肉瘤项目通常不应仅观察肿瘤体积变化，还应结合转移抑制和骨破坏改善共同解释结果。

推荐检测指标包括肿瘤体积、X线、micro-CT、ALP 或其他骨形成标志物、Ki-67、cleaved caspase-3、肺转移结节数、骨破坏评分和生存期。条件允许时，建议同步进行 IVIS 或肺部影像检测，以减少肺转移低估的风险。

该模型通常属于中度到中高严重度模型，尤其在高侵袭细胞系条件下，病程更短、肺转移更明显。它不适合高通量快速筛选，也不能作为所有原发骨肿瘤亚型的统一代表模型。

3.2 骨肉瘤同系原位模型

同系骨肉瘤原位模型通常采用 K7M2 配合 BALB/c 或 C3H 背景建立，其核心价值在于保留宿主免疫系统和骨微环境互作。K7M2 是经典的高侵袭、高肺转移同系骨肉瘤模型，尤其适合研究转移过程和免疫微环境。

该模型更贴近免疫完整背景下的骨肉瘤原发灶及肺转移，适用于免疫治疗、免疫联合化疗、骨微环境调节以及炎症和巨噬细胞相关项目。

阳性对照可采用标准化疗方案作为基础，再结合具体项目加入免疫通路抑制剂或多靶点抑制剂。由于同系模型的重点在免疫主线，因此不宜只使用人源抗体药物作为唯一阳性对照。

推荐检测指标包括局部肿瘤负荷、肺转移、micro-CT、免疫细胞浸润、炎症因子、骨破坏评分和生存期。该模型通常属于中高严重度，适合研究免疫与骨微环境及联合治疗，但不宜作为人源靶点药物最终转化结论的唯一依据。

3.3 尤文肉瘤原位模型

尤文肉瘤原位模型一般采用 NSG 或 NOD/SCID 小鼠，将 A673、TC-71、RD-ES、SK-N-MC 等细胞接种入胫骨、股骨髓腔或骨旁软组织。与皮下模型相比，这类模型更能反映骨内原发灶形成过程以及肿瘤与骨组织之间的相互作用。

该模型更适合模拟青少年骨或软组织尤文肉瘤局部原发灶，同时也适用于局部骨病和肺转移风险研究。

在药物方向上，尤文肉瘤原位模型适合标准联合化疗、IGF-1R 方向药物、PARP 抑制剂、EWS-FLI1 相关机制药以及小分子与抗体联合方案。阳性对照药物可考虑 vincristine、doxorubicin、cyclophosphamide、etoposide 等标准治疗方案；机制型对照可参考 TK216、ganitumab、olaparib。不同细胞系对 IGF-1R、PARP 及融合驱动通路药物的敏感性并不完全一致，因此结果解释应结合细胞背景。

推荐检测指标包括肿瘤体积、X线、micro-CT、Ki-67、cleaved caspase-3、EWSR1-FLI1 下游标志物、肺转移率和生存期。若项目属于机制研究，应增加融合转录下游信号检测。

该模型通常属于中度严重度，成瘤速度因细胞系而异。研究中应注意，这一模型并不适合将免疫结论做过度外推。

3.4 尤文肉瘤异位模型

尤文肉瘤异位模型多采用皮下或肌肉内接种，主要优势是成模快、体积可测、适合早期药效筛选。A673 皮下模型常用于体内药效验证，但其对骨微环境和骨破坏的反映能力有限。

该模型更适用于快速药效筛选，不适合直接模拟骨内原发灶。它适合小分子药物初筛、联合化疗概念验证以及体内外联动药效研究。

阳性对照可使用标准化疗或机制型药物，但应明确这类模型主要用于判断是否存在药效信号，不能据此直接得出骨病、骨破坏或骨痛相关结论。

推荐检测指标包括肿瘤体积、Ki-67、cleaved caspase-3 以及融合相关分子信号检测。该模型通常属于中度严重度，适合快速筛选，不适用于直接外推骨微环境和骨破坏结论。

3.5 软骨肉瘤原位模型

软骨肉瘤原位模型通常采用 JJ012、CH2879、SW1353 等细胞，在裸鼠或 NSG 小鼠中进行骨内接种。该模型更能体现软骨肉瘤慢生长、局部侵袭和矿化特征，因此特别适合长期观察和长周期药效评价。

从临床对应角度看，该模型更贴近局部进展型原发软骨肉瘤，尤其适用于慢生长、局部侵袭和分子分层相关研究。

该模型更适合用于 IDH 靶向药物、DR5 或凋亡通路药物、mTOR 或代谢通路药物，以及长周期靶向抑制方案的评价。若为 IDH1 突变背景，ivosidenib 可作为较合适的机制型对照；若研究 DR5 路线，可参考 INBRX-109；也可设置 doxorubicin 低敏感对照，用于体现软骨肉瘤对传统化疗反应较差这一疾病特征，并非用来证明多柔比星具有良好疗效。

推荐检测指标包括肿瘤体积、影像矿化模式、IDH1/2 状态、Ki-67、凋亡标志物、侵袭评分和生存期。软骨肉瘤项目尤其应强调矿化影像和分子分层，单纯依据体积变化不足以全面评价药效。

该模型通常属于轻度到中度严重度，主要特征在于病程较慢、观察窗口更长。它不适合短周期高通量筛选，也不适合作为快速去留决策模型。

四、临床适应症映射

骨肉瘤原位模型更贴近青少年原发骨肉瘤及肺转移倾向，适合回答局部控瘤、骨破坏、肺转移及骨微环境相关问题，但不能直接代表所有骨肿瘤亚型的共性结论。

骨肉瘤同系模型更贴近免疫完整背景下的骨肉瘤，适合研究免疫联合治疗和微环境互作，但不宜直接作为人源靶点药物最终转化的唯一依据。

尤文肉瘤原位模型更贴近融合驱动型原发灶，适合评价标准化疗、融合通路药物和局部骨病过程，但不能直接外推至免疫完整体系。

尤文肉瘤异位模型适合快速药效筛选，尤其适合小分子和联合方案初筛，但不适用于骨微环境和骨破坏研究。

软骨肉瘤原位模型更贴近慢生长型原发骨软骨肿瘤，适用于 IDH 分层、长期靶向抑制和局部侵袭研究，但不适合短周期高通量筛药。

五、按项目类型推荐模型路径

如果项目目标是骨肉瘤局部控瘤并兼顾肺转移，首选骨肉瘤原位模型；若项目同时强调免疫主线，可补充同系模型。这类项目不建议仅使用皮下模型。

如果项目重点是骨肉瘤免疫联合治疗，建议优先采用 K7M2 同系原位模型；必要时可增加人源原位模型作为补充，不建议仅进行免疫缺陷异种移植模型研究。

如果项目属于尤文肉瘤经典药效评价或融合通路研究，建议优先采用尤文肉瘤原位模型；在项目前期可先用异位模型进行方向筛选，但不宜仅凭皮下模型得出骨内结论。

如果项目聚焦软骨肉瘤长期靶向抑制，建议首选软骨肉瘤原位模型；必要时可增加皮下模型用于早期筛选，但不建议将短周期原位快筛作为核心路径。

如果项目属于骨填充、局部材料或纳米递药方向，建议优先采用骨肉瘤原位模型；必要时可进一步增加大动物研究作为桥接，不建议仅依赖异位模型。

六、按药物类型推荐模型路径

小分子药物通常可优先在骨肉瘤原位、尤文肉瘤原位和软骨肉瘤原位模型中开展验证，前期可用异位模型进行初筛。这类研究较适合回答局部控瘤、转移抑制和分层药效问题，整体上可采用“前期快筛—原位验证—转化评估”的三步策略。

RNA 药物更适合在骨肉瘤或尤文肉瘤原位模型中验证，必要时可补充同系模型。研究重点应放在靶点沉默、骨内暴露和持续性评价上，设计中建议加入组织暴露和靶点沉默检测。

多肽或蛋白药物优先考虑原位模型，软骨肉瘤项目可适当延长周期。这类药物更适合评价通路阻断和持续药效，设计时应特别关注给药间隔和物种适配性。

生物药和抗体药物通常可优先在骨肉瘤原位和尤文肉瘤原位模型中开展，骨肉瘤项目可增加同系模型补充。其更适合回答系统控瘤、骨微环境及 ADC、抗体相关问题，不宜只依赖皮下模型得出结论。

细胞药物更适合在骨肉瘤同系模型或长周期原位模型中评价，必要时可补充局部材料模型。该类项目重点在免疫重塑、局部修复和长期控制，不建议仅在短周期异位模型中判断效果。

中药复方项目更适合在骨肉瘤原位或尤文肉瘤原位模型中开展，前期可辅以异位模型初筛。这类项目往往更适合中长期观察，重点在多通路抗肿瘤、抗骨破坏及疼痛改善，评价时不宜只观察肿瘤体积。

七、剂型与给药方式的模型匹配

系统性静脉或腹腔给药更适合用于骨肉瘤原位、尤文肉瘤原位及软骨肉瘤原位模型，适用于化疗、靶向药、ADC 和抗体药物评价，通常可使用标准化疗或机制型阳性药物作为对照。

骨内局部递送更适合骨肉瘤原位和尤文肉瘤原位模型，适合局部控瘤、骨填充和缓释体系研究。对照组可设置局部空白载体和系统标准药。

纳米或骨靶向递送优先考虑骨肉瘤原位模型，可同时评价骨组织富集和局部骨病改善，推荐设置非靶向载体对照和标准药物对照。

植入式材料或骨修复材料更适合骨肉瘤原位模型，尤其接近术后骨缺损和局部复发场景。对照设计可采用商用骨替代材料或空白材料。

联合化疗更适合在骨肉瘤和尤文肉瘤原位模型中开展，临床贴近度较高，常可参考 VAC、IE 或 MAP 等方案路径。

八、给药开始时间、治疗窗口与研究周期

8.1 预防性给药

在原发性骨肿瘤研究中，预防性给药通常不是主要设计思路。但在骨肉瘤高转移株或需要研究早期骨内定植与微环境重塑时，可在接种后 1 至 3 天尽早干预，用于回答是否能够阻断早期扩增。这类设计更偏向机制研究，临床对应性相对有限。

8.2 治疗性给药

治疗性给药更贴近临床应用。骨肉瘤通常建议在接种后 1 至 2 周或影像确认成瘤后开始，整体观察周期多为 4 至 8 周；尤文肉瘤整体观察周期一般也为 4 至 8 周；软骨肉瘤则建议延长至 6 至 12 周。骨肉瘤和尤文肉瘤可在较小体积时开始治疗，而软骨肉瘤更适合采用长周期设计。

8.3 维持、恢复与修复期给药

这一阶段更适合用于骨肉瘤局部材料或骨填充项目、软骨肉瘤长期靶向抑制项目、细胞药物项目以及联合治疗长期控制研究。许多项目最终需要回答的，是能否持续抑制骨内进展、降低转移、改善骨破坏或延长生存期，而不仅是短期内能否缩瘤。

8.4 不同研究目的的时间建议

如果研究目的是快速药效初筛，建议在成瘤早期或异位模型成瘤后开始给药，观察周期以 2 至 4 周为主，更适合小分子和联合化疗方案。这类设计适用于方向判断，但不足以替代原位验证。

如果研究目的是原位治疗性验证，建议在影像确认成瘤后开始给药，观察周期以 4 至 8 周为宜，适合小分子、抗体、ADC 和 RNA 药物，更接近临床局部原发灶治疗情境。

如果研究目标是高转移株的早期干预，建议在接种后 1 至 7 天启动治疗，观察 3 至 6 周，适合抗转移药物、纳米药物和联合方案，尤其适用于骨肉瘤高转移项目。

如果项目属于慢生长长期抑制型研究，应在成瘤后进入长周期给药阶段，整体观察周期可为 6 至 12 周，适合靶向药、蛋白药和中药复方，软骨肉瘤项目尤其需要采用这种思路。

如果项目属于局部材料或修复方向，建议在局灶建立后进入局部治疗阶段，观察 4 至 8 周或更长时间，同时评估骨破坏和肿瘤负荷变化。

九、阳性对照药物设计逻辑

骨肉瘤原位模型中，可采用 doxorubicin、cisplatin、methotrexate 和 ifosfamide 作为基础阳性对照；机制型或场景型对照可考虑 regorafenib、cabozantinib 及 T-DXd，适合用于解释控瘤、抑制转移和改善骨破坏等问题。

骨肉瘤同系模型可采用标准化疗作为基础阳性对照，并结合免疫联合或微环境通路抑制剂进行补充，更适合解释免疫与骨微环境互作及联合治疗效果。

尤文肉瘤原位模型可采用 vincristine、doxorubicin、cyclophosphamide、etoposide 作为基础对照；机制型对照可考虑 TK216、ganitumab、olaparib，适合比较标准化疗与融合驱动、IGF-1R 或 PARP 路线之间的差异。

软骨肉瘤原位模型可设置 doxorubicin 低敏感对照，同时结合 ivosidenib 或 INBRX-109 等机制型药物，更适合解释疾病耐药特征和分子分层靶向价值。

十、推荐检测指标体系

骨肉瘤原位模型建议将肿瘤体积、X线、micro-CT 和肺转移作为基础指标；进一步可增加 ALP、骨形成标志物、Ki-67、cleaved caspase-3 和骨破坏评分；条件允许时还可加入 IVIS、生存期和骨痛行为学评价。该模型最常用于局部原发灶、肺转移和骨破坏研究。

骨肉瘤同系模型建议关注肿瘤负荷、肺转移和骨破坏，同时加入免疫细胞浸润和炎症因子分析；如需更深入研究，可增加空间组学或单细胞检测，主要用于免疫与骨微环境研究。

尤文肉瘤原位模型建议以肿瘤体积、影像学、Ki-67 和 cleaved caspase-3 为基础指标，并增加 EWSR1-FLI1 下游标志物和肺转移率；对于机制研究，可增加转录组或融合通路终点检测，适合用于融合驱动和原位药效研究。

尤文肉瘤异位模型建议以体积、Ki-67 和 cleaved caspase-3 为基础，进一步加入融合下游分子检测；如需增强药效解释，可增加药代和药效联动分析，主要用于快速药效筛选。

软骨肉瘤原位模型建议以肿瘤体积、矿化影像模式和 Ki-67 为基础指标，并增加 IDH1/2 状态、侵袭评分和凋亡标志物；对于长期项目，可补充生存期、长期影像和代谢通路组学检测，适合慢生长原发灶及长期靶向抑制研究。

十一、细胞系选择与生物学差异

在原发性骨肿瘤研究中，同一肿瘤类型下不同细胞系的选择，往往直接决定研究究竟更偏向高转移高侵袭过程，还是更偏向慢生长和分化型特征。

在骨肉瘤中，143B 是高侵袭、高肺转移的典型选择，适合抗转移研究；SaOS-2 偏成骨型，更适合分化及成骨相关研究；MG-63 增殖较快，但转移性一般；U2OS 成瘤较稳，适合基础药效评价；K7M2 是同系免疫研究中的核心细胞系，适合免疫与骨微环境研究。总体来看，143B 在原位模型中更容易出现肺转移，而 K7M2 是经典的同系高转移模型。

在尤文肉瘤中，A673 应用最广，EWSR1-FLI1 驱动明确，成瘤稳定；TC-71 适合经典药效和转移研究；RD-ES 和 SK-N-MC 可用于不同融合背景验证。A673 更适合稳定原位成瘤，TC-71 更适合用于转移倾向和化疗敏感性研究。

在软骨肉瘤中，JJ012 最常用，成瘤相对稳定；SW1353 便于开展体外与体内联动研究，但更偏高级别样本特征；CH2879 更适合侵袭和耐药研究，且生长速度较慢。JJ012、SW1353 和 CH2879 均适合软骨肉瘤体外—体内联动研究。

实际选择时，如果重点是高侵袭和肺转移，建议优先考虑 143B、K7M2 和 TC-71；如果重点是分化和成骨样特征，建议优先使用 SaOS-2；若目标是建立稳定的尤文肉瘤原位模型，A673 更合适；若目标是慢生长和长期靶向抑制研究，JJ012 和 CH2879 更有优势；若研究免疫联合治疗，应优先考虑同系 K7M2，而不宜仅做人源异种移植。

十二、不同肿瘤类型的病程特点与研发矛盾

原发性骨肿瘤研发中最核心的矛盾，主要集中在三组问题上：究竟更关注局部原发灶控制，还是肺转移抑制；究竟需要高侵袭、快速出结果的模型，还是慢生长、适合长期分层研究的模型；究竟更重视骨微环境和骨破坏终点，还是融合驱动和分子分层终点。

因此，这一领域最需要避免的情况，就是试图用一个模型回答所有问题。例如，用 SaOS-2 研究肺转移，往往不如 143B；用异位 A673 解释骨微环境，不如原位模型；用短周期软骨肉瘤模型做快速去留决策，则容易误判真正适合长周期抑制的药物。也正因为如此，原发性骨肿瘤项目中，细胞系选择与模型路径选择同样重要。

十三、模型选择建议路径

如果项目重点是骨肉瘤局部控瘤并兼顾肺转移，建议优先使用骨肉瘤原位模型；若项目同时强调免疫联合，则优先考虑 K7M2 同系原位模型。

如果项目重点是尤文肉瘤融合驱动及骨内原位药效，建议优先采用 A673 或 TC-71 原位模型；在早期筛选阶段，可先采用异位模型进行方向判断。

如果项目重点是软骨肉瘤长期靶向抑制和分层治疗，建议优先采用 JJ012 或 CH2879 原位模型，不建议直接按照短周期逻辑推进。

常见组合路径通常包括两类。一类是先用异位模型进行方向判断，再用原位模型进行正式验证；另一类是以人源原位模型支持临床转化，再以同系模型补充免疫和微环境信息。

十四、常见选模误区

第一，只根据“哪条细胞系最常用”来选模型，而不结合具体研究问题。143B、A673、JJ012 虽然都很经典，但并不适合回答同一类问题。

第二，用异位模型替代原位模型结论。异位模型适合快速筛选，但在骨微环境、骨破坏和骨痛终点方面存在明显不足。

第三，只看肿瘤体积，不看骨内终点和肺转移。对于骨肉瘤和尤文肉瘤而言，这会明显降低结论质量。

第四，将软骨肉瘤按“生长较慢的骨肉瘤”方式处理。软骨肉瘤的核心问题在于慢生长、低化疗敏感和分层治疗，不宜沿用骨肉瘤短周期研究思路。