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血癌之人源化腫瘤動物模型:急性骨髓性白血病

2017-09-21

我們過去有不少的文章探討了人源化腫瘤動物模型的好處,這些模型主要來自於實體的腫瘤。但是也可以用來研究血癌。

成人急性白血病中最常見的就是急性骨髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia, AML)。一般是化療來治療,雖然能夠緩解卻不能治癒該疾病。由於缺乏AML模型,因此在研究白血病以及研發新的療法的過程中遇到了許多困難。

這篇文章將介紹AML人源化腫瘤動物模型的發展以及可以從這類模型中預期哪些成果。

如何製作一個AML人源化腫瘤動物模型?

骨髓樣本是從AML確診病患身上取得。單核細胞像是NOD/SCID等,被分開來後會被植入已接受照射的老鼠內,並每周觀察白血病細胞(CD45+)的外觀,通常約四周就可以觀測到變化。

原生的P0老鼠細胞可以重複植入到不同的老鼠中,製作穩定的AML模型。模型細胞也可以利用液態氮冷凍,需要使用的時候再解凍。

AML人源化腫瘤動物模型的特性

比起實體腫瘤的人源化腫瘤動物模型,血癌與AML人源化腫瘤動物模型可以透過線上數據庫來歸類與儲存數據,幫助研究員選擇需要的模型。

首先需要收集病患的資料,例如年齡、性別、人種、以及人源化腫瘤動物模型資料庫中不同的疾病亞型。而像是首次驗血結果、骨髓型態、治療病患的方法以及反應等訊息也都會被記錄。

研究會紀錄病患免疫表型訊息與突變,之後便可以與人源化腫瘤動物模型抗原表達和基因分析比較,來確認原始疾病有完整複製過去。

多元的AML人源化腫瘤動模型表型

由於需要依賴模型亞型以及人源化腫瘤動物模型疾病,現有的模型可以用來觀察多元的AML表型,包含了骨隨模型和能夠顯示外圍器官和脾臟腫大的人源化腫瘤動物模型。

免疫組織化學染色法可以用來呈現hCD45陽性細胞滲入至像是骨頭、脾臟、肺、肝等器官。

標靶藥物研發所需要的突變樣本

當AML療法往客製化藥物與標靶治療發展,就會需要用到臨床AML環境中發現的一般突變的模型。研究員認為AML白血病體壁基因的改變是因為:

  • 一級突變啟動了增值途徑
  • 二級突變損害的正常造血分化,使白血病病發

一級突變包含了 (1):

  • FLT3 (內部串聯重複, ITD和酪氨酸激酶主體突變, TKD): 約有28%的案例
  • K/NRAS: 約12%
  • TP53: 約8%
  • c-KIT: 約4%

二級突變包含了 (1):

  • NPM1: 約27%
  • CEBPA: 約6%

第三級的突變近期也出現下游效應在細胞分化與增值中,包含表觀遺傳修飾中的突變(IDH1、IDH2、以及DNMT3A)。

人源化腫瘤動物模型的突變組合可用在臨床實驗,也是次世代AML標靶藥物的研發計畫中不可或缺的一塊拼圖。

模型必須能夠完全表現人類症狀

過去的紀錄顯示,市面上有的模型都屬於暫時性的,無法透過路徑傳遞,也缺少疾病症狀與死亡樣本。即使這些模型能夠反應出的總量,他們的功能還是有限的,從病患的來源到無法再生使用,因此研究最好能在第一次就完成。

可連續移植的模型也被研發用來顯示常見的白血病症狀與計算死亡數,代表著它們更能夠在臨床錢藥物研發中表現出人類會有的症狀。這些都是為了全方面研究AML的疾病情況必須擁有的。

永遠需要驗證模型

有如其他的腫瘤模型,AML模型也需要經過嚴格的把關及驗證,通常是透過短串聯重複的指紋基因驗證,以及監測多個穩定成長通路。

雖然沒有將AML人源化腫瘤動物模型的所有功能列出來,但可以提供研究員對於該疾病研究一個很好的開始。

參考:

  1. De Kouchkovsky and Abdul-Hay. Acute myeloid leukemia: a comprehensive review and 2016 update. Blood Cancer J 2016;6(7): e441.

Topics: Oncology