头颈鳞癌动物实验研究用户指南

导读

一、总览
二、头颈鳞癌细胞系库与分层特征
三、皮下异种移植模型（CDX）
四、原位移植模型
五、转移模型
六、同种免疫完整模型
七、人源化免疫头颈鳞癌模型
八、术后复发与微小残留病灶模型
九、项目升级路径建议
十、检测指标与阳性药体系
十一、优势与局限

一、总览

头颈鳞癌动物模型的选择，应围绕研发问题进行分层，而不宜仅按“皮下、原位、转移”进行技术划分。对于头颈鳞癌项目，早期药效与剂量探索通常优先采用皮下异种移植模型；若需要评估局部侵袭、黏膜微环境、颈淋巴结转移及放疗增敏，则应进一步采用口腔或咽喉相关原位模型；若研究重点为术后复发、局部残留及远处播散，则应进入切除后复发模型或转移模型；若评价内容涉及免疫治疗、放疗联合、双抗、TCE或细胞治疗，则更适合优先选择同种免疫完整模型或人源化免疫模型。

头颈鳞癌与其他实体瘤相比，器官场景意义更加突出。舌、口底、颊黏膜、口咽、下咽和喉部虽同属头颈鳞癌，但在解剖环境、吞咽和进食影响、局部侵袭方式、淋巴引流特点及HPV相关性等方面存在明显差异。因此，头颈鳞癌的建模逻辑应理解为“解剖场景、免疫场景与治疗方式”的组合选型，重点在于匹配研究问题与模型特征。

从整体研发路径看，头颈鳞癌项目通常建议采用“皮下早筛—原位验证—放疗或免疫联合确认—术后复发与颈淋巴结转移深化—人源化关键确认”的递进路线。若项目聚焦免疫治疗、放疗联合或局部给药，不宜长期停留在免疫缺陷背景下的皮下CDX模型；若项目重点关注复发、残留病灶及颈淋巴结转移，也不宜仅依据普通皮下模型形成结论。

二、头颈鳞癌细胞系库与分层特征

2.1 HPV阴性代表性细胞系

HPV阴性头颈鳞癌是最常见的建模主线，常用于吸烟、饮酒相关的口腔鳞癌、下咽癌和喉癌研究。常用细胞系包括FaDu、CAL-27、SCC-9、SCC-15、SCC-25和Detroit 562。FaDu多用于下咽癌及放疗、化疗研究；CAL-27成瘤稳定，适合皮下与原位建模，是常用的早期药效平台；SCC-9、SCC-15和SCC-25更适用于口腔鳞癌背景研究。若项目聚焦EGFR、MET、TGF-β、放疗增敏或化疗联合，HPV阴性模型通常具有更高优先级。

2.2 HPV阳性代表性模型

HPV阳性头颈鳞癌在临床表现和免疫学特征方面具有独立性，尤其在口咽癌研究中更具意义。此类项目应优先采用与HPV状态一致的模型。常见的人源HPV阳性细胞系包括UM-SCC-47、UPCI-SCC090和93-VU-147T；在同种免疫背景下，可补充使用mEER等HPV相关鼠源模型。若研究内容涉及HPV相关抗原、免疫应答、放疗敏感性差异或去强化治疗策略，应单独设置HPV阳性模型。

2.3 高侵袭与复发倾向代表性细胞系

若项目重点为局部侵袭、术后复发、淋巴结转移或低免疫反应，可优先考虑侵袭性较强或原位行为更激进的模型。人源体系中可选CAL-27-luc、FaDu-luc及其经长期原位筛选获得的衍生株；鼠源体系中，MOC2相较MOC1侵袭性更强、免疫表型更偏冷，更适合用于复发与转移研究。对于局部复发和颈淋巴结转移研究，模型的侵袭性与复发倾向往往比单纯成瘤率更具参考价值。

2.4 同种模型代表性细胞系

头颈鳞癌同种模型中，MOC1、MOC2与SCCVII最为常用。MOC1和MOC2主要应用于C57BL/6背景，适合原位口腔建模、放疗联合和免疫治疗研究。其中，MOC1偏免疫热，更适合免疫检查点抑制剂和放疗联合研究；MOC2侵袭性更强、偏免疫冷，更适合低反应、局部复发、淋巴转移和抗转移研究。SCCVII可作为C3H背景下的补充验证模型，但在当前头颈鳞癌免疫与放疗研究中，MOC1和MOC2通常优先级更高。

2.5 细胞系选型总原则

若项目属于EGFR、MET、TGF-β、双抗或ADC方向，应优先确认靶标表达的稳定性及体内持续表达情况；若项目为放疗增敏或放疗联合免疫治疗，应优先采用原位同种模型；若研究聚焦HPV相关机制，必须单独设置HPV阳性模型；若项目关注局部复发和颈淋巴结转移，则应优先采用原位高侵袭模型或可进行活体追踪的luc标记模型。

三、皮下异种移植模型（CDX）

皮下CDX是头颈鳞癌中最稳健的早期药效平台，适用于药效概念验证、剂量探索、药代/药效关系分析及不同候选药物的横向比较。该模型成瘤率高、标准化程度好、重复性强，但难以真实模拟口腔或咽喉黏膜环境、进食影响、颈部淋巴引流、局部侵袭及放疗场景。因此，皮下CDX更适合用于早期筛选，不宜单独用于评估局部复发、放疗增敏或淋巴结转移。

3.1 FaDu皮下CDX

FaDu常在BALB/c nude、NOD-SCID或NSG小鼠中建立皮下CDX模型，适合下咽癌相关药效概念验证、EGFR通路研究、放疗增敏、化疗联合以及双抗或ADC的早期筛选。一般采用皮下接种方式，待肿瘤体积达到约80–150 mm3后随机分组。治疗周期多为2–4周，若研究内容涉及放疗后恢复生长或长期联合，可延长至4–6周。常用检测指标包括肿瘤生长抑制率、相对肿瘤体积、终点瘤重和体重，机制层面可加入EGFR、pERK、Ki67、cleaved caspase-3和CD31等指标。常见阳性对照药物包括顺铂、5-FU和西妥昔单抗，若开展放疗联合研究，可加入局部放疗程序作为参照。该模型适合常规早筛，但在口腔局部微环境、淋巴结转移和吞咽相关毒性方面的外推能力有限。

3.2 CAL-27皮下CDX

CAL-27常在BALB/c nude、NOD-SCID或NSG小鼠中建立皮下模型，适合口腔鳞癌相关小分子药物、EGFR靶向、放疗增敏和联合治疗研究。造模后，当肿瘤体积达到约80–150 mm3时入组，治疗周期通常为2–4周。常用检测指标包括肿瘤生长抑制率、相对肿瘤体积、终点瘤重、Ki67、cleaved caspase-3及EGFR相关通路指标。阳性对照通常设置为顺铂、西妥昔单抗或顺铂联合放疗。该模型优势在于稳定性较高，并且易于向原位模型延伸，因此常作为口腔原位模型前的过渡平台。

3.3 HPV阳性人源皮下模型

UM-SCC-47和UPCI-SCC090常用于构建HPV阳性人源皮下模型，通常选用NOD-SCID或NSG小鼠。此类模型适用于HPV阳性项目的基础药效评价、免疫相关标志物前期研究以及HPV分层验证。一般在肿瘤达到约80–150 mm3后开始给药，治疗周期多为2–5周。检测指标主要包括肿瘤生长抑制率、相对肿瘤体积、终点瘤重、p16、Ki67及凋亡相关指标。阳性对照可根据项目机制设置为放疗、顺铂或免疫联合方案。该类模型的关键价值在于维持HPV状态与项目目标的一致性。

3.4 皮下CDX的应用边界

皮下CDX更适合回答“药物能否抑制肿瘤增长”这一问题，而在局部侵袭、颈淋巴结转移、放疗敏感性及完整免疫环境中的药效评价方面存在明显局限。因此，对于筛选出的命中候选药物，建议尽快进入原位模型或同种模型进行进一步确认。

四、原位移植模型

原位模型是头颈鳞癌动物实验中最接近临床局部器官环境的基础平台。与皮下模型相比，原位模型更能呈现舌、口底、颊黏膜或咽部黏膜的真实微环境，更适合研究局部侵袭、黏膜溃疡、进食影响、颈淋巴结转移和局部放疗。

4.1 人源原位模型

FaDu-luc、CAL-27-luc和SCC-9-luc可用于建立舌、口底或颊黏膜原位模型，适合研究局部侵袭、局部给药、放疗增敏、微小残留病灶和术后复发。一般采用舌、口底或颊黏膜原位接种方式，建议使用luc标记进行局部肿瘤负荷和颈淋巴结播散追踪。治疗周期通常为2–5周；若设计切除后复发研究，则需在肿瘤达到可视或可测水平后实施手术，并继续随访2–4周。检测指标包括原位肿瘤负荷、体重、进食情况、活体成像、颈淋巴结转移、Ki67、cleaved caspase-3和CD31。阳性对照常设置为顺铂、西妥昔单抗或顺铂联合放疗。该模型较皮下模型更贴近头颈局部场景，但由于缺乏完整免疫系统，更适合作为靶向药、化疗和局部给药平台。

4.2 同种原位模型

MOC1、MOC1-luc、MOC2和MOC2-luc常用于C57BL/6背景下的原位建模，适合免疫治疗、放疗联合、局部侵袭、颈淋巴结转移及肿瘤微环境研究。模型通常通过舌、口底或颊黏膜原位接种建立，建议采用luc标记追踪局部复发和淋巴结负荷，必要时可联合部分切除或局部放疗模拟临床场景。治疗周期通常为2–5周，若增加切除后复发设计，可在肿瘤形成后手术，再追加2–4周随访。检测指标包括局部肿瘤负荷、体重和进食情况、颈淋巴结转移、活体成像、Ki67、cleaved caspase-3、CD8、PD-L1和CD31。阳性对照可设为顺铂联合或不联合放疗、西妥昔单抗以及抗PD-1/PD-L1治疗；若开展放疗联合研究，可将放疗程序作为标准参照。总体来看，同种原位模型更接近头颈部真实微环境，尤其适合局部侵袭、免疫浸润、颈淋巴结转移和放疗增敏研究。其中，MOC1偏免疫热，MOC2侵袭性更强且偏免疫冷。

4.3 SCCVII原位补充模型

SCCVII可在C3H背景中建立原位模型，适合作为放疗和生物学研究的补充验证平台。该模型是经典的头颈鳞癌相关鼠瘤模型，适合放疗和放疗联合研究，但在当前免疫分型及结果解释方面通常不及MOC1和MOC2体系。若主模型已采用MOC1或MOC2，可将SCCVII作为放疗背景或品系差异的补充验证平台。

五、转移模型

头颈鳞癌转移模型主要用于回答三个问题，即药物是否可抑制局部残留后的复发、是否影响颈淋巴结播散，以及是否可减少肺等远处器官定植并延长生存。与许多实体瘤不同，头颈鳞癌研究中“局部复发加颈淋巴结转移”的优先级通常高于单纯肺转移。

5.1 切除后复发与颈淋巴结转移模型

MOC2-luc、MOC1-luc、FaDu-luc和CAL-27-luc适用于术后复发、淋巴转移、放疗联合和局部残留病灶研究。一般先建立舌或颊黏膜原位模型，在达到设定肿瘤负荷后进行部分切除或局部放疗，随后继续观察局部复发、颈淋巴结转移及肺转移；必要时可通过luc标记追踪微小残留病灶。完整研究周期通常为4–8周，包括建模、干预及切除或放疗后的随访阶段。检测指标包括局部复发时间、复发率、颈淋巴结转移率、肺转移结节数、活体成像、组织坏死与残留边缘情况以及免疫浸润谱。阳性对照可采用顺铂联合放疗、西妥昔单抗或PD-1/PD-L1抑制剂；若研究聚焦EGFR、MET或双抗方向，可增加对应靶向药物作为参照。该类模型较普通原位模型更贴近临床术后残留和放疗后复发场景，适合评估抗复发、抗转移和联合治疗效果。若研究重点为切除后复发或淋巴转移，通常优先选择MOC2-luc；若重点为免疫与放疗联合，则MOC1-luc更有优势；在人源验证方面，可选择FaDu-luc和CAL-27-luc。

5.2 实验性肺转移模型

MOC2、FaDu-luc和CAL-27-luc可用于实验性肺转移研究，主要适用于抗转移、抗定植和远处播散中后程研究。通常采用尾静脉注射或其他实验性播散方式建立模型，治疗周期一般为2–5周。检测指标主要包括肺结节数、肺重、活体成像、组织病理和生存情况。阳性对照可根据项目机制选择顺铂、EGFR靶向药物或免疫联合方案。该类模型优势在于周期较短、读出集中，但主要反映循环后定植过程，难以替代局部复发和颈淋巴结转移模型，因此在头颈鳞癌研究中更适合作为补充平台。

5.3 HPV阳性相关转移补充模型

若项目明确聚焦HPV阳性口咽癌的复发或远处播散，应优先采用HPV阳性背景下的原位或转移模型。对于HPV阳性项目而言，局部控制、放疗敏感性和免疫应答差异往往比单纯肺部定植更具研究意义。

六、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，因此在免疫治疗、放疗联合、肿瘤微环境重塑和细胞治疗研究中的优先级高于普通CDX模型。对头颈鳞癌而言，同种原位模型通常比同种皮下模型更具转化意义，因为舌、口底和颊黏膜的局部微环境、免疫浸润和淋巴引流在原位场景下更接近真实疾病状态。

6.1 同种皮下模型

MOC1和MOC2可在C57BL/6小鼠中建立同种皮下模型，适合免疫检查点研究、联合治疗筛选、肿瘤微环境早期评价和机制验证。一般采用同品系鼠源细胞皮下接种，待肿瘤体积达到约50–100 mm3后入组，治疗周期通常为10–21天。常用检测指标包括肿瘤体积、生存、体重、流式细胞术免疫分型、细胞因子及免疫组化结果。MOC1更适合免疫治疗及放疗联合研究；MOC2更适合低免疫反应和侵袭性策略验证。该模型适用于免疫治疗前期筛选，但若项目重点为局部复发、黏膜侵袭或淋巴转移，建议尽快升级至原位模型。

6.2 同种原位模型

MOC1-luc和MOC2-luc在C57BL/6背景中的原位模型适合用于免疫治疗、放疗联合、局部侵袭、颈淋巴结转移和术后复发研究。该类模型兼具器官微环境和完整免疫系统，是头颈鳞癌免疫与放疗研究中的高优先级平台。MOC1更适合免疫检查点抑制剂及放疗联合研究；MOC2更适合侵袭、低免疫反应、淋巴转移与复发问题。检测指标可包括原位肿瘤负荷、局部复发、淋巴结转移、生存、CD8/Treg比例、髓系细胞浸润、PD-L1及细胞因子等。若研究目标为免疫治疗或放疗联合，应优先考虑MOC1；若重点为侵袭、低免疫反应和淋巴转移，则MOC2更为合适。仅依赖皮下模型时，对头颈部局部微环境的外推能力有限。

6.3 放疗联合研究建议

放疗联合研究宜优先采用原位同种模型。其原因在于头颈局部黏膜、血供、炎症反应和免疫浸润均会显著影响放疗增敏和放疗联合免疫治疗的结果。若项目目标为放疗增敏、放疗后复发控制或放疗联合免疫，应优先选择MOC1或MOC2原位模型，并将局部复发与淋巴结转移纳入核心终点体系。

七、人源化免疫头颈鳞癌模型

人源化模型适用于回答普通CDX和同种模型难以充分回答的问题，特别适合TCE、CAR-T/NK、人源细胞因子、EGFR双抗、人源PD-1/PD-L1以及高度依赖人免疫效应的ADC项目。该类模型的主要价值在于关键节点验证，而不在于高通量筛选。

7.1 huPBMC加人源HNSCC细胞模型

该模型适用于短周期免疫治疗筛选，可搭配FaDu、CAL-27、UM-SCC-47和UPCI-SCC090等细胞。其特点是建模速度快，通常2–4周即可进入实验，适合短期免疫治疗、双抗、TCE和CAR-T/NK研究。局限在于异种移植物抗宿主病风险较高，治疗窗口较短，因此更适合短程药效观察和机制读数。检测指标包括肿瘤负荷、人免疫细胞重建率、hCD45、hCD3、hCD8、hNK、细胞因子以及细胞因子释放综合征和异种移植物抗宿主病风险指标。

7.2 huHSC加人源HNSCC细胞模型

该模型适用于长周期人免疫重建、机制研究和复杂联合策略验证。其优势在于免疫重建更加稳定，适合较长周期的免疫治疗、双抗和耐药研究；但建模准备时间较长、成本较高，且供者差异较明显。一般更适合候选药确认阶段，或用于解释复杂免疫机制时采用。

八、术后复发与微小残留病灶模型

当头颈鳞癌项目涉及局部复发、围手术期治疗、放疗后复发或微小残留病灶时，单纯皮下模型通常难以满足研究需求。更推荐使用舌、口底或颊黏膜原位模型，在原发灶达到可视或可测水平后进行部分切除，或先实施局部放疗，再继续观察局部复发、颈淋巴结转移和肺转移。常用模型包括MOC2-luc、MOC1-luc、FaDu-luc和CAL-27-luc。

此类模型尤其适合评价围手术期免疫治疗、放疗后维持治疗、抗复发药物、局部给药及微小残留病灶清除策略。若研究目标为术后残留病、放疗后复发或局部递药，应优先采用该类模型。推荐流程为：先建立原位肿瘤，再实施局部切除或放疗，随后持续追踪颈淋巴结与肺转移情况。该流程与临床复发转移性头颈鳞癌场景更加接近。

九、项目升级路径建议

9.1 EGFR、靶向药与ADC项目

建议路径为：皮下CDX早筛，随后采用原位模型验证局部微环境与侵袭行为，必要时进一步加入切除后复发或淋巴结转移模型。若项目聚焦EGFR、MET、TGF-β、ADC或双抗，应优先确认目标抗原表达的稳定性以及其在原位场景中的持续表达情况。

9.2 免疫治疗项目

建议路径为：先以同种皮下模型开展早期筛选，再通过同种原位模型验证局部免疫微环境，随后进入术后复发或淋巴转移模型评估场景外推，必要时再进入人源化模型。若项目涉及PD-1/PD-L1、CTLA-4、NKG2A、双抗、TCE或细胞治疗，建议至少设置一个同种皮下模型和一个同种原位模型，以提高结果解释的完整性。

9.3 放疗联合项目

建议路径为：先以皮下CDX或同种皮下模型进行前期排序，再通过原位同种模型确认放疗增敏效果，随后在切除后复发或放疗后复发模型中验证持续获益。若研究重点为放疗增敏、放疗联合免疫治疗或局部复发控制，应尽量将局部复发时间、淋巴转移率和生存纳入核心终点，而不应仅关注短期缩瘤结果。

9.4 HPV阳性项目

建议路径为：先建立HPV阳性皮下基础模型，再进入HPV阳性原位或免疫相关模型，必要时进一步进入人源化免疫模型。若项目明确针对HPV阳性口咽癌，不宜长期依赖HPV阴性模型进行替代研究。

9.5 术后复发与残留病项目

建议路径为：先建立原位原发灶模型，再实施手术切除或局部放疗，随后进入术后复发与微小残留病灶模型，并同步开展淋巴转移和肺转移追踪。该路径与真实临床问题更为接近。

十、检测指标与阳性药体系

10.1 通用检测指标

皮下模型的核心终点通常包括肿瘤生长抑制率、相对肿瘤体积、终点瘤重和体重。原位模型的核心终点包括原位肿瘤负荷、体重、进食情况、局部侵袭、颈淋巴结转移、活体成像和生存。切除后复发模型的核心终点包括局部复发时间、复发率、淋巴结转移率、肺转移、活体成像和生存。免疫模型的机制终点可包括CD8、Treg、髓系细胞谱、PD-L1和细胞因子，以及hCD45重建率。放疗联合模型还可增加局部坏死、残留边缘、MHC-I/PD-L1变化、肿瘤相关成纤维细胞及血管相关指标。

10.2 阳性药推荐

常规化疗和放疗研究中，常用阳性对照包括顺铂、5-FU及顺铂联合放疗。EGFR相关研究中，西妥昔单抗是常见参照药物。免疫相关研究中，可选抗PD-1/PD-L1治疗；在同种或人源化模型中，也可增加抗CTLA-4或其他免疫联合方案。对于EGFR/TGF-β、EGFR/LGR5、NKG2A等方向，可根据项目机制设置相应双抗或联合对照。总体而言，头颈鳞癌项目中的阳性药设置应与解剖场景、免疫场景和治疗方式相匹配。

十一、优势与局限

皮下CDX的优势在于标准化程度高、重复性好，适合早期筛选及药代药效研究；其主要局限在于缺乏头颈部黏膜微环境和真实淋巴引流。原位模型更接近临床局部器官环境，适合研究侵袭、颈淋巴结转移、局部给药和放疗，但操作复杂、通量较低，对体重和进食的影响也更明显。切除后复发模型更贴近术后残留和放疗后复发场景，适合复发控制和微小残留病灶研究，但研究周期较长，对手术操作和成像追踪要求较高。实验性肺转移模型周期较短、读出集中，适合回答远处定植问题，但难以完整反映头颈鳞癌的局部复发和淋巴播散过程。同种免疫完整模型保留完整免疫系统，适合免疫治疗和放疗联合研究，但鼠源肿瘤与人源肿瘤之间仍存在生物学差异。人源化免疫模型能够评价依赖人免疫系统的作用机制，但成本较高、系统噪声较大，并存在供者差异及异种移植物抗宿主病风险。HPV阳性专属模型更接近HPV相关头颈鳞癌的独立生物学特征，但可选模型数量较少，实验通量通常也低于HPV阴性常规模型。

总体来看，头颈鳞癌动物模型选择的关键在于研究问题与模型特征是否匹配。对于EGFR、MET、ADC和双抗项目，应优先保证靶标表达与原位场景的一致性；对于免疫治疗和放疗联合项目，应提高完整免疫系统与局部微环境的权重；对于术后复发和淋巴转移项目，应优先采用原位切除后复发模型；对于HPV阳性项目，应建立独立的研究路径。建议整体采用“皮下早筛—原位验证—复发与转移深化—免疫确认”的递进式路线，以提高模型结果对临床开发的支持价值。