在细胞上重建随时间变化的药物暴露
美国北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）团队在 The AAPS Journal 报道动态药物灌流研究，比较线粒体酪蛋白水解蛋白酶 P（caseinolytic protease P，ClpP）的小分子激活剂 TR-107 和 ONC201。研究关注药物保持多高浓度、持续多久，才会改变肿瘤细胞生长。
平台使用表达红色荧光蛋白的 MDA-MB-231 人三阴性乳腺癌细胞。细胞在显微镜可观察的通道中接受灌流，明场和荧光图像记录细胞覆盖面积随时间的变化。
Ⅰ型装置通过自动阀门切换含药培养液与无药培养液，形成明确的浓度和暴露窗口。Ⅱ型装置则不断调整两种输入的流量比例，形成类似药代动力学曲线的连续浓度变化。
两类装置都先用染料检查预设输入与实际输出的时间关系。染料用于检验流路控制，药物对细胞的作用另通过连续成像测量。
先比较静态培养和持续灌流
96 孔板中的静态实验每 12 小时成像一次，观察 1 周。TR-107 在第 4 和第 7 天的半数抑制浓度分别为 18 nM 和 27 nM，ONC201 分别为 903 nM 和 934 nM。
灌流实验采用 500 μL/h 流量，每 8 小时成像一次。持续 TR-107 暴露下，第 4 和第 7 天的半数抑制浓度分别为 19 nM 和 15 nM，较低剪切条件下仍能观察到明显的浓度相关生长抑制。
上述浓度根据细胞覆盖面积估计，数值也随观察日改变。后续药代动力学—药效动力学（pharmacokinetic–pharmacodynamic，PK-PD）模型因此保留完整生长曲线，描述药物如何改变生长速率。
相同总暴露下，持续时间改变抑制程度
一组实验把 TR-107 的每日浓度—时间曲线下面积统一为 480 nM·h，再分别安排高浓度短时暴露和低浓度长时暴露。细胞培养及总观察期保持一致。
60 nM 持续 8 小时或 20 nM 持续 24 小时，比 480 nM 持续 1 小时、240 nM 持续 2 小时及 120 nM 持续 4 小时产生更强的生长抑制。120 nM 持续 4 小时也优于前两种短时条件。
另一组固定 TR-107 为 40 nM，只改变每日暴露时长。每天 8 小时或持续暴露，比每天 1、2 或 4 小时更有效；每天 1 或 2 小时与未加药组的细胞增殖没有显著差异。
单次暴露实验仍使用 40 nM，分别持续 4、8、24 或 48 小时，再观察至 1 周。48 小时暴露与持续 1 周的抑制没有显著差异，较短条件则弱于持续暴露；单次 4 或 8 小时也未显著改变增殖。
PK-PD 模型描述动态暴露下的细胞生长
PK 部分分别以阶梯输入和带吸收过程的单区室关系生成药物曲线。PD 部分保留细胞生长上限和作用延迟，使不同持续时间的数据可以共同估计参数。
团队以多组Ⅰ型灌流结果同时拟合 PK-PD 参数，采用具有陡峭浓度响应的关系，并用连续过程描述药物作用传递至细胞生长的延迟。模型关注游离药物浓度及其持续时间。
已有血浆蛋白结合资料用于换算体内游离暴露，培养液的血清比例也进入换算。随后，研究把已发表的 TR-107 小鼠药代曲线作为输入，预测相应肿瘤生长过程。
预测与既有小鼠肿瘤数据接近，团队再用Ⅱ型平台重现相应动态暴露。体外细胞与小鼠肿瘤的增长速度不同，曲线按未处理组增加约 20 倍所需时间归一化：体外约 168 小时，体内约 25 天。
研究随后在Ⅱ型平台测试模型提出的更持续的每日 2 次暴露。相应处理均降低细胞生长，变化方向与模型预测一致，为进一步比较给药安排提供了体外结果。
连续成像补充终点浓度比较
为观察线粒体变化，研究在另一组 MDA-MB-231 细胞中使用四甲基罗丹明甲酯（tetramethylrhodamine methyl ester，TMRM）和核染料 Hoechst 33342，按核计数归一化平均荧光信号。连续处理的最初数天，膜电位逐步下降，但不同细胞失去膜电位的时间存在差异。
静态实验每条件 3 个技术重复，灌流实验每条件 4 个。生长曲线以均值和标准差展示，组间比较采用方差分析及多重比较；技术重复对应同一细胞体系的测量。
平台集中评价肿瘤细胞的药物响应，没有加入肝代谢或正常组织毒性。模型中的延迟和浓度响应也依赖当前药物与细胞，后续候选需要通过自己的动态实验估计。
体内比较沿用既有小鼠资料；人体和其他肿瘤背景的预测仍需相应数据。