HIV小鼠模型具有几项优势，如小鼠价格低廉、繁殖力强且饲养用空间较小、实验可重复性高。但HIV小鼠模型的成功建立具有几大屏障。首先，虽然小鼠和大鼠是许多HIV相关反转录病毒的宿主，但啮齿动物细胞不能感染HIV病毒。人们试图建立可感染和传播 HIV的基因工程小鼠模型的努力也仅获得了部分成功。大鼠能够稳定表达人类CD4和 CCR5，两者分别是HIV-1的主要受体和辅助受体。转入cyclin T1基因后能够提高HIV基因的表达，但HIV感染大鼠的障碍仍然存在。

国内外研究者建立了一系列人造血干细胞异体移植免疫缺陷小鼠模型。人体造血干细胞异体移植模型要求移植的动物具有完整的免疫缺陷，不易发生免疫逃逸(immuneescape)，能高效的移植人造血细胞，又有足够长的寿命适于移植后观察。现就免疫缺陷小鼠模型的发展概况进行介绍：

1.Nu小鼠与BNX小鼠  1971年，Pantelouris等将正常的及白血病人的干细胞移植入受照射无胸腺裸鼠(nu/nu)体内。由于这些小鼠仍带有B细胞、补体以及自然杀伤(NK)细胞，对人体细胞具有排斥反应，实验仅取得了部分成功。

与Nu小鼠相比，合并3种隐性突变bg(beige)、nu(nude)和xid(X相关的免疫缺陷)的BNX小鼠是一种免疫缺陷更严重的小鼠。在BNX小鼠的微环境下，虽然移植的人干细胞能产生B细胞、髓系细胞和胸腺外的人T细胞，但是必须将人原代间充质干细胞与造血干细胞(HSC)共培养才能促进其移植效率，且必须向BNX小鼠中补充IL-3等人细胞因子才能使人血细胞向多系分化，而且BNX小鼠会发生小鼠B细胞成熟逃逸，因此在用作人干细胞移植受体之前，每个BNX小鼠还须经逃逸筛查，这些缺陷限制了BNX小鼠在人源化小鼠构建中的应用。

2. SCID小鼠  SCID小鼠也叫重症联合免疫缺陷综合征小鼠。1983年，Bosma等首次报道了SCID等位基因突变的C.B-17免疫缺陷小鼠。一系列实验表明，SCID小鼠是更合适的人干细胞移植宿主。SCID基因突变妨碍了T细胞受体基因及免疫球蛋白基因的重排，导致T、B淋巴细胞不能分化为功能性淋巴细胞。SCID小鼠由于缺乏正常的小鼠T、B淋巴细胞，为人类淋巴系统在其体内的移植提供了可能。在生长发育过程中，SCID小鼠的免疫系统可以恢复部分功能，这种功能的恢复是由于后天的饲养条件所致，与遗传因素无关，这种现象称为渗漏现象。由于T、B淋巴细胞的缺失，导致SCID小鼠的NK细胞数量与功能代偿性增强，使得移植入PBMC后在小鼠体内不易存活，有文献报道通过NK细胞特异性单克隆抗体可以选择性清除小鼠体内的NK细胞，但骨髓向外周血中不断补充的NK细胞使得这种方法维持的时间较短，可通过CTX有效抑制骨髓造血，从而减少小鼠体内NK细胞数量，增加移植成功率。

将富集人造血干细胞的骨髓、脐血或GCSF动员的外周血静脉注射经Gy照射的SCID小鼠，在小鼠身上再植人造血系统。这一模型被称为SCID再植细胞(SCID repoulating cell, SRC)模型。自1988年McCune等报道了用SCID免疫缺陷小鼠作为宿主移植人干细胞开始，许多研究者开展了一系列应用SCID小鼠研究人造血干细胞的表型和分化、基因治疗方案及人T细胞分化的研究，如研究者将胎儿胸腺和胎肝组织或将人外周血单核细胞移植到 SCID小鼠体内构建的SCID-hu(Thy/Liv)或hu-PBL-SCID人鼠嵌合模型。

SCID-hu(Thy/Liv)模型能够较真实的模拟HIV-1感染人胸腺后的状况，是研究HIV-1体内感染较成功的嵌合体小鼠模型。SCID-hu(Thy/Liv)模型的构建使得在小型动物体内研究HIV的致病机制、临床前评价各种先导药物的体内抗HIV活性、评价新的治疗方案及寻求合适的基因治疗等成为可能，为在体内研究人造血系统和免疫系统的病理生理功能及人干细胞基因治疗提供了有力的工具。该模型的局限性在于嵌合的人源细胞类型及人细胞向移植组织外扩散均较少，且因SCID突变小鼠仍残存有N K细胞、补体及髓系细胞的正常免疫，一小部分周龄较大的SCID小鼠会发生免疫逃逸。另外，SCID小鼠的放射修复缺陷使其对电离辐射的敏感性较野生型小鼠高两倍以上。因此，只有经亚致死剂量Gy照射的 SCID小鼠才可能移植成功。并且，为克服SCID小鼠残余免疫细胞的排斥作用，要求同时移植较大剂量的人干细胞和细胞因子。一般情况下，SCID小鼠移植率较低，移植后骨髓内只有0.5％～5％的细胞为移植的人造血细胞，同时，由于人干细胞缺乏对小鼠细胞因子的交叉反应，因此不能利用小鼠的造血细胞因子。

目前对SCID小鼠进行人源化的方法包括人胎肝的移植、脐血干细胞的移植以及外周血单个核细胞的移植等，其中人外周血单个核细胞移植由于操作简单易行而备受欢迎。但移植后人淋巴细胞在小鼠体内的存活时间、是否能有效发挥正常的免疫应答功能是免疫重建的关键。

3.NOD-SCID小鼠  研究者将SCID小鼠与不同品系小鼠回交，希望藉此实现人干细胞移植率的突破。Hesselto等对SCID小鼠与不同遗传背景品系的小鼠回交的后代进行了评价，如CB217-SCID、C3H/He J-SCID、C57BL/6J-SCID、N K1.1缺失的C57BL/6-SCID、DBA/2-SCID和NOD/SCID小鼠。实验结果表明，NK细胞活性缺失小鼠(NK-depleted C57BL/6J- SCID小鼠)、溶血补体缺失小鼠(DBA/2-SCID)或巨噬细胞功能缺失小鼠(C3H/He J- SCID小鼠)不能增加人干细胞的移植率，C57BL/6J-SCID小鼠移植率与CB217-SCID小鼠移植率类似，而NOD/SCID小鼠的人外周血移植率较其他遗传品系SCID小鼠高5～10倍。目前NOD/SCID是人造血细胞研究中应用最广、最为重要的异体移植模型。研究人员将固有性人胎肝造血CD34+细胞移植到移植有人类胚胎胸腺和肝组织的(Thy/Liv)的NOD- SCID小鼠体内得到BLT(骨髓、肝、胸腺)嵌合体小鼠，BLT小鼠具有人类免疫系统的特征，在其所有组织中都表达有人类T细胞样细胞，包括肝、肺、消化道黏膜和雌性生殖系统。

Shultz等发现，NOD/SCID小鼠比SCID小鼠的残留免疫细胞少，并且因为NOD/SCID小鼠缺乏T细胞和B细胞免疫，因此不会发生自身免疫性糖尿病，同时清洁NOD/SCID小鼠的NK细胞水平较低。因此，NOD/SCID小鼠对正常及白血病细胞移植水平比SCID小鼠要高。更重要的是它还可实现低数量细胞、纯化正常CD34+细胞或其亚群的移植。

NOD/SCID小鼠是一种T、B淋巴细胞及NK细胞联合免疫缺陷小鼠，在髓系的发展和功能方面均有缺陷，并且缺乏补体C5不能激发经典或旁路的补体活性但其骨髓造血微环境及造血基质完整无损，故能支持异基因细胞的植入和生长。Wulf-Goldenberg等发现大约有1.5％的人源性细胞在注射后的20min内黏附在不同组织器官的血管内皮，含量最多的是在骨髓、脾和肝。研究表明造血干细胞可高度选择性地定居在骨髓等造血组织，并与造血微环境特异结合，进行增殖分化，重建造血功能，并且这是一个主动性过程，一般在移植后在髓外经过多次迁移最后大约在24h内完成，这一过程称为归巢。

NOD/SCID小鼠存在一些不足：首先，绝大多数NOD/SCID小鼠8周时会因胸腺淋巴瘤而死亡，使移植研究观察不能超过6～7周，从而限制了长期移植研究。其次，SCID突变将极其极端的辐射敏感性传递给NOD/SCID小鼠。400 rad的γ射线可导致造血缺陷和死亡。再次NOD/SCID小鼠中人造血干细胞移植的微环境并不清楚，很可能大部分为小鼠源性的。这种情况下，非特异性交叉反应会造成细胞问相互作用以及细胞与黏附因子之间的相互作用缺乏，进一步阻碍人造血干细胞的移植和发育。最后，虽然NOD/SCID小鼠具有许多天然免疫缺陷，但仍表现出低水平的NK细胞活性与不同的主要组织相容性位点。

为了克服Hu-SRC-NOD-SCID模型中干细胞增殖分化所需细胞因子缺乏种属间交叉反应的限制，将转人类SCF、IL23和GM-CSF基因的BALB/c小鼠与NOD-SCID小鼠进行回交，这些转基因动物能提供部分人造血干细胞发育分化所需细胞因子。

4.NOD/SCID-β-2m null  为获得更好的异种移植受体，人们通过基因敲除技术建立几种新的免疫缺陷小鼠。但经Gy照射的Rag22、Rag22/β-2m以及Rag22/ζ-chain基因敲除小鼠均不能有效移植或仅能低效移植人干细胞，它们作为移植受者不如SCID小鼠。

为敲除免疫缺陷小鼠的主要组织相容性(MHC)位点，将μ-2m null小鼠与NOD/SCID小鼠回交。因缺乏MHC的Ⅰ类分子表达所需要的β-2m基因，NOD/SCID-β-2m null小鼠缺乏小鼠MHCⅡ类分子的表达，致使小鼠N K细胞活性低至难以检测。与NOD/SCID小鼠相比， NOD/SCID-β-2m null小鼠的人外周血造血干细胞移植效率高5～10倍。因此，有报道认为 NOD/SCID-β-2m null小鼠是较NOD/SCID小鼠更佳的移植模型。但NOD/SCID-β-2m null小鼠也存在两个局限，一是N K细胞活性缺失可能导致胸腺淋巴瘤的发生率增高，且较NOD/ SCID小鼠发生时间提前；二是NOD/SCID-β-2m null小鼠较NOD/SCID小鼠对射线更敏感。因此人们认为NOD/SCID-β-2m null小鼠是目前最佳的短期移植模型。

5.NOD/LtSz-Rag1 null和NOD/Lt-Rag2 null小鼠  将重组活化基因(recombination activating gene, Rag1)与NOD/LtSz小鼠回交10次，获得NOD/LtSz-Rag1 null小鼠。NOD/LtSz-Rag1 null小鼠缺乏成熟T细胞和B细胞，NK细胞活性低。与NOD/SCID小鼠相比，NOD/LtSz-Rag1 null小鼠平均寿命较长，发生胸腺淋巴瘤的时间较晚，不会随着年龄的增加发生免疫逃逸，可耐受更高剂量射线并缺乏血清IgG。NOD/LtSz-Ragl1 null小鼠对人淋巴细胞、外周血单个核细胞和造血干细胞移植率与NOD/SCID小鼠相仿。为进一步提高小鼠模型的人干细胞移植效率，以NOD/LtSz-Rag1 null品系为基础的其他品系也在进一步研究中。例如，外周血单个核细胞移植后，人T细胞CD4：CD8比例在NOD/LtSz-Rag1 null小鼠中约为0.5：1，在 Nod/LtSz—SCIDβ2-m null小鼠中约为2：1，而后一比例与人外周血中T细胞亚群正常比例更为接近。因此有研究将β-2m null等位基因回交到NOD/LtSz-Ragl null遗传背景，以期得到功能更佳的小鼠模型。

最近，研究者将脐血或胚肝CD34+干细胞移植到Rag2-/- γ-/-小鼠体中，人类免疫细胞可持续性扩增。HIV-1病毒在该小鼠的感染期可持续一年以上。

6. NOD/SCID/γc小鼠  NOD/SCID/γc null SCID突变和interleukin2-Rγ(IL2-Rγ)等位基因突变(γc null)的双重纯合突变小鼠，它是将NOD/Shi-SCID小鼠和C57B/6J-γc null经八次回交产生的。抗asialo GM1抗体处理的NOD/Shi-SCID小鼠、NOD/SCID/β2m null小鼠与NOD/SCID/γc null小鼠的NK细胞活性相同，将人脐血CD34+干细胞移植入NOD/SCID/γc null小鼠，在小鼠外周循环系统、脾和骨髓的移植率显著高于asialo GM1抗体处理的NOD/ Shi-SCID小鼠及NOD/SCID/β2m null小鼠。另外，在人造血细胞移植NOD/SCID/γc null小鼠模型中还观察到多系分化的现象。进一步实验发现，仅1×100的CD34+细胞就能成功移植 NOD/SCID/β2m null品系小鼠，并多系分化。这表明NOD/SCID/γc null小鼠是人干细胞异体移植更优的动物模型。

这些人源化小鼠模型存在许多不足，首先，绝大多数免疫缺陷小鼠寿命较短，不适于病毒感染后的观察。其次，这些小鼠中人造血干细胞移植的微环境并不清楚，可能大部分为小鼠源性的，他们缺乏多系人类造血细胞形成能力和人类功能性免疫系统。这种情况下，非特异性交叉反应将造成有效的细胞间相互作用及与合适的黏附分子之间的相互作用缺乏，进一步阻碍人造血干细胞的移植和发育。最后，这些免疫缺陷小鼠仍表现出低水平的免疫细胞活性，通常不具备完全的免疫缺陷，随年龄的增加会发生免疫逃逸。