
先比较心肌细胞活力与收缩反应
抗癌酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor,TKI)可能同时影响心血管细胞。美国团队在 Science Translational Medicine 报道 21 种当时已获批药物的比较,利用诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)来源心肌细胞建立多指标测试。
研究共建立 11 名健康供者和 2 名接受 TKI 治疗的肾癌患者的细胞系。主要活力曲线使用 5 个健康背景,另对高毒性药物扩展至全部健康背景;收缩筛查使用商业健康细胞以减少批次差异。
在 384 孔板中,细胞通常接受 0–100 μM 药物处理 72 小时,再测细胞活力及搏动。索拉非尼、瑞戈非尼和普纳替尼的活力信号下降最明显,多柔比星作为阳性参照。
部分药物在明显活力损失前已改变搏动频率和收缩。研究因此分别记录开始出现收缩变化的浓度、停止搏动的浓度,以及活力下降一半时的浓度。
临床暴露纳入相对心脏安全性评分
作者从 FDA 资料取得临床血浆峰浓度,再把活力和收缩参数与该浓度对应,建立 0–1 的相对心脏安全性评分。评分较低代表测试条件下毒性与临床暴露更接近。
研究选择 0.10 作为高心脏毒性分组的阈值。7 种低分药物中,多柔比星、尼洛替尼和凡德他尼当时已有心脏毒性相关黑框警告;其中 2 种 TKI 进入进一步电生理复测。
另外 2 名患者在治疗时没有明显临床心脏毒性;其细胞对舒尼替尼和阿昔替尼的活力反应,与健康背景没有显著差异。
急性与 2 小时后的电生理反应不同
尼洛替尼和凡德他尼在处理 2 小时后延长钙瞬变及动作电位时程,并降低搏动频率。伊马替尼、阿昔替尼和溶剂对照未显示同样变化。
膜片钳还比较了最长 10 分钟的急性处理。该时间窗口中,所测临床相关浓度没有明显延长动作电位;2 小时处理后的延长则可以测到。处理时间因此直接影响这项结果。
比较心血管细胞与生长因子的保护作用
团队另分化内皮细胞和心脏成纤维细胞。索拉非尼、瑞戈非尼和普纳替尼在这些细胞中也表现出较高毒性;未分化 iPSC 的药物反应排序则不同。
磷酸化检测显示,部分药物抑制 VEGFR2/PDGFR 信号的同时,提高了胰岛素及胰岛素样生长因子 1(IGF1)受体相关磷酸化。研究再用外源胰岛素或 IGF1 检查细胞保护反应。
团队先用胰岛素或 IGF1 预处理细胞,随后在加药时继续加入相应生长因子。普纳替尼处理后心肌细胞的活力得到提高;索拉非尼和瑞戈非尼没有出现同样保护。多柔比星的毒性也可部分缓解。
评分依赖具体药物、暴露和测试体系
相对评分在这套药物与细胞数据中建立,并与既有临床报告对照。活力、收缩、单细胞动作电位及信号检测分别回答不同问题,后续扩大供者背景是作者提出的研究方向。