
先确定需要解释的临床肝酶变化
3Rs Collaborative 联合 FDA 药物评价与研究中心(CDER)、美国国立环境卫生科学研究所(NIEHS)、商业平台开发者及药物研发人员,在 Regulatory Toxicology and Pharmacology 介绍了一项肝脏微生理系统(MPS)跨平台研究的设计。参与方选定 8 个商业平台,希望考察这类模型在明确用途下的表现及变异。
项目关注早期临床试验中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)升高,并将尚未达到海氏法则(Hy’s law)阈值的情况作为所要解释的临床问题。拟定用途是通过肝脏 MPS 回顾性分析这类信号,与其他证据共同支持继续给药或调整给药的判断。
作者报告,团队在 2025 年 6 月向 FDA 的 ISTAND 项目提交了意向书,且已获接收。意向书属于工具资格认定的起始步骤;本文介绍研究设计与实施过程,跨平台结果仍在分析,准确率、灵敏度和特异度拟在后续论文中报告。
4 对药物由独立团队采购并实施盲法
测试集含 8 个化合物,组成 4 对结构相关的药物:每对包括 1 个与严重药物性肝损伤相关的化合物,以及 1 个结构匹配、风险较低的参照。NIEHS 组织采购、制备和编码,将二甲基亚砜(DMSO)中的储备液发送给各实验室。
参与实验室在提交全部数据和研究报告之前不知药物身份。每个平台先依据自己的测量结果给出药物安全性判断,NIEHS 及其下属的替代毒理学方法评估中心(NICEATM) 再负责统一资料格式及独立分析。这样可以分别考察平台自身的判断,以及采用共同分析方法后所得的结果。
统一关键暴露条件,保留不同平台的培养流程
参与系统包括孔板培养、球状体、支架和灌流芯片;细胞来源涉及原代人肝细胞、诱导多能干细胞(iPSC)来源肝细胞以及细胞系,部分模型加入非实质细胞或 Kupffer 细胞。细胞构成、供者来源和流动条件并不相同,因此团队没有要求所有平台采用同一套完整培养流程。
共同设计要求以人体血浆峰浓度 Cmax 的倍数安排药物浓度,其中 10 倍 Cmax 是建议纳入的暴露水平,部分平台还测试更高浓度。统一的 DMSO 推荐终浓度为 0.2%。各平台根据容量和通量安排浓度梯度,并记录细胞批号、接种量、培养液体积及适用的流动参数。
实际平台方案仍有差别。表 5 登记的给药天数为 1–14 天,每种化合物测试 4–9 个浓度,技术重复为 3–8 个。培养成熟时间和终点检测组合也各不相同。
相同指标名称也需要按检测条件比较
检测覆盖 ALT、AST、乳酸脱氢酶(LDH)、三磷酸腺苷(ATP)、白蛋白、尿素及细胞色素 P450 3A4(CYP3A4)活性等损伤或功能指标。各家企业分别采用 1–7 种测定;全项目共出现 11 类测定,没有任何一类由全部 8 家企业共同完成。转录组和液相色谱-质谱分析则作为探索性资料,帮助解释损伤及药物代谢。
相同名称的指标也可能由不同测定方法和仪器获得。部分模型细胞较少,释放到培养液中的肝酶可能接近检测下限。团队因此强调,先比较同一平台内随浓度变化的相对反应,再分析平台间差异,避免直接把不同系统的绝对检测值并列排序。
后续分析拟同时使用企业提交的结果和统一方法重新分析的原始数据,考察分析方法对结果差异的影响。药物暴露、细胞来源和模型结构仍有区别,当前设计不能据此确定造成平台差异的因素。
外部实验室可重复性与临床预测还需验证
各实验由商业开发者自己的熟练团队在优化条件下完成,尚不能据此评价外部实验室的操作可行性和可重复性。测试集只有 4 个高风险化合物及其低风险参照,也未覆盖药物性肝损伤的全部机制。
作者将模型结果定位为综合证据的一部分,并提出扩大药物集及开展前瞻性临床随访,以评价真实使用中的预测价值和对决策的影响。