骨肉瘤动物实验研究用户指南

第一章 指南总览

骨肉瘤动物模型的选择，不应只按“皮下、原位、转移”做技术分类，更应围绕研发问题、骨内微环境、肺转移风险、术后复发以及免疫场景进行分层。对骨肉瘤项目而言，早期药效与剂量探索优先选择皮下异种移植模型；需要回答骨内生长、皮质骨破坏、骨痛、局部侵袭和局部递药问题时，应升级到骨内原位模型；需要评价肺转移、围手术期治疗和微小残留病灶时，应进入对应的转移或复发模型；需要评价免疫治疗、细胞治疗、细胞因子、抗血管生成联合或复杂 TME 机制时，则应优先考虑同种免疫完整模型。骨肉瘤的建模逻辑，本质上是“病理生物学特征 + 骨微环境 + 肺转移场景”的组合选型。

骨肉瘤不同研究方向在模型策略上差异明显。常规骨肉瘤药效项目更强调 MAP 化疗框架下的新药增益；高转移项目更强调肺定植、骨内原发灶控制与远处播散的联动；DDR 或合成致死方向更重视 BRCA-like、ATR/PARP 联合和 DNA 损伤标志物；GD2、B7-H3 等免疫或细胞治疗项目则更强调靶点表达稳定性、免疫完整背景和原位环境。因此，一份真正可用的骨肉瘤动物模型用户指南，不是简单罗列细胞系，而是帮助项目团队明确“当前最关键的问题该由哪一类模型回答”。

第二章 骨肉瘤细胞系库与疾病特征

2.1 通用骨肉瘤代表性细胞系

骨肉瘤研究中，最常用的人源细胞系包括 143B、HOS-MNNG、SJSA-1、U2OS、SaOS-2、MG-63。143B 和 HOS-MNNG 更适合高侵袭、肺转移和原位研究；SJSA-1 生长较快，适合早期药效筛选；U2OS、SaOS-2、MG-63 更适合作为分化相对较高、增殖较稳或机制研究的基础模型。若项目目标是快速建立稳定药效平台，SJSA-1、U2OS、MG-63 通常更适合第一轮筛选；若项目目标是侵袭、骨破坏和肺转移，则应优先选择 143B 或 HOS-MNNG。

2.2 高转移与高侵袭代表性模型

高转移骨肉瘤项目中，143B / 143B-luc 是使用最广的人源模型之一，特别适合胫骨原位、自发肺转移和术后肺复发研究。HOS-MNNG 也常用于高转移和局部侵袭方向。鼠源同种模型中，K7M2 / K7M2-luc 和 LM8 是最经典的高肺转移平台，前者通常用于 BALB/c 背景，后者通常用于 C3H/He 背景。若项目核心问题是抗转移、围手术期治疗或肺转移抑制，则应从建模起点就优先考虑这些高转移模型，而不宜只使用 U2OS 或 SaOS-2 等低转移背景模型。

2.3 DDR、PARP / ATR 与靶向项目选型逻辑

若项目涉及 DDR、PARP 抑制、ATR 抑制或合成致死方向，应优先选择 DNA 损伤背景更明确、且在体内仍能维持相关应答特征的模型，并在体外、成瘤后和终点阶段持续验证 γH2AX、RAD51、pCHK1、pATR 等读数。对于这类项目，皮下模型适合做早期通路验证，原位和肺转移模型更适合回答“是否在高侵袭和高转移背景下仍然成立”。若项目是 B7-H3、GD2 等免疫靶向方向，则应同步考虑靶点表达、肺转移场景和免疫背景，而不是只看体积抑制。

2.4 同种与免疫完整模型代表株

同种免疫完整平台中，K7M2 / K7M2-luc、LM8 以及 MOS-J 等模型最常用。K7M2 是 BALB/c 背景下最经典的高肺转移骨肉瘤模型，适合免疫治疗、局部治疗、抗转移和围手术期设计；LM8 在 C3H/He 背景下常用于高肺转移和术后复发研究。对骨肉瘤而言，同种原位模型的价值通常显著高于同种皮下模型，因为骨内环境、骨代谢和原发灶—肺转移链条在原位状态下更接近真实疾病过程。

第三章 皮下异种移植模型（CDX）

皮下 CDX 是骨肉瘤最稳健的早期药效平台，适用于药效 PoC、剂量探索、PK/PD 关联以及不同候选药物的横向排序。其优势是成瘤率高、操作标准化、批间一致性较好，适合完成小分子、细胞毒药、ADC、纳米药和部分靶向药的第一轮排序；其局限是不能真实反映骨内微环境、皮质骨破坏、骨痛、局部复发和肺转移，因此不宜单独用于判断抗转移、骨内递药或围手术期项目成败。

3.1 高转移骨肉瘤皮下 CDX

143B / 143B-luc / HOS-MNNG + BALB/c nude 或 NSG
模型定位：适合高侵袭骨肉瘤的小分子、细胞毒药、抗转移药和早期 PK/PD 研究。

造模方法：皮下接种人源细胞，肿瘤达到约 80–150 mm3 后随机分组。143B 常作为高转移平台用于早期排序，后续可无缝升级到胫骨原位和自发肺转移模型。

治疗周期：通常 2–4 周；若研究耐药、撤药再挑战、ADC 覆盖多个给药间隔或合成致死方向，可延长至 4–8 周。

检测指标：TGI、RTV、终末瘤重、体重；机制端点可加入 osteocalcin、Ki67、cleaved caspase-3、γH2AX 及药物组织分布。

阳性药推荐：MAP 化疗框架在动物中常简化为多柔比星 + 顺铂；若项目是抗转移方向，可将 cabozantinib 或多靶点 TKI 作为机制性参考。该类模型适合完成高侵袭背景下的基础药效判断，但若项目核心问题是肺转移或原位骨破坏，则必须尽快升级到原位或转移模型。

3.2 通用骨肉瘤皮下 CDX

SJSA-1 / U2OS / SaOS-2 / MG-63 + BALB/c nude 或 NSG
模型定位：适合常规骨肉瘤药效、剂量探索、PK/PD 和部分机制研究。

造模方法：皮下接种后，当肿瘤达到约 80–150 mm3 入组。SJSA-1 更适合快速形成可测病灶；U2OS、SaOS-2、MG-63 更适合做分化型和中等侵袭背景的基础平台。

治疗周期：通常 2–4 周；若研究长期抑制、耐药形成或联合治疗，可适当延长。

检测指标：TGI、RTV、终末瘤重、Ki67、cleaved caspase-3 以及相关通路抑制指标。

阳性药推荐：多柔比星 + 顺铂是最常用的基础对照；若项目偏向 DDR，可加入 PARP/ATR 联合的机制性参考。该类模型更适合完成常规药效筛选，而不适合作为肺转移和术后复发的主要模型。

3.3 DDR / B7-H3 / GD2 等靶向方向皮下 CDX

143B / SJSA-1 / U2OS 或目标表达匹配模型 + BALB/c nude 或 NSG
模型定位：适合 DDR、B7-H3、GD2、ADC、双抗及细胞治疗项目的前期验证。

造模方法：常规皮下接种，在肿瘤达到约 80–150 mm3 后入组。

治疗周期：通常 2–4 周；若项目强调持续通路抑制或细胞治疗持久性，可增加中期取材点。

检测指标：TGI、RTV、终末瘤重、目标抗原表达、DNA 损伤读数、药物组织分布。

阳性药推荐：DDR 方向可采用 olaparib + ceralasertib 作为前沿研发参考；B7-H3 方向可将 HS-20093 作为机制性参照；GD2 方向则更适合在后续免疫完整或人源化模型中验证。该类模型尤其适合回答“是否打中靶点”，但不能替代原位和转移模型回答“是否改变骨内和肺转移场景中的真实行为”。

第四章 骨内原位模型

骨内原位模型是骨肉瘤动物实验中最接近临床器官环境的基础平台。与皮下模型相比，骨内原位模型能更真实地呈现松质骨、皮质骨、骨髓腔、骨代谢和肿瘤局部血供之间的相互作用，因此在局部侵袭、皮质骨破坏、骨痛、局部复发和围手术期研究中优先级更高。其局限是操作门槛高、通量低、批间差异更大，对骨内注射位置、影像随访和随访时间窗的一致性要求较高。

4.1 人源长骨骨内原位模型

143B-luc / HOS-MNNG / SJSA-1 / U2OS / SaOS-2 骨内原位模型
模型定位：适合研究骨内微环境、局部侵袭、皮质骨破坏、骨痛及局部递药。

造模方法：常见方式为胫骨近端或远端、股骨远端骨髓腔注射，在麻醉条件下使用细针缓慢将肿瘤细胞注入骨髓腔，必要时可在术后使用 luc 成像、X-ray 或 micro-CT 做基线确认。对于更强调局部病灶稳定性的项目，也可采用骨内植入小肿瘤块，但细胞悬液注射仍更适合标准化操作。

治疗周期：通常 2–6 周；若项目聚焦骨破坏、肺转移形成或局部递药持续效应，应适当延长观察时间。

检测指标：原位骨肿瘤体积、患肢肿胀、micro-CT、X-ray、骨破坏评分、生存、肺转移结节数、ALP 或其他骨代谢指标；IHC 常用 osteocalcin、Ki67、cleaved caspase-3、TRAP 等。

阳性药推荐：MAP 化疗框架简化方案、多柔比星 + 顺铂仍是最常用参考；若项目聚焦抗转移，可加入 cabozantinib 或多靶点 TKI 作机制性对照。该类模型比皮下模型更适合回答“药物是否真正改变了骨内侵袭和骨破坏过程”。

4.2 同种骨内原位模型

K7M2-luc / LM8 / MOS-J 骨内原位模型 + 匹配品系小鼠
模型定位：适合免疫治疗、局部治疗、TME 重塑、放疗联合和转移研究。

造模方法：将鼠源骨肉瘤细胞注射入胫骨或股骨骨髓腔，常结合 luc 成像、X-ray 或 micro-CT 动态监测。K7M2-luc 在 BALB/c 背景中更适合高肺转移研究；LM8 在 C3H/He 背景中常用于原发灶—肺转移全链条研究。

治疗周期：通常 2–5 周；若研究免疫微环境和转移形成，应在原发灶可测或影像阳性后尽早干预，并预留肺转移形成窗口。

检测指标：原位骨肿瘤负荷、骨破坏、生存、免疫浸润；机制终点可加入流式、单细胞、TCR 谱及细胞因子。

阳性药推荐：MAP 化疗简化方案仍可作为基础对照；若项目聚焦免疫联合，可加入抗 PD-1、细胞因子或多靶点 TKI 作为机制性参考。对骨肉瘤而言，同种骨内原位模型通常比同种皮下模型更能真实反映免疫治疗与骨微环境的相互作用。

第五章 转移模型

骨肉瘤转移模型重点用于回答三个问题：第一，药物是否抑制定植；第二，药物是否在肺等特定器官微环境中保持活性；第三，原发灶控制后是否影响远处肺转移复发。对骨肉瘤而言，肺转移是优先级最高的转移场景，其次才是其他远处器官定植。

5.1 实验性肺转移模型

143B-luc / K7M2-luc / LM8 肺转移模型
模型定位：抗转移、抗定植、术后微小残留病灶和循环后肺定植研究。

造模方法：实验性肺转移通常采用尾静脉注射肿瘤细胞，主要评估肺定植和肺转移扩增；同种模型可用 C57BL/6、BALB/c 或 C3H/He 等匹配背景，异种模型则使用裸鼠或 NSG。

治疗周期：实验性肺转移通常 2–6 周；高定植模型可更快见到肺内信号或结节。

检测指标：肺结节数、肺重量、IVIS / micro-CT、生存、肺组织病理。

阳性药推荐：MAP 化疗简化方案和 cabozantinib / 多靶点 TKI 都可作为转移抑制对照。该模型重复性高、周期较短，更适合比较候选药物对肺定植的抑制能力；但它回答的是“循环后定植”，并不等于完整自然转移过程。

5.2 原位自发肺转移模型

143B-luc / K7M2-luc / LM8 长骨原位模型
模型定位：原发灶—肺转移全链条、围手术期治疗和长期维持治疗研究。

造模方法：先建立胫骨或股骨原位瘤，随病程进展自然形成肺转移；必要时可在原发灶达到一定负荷后进行局部切除、截肢或减瘤处理，再继续追踪肺转移复发。

治疗周期：总周期通常 4–10 周，具体取决于原发灶生长速度、切除时机和肺转移形成时间。

检测指标：原发灶负荷、肺结节数、肺 IVIS 信号、生存、术后肺转移复发。

阳性药推荐：MAP 化疗简化方案仍是最基础的对照；若项目聚焦抗转移或围手术期治疗，可加入多靶点 TKI 或 DDR 联合作为机制性参考。该模型最接近临床自然病程，对围手术期、复发抑制和长期维持治疗研究价值最高。

5.3 切除后肺复发模型

143B-luc / K7M2-luc / LM8 原位骨内模型 + 原发灶切除 / 截肢
模型定位：术后肺复发、微小残留病灶和围手术期治疗研究。

造模方法：在胫骨原位模型建立后，于原发灶达到可切除窗口时进行局部切除或截肢，再观察肺转移复发。该设计最适合模拟临床原发灶手术后肺部微小转移灶扩展的过程。

治疗周期：通常包括原发灶生长期和术后观察期，总周期一般长于单纯尾静脉肺转移模型。

检测指标：术后肺转移负荷、生存、复发时间、肺病理。

应用建议：若项目目标是围手术期治疗、术后辅助治疗或微小残留病灶清除，不应只做尾静脉肺转移模型，而应优先考虑切除后肺复发模型。

第六章 同种免疫完整模型

同种模型的最大价值在于保留完整免疫系统，因此其在免疫治疗、联合治疗、TME 研究和局部治疗研究中的优先级高于普通 CDX。对骨肉瘤来说，同种骨内原位模型通常比同种皮下模型更具转化意义，因为骨内环境、骨代谢和肺转移链条在原位场景下更接近真实疾病状态。

6.1 同种皮下模型

K7M2 / LM8 / MOS-J 皮下模型 + 匹配品系小鼠
模型定位：免疫检查点、STING、细胞因子、联合治疗和初步 PK/PD 研究。

造模方法：同品系鼠源细胞皮下接种，肿瘤达到约 50–100 mm3 时入组。

治疗周期：通常 10–21 天；同种瘤生长较快，免疫治疗常需较早起始并监测体重和伪进展。

检测指标：体积、生存、体重、流式免疫分型、细胞因子、IHC / 空间免疫。

阳性药推荐：MAP 化疗简化方案、多靶点 TKI、免疫检查点或细胞因子策略均可作为对照。该类模型适合完成免疫治疗和联合治疗的第一轮筛选，但不能回答骨内环境中的真实免疫效应。

6.2 同种骨内原位模型

K7M2-luc / LM8 骨内原位模型 + 匹配品系小鼠
模型定位：免疫治疗、局部治疗、TME 重塑、放疗联合和肺转移研究。

造模方法：将鼠源骨肉瘤细胞建立于胫骨或股骨骨髓腔，并结合 luc 成像和 micro-CT 进行随访。

治疗周期：通常 2–5 周；若研究转移和免疫微环境，应在原发灶影像阳性后尽早干预，并预留肺转移形成窗口。

检测指标：原位骨肿瘤负荷、骨破坏、生存、肺转移、免疫浸润；机制终点可包括流式、单细胞、TCR 谱。

阳性药推荐：MAP 化疗简化方案仍是基础对照；若项目为免疫治疗或细胞治疗，应加入相应机制性参考策略。对于任何免疫和局部治疗项目，若没有同种骨内原位模型支持，通常难以形成有力的转化结论。

第七章 人源化免疫骨肉瘤模型

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，特别是双抗、TCE、CAR-T / NK、人源细胞因子以及强依赖人免疫效应的 ADC / 双抗项目。该类模型的重点不是通量，而是关键节点验证。

7.1 huPBMC + 人源骨肉瘤细胞模型

模型定位：短周期免疫治疗筛选。

适用细胞：143B、SJSA-1、U2OS、SaOS-2 及其他靶点表达稳定模型。

特点：建模快，通常 2–4 周可进入实验；适合短期 IO、TCE、CAR-T / NK 研究。

局限：xGvHD 风险高，治疗窗短，适合短程读数而非长期机制研究。

检测指标：肿瘤负荷、人免疫细胞重建率、hCD45、hCD3、hCD8、hNK、细胞因子以及 CRS / xGvHD 风险指标。

应用建议：若项目是 GD2 CAR-T / C7R-GD2.CAR 或其他强依赖人免疫效应的细胞治疗，huPBMC 模型通常是第一步验证平台。

7.2 huHSC + 人源骨肉瘤细胞模型

模型定位：长周期人免疫重建、机制研究和复杂联合策略验证。

特点：免疫重建更稳定，适合较长周期的免疫治疗、ADC 联合、细胞治疗持续性和耐药研究；但建模准备时间长、成本高、供者差异明显。

应用建议：适用于进入候选药确认阶段，或需要解释复杂免疫机制时使用。对于需要评价细胞治疗长期持久性、T 细胞衰竭或骨/肺双场景效应的项目，该类模型比 huPBMC 更有解释力。

第八章 术后复发与微小残留病灶模型

骨肉瘤项目若涉及复发抑制、围手术期治疗、原发灶切除后肺复发或微小残留病灶，单纯皮下模型通常不足。更推荐采用胫骨或股骨原位模型，在原发灶达到一定负荷后进行局部切除或截肢，再观察肺转移复发。常用模型包括 143B-luc、K7M2-luc、LM8。这类模型尤其适合评价围手术期化疗、靶向药、细胞治疗和微小残留病灶清除策略。

第九章 项目升级路径建议

9.1 常规骨肉瘤药效项目

建议路径为：
皮下 CDX 早筛 → 长骨原位模型验证骨微环境与长期疗效 → 必要时加入肺转移设计。

若项目聚焦常规化疗增益、小分子或 ADC 优选，皮下模型可完成第一轮排序；但若希望判断真实临床外推性，应尽快增加原位骨内平台，而不是只看体积抑制。

9.2 高转移与围手术期项目

建议路径为：
143B / K7M2 / LM8 等高转移模型皮下早筛 → 长骨原位模型验证局部侵袭 → 原位自发肺转移或切除后肺复发模型验证。

若项目是抗转移、围手术期治疗或术后辅助治疗，不应停留在尾静脉或皮下阶段，而应优先使用原位自发转移或切除后肺复发模型。

9.3 DDR、PARP / ATR 与合成致死项目

建议路径为：
匹配分层皮下模型早筛 → 原位模型验证骨内场景 → 必要时加入肺转移或复发模型。

若项目属于明确 DDR 分层策略，模型中必须持续验证 DNA 损伤读数和通路状态，而不能仅凭通用缩瘤结果判断可行性。

9.4 B7-H3、GD2 与免疫治疗项目

建议路径为：
皮下模型完成靶点和基础药效确认 → 同种皮下或 huPBMC 做早期免疫验证 → 同种骨内原位或人源化模型深化。

若项目涉及 HS-20093、GD2 CAR-T / C7R-GD2.CAR 或其他复杂免疫策略，应尽量引入骨内场景和长期观察，因为骨肉瘤免疫研究对原位环境和肺转移链条依赖较强。

第十章 检测指标与阳性药体系

10.1 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：原位骨肿瘤体积、骨破坏、患肢肿胀、生存。
肺转移模型核心终点：肺结节数、肺重量、IVIS / micro-CT、生存。
免疫模型机制终点：CD8、Treg、髓系细胞谱、细胞因子、人免疫重建率。
机制终点：osteocalcin、Ki67、cleaved caspase-3、TRAP、ALP、γH2AX、RAD51、药物组织分布等。

10.2 阳性药推荐

常规骨肉瘤：MAP 化疗框架等效方案，多柔比星 + 顺铂是最常用的动物对照。
抗转移方向：cabozantinib / 多靶点 TKI 可作为转移抑制对照。
DDR / 合成致死：olaparib + ceralasertib 可作为前沿研发参考。
B7-H3：HS-20093 可作为前沿 ADC 机制参考。
GD2：GD2 CAR-T / C7R-GD2.CAR 更适合作为细胞治疗方向的机制和研发参考。
这些前沿方案更适合作为研发参考，而不是统一适用于所有骨肉瘤项目的标准阳性药。

第十一章 优势与局限

皮下 CDX
优势是标准化程度最高、重复性最好、适合早筛和 PK/PD；局限是缺乏骨内微环境、骨皮质破坏和真实肺转移链路。

骨内原位模型
优势是更接近临床器官环境，适合骨破坏、局部侵袭、局部复发和长期疗效研究；局限是操作复杂、通量低、批间差异较大。

实验性肺转移模型
优势是周期短、读出聚焦，适合回答器官定植问题；局限是不能完整反映自然转移全过程。

同种免疫完整模型
优势是保留完整免疫系统，适合免疫与 TME 研究；局限是鼠瘤与人瘤存在生物学差异。

人源化免疫模型
优势是可评价人免疫依赖机制；局限是成本高、噪声大、供者差异和 xGvHD 风险显著。

骨肉瘤动物模型的关键，不是“做了多少模型”，而是“当前研发问题是否由合适的模型回答”。对常规骨肉瘤药效项目，应优先保证化疗框架和骨内场景匹配；对高转移和围手术期项目，应把原位骨内、肺转移和切除后肺复发放到更高优先级；对 DDR、B7-H3、GD2 等靶向或免疫项目，应同时兼顾分层正确性、骨内环境和肺转移验证；对免疫治疗项目，则应坚持“同种骨内原位优先于同种皮下”。建议整体采用“皮下早筛—原位验证—转移深化—免疫确认”的递进式路径，以提高模型结果对骨肉瘤临床开发的支持价值。