ICS11.100CCSC04T/GDPMAGuidelinesforpreparationandapplicationofhumandiseasemodel（本稿完成時間：2024-8-30）廣東省精準醫(yī)學應(yīng)用學會發(fā)布I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4疾病模型制備 4.1制備原則 4.2細胞模型制備 4.3類器官模型制備 4.4動物模型制備 4.5異種移植模型制備 4.6其他模型制備 5質(zhì)量控制 5.1質(zhì)控原則 5.2細胞模型制備 5.2.1流程 5.2.2質(zhì)量檢測指標 5.3類器官模型制備 5.3.1流程 5.3.2質(zhì)量檢測指標 5.4動物模型制備 5.4.1流程 5.4.2質(zhì)量檢測指標 5.5異種移植模型制備 5.5.1流程 5.5.2質(zhì)量檢測指標 6疾病模型應(yīng)用 6.1應(yīng)用原則 6.2模型獲取數(shù)據(jù)的評估 6.3細胞模型應(yīng)用 6.4類器官模型應(yīng)用 6.5動物模型應(yīng)用 6.6異種移植模型應(yīng)用 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件廣東省精準醫(yī)學應(yīng)用學會提出并歸口。本文件起草單位：中山大學、廣東省醫(yī)學實驗動物中心、合肥中科普瑞昇生物醫(yī)藥科技有限公司、創(chuàng)芯國際生物科技（廣州）有限公司、廣東萊迪生物醫(yī)藥研究院有限公司、珠海貝索細胞科學技術(shù)有限公司、廣東省人民醫(yī)院、廣東省實驗動物監(jiān)測所、中山大學附屬第一醫(yī)院、中山大學中山眼科中心、中山大學附屬第五醫(yī)院、南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院、南方醫(yī)科大學中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院、暨南大學附屬第一醫(yī)院（廣州華僑醫(yī)院）、華南農(nóng)業(yè)大學、廣州醫(yī)科大學、廣東藥科大學。本文件主要起草人：黃朝峰、黃冰、劉忠華、肖長虹、李剛、王剛、李亮平、戴麗軍、蘇喬、霍永良、鄧初夏、袁友朋、張鈺、費繼鋒、楊蜀嵐、裴中、李文德、盧麗、李舸、鄺少松、陳文禮、饒子亮、李永超、朱宇、嚴家榮、樓彩霞、劉科、余文蘭、陳恩生、左芳芳、趙廣銀、任濤、陳程、黃濤、胡潔、楊劍鋒。隨著現(xiàn)代生物學和醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展，人類疾病模型的制備技術(shù)也在快速發(fā)展，從單純的選育模式動物，發(fā)展到基因修飾模型、人源化模型、細胞與類器官模型、體外器官重建模型、數(shù)字化模型、混合模型等。任何疾病模型僅能模擬出人類疾病的部分臨床表現(xiàn)和病理生理過程。不同的研究目的也對使用的疾病模型提出了差異明顯的個性化需求。為了使制備的模型能更精準再現(xiàn)所研究的人類疾病臨床特點，最大化地實現(xiàn)科學研究結(jié)果的可重復(fù)性，有必要對人類疾病模型的制備過程制訂本文件。目前行業(yè)內(nèi)對疾病模型制備與應(yīng)用尚未達成共識，這將影響著疾病模型精準應(yīng)用的行業(yè)發(fā)展。本文件基于已有的經(jīng)驗，并結(jié)合技術(shù)發(fā)展方向，制定的人類疾病模型制備與應(yīng)用原則性和引領(lǐng)性的規(guī)范，以期為模型生產(chǎn)者和使用者提供技術(shù)指導(dǎo)，規(guī)范和推進人類疾病模型精準應(yīng)用事業(yè)的發(fā)展。。1人類疾病模型制備與應(yīng)用指南本文件界定了關(guān)于人類疾病模型（以下簡稱疾病模型）制備與應(yīng)用的術(shù)語和定義，并給出了疾病模型制備、質(zhì)量控制、疾病模型應(yīng)用指南。本文件適用于醫(yī)學從業(yè)人員及機構(gòu)開展疾病模型制備與應(yīng)用，其他相關(guān)技術(shù)的從業(yè)人員和機構(gòu)參考使用本文件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/GDPMAA0009-2022人類疾病模型技術(shù)體系3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1細胞模型cellmodel以單細胞為主要特征的一類模型總稱，包括但不限于來源于正?；蛘弋惓＝M織的原代細胞、經(jīng)過連續(xù)培養(yǎng)已經(jīng)成系的細胞系、經(jīng)過遺傳修飾或者基因工程改造的細胞克隆、經(jīng)過表型篩選的細胞克隆、經(jīng)過誘導(dǎo)分化形成有新的表型特征的細胞克隆、其他利用不同技術(shù)或者多種技術(shù)聯(lián)合建立的具有獨特表型特征的細胞系或者細胞克隆。3.2類器官模型organoidmodel作為多種疾病臨床指導(dǎo)個性化用藥的體外模型，可應(yīng)用在干細胞與發(fā)育、再生醫(yī)學、疾病研究、藥物開發(fā)和精準醫(yī)療等多個方面。一般分為干細胞誘導(dǎo)分化類器官和腫瘤類器官兩大類。3.3動物模型animalmodel醫(yī)學科學研究中建立起來的模擬人類疾病表現(xiàn)的實驗動物，用于研究人類疾病的常用手段和有效的實驗材料。注1：動物模型包括線蟲、果蠅、斑馬魚、蠑螈、小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、羊、豬、猴等標準化實驗動物和常用實驗用動物，同時也不斷有新的野生動物注2：按照動物模型的成模方式，動物模型可分為自發(fā)性動物模型、誘發(fā)性動物2注3：按疾病系統(tǒng)，動物模型可分為心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、感官系統(tǒng)等動物模型，還包3.4異種移植模型xenograftmodel將異種（包括人體）的原代細胞或組織移植到免疫缺陷動物體內(nèi)，依靠動物提供生長環(huán)境而建立的動物模型。4疾病模型制備4.1制備原則4.1.1疾病模型載體符合倫理規(guī)范。如動物模型要遵循動物福利與“3R”原則，即Replacement（代替）、Reduction（減少）和Refinement（優(yōu)化），細胞與類器官模型、異種移植模型如涉及人類標本應(yīng)符合人體組織標本的倫理原則。4.1.2造模原理明確合理。造模時，應(yīng)明確疾病模型是模擬人類疾病的病因、病理、臨床表現(xiàn)、結(jié)局的哪些方面。造模原理與人類疾病發(fā)生機制最好具有相似性、權(quán)威性、公認性。4.1.3造模成本經(jīng)濟易行。制備疾病模型最終是為了應(yīng)用，高昂的造模成本不利于模型的推廣應(yīng)用。在模型載體選擇、中介環(huán)境選擇、造模方法選擇上應(yīng)貫徹合理適用、經(jīng)濟可行的原則。4.1.4造模方法標準可控。造模過程中所用材料、器械、路徑、操作步驟應(yīng)盡可能提高可控性、通用性，以實現(xiàn)模型的標準化。4.1.5造模結(jié)果穩(wěn)定可靠：任何疾病模型均具有時效性，延長模型的時效，保持病理變化和行為表象的穩(wěn)定可靠是模型成功的重要基礎(chǔ)。4.1.6評價指標客觀可信。疾病模型的評價指標包括臨床癥狀、病理變化和藥物應(yīng)答等，應(yīng)采用客觀化、定量化、標準化、可視化的檢測手段，與臨床指標吻合度高，可重復(fù)性（可信性）好。。4.2細胞模型制備4.2.1明確材料來源、制備方法、培養(yǎng)條件、質(zhì)量控制等信息。4.2.2病原體污染情況檢測信息和基本遺傳質(zhì)量信息，已標準化的細胞模型含有STR分型信息。4.2.3和臨床疾病相關(guān)性的信息、應(yīng)用范圍的信息。4.2.4完整的遺傳序列信息、應(yīng)用范例、不適應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域等信息。4.3類器官模型制備4.3.1制備明確細胞來源，取材方式，并提供樣本采集處理相關(guān)合法合規(guī)文件。涉及人類細胞的還提供人類遺傳資源管理相關(guān)文件和知情同意文件。4.3.2培養(yǎng)完成后，通過形態(tài)學、病理學和分子生物學方法對培養(yǎng)物進行鑒定，并提供鑒定。4.3.3制備成功的類器官模型具備以下特征：——體外活性，能夠在體外穩(wěn)定培養(yǎng)傳代或凍存復(fù)蘇，具有一定分化和增殖的能力；3——干性，自組裝及自我更新能力:類器官的來源細胞可以通過細胞與細胞和細胞與細胞外基質(zhì)的相互作用，完成細胞群體的自發(fā)排序，在培養(yǎng)體系中形成三維結(jié)構(gòu)，最大程度上模擬組織形成和器官發(fā)生發(fā)展的基本過程；——仿生性，擁有于來源組織器官高度相似的遺傳特征、細胞類型和組織結(jié)構(gòu)；——功能性，類器官能夠再現(xiàn)來源器官的某些特定功能，如分泌、收縮、纖毛擺動、電生理活動等。4.4動物模型制備4.4.1制備出的模型具有人類疾病相似性、重復(fù)性、可靠性、適用性、可控性、易行性、經(jīng)濟性等。4.4.2動物模型制備在標準化動物設(shè)施中開展，進行動物福利和實驗倫理審查。涉及的動物選擇、動物營養(yǎng)、動物質(zhì)量、環(huán)境條件、儀器設(shè)備、建模方法等要素需要規(guī)范。4.4.3新型動物模型制備提供動物的生長發(fā)育和繁育數(shù)據(jù)，以及主要生理生化指標。4.5異種移植模型制備4.5.1細胞/組織移植物如直接來源于人體，有明確的臨床信息、完整的臨床倫理審批文件和知情同意書等。4.5.2制備方法信息明確移植物獲取和純化方法、動物種類選擇、接種數(shù)量、接種部位、手術(shù)方法、監(jiān)測方法等。4.5.3質(zhì)量控制信息包括移植物體內(nèi)增殖評價方法和指標、移植物體內(nèi)變異（退化）評價方法和指標、移植物與動物細胞嵌合比例變化的評價方法和指標、模型用藥與臨床治療進展一致性評價方法和指標（如有）、移植物病原體感染情況等。4.5.4模型臨床疾病相關(guān)信息包括臨床基本信息、標本取材方法和部位、標本病理診斷信息等。4.6其他模型制備疾病模型還包括體外器官重建模型、數(shù)字化模型、混合模型等其他類型的模型，目前這些模型處于技術(shù)完善發(fā)展階段，相關(guān)建模規(guī)范有待模型制備技術(shù)成熟到一定階段再行制定。5質(zhì)量控制5.1質(zhì)控原則5.1.1疾病模型制備完成后有相應(yīng)的標準來評估其應(yīng)用的范圍和質(zhì)量可靠性，優(yōu)異的疾病模型有嚴格的質(zhì)量控制標準。5.1.2完備的質(zhì)量控制體系包括要明確模型的適用范圍、采用合理的模型的核心技術(shù)標準和客觀的模型質(zhì)量檢測標準，符合T/GDPMAA0009-2022的要求。5.1.3根據(jù)不同類型模型的特點，按照不同的質(zhì)量檢測標準進行質(zhì)量控制。5.2細胞模型制備5.2.1流程5.2.1.1細胞模型制備完成后，檢測其生長趨勢、代謝變化、遺傳變異、基因轉(zhuǎn)錄表達等細胞特征，比較其與來源細胞的差異和變化趨勢，確定其與擬模擬的疾病代表細胞的異同點。在上述檢測指標的基礎(chǔ)上，合理界定模型適用的范圍和不能適用的范圍，對模型的應(yīng)用范圍做合理的評估和界定。45.2.1.2根據(jù)5.2.1.1檢測指標和界定的模型適用范圍，確定其和疾病相關(guān)指標相似度的關(guān)聯(lián)性，建立合理的模型核心技術(shù)指標和模型優(yōu)良等級評判標準，并把這個指標及其檢測方法作為模型核心技術(shù)標準用于后續(xù)評估模型應(yīng)用選擇和數(shù)據(jù)評估的依據(jù)。5.2.2質(zhì)量檢測指標細胞模型的質(zhì)量檢測指標包括但不限于病原體污染情況檢測信息和遺傳質(zhì)量信息，已標準化的細胞模型含有STR分型信息。細胞模型可以有完整的遺傳序列信息，來源于原代細胞的細胞模型有來源病例的臨床信息和遺傳信息，但不包括病人個人隱私信息。5.3類器官模型制備5.3.1流程5.3.1.1類器官模型制備完成后，檢測其生長趨勢和培養(yǎng)特征、3D形態(tài)學和組織學特征、器官生理功能特征、病理學特征、遺傳信息、基因表達特征。比較其和來源細胞和組織器官的異同點。在上述檢測指標的基礎(chǔ)上，合理界定模型適用的范圍和不能適用的范圍，對模型的應(yīng)用范圍做合理的評估和界定。5.3.1.2根據(jù)5.3.1.1檢測指標和界定的模型適用范圍，確定其和疾病相關(guān)指標相似度的關(guān)聯(lián)性，建立合理的模型核心技術(shù)指標和模型優(yōu)良等級評判標準，并把這個指標及其檢測方法作為模型核心技術(shù)標準用于后續(xù)評估模型應(yīng)用選擇和數(shù)據(jù)評估的依據(jù)。5.3.2質(zhì)量檢測指標類器官模型的質(zhì)量檢測指標包括但不限于生長趨勢和培養(yǎng)特征、3D形態(tài)學和組織學特征、器官生理功能特征、病原體污染情況檢測信息和遺傳質(zhì)量信息。5.4動物模型制備5.4.1流程5.4.1.1動物模型制備完成后，檢測動物模型的生長狀態(tài)、病原體感染情況；主要生理生化指標，包括但不限于血常規(guī)、血生化、尿常規(guī)等；代表相關(guān)疾病發(fā)生和進展的病理特征和臨床指針變化趨勢。必要的條件下，檢測遺傳信息、基因表達特征。在上述檢測指標和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，評估和界定能夠模擬的疾病種類、臨床分型、疾病進程等模型適用范圍。5.4.1.2根據(jù)5.4.1.1檢測指標和界定的模型適用范圍，確定該模型與擬模擬的疾病的臨床特征關(guān)聯(lián)性，建立合理的模型核心技術(shù)指標和模型優(yōu)良等級評判標準，并把這個指標及其檢測方法作為模型核心技術(shù)標準用于后續(xù)評估模型應(yīng)用選擇和數(shù)據(jù)評估的依據(jù)。5.4.2質(zhì)量檢測指標動物模型的質(zhì)量檢測標準指標包括但不限于模型動物的生長狀態(tài)、病原體感染情況、臨床代表疾病發(fā)生和進展的病理變化指標。如有需要，可包括相關(guān)生理生化指標、遺傳信息、基因表達特征等。5.5異種移植模型制備5.5.1流程5.5.1.1異種移植模型制備完成后，檢測移植物在宿主體內(nèi)增殖情況、移植物的細胞學、組織學、病理學變化特征、移植物的遺傳變異特征和基因表達特征、移植宿主的生理、病理變化特征、移植物與宿5主細胞的互作特征等數(shù)據(jù)。在上述檢測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，評估和界定移植模型能夠代表移植物來源疾病特征的種類、臨床分型和疾病進程等模型適用范圍。5.5.1.2根據(jù)5.5.1.1檢測指標和界定的模型適用范圍，建立合理的模型評價核心技術(shù)指標和模型優(yōu)良等級評判標準，并把這個指標及其檢測方法作為模型核心技術(shù)標準用于后續(xù)評估模型應(yīng)用選擇和數(shù)據(jù)評估的依據(jù)。5.5.2質(zhì)量檢測指標異種移植模型的質(zhì)量檢測指標包括但不限于移植物病原體感染情況、移植物增殖特征和指標、移植物變異特征和指標，移植物的細胞學、組織學、病理學變化特征和指標、移植宿主的生理、病理變化特征和指標、移植物的遺傳變異特征和基因表達特征和指標。6疾病模型應(yīng)用6.1應(yīng)用原則6.1使用最能反映人類疾病的發(fā)生發(fā)展、臨床癥狀、病理變化、代謝組變化、蛋白質(zhì)組和基因組變化等的模型，模型經(jīng)得起臨床各項指標的檢測論證，并符合科研倫理與生物安全的要求。6.1.2模型的選擇符合T/GDPMAA0009-2022的要求。6.1.3遵循疾病再現(xiàn)最大化原則、重現(xiàn)性原則、最經(jīng)濟原則和合規(guī)性原則。對模型應(yīng)用數(shù)據(jù)的解讀進行適用性評估和有效性判斷。6.2模型獲取數(shù)據(jù)的評估6.2.1應(yīng)用疾病模型獲取的數(shù)據(jù)從適用性和有效性兩個方面進行評估。相關(guān)的評估方案可參考模型制備過程中提供的技術(shù)手段，結(jié)合應(yīng)用過程中的實際情況開展。6.2.2評估結(jié)果明確界定模型應(yīng)用數(shù)據(jù)可適用的范圍，并能夠判斷其有效性范圍。6.3細胞模型應(yīng)用6.3.1模型的適用性。基于細胞模型的特點，在細胞模型的應(yīng)用時僅能從分子和細胞水平模擬疾病發(fā)生的部分特征。選擇該類模型首先明確該類模型是否適用相關(guān)疾病研究。在此基礎(chǔ)上，遵循疾病模型的選擇標準從最大化模擬人類疾病的特征選用合適的細胞模型。已建立標準的細胞模型一般重現(xiàn)性較好，基于個性化定制的原代細胞模型在使用時考慮模型的個性化差異，需從技術(shù)和質(zhì)量控制等多方面提高模型重現(xiàn)性的概率。6.3.2模型的經(jīng)濟性。細胞模型相對比較經(jīng)濟，在合理設(shè)計實驗方案的基礎(chǔ)上容易實現(xiàn)最經(jīng)濟原則。6.3.3模型的安全性。在應(yīng)用細胞模型時，關(guān)注模型細胞的病原體污染情況，特別是原代細胞來源的細胞模型應(yīng)關(guān)注來源細胞本身的病原體感染。如有必要，在合適的生物安全環(huán)境中應(yīng)用相關(guān)模型，確保按照國家關(guān)于生物安全相關(guān)法規(guī)開展研究。6.3.4模型的合規(guī)性。模型獲取應(yīng)合規(guī)，特別是獲取人源原代細胞進行研究要獲取相關(guān)的科研倫理審批文件。6.4類器官模型應(yīng)用6.4.1模型的適用性。基于類器官模型的特點，在應(yīng)用該類模型時僅能模擬疾病相關(guān)部分組織和器官特征，因此在選擇該類模型時明確能夠模擬的疾病特征，并在此基礎(chǔ)上建立模型應(yīng)用的范圍和合適的研究方案。66.4.2模型的重現(xiàn)性和一致性。大部分類器官模型基于個性化定制或者誘導(dǎo)分化，從技術(shù)和操作等多方面進行質(zhì)量控制，提高模型的重現(xiàn)性和一致性。6.4.3模型的經(jīng)濟性。模型應(yīng)用過程考慮合理的實驗設(shè)計方案，提高模型應(yīng)用的效率，實現(xiàn)最經(jīng)濟原則。6.4.4模型的安全性。由于模型細胞多來源于原代細胞或者干細胞，特別關(guān)注來源細胞的病原體感染情況，并按照國家生物安全相關(guān)法規(guī)的要求開展研究。開展實驗前要遵循科研倫理相關(guān)規(guī)定的要求獲取相關(guān)審批文件。6.5動物模型應(yīng)用6.5.1模型的適用性。動物模型能夠從整體水平模擬相關(guān)疾病的發(fā)生，能夠比較好地模擬患者的生長發(fā)育、生理病理、遺傳表達、感染和免疫等多方面的臨床變化和疾病特征，因此廣泛用于各種疾病研究中。動物模型的種類比較多，能夠模擬同種疾病的不同模型有各自的臨床病理特征，因此在選擇動物模型時應(yīng)根據(jù)各自的研究需求明確擬模擬的疾病模型特征，在此基礎(chǔ)上選擇最合適的模型，實現(xiàn)疾病再現(xiàn)最大化原則。注：需要關(guān)注的是，疾病再現(xiàn)最大化不是指盡可能多的所有疾病特征，而是特指需要6.5.2模型的重現(xiàn)性和一致性。動物模型的另外一個特點是個體差異大，比較難實現(xiàn)重現(xiàn)性和一致性，因此在應(yīng)用模型時從實驗方案設(shè)計