電影「阿凡達」男主角傑克下身截癱，雖然自己的身體無法動彈，但透過阿凡達做為「替身」，連結傑克的思考和心靈，就可以身手矯健地在潘朵拉星上執行任務。這部 2009 年的科幻電影，演繹「人類擁有替身」的想像，這些建立在科學上的虛構幻想，有成真的可能性嗎？
賓果！10 年後的現在，科學家真的找到可以替代人體試藥的「阿凡達鼠」囉！
當一個人無法自己完成需要執行的某項事務，可以想辦法找替身來代為執行，像是電影中的特技替身演員，他們通常身形與演員相仿，穿上和演員一樣的服裝，代替演員進行比較特殊、高難度的動作拍攝。試想，如果病患可以找到很多替身，同時代為測試藥物的治療效果，不但可以加速找到有效藥物，縮短治療時程，更能減少試藥期間的藥物副作用帶給病患的痛苦。
科學家根據這樣的概念，將病患腫瘤移植到實驗小鼠身上，擔任病患的替身，幫忙測試不同的藥物，再將最有效的藥物使用在病患身上。和替身演員一樣，牠們身上的腫瘤必需與病患本體的腫瘤足夠像，才能達到測試藥物療效的目的，這些本身免疫系統缺陷、帶有病患腫瘤的試藥替身就是「阿凡達鼠」。
▲ 「阿凡達鼠」擔任病患的替身，幫忙測試不同的藥物，再把最有效的藥物用在病患身上。產生阿凡達鼠需要2個條件，第一，要有病患的腫瘤; 第二，這隻實驗鼠不能有動物本身的免疫反應，這樣才不會排斥人類的腫瘤。（圖片來源：國研院動物中心）缺陷不只是缺陷──乘載希望的「免疫缺陷」
缺陷，通常是個負面的詞彙；然而，科學家卻在實驗小鼠的免疫缺陷裡，找到更多的可能。
臨床器官移植後出現免疫排斥現象的事情時有所聞，因此接受器官移植的患者需要服用「免疫抑制劑」來防止排斥反應。不過光是人類同種異體移植都會引發免疫反應，科學家想把人類腫瘤移植到不同物種的實驗小鼠身上（異種移植），相形之下也就更加困難了。
1962 年，英國Dr. Norman R. Grist在實驗室裡偶然發現了無毛的小鼠，經過愛丁堡遺傳研究所分析證實，這種無毛小鼠染色體上 nu 基因突變，導致免疫系統缺陷（先天性胸腺、T 細胞缺陷），這是科學家發現的第一隻免疫缺陷鼠 nude mice（裸鼠）。裸鼠的免疫缺陷讓科學家有了無限想像，Rygaard 和 Povlsen在 1969 年將人結直腸癌的腫瘤組織，移植到裸鼠身上，成功長出腫瘤，也開啟了利用「人源性腫瘤組織異種移植」（Patient-derived Xenograft, PDX）動物模式研究癌症的新紀元。
忠實呈現病患腫瘤的「阿凡達鼠」
然而，因為裸鼠身上仍帶有免疫細胞，免疫大軍對移植的人類腫瘤還是誓死抵抗，造成異種移植後成瘤率不高，無法進行藥物測試。科學家便嘗試以外科手術、化學物或輻射、基因操控等方法，試圖誘發出實驗鼠免疫不全的病變，希望能建立免疫不全的程度更高、更能夠接受異種移植的實驗鼠。
國研院動物中心於 2015 年成功的孕育出缺乏免疫力、不會排斥人類組織的「高度免疫缺陷（advanced severe immunodeficiency，簡稱ASID）小鼠」，幾乎缺乏所有的免疫細胞，完全欠缺T細胞、B細胞、自然殺手細胞（NK cell），而巨噬細胞（macrophage）及樹突狀細胞（dendritic cell）則是具有缺陷；ASID小鼠對異種細胞和組織的排斥反應幾近於零，可以提高腫瘤接種成功率。直到2019年，國研院動物中心更進一步運用此高度免疫不全小鼠接種來自病患的腫瘤組織檢體，成功的研發出個人化的藥物測試替身──阿凡達鼠。
▲ 乳癌阿凡達鼠的腫瘤型態 (上圖右) 與病患腫瘤 (上圖中) 的型態相似，而用細胞株在實驗鼠生成的腫瘤型態 (上圖左) 則跟病患腫瘤型態差很多。阿凡達鼠不只增加腫瘤生長的成功率，還能保留病患腫瘤的原有特性，因此阿凡達鼠對藥物的反應也跟病患比較相似。 （圖片來源：國研院動物中心） 阿凡達鼠身上長出的腫瘤，經過病理分析及免疫組織染色確認細胞型態，能夠維持病患自身的腫瘤特性，醫師在以經驗性藥物治療期間，便能以阿凡達鼠同時進行藥物測試，針對不同病患找到最適合的癌症解方，這種方式可說是開啟了癌症藥物個人化的新時代！
