Hepa 1-6:小鼠肝细胞癌模型

作者:

Sumithra Urs,博士 | 科研科学家

日期:

2018年10月

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肝细胞癌(HCC)是一种侵袭性恶性肿瘤,其发病率逐渐上升,全世界有100万人受到影响,目前是世界上与癌症相关死亡的第三大主要原因。[1,2] 在亚洲和非洲,由于乙型和丙型肝炎病毒的高度流行,HCC的患病率最高,这很容易导致慢性肝病和随后的HCC的发生。[1]在西方人群中,丙型肝炎、酒精性肝硬化和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是主要病因。虽然早期的HCC治疗选择包括手术切除、肝移植、化学/放射栓塞和射频消融,但晚期HCC的标准治疗方法是靶向疗法(索拉非尼和雷戈拉非尼)、放疗和化疗(阿霉素、5-FU和顺铂)。[3]许多针对不可切除或晚期HCC的单药或联合免疫疗法、单克隆抗体或溶瘤病毒疗法的临床试验正在进行中。[1-4]这些疗法已证明可缩小肿瘤并改善了生存率,但根据既往病情的治疗结果无法治愈,例如肝炎、肝硬化或非酒精性脂肪肝(NAFLD)。因此,对更好的治疗方案的需求不断增长。为了在临床前平台上评估新型疗法,科文斯建立了同系HCC模型Hepa 1-6。

Hepa 1-6是源自BW7756肝癌肿瘤的鼠类肝癌,在C57L/J小鼠中自发出现,与大多数化学转化或诱导品系的肝癌模型(BNL、A.7R.1、MH-129、MH134和MH-22A)形成对比。在具有免疫能力的小鼠中建立的Hepa 1-6肿瘤模型代表了临床前对免疫疗法进行测试的相关模型。

在此模型聚焦中,我们提供了关于Hepa 1-6肿瘤模型生长动力学的体内数据;以及对检查点抑制剂单药或与联合局灶放射治疗的反应。我们在其亲本C57L/J品系(缅因州巴港的The Jackson Laboratories限量提供)和更易于获得的组织相容性C57BL/6品系中测试了此模型。

 

Hepa 1-6生长参数

皮下植入后的生长动力学表明,该模型在两种小鼠品系中均成功建立(图1)。 肿瘤的中位倍增时间约为5-6天,体重无不利变化(数据未显示)。这种稳定的生长速度带来三周的治疗窗口以评估抗肿瘤反应。

图1:C57L/J和C57BL/6小鼠中的Hepa 1-6肿瘤生长动力学。
图1:C57L/J和C57BL/6小鼠中的Hepa 1-6肿瘤生长动力学。

 

Hepa 1-6肿瘤免疫特征

为了了解Hepa 1-6肿瘤的免疫特征,通过流式细胞术分析了基线免疫成分,如图2所示。为C57L/J品系中体积生长至约750-1000mm的五个未经治疗的Hepa 1-6肿瘤建立了免疫特征3。 肿瘤的CD45+细胞数量相对较高(平均约60%),其中T淋巴细胞(CD8+ T细胞和CD4+ T辅助细胞)得到中度代表(平均值分别约为11%和6%)。髓样细胞主要由G-MDSC(平均约为30%)代表,其次是M-MDSC(平均约为11%)。 肿瘤微环境中的CD8+ T细胞浸润提示存在免疫应答或“温性”肿瘤模型。

图2:C57L/J小鼠的基线Hepa 1-6肿瘤的免疫特征。
图2:C57L/J小鼠的基线Hepa 1-6肿瘤的免疫特征。

Hepa 1-6对检查点抑制剂的反应

在已确定荷瘤(平均肿瘤体积约100mm3)、使用检查点阻断抗体(抗mPD-1、抗mPD-L1和抗mCTLA-4)治疗的C57BL/6小鼠中评估Hepa 1-6对免疫调节剂的反应。对照、空白对照(PBS)和同种型(大鼠IgG2b克隆LTF-2)显示出相当的生长动力学(图1)。单药检查点抑制剂抗mPD-1和抗mCTLA-4引起强烈反应,导致肿瘤完全消退(CR)和100%无肿瘤幸存者(TFS )。抗mPD-L1治疗在一部分动物中也产生了良好的反应,导致CR和5/10 TFS(图3)。相对于对照动物,用检查点抑制剂抗体进行的治疗与体重的任何重大变化均不相关(数据未显示)。对免疫疗法的反应有力地支持了Hepa 1-6肿瘤在免疫学上的“热性”特征。

图3:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对检查点抑制剂的反应。
图3:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对检查点抑制剂的反应。

 

对局部放射治疗的反应

临床上,非转移性肝癌患者接受一种或多种肝定向治疗(LDT),例如放射治疗(RT)或立体定向体部放疗(SBRT)。[5] RT可以导致肿瘤缩小并改变肿瘤微环境,形成有利的抑癌环境。为了测试Hepa 1-6肿瘤对RT的反应,我们使用了小型动物放射研究平台(SARRP;Xstrahl)将局部放射光束传输至目标部位。 对C57BL/6小鼠的皮下Hepa 1-6肿瘤测试了5和10Gy的局部放射剂量。治疗显示剂量依赖性反应,并导致>20天的肿瘤生长延迟(TGD)和无肿瘤幸存者(分别为2/10和8/10)(图4)。  5Gy剂量可提供中等的单药治疗反应,并具有较长的生存期,建议用于未来的联合研究。

图4:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对放疗的反应。
图4:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对放疗的反应。

Hepa 1-6对索拉非尼的反应

索拉非尼是一种多酪氨酸激酶抑制剂,可阻断Raf激酶、Src、VEGF和PDGF受体的活性,被用作肝癌患者的一线治疗药物,已在Hepa 1-6肿瘤上进行了测试。治疗导致肿瘤生长延迟25.4天,并延长了总生存期,但未产生TFS(图5)。这些结果与临床研究的结果相当,临床研究显示部分反应将中位总生存期从对照组的7.9个月延长至治疗组的10.7个月。[1]

图5:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对索拉非尼的反应。
图5:C57BL/6小鼠Hepa 1-6肿瘤对索拉非尼的反应。

 

这些初步数据表明,HCC的Hepa 1-6模型具有良好的免疫特性,可以用作可靠的临床前免疫肿瘤学模型。 我们的数据支持该模型在研究免疫治疗剂作为单药疗法或联合放疗、小分子、标准护理和其他新型疗法方面的使用。请联系科文斯,咨询我们的科学家,了解Hepa 1-6可如何用于您的下一次免疫肿瘤学研究。

 

联系我们

[1]Medavaram, S和Zhang Y,2018。晚期肝细胞癌的新兴疗法。 Exp Hematol Oncol 7:17.

[2]Llovet JM、Montal R、Sia D和Finn RS, 2018。肝细胞癌的分子疗法和精准医药。Nat Rev Clin Oncol. doi: 10.1038/s41571-018-0073-4. [印刷版之前的电子版] PMID:30061739.

[3]Pinter M和Peck-Radosvljevic M. 2018。综述文章:肝细胞癌的全身性治疗。2018. Aliment Pharmacol Thera,23年7月。 doi: 10.1111/apt.14913. [印刷版之前的电子版] 评论。 PMID: 30039640.

[4]Waidmann O. 2018. 肝细胞癌免疫治疗的最新进展。Expert Opin Biol Ther. 8月;18(8):905-910。

[5]Chaub SK等人,2018. 立体定向体部放疗治疗肝细胞癌:当前趋势和争议。癌症研究与治疗技术 17:1-19。


注意:研究是根据适用的动物福利法规在AAALAC认可的研究中心进行的