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全球超過8億人患有瘧疾和乙型、丙型肝炎的慢性感染，每年導致至少150萬人死亡。儘管在治療和疫苗接種方面針對這些肝臟疾病取得了重大進展，但仍存在不足。進展受阻有幾個原因，其中最主要的是缺乏有效的研究模型。現在，小鼠模型建立方面的進步正協力開啟這些危及生命的疾病以及可能許多其他疾病的研究和治療的新時代。
研究這些疾病的科學家一直在尋找一種同時具有人肝細胞和人類免疫系統的研究動物。但這引發了一個難題：用人肝細胞改造小鼠需要清除小鼠的免疫系統，以使外來細胞不被排斥，但是乙型肝炎和丙型肝炎（HBV和HCV）的有害影響（肝硬化、瘢痕甚至肝癌）源於針對病毒的免疫反應。如果沒有完整的免疫系統，研究病毒如何工作以及新療法和疫苗的效力將受到極大的阻礙；可以探索新藥，但是免疫系統在增強療效方面所起的至關重要的作用將會喪失。由於倫理和經濟方面的考慮而禁止對黑猩猩進行研究，並且細胞培養物與體內疾病不完全匹配，因此，迫切需要一種方法來設計具有人源化肝臟和免疫細胞的研究小鼠。
索爾克生物研究所的研究人員最近成功克服了“人源化”模型的兩個障礙：改造小鼠使其肝臟容納足夠的人類細胞以適當研究HBV和HCV，並創造足夠多的動物。除了免疫缺陷外，這些小鼠還攜帶導致產生肝毒素的遺傳缺陷。從出生起，給動物服用一種藥物以抑制毒素，然後慢慢撤藥，清除小鼠的肝細胞，併為人類肝細胞在小鼠肝臟的結構內植入和擴張留下空間。該方法導致小鼠具有始終高含量的人類肝細胞。這些動物也比以前的模型更加強壯，表明可以獲得足夠大的人口來提供有意義的資料。小鼠容易感染HBV和HCV，並且肝臟中存在的病毒抗原表明正在進行類似人類的過程。
隨著肝臟模型改進取得進展，同時也在努力改進具有人類免疫系統的小鼠模型。最近的工作重點是將人類免疫系統幹細胞和/或血細胞注射到自身免疫發育已被基因關閉的小鼠體內。但是，抗病毒免疫反應尚未達到人類的水平。目前的研究重點是新增額外的人類免疫成分，清除更多的小鼠免疫系統，並防止排斥外來的人類細胞。儘管是漸進的，但肝細胞和免疫系統小鼠模型的進步正在使最終目標（一種同時具有人源化兩種特徵的單一動物）觸手可及。
儘管如此，仍然存在重大障礙。正如查理·賴斯（Charlie Rice）所說，他與亞歷克斯·普羅斯（Alex Ploss）一起在洛克菲勒大學領導一個研究丙型肝炎小鼠模型的研究小組，理想情況下，肝臟和免疫成分應來自同一個人，這將消除遺傳變異作為小鼠對病毒或新藥產生反應的潛在因素。此外，移植所需的人肝細胞和免疫細胞很難獲得：它們價格昂貴，數量有限，並且獲取它們存在倫理問題。解決這兩個問題的一種方法是從幹細胞開始，幹細胞可以在小鼠體內分化為肝臟和免疫成分，賴斯的研究小組正在研究這種方法。
瞭解免疫系統的哪些部分對於在小鼠體內重建至關重要是另一個挑戰。科學家需要確定針對病毒的任何活動都是由人類成分觸發的，而不是小鼠自身的免疫力。“你真的需要人類免疫系統像人類免疫系統一樣工作，”賴斯說。
然而，即使增加更多的免疫成分也可能不足夠。“不僅是物理相互作用[會變化]，而且還有位置、功能和運動，”美國國立衛生研究院的免疫學家羅恩·日耳曼說。“這看起來會像人類系統嗎？答案是，很難知道。”
成功融合這些模型可以改變HBV、HCV、瘧疾和其他疾病的未來，包括HIV/HCV合併感染，這是一個沒有可行治療方案的普遍問題。即使是最新的最佳療法，既不完全有效也不便宜，並且對治療有抗藥性的病毒株也是持續的威脅。在單一動物中結合人類免疫和肝臟成分可以帶來治癒性藥物，甚至可以根除病毒的疫苗。
而且，未來的潛力將從這裡擴充套件。賴斯設想按需收集包含人類免疫成分的動物，並將目標器官和組織擴充套件到肝臟以外，以研究其他病原體，並改進疫苗和新藥的臨床前研究。創造具有來自單個的人的細胞的小鼠的能力意味著，最終患者可以擁有他們自己的個性化動物模型來研究藥物的潛在影響。賴斯說，至少，這種小鼠將是對許多病原體進行臨床前藥物開發的巨大改進，“結果……將更能預測在人體中會發生什麼。”