小细胞肺癌 / 非小细胞肺癌动物实验研究用户指南

导读

一、指南总览
二、肺癌细胞系库与分子特征
三、皮下异种移植模型（CDX）
四、原位肺模型
五、注射型转移模型（器官特异性）
六、同种免疫完整模型
七、人源化免疫模型
八、项目升级路径建议
九、检测指标与阳性药体系
十、优势与局限分析

一、指南总览

小细胞肺癌（SCLC）与非小细胞肺癌（NSCLC）在生物学特征、转移器官偏好、药物敏感性以及免疫微环境方面存在显著差异，因此临床前动物模型的选择应分别建立研究逻辑，不能简单沿用同一套方案。SCLC 的研究重点通常集中在快速增殖、神经内分泌谱系、系统性播散以及耐药和复发；NSCLC 更强调驱动基因分层、肺部原位微环境、脑转移和骨转移，以及靶向治疗与免疫联合方案的评价。围绕这些研发需求，本文提出分层、可执行的模型选择建议。

本指南主要适用于以下研究场景：早期药效与药代/药效（PK/PD）筛选，肺原位微环境与侵袭验证，脑、骨、肝等器官特异性转移研究，耐药与复发研究，以及免疫治疗、双特异性抗体、细胞治疗和联合治疗方案评价。

从整体研发路径看，建议先以皮下 CDX 模型完成早期筛选，再通过原位模型回答器官相关性问题，通过转移模型回答定植能力和器官嗜性问题，最后使用免疫完整模型或人源化模型进一步阐明免疫机制并提升转化价值。

二、肺癌细胞系库与分子特征

2.1 小细胞肺癌（SCLC）细胞系与亚型特征

当前更适合从转录因子谱系角度理解 SCLC，单纯采用“经典型/变异型”的粗略分类方式，已难以满足研究需要。实际选型时，可优先围绕 ASCL1、NEUROD1 和 POU2F3 三类展开。YAP1 相关的“非神经内分泌/可塑性群”仍具有研究意义，但近年来的研究提示，该因子与前三类并不构成完全等价且稳定的亚型定义，因此更适合作为补充维度使用。

H69、H209 和 DMS53 更适合作为 ASCL1 相关模型，适用于 DLL3、BCL2、经典神经内分泌通路以及一线标准治疗敏感性研究。H82、H446 和 H146 常用于 NEUROD1 倾向、高增殖、变异表型或耐药相关研究。H1048 和 H211 更适合 POU2F3 相关及低神经内分泌特征研究。H69AR 则可作为铂类或多药耐药的延伸模型。

在项目设计层面，若研究目标为 DLL3 或 TCE，建议优先选择 DLL3 表达稳定的 ASCL1 型细胞株；若研究聚焦于可塑性、耐药转换或非典型 SCLC，则应同时纳入 NEUROD1 或 POU2F3 代表株开展平行验证。

2.2 非小细胞肺癌（NSCLC）细胞系与分子特征

NSCLC 的细胞系选择应与驱动基因和临床治疗分层保持一致。PC9 和 HCC827 代表 EGFR 敏感突变模型，适用于 EGFR-TKI、双特异性抗体、ADC 以及联合治疗策略研究。H1975 代表 EGFR L858R/T790M 耐药背景，适合耐药机制及后线策略研究。A549、H23 和 H358 常作为 KRAS 通路相关模型。H1993 适用于 MET 高表达或 MET 通路研究。H1299 更适合 p53 缺失、侵袭和转移相关研究。

若项目涉及 HER2、EGFR Ex20ins、TROP2、HER3 等新靶点，应优先选择目标表达稳定且与临床适应证一致的细胞株，以提高模型与临床场景的对应性。

2.3 细胞系选型总原则

SCLC 的模型选择应围绕“谱系特征、播散能力和耐药表型”展开；NSCLC 的模型选择则应围绕“驱动基因、器官转移偏好和免疫场景”展开。可以理解为，SCLC 更强调先明确疾病生物学，再匹配药物研究路径；NSCLC 更强调先确定分子分层，再进入相应模型场景。对于肺癌项目，仅凭单一皮下 CDX 模型就做继续或终止判断，通常依据不足。

三、皮下异种移植模型（CDX）

皮下 CDX 是肺癌项目中最稳健的早期平台，适用于药效概念验证、剂量探索、PK/PD 关联分析和载荷排序。其主要优势在于操作标准化、成瘤率高、批间一致性较好；主要局限在于难以真实反映肺部器官微环境、侵袭路径和自发转移过程。

3.1 SCLC 皮下 CDX

（1）H69 / H209 + BALB/c nude 或 NOD-SCID / NSG

该模型适合 SCLC 早期药效筛选、DLL3/BCL2/DDR 通路评价以及标准治疗对照建立。一般采用皮下接种 1×10^6–5×10^6 个细胞，当肿瘤体积达到 80–150 mm³ 后进行随机分组，治疗观察期通常为 2–4 周。常用检测指标包括肿瘤生长抑制率（TGI）、相对肿瘤体积（RTV）、体重变化和终末瘤重；若需要开展机制研究，可进一步检测 INSM1、ASCL1、synaptophysin、Ki67 和 cleaved caspase-3。

在对照药设置方面，依托泊苷联合顺铂或卡铂可作为标准化疗对照；DLL3 项目可加入 tarlatamab 类机制性参考药；耐药项目可考虑加入拓扑替康或鲁比奈定类后线对照。该模型可较好对应广泛期 SCLC 的早期药效评价，但不宜单独用于判断转移抑制价值。

（2）H82 / H446 + BALB/c nude 或 NSG

该模型适用于高增殖、变异表型、NEUROD1 倾向和耐药机制研究。H82 常用于侵袭及系统播散倾向研究，H446 常用于细胞毒药物、DNA 损伤应答和耐药相关策略评价。与 H69 相比，这类模型更适合回答药物是否能够覆盖更难治疗的变异表型。

3.2 NSCLC 皮下 CDX

（1）PC9 / HCC827 + BALB/c nude

该模型是 EGFR 敏感突变 NSCLC 的标准早期筛选平台。皮下接种后通常 10–14 天可达到入组体积，治疗观察期多为 2–4 周。常用检测指标包括 TGI、pEGFR、pERK、Ki67 和凋亡标志物，必要时也可增加血浆 ctDNA 或肿瘤内药物分布检测。奥希替尼可作为经典阳性对照；对于一线强化项目，可参考 amivantamab 联合 lazertinib 的组合思路。该模型适用于 EGFR 一线和后线策略评价，但其结果不能直接外推到肺原位和脑转移场景。

（2）H1975 + BALB/c nude / NSG

该模型属于 EGFR 耐药背景模型，适合评价后线靶向治疗、ADC 和联合方案。阳性对照可参考奥希替尼耐药后的 amivantamab/lazertinib 相关机制方案，也可采用 dato-DXd、patritumab deruxtecan 方向的研究性对照。需要说明的是，patritumab deruxtecan 在 NSCLC 领域仍属于在研药物，其 BLA 已于 2025 年撤回，因此更适合作为研发参考，不宜按已上市临床映射药对待。

（3）A549 / H23 / H358 / H1993 / H1299 + BALB/c nude 或 NSG

这组模型分别适用于 KRAS、MET、p53 缺失、侵袭和迁移等研究方向。A549 和 H358 更适合 KRAS 通路或化疗/免疫联合基础研究；H1993 更适合 MET 项目；H1299 更适合侵袭、上皮间质转化（EMT）和骨转移前期建模准备。

四、原位肺模型

原位肺模型的核心价值在于将肿瘤置于肺部器官环境中，从而更真实地呈现肺泡—间质—血管界面、局部免疫浸润、纵隔淋巴结转移以及药物在肺组织中的暴露差异。与皮下模型相比，原位模型更适合回答器官相关性问题，而不仅仅是判断是否能够缩小肿瘤。

4.1 SCLC 原位模型

H69A、H187、N417 系列联合裸鼠或 NSG，适用于肺原位侵袭、局部给药和系统播散研究。通常采用经胸腔或肺实质注射 luc 标记细胞，并结合 IVIS 动态成像进行观察，整体观察周期约为 3–6 周。该类模型能够形成较稳定的肺内肿瘤，还可进一步筛选肺内生长能力和转移能力更强的亚株，因此适合侵袭与转移研究。其不足在于手术操作要求较高，批间差异通常明显高于皮下模型。

4.2 NSCLC 原位模型

PC9-luc、H1975-luc、A549-luc 和 H1299-luc 联合裸鼠或 NSG，可用于肺器官微环境、局部侵袭、肺门或纵隔淋巴结转移，以及局部制剂或穿肺组织药物评价。建模方式包括经胸腔注射、支气管内植入或肺叶表面定点接种，治疗窗口一般为 2–6 周，检测读数以 IVIS、micro-CT、生存和病理结果为主。

在具体应用中，EGFR 突变株更适合靶向药在肺内暴露及耐药研究；H1299 和 A549 更适合侵袭和转移链路研究。实践中，原位模型在免疫和微环境结果上往往与皮下模型存在明显差异，因此在肺部相关问题研究中具有更高参考价值。

五、注射型转移模型（器官特异性）

转移模型主要用于回答两个关键问题：一是药物能否抑制定植，二是药物能否在特定器官微环境中持续发挥作用。对于肺癌研究而言，脑转移和骨转移通常优先级最高；SCLC 还应重点关注肝转移和系统播散。尾静脉模型更适合研究肺定植，左心室或颈动脉模型更适合研究脑或骨器官嗜性，原位自发转移模型则更接近临床的完整转移过程。

5.1 SCLC 转移模型

（1）系统播散/肝转移模型：H82、H69、H446 + NSG / NOD-SCID

该类模型适合研究 SCLC 的快速播散、肝定植及后线治疗。常用建模方式包括尾静脉注射、门静脉注射或脾内注射，观察周期一般为 3–8 周。常用检测指标包括 IVIS 成像、肝转移结节数量、肝重、病理变化以及神经内分泌标志物。此类模型适合用于评价细胞毒药物、DDR 联合方案、DLL3 方向药物及抗播散策略。

（2）脑转移/脑内模型

SCLC 在临床上较常见脑转移，但在细胞系层面，标准化模型数量少于 NSCLC。若项目重点在于血脑屏障（BBB）穿透或脑内持续暴露，建议采用颈动脉或左心室注射形成脑转移模型，或直接采用颅内接种建立脑内生长模型；若研究重点在于完整转移链路，则建议优先采用原位肺内播散模型。现阶段，这类模型更适合用于机制研究和候选物优先级判断，不宜将单一脑转移模型作为唯一决策依据。

5.2 NSCLC 脑转移模型

H2030-BrM、PC9-BrM 和 H1975-BrM 联合 NSG，是脑转移研究中的高优先级平台，适用于 BBB 暴露、脑定植、脑内疗效和神经生存研究。常用建模方式包括左心室注射、颈动脉注射或立体定位颅内接种，观察周期一般为 2–8 周。检测指标主要包括 MRI/BLI、生存、神经行为学、脑水肿和病理结果。

其中，直接颅内模型更适合评估脑内药效，左心室模型更适合评价药物在跨越 BBB 后对脑定植的抑制作用，因此应根据研究问题选择相应建模方式。

5.3 NSCLC 骨转移模型

HARA-B、H1299 及 A549 骨向性衍生株联合裸鼠或 NSG，可用于骨微环境、骨破坏、疼痛和抗骨转移治疗研究。左心室注射适合全身播散及骨定植研究，胫骨内或股骨内注射则更适合局部骨微环境研究。常用检测指标包括 micro-CT 或 X-ray、骨破坏评分、疼痛行为学和生存。

若项目目标涉及抗骨吸收、放疗联合或放射性配体治疗，应优先考虑骨转移模型，而不应停留在皮下模型阶段。

六、同种免疫完整模型

同种模型最重要的优势在于能够保留完整免疫系统，因此尤其适合 PD-1/PD-L1、肿瘤微环境（TME）重塑、细胞因子、STING、溶瘤病毒和放疗联合等研究。对于肺癌项目而言，同种原位模型通常比同种皮下模型更具转化意义。

6.1 NSCLC 同种模型

LLC1、LLC1-luc、CMT167 联合 C57BL/6，以及 KLN205 联合 DBA/2，适用于免疫治疗、联合治疗、肺原位微环境和局部给药研究。这些模型既可用于皮下建模，也可用于肺原位建模；若研究重点是免疫问题，则应优先考虑原位模型。

同一细胞系在肺原位和皮下场景中的免疫治疗反应可能存在明显差异。例如，CMT167 原位模型对 PD-1/PD-L1 抑制更敏感，而 LLC 反应相对较弱，因此这组模型适合搭建“敏感—相对耐受”双平台进行比较研究。常用检测指标包括肿瘤体积或 BLI、生存、CD8/Treg、髓系细胞谱以及支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞组成。

6.2 SCLC 免疫完整模型

SCLC 的免疫完整模型多依赖于 GEMM 衍生肿瘤细胞或肿瘤块的同种移植模型，这类平台较标准人源 SCLC 细胞系更能保留免疫背景和谱系状态。对于免疫治疗、表观遗传药物以及谱系可塑性研究，这类模型的研究价值通常高于单纯 CDX；但其获取难度和标准化门槛也高于 NSCLC 同种模型。若项目需要回答免疫系统参与下的 SCLC 真实应答问题，建议将这类同种移植模型作为升级平台。

七、人源化免疫模型

人源化模型适合回答普通 CDX 和同种模型难以充分覆盖的问题，例如 DLL3/CD3 TCE、CAR-T、CAR-NK、人源细胞因子，以及依赖人免疫细胞效应的 ADC 或双特异性抗体。对于肺癌项目，这一层级通常不作为早期筛选平台，更适合用于关键节点验证。

7.1 huPBMC + NSG

该模型适用于短周期免疫治疗初筛。其特点是建模速度快，通常 2–4 周即可进入给药阶段，适合 SCLC 的 DLL3/TCE、NSCLC 的 TROP2/HER3/TCE 或人免疫依赖型机制验证。其主要局限在于异种移植物抗宿主病（xGvHD）风险较高，治疗窗口较短，更适合获取短程检测读数。常用检测指标包括 hCD45、hCD3、hCD8、细胞因子、肿瘤负荷以及细胞因子释放综合征（CRS）风险相关指标。

7.2 huHSC + NSG / NOG / NSG-SGM3

该模型适用于长周期人源免疫重建与机制研究。与 huPBMC 模型相比，其免疫重建更完整，更适合复杂联合治疗、免疫耐药和微环境研究；但同时也存在周期长、成本高和供者差异大的问题。一般建议在项目进入候选化合物确认阶段，或确需对 TME 进行深入机制解释时再使用该模型。

八、项目升级路径建议

8.1 SCLC 项目升级路径建议

对于 SCLC 项目，早期药效与 PK/PD 研究可优先采用 H69、H209 或 H82、H446 皮下 CDX。若项目聚焦 DLL3、谱系可塑性或系统播散，应进一步升级至原位肺模型或系统播散模型。若研究药物属于免疫双特异性抗体或 TCE，可在 huPBMC 模型中开展短周期验证。若需要进一步评价免疫依赖机制及长期应答，建议升级至免疫完整同种移植模型。

8.2 NSCLC 项目升级路径建议

对于 NSCLC 项目，驱动基因相关研究可先采用匹配的皮下 CDX 模型，如 PC9、HCC827、H1975、A549、H1993 等。若药物强调肺部暴露、局部给药或纵隔淋巴结转移，应升级至原位肺模型。若项目重点在脑转移或骨转移，应直接进入器官特异性转移模型。若项目属于免疫治疗或免疫联合研究，则应优先采用同种原位模型。若药物作用高度依赖人免疫系统，最终应在人源化模型中完成确认。

九、检测指标与阳性药体系

9.1 通用检测指标

在早期筛选和 CDX 模型中，常用指标包括 TGI、RTV、类似客观缓解率（ORR-like）的分层评估、体重和终末瘤重。在原位和转移模型中，更常采用 BLI、micro-CT、MRI、生存、转移结节计数以及器官病理等指标。机制研究方面，则可进一步检测 Ki67、cleaved caspase-3、pEGFR、pERK、INSM1、ASCL1、synaptophysin、CD8/Treg、髓系细胞谱和细胞因子等指标。

9.2 SCLC 阳性药建议

SCLC 的标准化疗对照首选依托泊苷联合顺铂或卡铂；后线治疗可参考拓扑替康和鲁比奈定；DLL3 项目可将 tarlatamab 作为临床映射参考。该药已先后获得 FDA 加速批准，并于 2025 年转为完全批准，用于经含铂治疗后进展的广泛期 SCLC。

9.3 NSCLC 阳性药建议

EGFR 敏感突变模型可选用奥希替尼；EGFR 一线强化策略可参考 amivantamab 联合 lazertinib；EGFR Ex20ins 可参考 sunvozertinib；HER2 TKD 激活突变可参考 zongertinib。对于 EGFR 突变且既往接受过 EGFR-TKI 和含铂化疗的场景，datopotamab deruxtecan 可作为较新的临床映射参考。patritumab deruxtecan 目前仍更适合作为研发参考药，不宜视为已上市的标准阳性药。

十、优势与局限分析

皮下 CDX 最适合高通量早期筛选、剂量探索和 PK/PD 研究，但对肺原位微环境、器官定植和免疫反应的外推能力有限。原位肺模型更适合回答肺器官相关性、局部侵袭以及肺门或纵隔淋巴结转移问题，但手术复杂度较高，通量较低，死亡率和批间差异也更高。转移模型在脑转移、骨转移和系统播散研究中具有不可替代性，尤其适用于器官嗜性和 BBB 或骨微环境评价，但其回答的主要是定植或器官阶段问题，不能完全代表自然病程。同种免疫完整模型对于免疫药物和 TME 相关问题价值很高，但鼠源肿瘤与人源肿瘤之间仍存在生物学差异。人源化模型更适合用于人免疫依赖机制验证，尤其适用于 TCE、CAR-T、CAR-NK 及部分 ADC 或双特异性抗体研究，但其成本高、波动大、结果解释复杂，因此不宜作为唯一成败判断依据。

肺癌动物模型的选择，关键在于所选模型能否回答当前阶段最重要的问题。对于 SCLC，建议以谱系分层和系统播散为核心，形成“皮下早筛—原位/播散—免疫验证”的递进路径；对于 NSCLC，建议以驱动基因和器官场景为核心，形成“分子匹配皮下 CDX—肺原位—脑/骨转移—免疫/人源化确认”的递进路径。