心动周期中的压力、心室容积与心电信号示意。
心动周期中的压力、心室容积与心电信号示意。(来源:DanielChangMD(基于 DestinyQx 原作修订),Wikimedia Commons,CC BY-SA 2.5)(DanielChangMD(基于 DestinyQx 原作修订) / Wikimedia Commons;CC BY-SA 2.5)

39 种化合物同时观察电活动与收缩变化

西班牙与挪威团队在 Computer Methods and Programs in Biomedicine 报道计算研究,考察心脏药物风险评价能否同时纳入电生理和机械指标。研究分别在细胞计算模型群体和三维计算模型群体中比较 39 种化合物,包括综合体外致心律失常评估(Comprehensive in vitro Proarrhythmia Assay,CiPA)所用化合物及钙通道阻滞剂。

团队分别建立仅使用电生理指标、同时使用电生理与机械指标的分类模型,检查对促心律失常风险的分类能力,并观察药物对心肌收缩的影响。两类指标对应不同安全性问题:电生理指标反映电活动变化,机械指标描述收缩变化。

机械指标未提高 TdP 分类准确率

对于尖端扭转型室性心动过速(Torsade de Pointes,TdP)风险,仅使用电生理指标的模型已经表现出较好的分类能力。加入机械指标后,分类准确率没有进一步提高。

机械指标仍显示出其他信息:钙通道阻滞剂以及玛伐凯泰(mavacamten)等负性肌力化合物引起明显的收缩变化。模拟中药物引起的缩短率(fractional shortening)变化与射血分数变化相关,帮助观察药物对收缩功能的影响。

作者提出补充实验数据与更复杂心脏几何

作者据此认为,电生理评价仍适合分析 TdP 风险,机械指标可补充药物收缩效应的研究。

后续工作建议增加可用实验数据,并在计算中纳入更复杂的心脏几何结构,以改善模型在综合药物安全性评价中的转化用途。

来源与延伸阅读

  1. Integration of electrophysiological and mechanical biomarkers in cardiac risk assessment models. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2025. doi:10.1016/j.cmpb.2025.108896 ↗