肝细胞癌动物实验研究用户指南

第一章 指南总览

肝细胞癌动物模型的选择，不能只按“皮下、原位、转移”做技术分类，更应围绕研发问题、肝内微环境、血供特征、免疫背景和疾病阶段进行分层。对肝细胞癌项目而言，皮下异种移植模型更适合早期药效、剂量探索和 PK/PD；肝原位模型更适合回答肝内微环境、局部侵袭、肿瘤血供、介入或局部递药问题；门静脉或脾内注射模型更适合研究肝内播散与肝内定植；肺转移模型更适合评估晚期外播散；同种免疫完整模型则是抗血管生成、免疫检查点和免疫联合研究的高优先级平台。对肝细胞癌来说，真正决定转化价值的往往不是“是否缩瘤”，而是“是否在肝脏器官环境和免疫背景下仍然有效”。

从系统治疗映射看，当前肝细胞癌一线高优先级参考方案主要包括 atezolizumab + bevacizumab、tremelimumab + durvalumab，以及 2025 年 FDA 批准进入一线的 nivolumab + ipilimumab；靶向药方向仍以 sorafenib、lenvatinib 为基础参照，后线可结合 regorafenib、cabozantinib、ramucirumab 等场景理解。因此，肝细胞癌模型体系更适合采用“皮下早筛—肝原位验证—肝内播散/肺转移深化—免疫确认”的递进式路径，而不宜停留在单一皮下模型上。

第二章 肝细胞癌细胞系库与疾病分层特征

2.1 高成瘤与通用药效代表性细胞系

肝细胞癌项目中，最常用的人源细胞系包括 HepG2、Huh7、Hep3B、PLC/PRF/5、MHCC97L、MHCC97H、HCCLM3、SK-HEP-1。其中，HepG2 和 Huh7 更适合作为早期药效、代谢相关和基础靶向研究模型；Hep3B 常用于 p53 缺失和 HBV 相关背景；PLC/PRF/5 适合 AFP、HBV 相关和分泌型指标研究。若项目目标是先建立稳定、可重复的药效平台，HepG2、Huh7、Hep3B 通常是首选。

2.2 高侵袭、高转移代表性细胞系

若项目聚焦侵袭、肝内播散、肺转移或晚期高恶性表型，应优先考虑 MHCC97L、MHCC97H、HCCLM3、SK-HEP-1。其中，MHCC97H 和 HCCLM3 是肝细胞癌研究中最典型的高转移模型之一，适合原位侵袭、肝内转移和肺转移研究；MHCC97L 介于中等侵袭与高侵袭之间，可作为梯度平台；SK-HEP-1 更偏高迁移和间充质样表型，适合侵袭和耐药方向。若项目需要回答“药物是否能覆盖更高恶性程度或转移倾向更强的人群”，不宜只用 HepG2/Huh7，应同步配置 MHCC97H 或 HCCLM3。

2.3 肝癌干性、血管生成与局部治疗相关选型逻辑

肝细胞癌的模型选择与其他实体瘤不同之处，在于其高度依赖血供、缺氧、肝窦微环境和纤维化背景。若项目聚焦抗血管生成、TACE 联合、局部消融联合、放射性核素、肝动脉灌注或局部纳米制剂，应优先考虑肝原位模型而不是皮下模型。若项目强调肿瘤干性、EMT、复发或介入后残余病灶，建议选择 luc 标记的高侵袭株并配置原位模型，以便动态观察肝内病灶。

2.4 同种与免疫完整模型代表株

免疫完整平台中，Hepa1-6、H22、RIL-175 是最常见的基础模型。Hepa1-6 适合 C57BL/6 背景下的免疫检查点、抗血管生成和原位肝癌研究；H22 常用于 BALB/c 或 ICR 背景下的快速药效和腹水/肝内生长研究；RIL-175 适合炎症和 NASH 相关背景研究。对肝细胞癌而言，同种原位模型的价值通常显著高于同种皮下模型，因为肝脏免疫微环境、Kupffer 细胞、肝窦内皮和髓系细胞对结果影响很大。

第三章 皮下异种移植模型（CDX）

皮下 CDX 是肝细胞癌最稳健的早期药效平台，适合药效 PoC、剂量探索、PK/PD 关联以及不同分子或载体体系的横向排序。其优势是操作标准化、重复性高、成本相对较低，适合快速比较小分子、抗体、ADC、核酸药和局部递药系统的基础抗肿瘤活性。其局限是不能真实反映肝脏血供、肝窦结构、缺氧环境、药物首过分布和肝内免疫背景，因此不宜单独作为抗血管生成、免疫治疗或局部治疗项目的成败依据。

3.1 通用皮下 CDX

HepG2 / Huh7 / Hep3B / PLC/PRF/5 + BALB/c nude 或 NSG
模型定位：适合早期药效筛选、剂量探索、PK/PD、基础靶向药和细胞毒药研究。
造模方法：常规皮下接种，肿瘤达到约 80–150 mm3 后随机分组。
治疗周期：通常 2–4 周；若研究缓释制剂、持续给药或撤药再挑战，可延长至 4–8 周。
检测指标：TGI、RTV、终末瘤重、体重；机制终点建议包括 Ki67、cleaved caspase-3、CD31、VEGF、HIF-1α、AFP。
阳性药推荐：sorafenib、lenvatinib；若项目为细胞毒或联合方案，可加入 doxorubicin、5-FU 或 TKI 联合参考。

3.2 高侵袭 / 高转移皮下 CDX

MHCC97L / MHCC97H / HCCLM3 / SK-HEP-1 + BALB/c nude、NOD-SCID 或 NSG
模型定位：适合高侵袭、晚期耐药、抗转移策略和高恶性程度项目的前期筛选。
特点：MHCC97H 和 HCCLM3 更适合后续升级到原位或肺转移平台；SK-HEP-1 更适合做迁移侵袭、EMT、局部递药和高侵袭筛选。
阳性药推荐：sorafenib、lenvatinib；若项目偏免疫联合，可在后续同种模型中引入 PD-1/PD-L1 相关参考。

第四章 肝原位模型

肝原位模型是肝细胞癌项目中最关键的高价值平台之一。与皮下模型相比，原位模型更能真实呈现肝脏器官环境、肝动脉/门静脉供血、缺氧梯度、纤维化背景、局部药物分布和肝内扩展过程。对抗血管生成、局部消融、介入治疗、放疗、肝动脉灌注、肿瘤渗透和复发研究而言，原位模型的优先级显著高于皮下模型。其局限在于建模技术要求高、批间差异更大，通常需要 luc 标记与 IVIS、超声或 MRI 配合。

4.1 人源原位模型

HepG2-luc / Huh7-luc / MHCC97H-luc / HCCLM3-luc + NSG 或 NOD-SCID
模型定位：适合肝内微环境、局部侵袭、抗血管生成、局部递药和术后复发研究。
造模方法：将 luc 标记细胞或小肿瘤块接种于肝叶，术后通过 IVIS、超声或 MRI 动态监测。
特点：HepG2-luc 与 Huh7-luc 更适合通用原位药效；MHCC97H-luc 与 HCCLM3-luc 更适合侵袭、肝内播散和肺转移观察。
检测指标：原位肿瘤负荷、肝内播散、肝重、血清 AFP、CD31、Ki67、缺氧标志物、生存。

4.2 同种原位模型

Hepa1-6 / Hepa1-6-luc / H22 + C57BL/6 或 BALB/c
模型定位：适合免疫治疗、抗血管生成联合免疫、局部治疗、TME 重塑和复发研究。
特点：Hepa1-6 原位模型是肝细胞癌免疫研究中的高优先级平台；H22 可用于快速原位肝癌和腹水相关场景。
应用建议：若项目是 PD-1/PD-L1、CTLA-4、VEGF 联合、STING、细胞因子或局部免疫激活，应优先选择同种原位模型而不是同种皮下。

第五章 肝内播散与转移模型

肝细胞癌转移模型中，肝内播散和肺转移最具实际价值。肝内播散模型更适合回答“药物能否抑制肝内多灶扩展”，肺转移模型更适合回答“药物能否抑制晚期外播散和肺定植”。实验性转移模型回答的是定植与器官嗜性问题，原位自发转移模型则更接近自然病程。

5.1 肝内播散模型

MHCC97H-luc / HCCLM3-luc / Hepa1-6-luc
模型定位：用于评估肝内多灶形成、肝内播散、局部治疗后残余病灶扩展和肝内复发。
造模方法：可通过原位建模后观察肝内卫星灶形成，或通过门静脉相关途径增强肝内定植。
特点：这类模型对局部治疗、介入联合和抗复发策略尤其重要。
检测指标：肝内结节数、主灶与卫星灶比例、IVIS、肝重、病理、生存。

5.2 实验性肺转移模型

MHCC97H / HCCLM3 / SK-HEP-1 / Hepa1-6
模型定位：适合研究肺定植、外播散和晚期转移抑制策略。
造模方法：常用尾静脉注射；若研究更接近自然病程，应优先从原位肝癌自发肺转移切入。
特点：尾静脉模型重复性高、周期短，但主要反映循环后肺定植阶段，不等于完整转移过程。
检测指标：肺结节计数、肺重、IVIS、病理、生存。

5.3 自发肺转移模型

MHCC97H-luc / HCCLM3-luc 原位肝癌模型
模型定位：适合研究原发灶—外播散全流程、术后复发和长期维持治疗。
特点：更接近临床自然病程，但周期更长、变异更大。
应用建议：若项目目标是抗转移、抗定植或围手术期治疗，不应只使用尾静脉肺转移模型，应加入原位自发转移设计。

第六章 原发性诱导与慢病背景模型

肝细胞癌与慢性肝病、脂肪肝、纤维化、肝炎背景高度相关，因此诱导模型在肝细胞癌中具有特殊价值。与移植瘤相比，这类模型更适合研究肿瘤发生、炎症—纤维化—癌变连续谱、NASH-HCC、化学预防和长期干预。其局限是周期长、通量低、批间差异大，不适合快速比较多个候选物。

6.1 DEN 诱导模型

模型定位：适合肝癌发生机制、长期预防、炎症与纤维化背景研究。
造模方法：常用 DEN 单药或联合促进因素建立小鼠肝癌。
周期：通常较长，适合自然进展研究。
检测指标：发病率、结节数、肿瘤负荷、肝纤维化、炎症和分子通路变化。

6.2 NASH / 代谢相关 HCC 模型

模型定位：适合研究代谢相关肝癌、免疫微环境、抗纤维化联合抗肿瘤和长期干预。
特点：更接近近年临床肝细胞癌中代谢相关背景增加的趋势。
应用建议：若项目聚焦 NASH-HCC、代谢免疫交叉或慢病共病，不宜只用清洁 CDX，应考虑此类模型与原位移植模型并行。

第七章 同种免疫完整模型

同种免疫完整模型最大的价值在于保留完整免疫系统，因此在免疫检查点、VEGF 联合免疫、STING、细胞因子、溶瘤病毒、放疗联合和局部治疗中不可替代。肝细胞癌是一个对免疫与血管生成极其敏感的瘤种，如果只做异种皮下模型，通常会显著低估肝脏免疫微环境对结果的影响。一线系统治疗中，atezolizumab + bevacizumab、tremelimumab + durvalumab 和 nivolumab + ipilimumab 都已体现出免疫和血管生成联合的重要性，这进一步说明同种原位平台的必要性。

7.1 同种皮下模型

Hepa1-6 / H22 + C57BL/6 或 BALB/c
模型定位：适合免疫检查点、STING、细胞因子、联合治疗和早期 PK/PD。
造模方法：同品系鼠源细胞皮下接种，肿瘤达到 50–100 mm3 后随机。
治疗周期：通常 10–21 天。
检测指标：体积、生存、体重、流式免疫分型、细胞因子、IHC。
应用建议：适合免疫早筛，但若项目聚焦肝脏微环境、局部治疗或免疫联合，不应停留在皮下模型。

7.2 同种原位模型

Hepa1-6-luc / H22-luc + C57BL/6 或 BALB/c
模型定位：用于免疫治疗、抗血管生成联合免疫、局部治疗、TME 重塑和术后复发研究。
特点：兼具器官微环境和完整免疫系统，是肝细胞癌 IO 项目的高优先级平台。
检测指标：原位肿瘤负荷、流式、单细胞、CD8/Treg、髓系谱、细胞因子、生存。
阳性药推荐：抗 PD-1/PD-L1、抗 CTLA-4、抗 VEGF 或其组合。

第八章 人源化免疫模型

人源化模型适合回答普通 CDX 和同种模型都无法充分回答的问题，尤其是双抗、TCE、CAR-T/NK、人源细胞因子以及依赖人免疫系统效应的抗体或 ADC 项目。对肝细胞癌而言，这类模型通常不做高通量早筛，而是用于关键节点验证和机制确认。

8.1 huPBMC + 人源肝细胞癌模型

模型定位：短周期免疫治疗、双抗和细胞治疗验证。
推荐细胞：HepG2、Huh7、Hep3B、MHCC97H、HCCLM3。
特点：建模快，适合短程药效、免疫激活和细胞因子释放读数。
局限：xGvHD 风险高，治疗窗短，更适合 2–4 周内的实验。

8.2 huHSC + 人源肝细胞癌模型

模型定位：长周期人免疫重建、复杂联合和微环境机制研究。
特点：免疫重建更完整，适合研究持续性免疫反应、耐药演化和复杂联合；但周期长、成本高、供者差异明显。
应用建议：适合候选药确认阶段，而不适合作为第一轮筛选。

第九章 复发与微小残留病灶模型

肝细胞癌项目若涉及局部治疗后复发、围手术期治疗、微小残留病灶或介入后复发，单纯皮下模型通常远远不够。更推荐采用原位肝癌模型，在原发灶形成后进行部分切除、消融模拟或局部治疗干预，再追踪肝内复发和肺转移。
推荐模型：Huh7-luc、MHCC97H-luc、HCCLM3-luc、Hepa1-6-luc。
这类模型尤其适合研究围手术期治疗、术后维持治疗、局部治疗联合全身治疗和微小残留病灶清除策略。

第十章 项目升级路径建议

10.1 小分子、抗体和 ADC 项目

建议路径为：
皮下 CDX 早筛 → 肝原位模型验证器官相关性 → 必要时加入肝内播散或肺转移模型。
若项目是 payload、ADC 或小分子优化，皮下模型可完成第一轮排序；若项目强调肝内暴露、局部药效或转移抑制，则必须升级。

10.2 抗血管生成与免疫联合项目

建议路径为：
同种皮下早筛 → 同种原位模型验证 → 必要时加入复发或肝内播散模型。
临床映射上，可优先参考 atezolizumab + bevacizumab、tremelimumab + durvalumab 和 nivolumab + ipilimumab。

10.3 局部治疗、介入与放射治疗项目

建议路径为：
人源或同种原位肝癌模型优先 → 必要时叠加肝内播散或复发模型。
对局部递药、TACE、消融联合、放疗联合而言，皮下模型仅能提供有限参考，原位模型才是主要决策平台。

10.4 NASH / 慢病背景项目

建议路径为：
诱导模型或慢病背景模型与清洁原位模型并行。
若项目研究重点是代谢相关肝癌、抗纤维化联合抗肿瘤或慢病共病，不建议只做清洁 CDX。

第十一章 检测指标与阳性药体系

11.1 通用检测指标

皮下模型核心终点：TGI、RTV、终末瘤重、体重。
原位模型核心终点：原位肿瘤负荷、肝内播散、超声/IVIS/MRI、生存。
转移模型核心终点：肝内结节数、肺结节数、肝重、肺重、生存。
免疫模型机制终点：CD8、Treg、髓系细胞谱、细胞因子、单细胞、空间免疫。
机制终点：AFP、Ki67、cleaved caspase-3、CD31、VEGF、HIF-1α、EMT 标志物、药物组织分布。

11.2 阳性药推荐

通用靶向：sorafenib、lenvatinib。
一线免疫联合：atezolizumab + bevacizumab、tremelimumab + durvalumab、nivolumab + ipilimumab。
后线：regorafenib、cabozantinib、ramucirumab。
局部或机制研究：可结合 doxorubicin、5-FU、局部介入药或抗 VEGF 相关组合。
其中，nivolumab + ipilimumab 已于 2025 年获 FDA 批准用于不可切除或转移性肝细胞癌一线治疗，适合成为当前肝细胞癌免疫联合项目的重要映射对照。

第十二章 优势与局限

皮下 CDX
优势是最标准化、最适合高通量早筛和 PK/PD；局限是对肝内微环境、血供和肝脏免疫外推有限。

肝原位模型
优势是更接近真实器官环境，适合局部治疗、抗血管生成、复发和肝内播散研究；局限是建模技术要求高、通量低、变异更大。

肝内播散与肺转移模型
优势是可精准回答肝内扩展与外播散问题；局限是实验性模型不能完全替代自然病程。

同种免疫完整模型
优势是可评估完整免疫系统和肝脏免疫微环境下的药效与机制；局限是鼠瘤与人瘤存在生物学差异。

人源化模型
优势是适合验证人免疫依赖机制，尤其适用于双抗、TCE 和细胞治疗；局限是成本高、供者差异大、xGvHD 风险明显。

肝细胞癌动物模型的关键，不在于模型数量，而在于是否使用了最能回答当前问题的模型。对早期小分子和抗体项目，皮下模型足以完成第一轮排序；对抗血管生成、免疫联合和局部治疗项目，应尽快升级到肝原位和免疫完整平台；对复发、肝内播散和肺转移项目，则应进一步进入自发转移或复发模型。整体建议采用“皮下早筛—肝原位验证—播散/转移深化—免疫确认”的递进式路径，以提高模型结果对肝细胞癌临床开发的支持价值。