最近猴哥又火了,今天來聊聊咱創新藥開發,這猴子實驗真是非做不可嗎?
1、相關種屬是第一性原理
臨床前安評并不一定非猴不可!
小分子一般毒理常用嚙齒類加一個非嚙齒類,比如大鼠加比格犬;生殖發育毒性常用大鼠加兔子;遺傳毒性依賴體外體系和嚙齒類體內試驗。
決定用什么動物的原則是“相關種屬”。
背后的科學邏輯是受試藥物在所選動物體內能產生與人體預期相似、且有解釋意義的藥理作用。
對小分子,很多靶點和代謝風險可通過大鼠、犬、體外體系、毒代動力學和病理評價建立一套完整的判斷。
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但生物藥不同。
抗體、融合蛋白、細胞因子、雙抗這類分子能不能在動物體內發揮作用,取決于能否識別動物對應的靶蛋白。
猴子,尤其食蟹猴,和人在進化上更近。
很多人源靶點在食蟹猴中的蛋白序列、表位結構、組織表達和下游信號和人體內非常接近。
因此,藥物能在食蟹猴體內產生與人體相似的靶點結合、受體占有、細胞反應和組織毒性。
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生物藥的風險大都是on-target toxicity
一個靶點如果同時在腫瘤細胞和正常組織表達,那靶向腫瘤的同時正常組織也可能受傷。
再比如,藥物是激活免疫的,一旦過度激活,細胞因子釋放、低血壓、發熱、器官損傷都可能出現。
ADC更復雜,既要看靶點表達,也要看linker穩定性、payload系統暴露和旁觀者效應。
這些場景下動物實驗可幫研發團隊判斷毒性來自哪里,和藥理機制是否一致,是否有劑量相關性,停藥能否恢復,臨床有沒有指標可以監測。
這也是為什么ICH S6(R1)特別強調相關動物種屬。
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監管不關心用不用猴子,而是需要證明選的動物 和人有足夠強的生物學連接。
2、首次人體劑量,動物實驗最硬的坎
動物實驗的另一價值是確定首次人體試驗起始劑量。
小分子常用動物NOAEL換算等效劑量,再加安全系數,但生物藥,尤其是免疫調節藥物, 不能機械使用這套方法。
有些藥物活性非常強,非常低的劑量就足以在人體觸發生物效應。
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TGN1412事件是典型案例。
TGN1412是TeGenero開發的人源化抗CD28單抗。
CD28是T細胞共刺激受體,正常情況T細胞激活需TCR信號和CD28共刺激。但TGN1412可不依賴TCR情況下調節T細胞。
2006年在英國進行首次人體試驗,納入8名健康志愿者,其中6人接受TGN1412,2人接受安慰劑。
給藥劑量約0.1 mg/kg,這是按當時動物數據推算被認為是很低的起始劑量。
結果6名接受藥物的志愿者很快出現嚴重反應,包括發熱、疼痛、低血壓、全身炎癥反應,隨后發展為嚴重細胞因子風暴和多器官損傷。
這事兒是生物藥首次人體試驗史上著名的災難之一。
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后續調查研究發現人CD4+ effector memory T cells表達CD28,被TGN1412刺激后可釋放IL-2、IFN-γg等炎癥因子,誘發強烈細胞因子反應。
而食蟹猴中這類CD4+ effector memory T cells 缺乏CD28表達,因此不會被激活。
這就是相關種屬概念的底層邏輯!
動物不光得有靶點,還要看關鍵細胞類型、表達狀態、組織環境和功能反應是否和人一致。
也就是說猴子實驗也不是萬能的。
做了猴不代表人體一定安全,猴子沒出事,也不代表人不會出事。
關鍵是猴子模型是否具有和人體生物學環節類似的機制。
TGN1412后,行業對首次人體試驗更重視MABEL,也就是最小預期生物效應水平。
思路不是從動物多大劑量沒毒開始,轉變為 人體里多低劑量能產生生物效應。
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這個轉變非常重要,因為免疫激動劑的風險往往不是傳統毒性,而是過強藥理作用。
猴子毒理提供耐受性和暴露信息,人源體外系統提供人體細胞反應信息,PK/PD模型幫助理解量效關系,MABEL給出謹慎的起點,臨床方案再通過哨兵給藥、序貫給藥、觀察間隔和停藥規則把風險控制住。
最終的起始劑量不是算出來的,而是通過一整套證據推出來的。
3、安全性數據的意義
如果猴子出現機制相關毒性,但和劑量相關、可逆、可監測,反而能幫助項目更穩地進入臨床。
因為研發團隊知道風險在哪,也知道如何在臨床上設計監測和停藥規則。
這就是安評的意義。
沒毒性信號,不一定是好數據。有毒性信號,也不一定是壞數據。關鍵是能不能解釋,能不能被管理。
很多人以為安評是證明藥物安全,其實準確地說,安評是證明風險可管理。
腫瘤、自免、罕見病、慢病,不同適應癥的風險收益背景完全不同。
同樣的毒性,在晚線腫瘤里可能可以接受,在健康志愿者或慢病長期用藥里就不被接受。
TGN1412案例也提醒行業,相關性必須具體到危險機制本身。
不能因一個動物總體上接近人,就默認它能預測所有人體風險。
現在高風險藥物開發會越來越強調綜合證據。包括: 體外人源系統、動物毒理、受體占有率、PK/PD以及MABEL等。
任何一個環節都不能自稱終局答案。
4、替代技術會改變猴子實驗,但短期內很難完全替代
現在行業在努力減少動物實驗。
人源細胞模型、類器官、organ-on-chip、人源化小鼠、PBPK建模、in silico預測、組織交叉反應、單細胞表達圖譜和歷史對照數據庫,都在讓臨床前評價更精細。
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科學和倫理上講,能不用動物就不用,能少用就少用,必須用時也要提高每只動物提供的信息量。
3R原則能只喊口號,要成為試驗設計的一部分。
但要說這些技術能全面取代猴子實驗還太早。因為人體風險來自完整系統,而非單一細胞反應。
人體多種系統相互作用,很多毒性只有在完整生物體中才會顯現。
所以現實不是不做猴子實驗,而是猴子實驗變得更少、更準、更 有解釋力。
5、結語:猴哥猴哥!
猴子實驗昂貴,復雜,也不可能完美預測人體風險,但對很多生物藥說,它仍回答了其他模型很難回答的問題。
所以能不用堅決不用;必須用,就要證明為什么必須用;用了后要回答人體風險。
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如果猴子實驗不能解釋靶點相關性、暴露、安全窗和臨床起始劑量,那問題不在猴子,而是研發人員的腦子了~
最近猴哥鬧出的事情太多,寫一篇基礎知識回到事情本質上,給我們自己的思維降降火~
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