当今，科学界仍利用活体动物（约95%以上为小鼠）构建肿瘤模型，研究癌症的发生、发展及转移机制，发现更有效的诊断和治疗癌症方法[1]。与所有动物实验一样，肿瘤动物模型同样要遵守“3R原则”，将对动物的不良影响降到最低。不同类型肿瘤（如实体瘤、造血/淋巴系统肿瘤或腹水性肿瘤等）的模型动物遭受着不同的疼痛/痛苦。对实体瘤而言，肿块会影响动物正常生理功能，或由于占位而引起疼痛；肿瘤部位发生溃疡或感染；肿瘤侵入周围组织，造成生理功能紊乱或疼痛。

肿瘤负荷（tumor burden）是讨论实体瘤时常用到的术语。美国国家癌症研究所对肿瘤负荷（人体）定义是，指人体中癌细胞的数量、肿瘤的大小或癌症病灶的总量。动物实验中，肿瘤负荷应限制在最低程度，可用肿瘤重量或大小描述。一旦治疗效果被证明有效，有统计学意义，动物实验就应终止。肿瘤负荷是确定动物人道终点的重要指标之一。肿瘤负荷常通过肿瘤质量或大小来表示。国际上，一篇2011年发表于《自然》杂志的论文因实验肿瘤直径超过动物福利准则规定的1.5厘米（达到1.5厘米即为人道终点）而在2015年被撤销论文中的部分数据。在国内，也有论文因小鼠肿瘤过大而遭到质疑。治疗性研究在设计时就应避免对对照组动物肿瘤尺寸的要求过大。

不同国家对肿瘤负荷的要求

不同国家对允许动物最大的肿瘤负荷有一定的规定[2-5]，见表1。各机构IACUC也可以此为基础，制定相应的要求。肿瘤重量和肿瘤大小具有一定的换算关系，以加拿大CCAC要求为例，肿瘤负荷不应超过动物正常体质量的5%，治疗性研究中不应超过10%。肿瘤负担“超出10%正常体质量”对25g小鼠约相当于直径17mm的肿瘤，对250g大鼠相当于直径35mm肿瘤。位于动物体表的实体瘤大小可用游标卡尺测量，位于体内的实体瘤可通过B超、动物活体荧光显像、micro-CT和MRI显像等方法测量，或在动物安乐死后进行尸检测量。 

表1 不同国家对肿瘤动物模型肿瘤负荷的要求

注：d指直径，但由于肿瘤不一定为规则球体，故 d指任何方向的直径长。 

肿瘤大小的测量和估算

动物体表实体瘤并不一定是规则形状，故在活体动物中描述肿瘤负担往往为估算值。某些研究用直径（d）描述肿瘤大小，而某些研究用体积（V）描述。用游标卡尺测量浅表肿瘤大小是传统和较为容易的方法（见图1），测量偏差可通过由同一名训练有素的测量人员参与整个过程来控制。加利福尼亚大学洛杉矶分校医学院Mary M. Tomayko 和 C. Patrick Reynolds 于1989年发表论文，文中介绍的肿瘤测量方法和多种体表肿瘤大小的估算公式被广泛使用[6]（见图2），其中较为简化的公式：V = (W2 × L)/2常被使用。

图1 游标卡尺（来自网络）

图2 皮下肿瘤测量方法说明。用卡尺测量长度（L，尺寸长的维度），宽度（W，尺寸较短的维度，垂直于长度所在平面，平行于动物身体平面）和高度（H，肿瘤上边界与动物身体之间的距离）

目前评估动物体内原位癌、全身性系统性淋巴肿瘤或转移瘤的肿瘤负荷还具有一定难度和挑战性。通过少量动物预实验对了解肿瘤转移模式和动力学、预测临床症状和确定人道终点很重要。生物标记物和循环系统中的癌细胞可用于评估淋巴瘤和白血病的肿瘤负担，实时成像也是一种非常有价值的辅助方法。适当的生化和病理学指标、人为设计的报告系统或成像技术都可应用于肿瘤发展过程的监测。

参考文献

1. Guidelines for the welfare and use of animals in cancer research. British Journal of Cancer (2010) 102, 1555 – 1577.

2.Guidelines on: choosing an appropriate endpoint in experiments using animals for research,teaching and testing．CCAC,1998.

3.Guidelines for endpoints in animal study proposals．NIH,2019.

4. UKCCCR Guidelines for the Welfare of Animals in Experimental Neoplasia (Second Edition). UKCCCR ,1997.

5. 动物实验人道终点评审指南（RB/T 173-2018）

6. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice. Cancer Chemother Pharmacol (1989) 24: 148-154.