案例分享

  • 在近期的一项研究中,心脏安全性裕度是基于 hERG 以及电压门控钠、钙通道数据确定的。据估计,该安全性裕度超过预期游离治疗血浆浓度的 30 倍。

     

    AnaBios 在人类离体心脏动作电位实验中进行了促心律失常风险评估,并发现在低至预期治疗水平的浓度下,就存在发生严重心脏问题的潜在风险。事实上,该候选药物被预测为没有任何安全性裕度。分析表明,该问题极有可能与内向钠电流的抑制有关。

     

    通过专注于降低钠通道抑制活性,研究人员开发了一系列新化合物,并在人类离体心脏动作电位实验中进行了测试。结果发现,这些分子在 50 倍于预期治疗浓度下仍无毒性作用。

     

    本案例研究阐明了测量药物对心脏离子通道作用的困难性与复杂性。由于药物诱导抑制具有频率依赖性和电压依赖性,准确测量 IC50 值变得异常困难——这一问题往往导致安全性裕度的估算出现误差。

     

    使用全整合的生理系统(如成年人类心脏组织或心肌细胞)是评估离子通道相关风险最有效的策略。

     

  • 一种处于临床前开发阶段的房颤药物,在 hERG、Nav1.5 和 Cav1.2 通道中均未检测到明显的活性。在豚鼠中进行的初步测试似乎证实了该药物不存在潜在的心脏风险,而犬类EKG研究也证实了不存在药物诱发的促心律失常标记物。然而,犬类EKG研究中发现的心率显著加快导致了该项目的停滞,因为研究者担心这会增加患者血栓形成和中风的风险。

     

    利用我们的离体人类组织平台,AnaBios 在人类离体窦房结 (SA node) 模型中评估了该化合物与心率相关的风险。这种前所未有的制备技术通过记录人类窦房结的起搏活动,能够检测药物对心率的正性和负性频率调节作用(Chronotropic effects)。实验结果显示,该分子没有表现出可测量的频率调节作用,而正性(异丙肾上腺素)和负性(卡巴胆碱)频率调节药物则表现出了预期的活性。

     

    不幸的是,在药物开发过程中,经常会观察到药物诱发心率调节作用的物种差异。最终,这项研究表明,动物模型在预测药物诱发的人类心率变化方面面临巨大挑战。人类离体窦房结制备技术的出现,为在药物开发早期阶段评估此类毒性提供了新的机遇。

  • 作为针对心力衰竭、专门靶向磷酸二酯酶(PDE)活性的临床前开发项目的一部分,研究人员对五种分子进行了一系列测试。该测试采用离体犬心室肉柱(ventricular trabeculae)实验,旨在测量这些化合物的变力效应(inotropic effect)。

     

    在离体实验中,有两种化合物表现出显著的正性变力效应,第三种表现出轻微的正性变力效应,而其余两种药物则表现出负性变力活性。这些离体结果在随后监测左心室压力的活体犬类研究中得到了证实。

     

    随后,这同样的五种化合物在我们的离体人类组织平台(利用人左心室肉柱进行的收缩力实验)中进行了测试。令人惊讶的是,在两个物种之间,只有一种分子表现出了相似的效果(轻微的正性变力效应)。在犬类实验中表现为负性变力药的两种分子,在人类心室组织中反而表现出正性变力效应;而那两种在犬类实验中表现为正性变力药的分子,在人类身上却表现出轻微的负性变力效应。因此,在考虑到人类心肌收缩力数据后,这些化合物的优先级排序被相应地修改了。

     

    本研究例证了不同物种间药物变力效应中常见的不一致性(discordance),并证实了在临床前阶段评估药物对人类组织和细胞变力效应的重要性。

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