既有临床 ECG 结果与非临床通道测量
2025 年 11 月 10 日,FDA 与 AnaBios 团队发表心脏电生理研究,将重组细胞中的离子通道测量、成人心室组织的动作电位和既有临床心电图(electrocardiogram,ECG)资料联系起来。团队关注的问题是:为什么依据单个通道资料预期的药物组合效应,有时没有在临床 ECG 中出现。
论文回顾的一项临床试验中,利多卡因(lidocaine)或美西律(mexiletine)减轻多非利特(dofetilide)引起的 QTc 延长;地尔硫䓬(diltiazem)却没有减轻莫西沙星(moxifloxacin)引起的延长。当前研究重新检查这些药物的通道作用,临床结果来自此前已发表的试验。
单通道测量与人源组织功能互相补充
团队在分别表达通道的细胞系中测量 hERG 钾电流、晚钠电流和 L 型钙电流的药物阻断,再与人源心室组织中的动作电位变化比较。
研究另以成人捐献心脏的心室小梁组织记录动作电位。这类人源组织保留了成熟心肌背景和细胞间电耦联,可观察药物如何改变不同复极阶段。作者据此将通道层面的作用与组织层面的综合变化作对应比较。
地尔硫䓬与硝苯地平的多通道阻断比较
与用于设计早期临床试验的资料相比,本次测量中地尔硫䓬对钙电流的阻断效力降低,而对 hERG 的作用仍需要考虑。研究得到的结果显示,在相关浓度范围内,地尔硫䓬可以同时影响内向电流和 hERG 电流。地尔硫䓬阻断钙电流与 hERG 的效力差距,从此前资料的约 59 倍缩小至约 7 倍。作者据此解释,该药物同时阻断 hERG,可能抵消内向电流受抑带来的复极缩短。
团队还加入硝苯地平(nifedipine)作为比较。在当前测量中,它对钙电流与其他电流的阻断作用差异更大。
同样缩短复极,动作电位形态仍有差别
成人心室组织中,地尔硫䓬和硝苯地平均使动作电位时程缩短,但地尔硫䓬对较早复极阶段的缩短更明显,产生动作电位三角化。硝苯地平对不同复极阶段的缩短较接近,没有出现同样的浓度相关三角化。
动作电位三角化反映早期与晚期复极时程的变化差异。作者将地尔硫䓬引起的三角化,与其同时阻断内向电流和 hERG 电流相联系。
论文以 APD30、APD50 和 APD90 比较不同复极阶段,另观察动作电位时程的短期变异性(short-term variability,STV)。当前组织实验中,药物引起的 STV 变化较小。
在地尔硫䓬或硝苯地平处理之后加入多非利特,较高测试条件进一步延长晚期复极,而早期阶段没有相同变化,因而增加三角化。这组比较帮助区分钙电流阻断和额外 hERG 阻断对动作电位形态的贡献。

晚钠电流阻断也呈现浓度相关的组织效应
多非利特使心室组织的动作电位延长。随后加入利多卡因或美西律时,较高测试浓度下出现浓度相关的时程缩短,与此前临床试验中 QTc 和经校正的 J–Tpeak 间期缩短方向一致。
不过,最低测试条件下的反应并不完全相同:美西律进一步延长晚期复极,并增加三角化;利多卡因在对应比较中没有产生相同变化。利多卡因还降低动作电位高度。
实验条件影响通道效力的解释
作者比较新旧测量时,讨论了电流记录稳定性、刺激方式和实验室接受标准等因素。钙电流在记录过程中自身衰减,会叠加在药物引起的电流减少上,使估计的阻断效力受到影响。团队将其视为解释新旧地尔硫䓬数据差异的一种可能原因,没有确认单一原因。
本次研究也以名义药物浓度估计效力,未核对全部实际暴露。作者指出,材料结合、溶解度和药物稳定性可能改变细胞实际接触的量。多通道曲线之间的相对位置还可能随刺激条件变化,因此,解读效力比较时,也需考虑取得数据的条件。此外,本次通道测量的刺激频率低于生理心率范围;晚钠电流测量使用的激动剂,也可能影响所得药理效力。
成人心室组织、iPSC 心肌细胞与临床信号
论文采用的是成人心室组织,讨论中另比较已发表的人 iPSC 来源心肌细胞资料。部分多通道药物在人 iPSC 心肌细胞中引起的复极变化,与成人组织或临床 ECG 并不相同;相关细胞的通道表达和成熟程度,是作者提出的重要解释线索。
作者提出,进一步积累离子通道和心肌组织检测的重复性资料,并采用更接近人体生理条件的实验方案,以改善非临床结果与临床心电变化的对应。