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股骨远端、胫骨近端还是腰椎?骨质疏松动物实验为什么换一个感兴趣区域,药效结论都可能变?
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

骨质疏松动物实验做到Micro-CT时,经常会出现一个看起来很基础、实际非常影响结果的问题:

到底扫哪里?

股骨远端?

胫骨近端?

腰椎?

还是三个部位全部做?

很多方案的处理方式非常简单:

文献里大多数做股骨远端,就跟着做股骨远端;

实验室以前习惯扫胫骨,就继续扫胫骨;

临床骨质疏松经常看腰椎,所以再补一个腰椎。

但真正做过OVX模型就会发现:

同一只动物、同一个药、同一个给药周期,换一个骨骼部位,BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp甚至BMD的变化幅度都可能不同。

更麻烦的是:

即使都叫“胫骨近端”,ROI往生长板方向移动一点,结果也可能明显变化。

因为骨质疏松并不是全身每一块骨头以完全相同的速度丢失。

松质骨和皮质骨不同。

负重骨和轴向骨不同。

干骺端和骨骺不同。

离生长板近和远又不同。

6月龄OVX大鼠的一项长期系统比较直接分析了10个骨骼部位,发现OVX后的骨量下降具有非常明显的部位依赖性:长骨、腰椎和髂骨都有骨丢失,但胫骨和股骨下降最明显,腰椎相对更慢;到36周时,与基线相比,胫骨、股骨和腰椎BMD分别下降约75.0%、70.4%和36.6%。

所以Micro-CT里的ROI绝对不是“影像人员最后随便圈一个区域”。

它实际上决定了实验准备回答什么问题。

如果候选药是强抗骨吸收药,需要一个对OVX骨丢失足够敏感的部位。

如果候选药是促骨形成药,除了敏感性,还需要考虑这个ROI本身是否受到大鼠持续生长和机械负荷影响。

如果项目强调椎体骨折风险,腰椎又可能比单纯股骨远端更具有转化意义。

真正合理的方案不是在股骨、胫骨、腰椎之间找一个永远“最好”的ROI。

而是根据:

模型病因、动物年龄、候选药机制、观察周期和最终转化问题,

提前决定:

哪个部位做主要ROI,哪个部位做支持性验证。

导读

一、为什么同一只OVX动物不同骨骼部位的骨丢失速度会不同

二、股骨远端为什么是骨质疏松研究最常见的ROI之一

三、胫骨近端为什么灵敏,却尤其需要警惕生长板影响

四、腰椎为什么变化可能没长骨那么快,但转化价值很高

五、同样是胫骨近端,干骺端和骨骺为什么可能得到不同药效结论

六、ROI离生长板太近为什么最容易制造“漂亮但难解释”的结果

七、抗骨吸收药、促骨形成药为什么不应该机械共用一个主要ROI

八、松质骨很好、皮质骨没变化,候选药到底算不算有效

九、BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp为什么要结合ROI一起解释

十、腰椎、股骨和胫骨的力学终点为什么也不能机械对应

十一、做一个ROI还是三个ROI?企业项目应该怎么控制实验量

十二、同一个药不同ROI结果不一致时应该怎么反查

十三、Micro-CT ROI设计最容易出现哪些实验问题

十四、一套更适合医药企业的骨质疏松ROI设计流程

十五、博恩生物可以为骨质疏松候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

为什么同一只OVX动物不同骨骼部位的骨丢失速度会不同

1、不同部位的松质骨比例不同

骨质疏松早期最容易看到明显变化的通常是高转换的松质骨。

股骨远端和胫骨近端干骺端含有丰富松质骨,所以OVX以后:

BV/TV下降;

Tb.N下降;

Tb.Sp增加

往往比较明显。

相比之下,骨干中段主要是皮质骨。

如果OVX后较短时间就去看股骨中段皮质骨厚度,很可能没有松质骨那么明显。

所以不能因为:

股骨远端BV/TV已经下降40%,

股骨中段皮质厚度变化不显著,

就认为结果互相矛盾。

它们本来就在反映不同骨结构。

2、不同骨骼承受的机械负荷不同

骨不是一个纯粹被激素控制的静态组织。

局部机械负荷会持续影响骨形成和骨吸收。

长骨属于明显负重结构。

腰椎承受的轴向负荷模式又不同。

这意味着,即使都处于雌激素缺乏背景下,不同骨骼部位的bone remodeling也不会完全同步。

3、不同部位的基线骨结构不同

一个本身BV/TV很高、骨小梁较密的区域,和一个本身就比较稀疏的区域,在相同绝对骨量丢失下,百分比变化可能完全不同。

所以Micro-CT结果不能脱离:

基础结构;

ROI大小;

ROI位置

来解释。

4、OVX本身就是明显的site-specific bone loss

前面提到的系统比较非常典型。

同一批6月龄SD大鼠接受OVX以后,研究者对股骨、胫骨、腰椎、髂骨、颌骨、颅骨等多个部位连续进行比较。

最终发现长骨和腰椎都发生骨丢失,但胫骨和股骨更明显,腰椎相对较缓,而颅颌骨变化很小。

所以项目里写一句:

“OVX造模成功,因此全身骨骼均形成相同程度骨质疏松。”

本身就不够准确。

SECTION 02

02

股骨远端为什么是骨质疏松研究最常见的ROI之一

1、松质骨丰富,模型窗口比较容易建立

股骨远端干骺端存在大量松质骨。

OVX以后,骨转换增加,骨小梁数量、连接性和整体骨量都会逐渐下降。

所以对于:

抗骨吸收;

促骨形成;

Wnt相关;

RANKL相关;

骨代谢综合调节

等药物,股骨远端通常具有比较明显的药效动态范围。

2、组织取材也很方便

Micro-CT结束以后,同一股骨还可以根据方案进一步进行:

组织学;

骨髓相关检测;

部分生物力学评价。

因此企业正式药效经常选择股骨作为主要骨骼样本之一。

3、但“股骨远端”仍然不等于一个标准ROI

真正需要明确的是:

从哪一层开始?

向近端延伸多少层?

是否排除生长板附近的primary spongiosa?

只分析trabecular compartment,还是同时分析cortical shell?

如果这些参数没有统一,即使两家实验室都写:

“distal femur micro-CT”,

结果也不一定具有可比性。

4、股骨远端特别适合观察结构是否真正被破坏

对于OVX模型,骨质疏松并不只是BMD下降。

真正值得观察的是:

原来板状、连接较好的骨小梁网络是不是逐渐断裂;

Tb.N是不是减少;

Tb.Sp是不是增加;

剩下的骨小梁是不是发生代偿性增厚或者进一步变薄。

所以股骨远端的价值,很大程度上来自它能够提供比较丰富的三维骨小梁结构信息。

SECTION 03

03

胫骨近端为什么灵敏,却尤其需要警惕生长板影响

1、胫骨近端是OVX非常敏感的部位

长期纵向Micro-CT研究已经反复利用胫骨近端追踪同一只OVX大鼠的骨小梁变化。

原因就在于这里对于雌激素缺乏造成的松质骨丢失非常敏感。

在系统部位比较中,胫骨也属于OVX以后骨量下降最明显的部位之一。

所以如果项目主要目标是:

快速确认OVX模型;

寻找敏感剂量;

观察抗骨吸收药早期结构效应,

胫骨近端具有很高价值。

2、问题在于大鼠生长板并不像成年人体一样早已完全关闭

即使使用成年大鼠,长骨仍然可以存在一定程度的生长板活动。

这会直接影响干骺端松质骨。

一项PTH治疗OVX大鼠的纵向Micro-CT研究专门讨论了这一问题:研究者指出,大鼠即使进入成年阶段,生长板仍然存在一定活性,而PTH本身又与生长板和骨形成密切相关,因此干骺端并不一定能够完全等同于绝经后成人骨骼环境。

3、这对促骨形成药尤其重要

假设一个药物本身强烈刺激成骨。

你把ROI放得特别靠近生长板。

最终看到:

BV/TV暴涨;

Tb.Th增加;

骨量非常漂亮。

这里面到底有多少是:

治疗骨质疏松,

又有多少受到:

持续骨生长+药物促进新骨形成

共同影响?

如果不考虑这一点,很容易高估转化价值。

SECTION 04

04

腰椎为什么变化可能没长骨那么快,但转化价值很高

1、腰椎的第一个优势是临床对应关系明确

人类骨质疏松最重要的结局之一就是椎体压缩性骨折。

所以如果候选药准备支持:

改善椎体骨质量;

降低椎体脆性;

改善轴向骨骼,

腰椎本身具有明显转化意义。

2、OVX腰椎同样会出现明确松质骨损失

一项OVX大鼠研究在术后8周分析L4腰椎,发现OVX动物腰椎BMD和BV/TV显著下降,同时伴随骨转换增加和最大负荷下降。

说明腰椎完全可以作为稳定的骨质疏松药效部位。

3、但腰椎变化幅度可能没有长骨那么大

系统性部位比较显示,在长期OVX过程中,腰椎骨量下降虽然明确,但幅度小于胫骨和股骨。

这意味着如果项目:

周期很短;

药效中等;

样本量又偏小,

腰椎可能没有胫骨近端那么容易拉开统计差异。

4、这不代表腰椎“不敏感就没价值”

恰恰相反。

如果一个候选药在非常敏感的长骨ROI中药效很好,再进入腰椎仍然能够看到一致改善,往往能够增加跨骨骼部位的证据。

所以腰椎更适合承担:

第二个关键骨骼部位;

转化支持;

或者候选药确认阶段的验证终点。

SECTION 05

05

同样是胫骨近端,干骺端和骨骺为什么可能得到不同药效结论

这是ROI研究里非常有意思的一点。

1、干骺端和骨骺本来就是两种不同的骨环境

干骺端靠近生长板。

骨重塑和持续生长影响都比较明显。

骨骺则处于关节端。

受力方式、初始骨小梁结构和生长影响不同。

2、OVX以后两个区域丢骨程度也不同

PTH纵向研究发现,OVX后胫骨近端骨骺也会出现BV/TV、Tb.N和连接性下降,但变化明显小于干骺端。

也就是说:

同样一个proximal tibia,

把ROI放在metaphysis和epiphysis,

模型强度本身已经不一样。

3、PTH治疗后两处结构恢复方式还不完全一样

同一研究中,PTH都可以提高两个区域的BV/TV。

但干骺端主要表现为Tb.Th持续增加、进一步Tb.N丢失受到抑制;

骨骺则同时出现Tb.N和Tb.Th增加。

研究者明确观察到了两个ROI的结构响应差异。

这说明一个很重要的问题:

药效并不是一个全骨统一的数字。

一个促骨形成药到底主要:

让现有骨小梁变粗;

保住原来的骨小梁;

还是形成可被Micro-CT识别的新连接,

可能和ROI本身有关。

SECTION 06

06

ROI离生长板太近为什么最容易制造“漂亮但难解释”的结果

1、Primary spongiosa和成熟松质骨不是一回事

生长板附近存在与骨生长密切相关的新生骨结构。

如果ROI直接贴着生长板开始,容易把生长过程中的骨结构包含进来。

对于成年人大多数骨质疏松治疗而言,这部分并不是最理想的临床对应区域。

2、动物年龄越小,这个问题越明显

年轻大鼠还在明显长骨。

这时Sham组本身的骨结构也会随时间变化。

如果OVX造成骨丢失,而年龄增长同时又带来骨尺寸和部分结构变化,最终看到的是:

OVX效应+生长效应

的叠加。

3、最重要的是固定“解剖学参考点”,而不是凭肉眼圈一个看起来漂亮的区域

正式Micro-CT分析应该提前写进SOP:

生长板如何定位;

从哪个参考面开始;

与生长板保持怎样的一致关系;

连续分析多少层;

ROI高度是多少。

具体距离并不存在一个适用于所有物种、月龄和扫描分辨率的万能数字。

真正重要的是:

同一个研究中所有动物必须使用相同的解剖学定义。

4、最好在正式实验前固定ROI模板

尤其多批次项目。

如果第一批由A分析人员向生长板远端偏0.5 mm。

第二批由B分析人员从另一层开始。

即使原始骨头完全相同,最终BV/TV都可能出现系统性偏移。

SECTION 07

07

抗骨吸收药、促骨形成药为什么不应该机械共用一个主要ROI

1、抗骨吸收药首先需要一个“正在快速丢骨”的区域

这类药最核心的药理是:

把骨吸收压下来;

保住已有骨结构。

所以高转换、OVX后快速丢失的松质骨区域很适合观察。

股骨远端或胫骨近端干骺端通常能够提供较大的模型窗口。

2、促骨形成药除了看骨量,还需要看“怎么长出来”

PTH纵向研究就是很好的例子。

同一个药在胫骨干骺端和骨骺都增加BV/TV,但Tb.N和Tb.Th的结构变化方式不同。

如果研究者只选一个最敏感ROI,很可能只能得出:

骨量增加。

却不知道它通过什么结构方式增加。

3、促骨形成药还应该警惕生长板放大效应

因此这类项目可以考虑:

一个敏感的长骨松质骨ROI;

再增加腰椎或者另一个受生长板影响不同的部位。

如果两个部位都出现一致的成骨效应,证据更稳。

4、骨细胞/机械感知靶点还要考虑负荷环境

如果候选药作用于:

Sclerostin;

Wnt;

Piezo;

YAP/TAZ;

机械感知相关通路,

不同骨骼部位的负重和局部应变差异可能进一步影响药效。

这时单个ROI更不适合代表全身药效。

SECTION 08

08

松质骨很好、皮质骨没变化,候选药到底算不算有效

答案取决于候选药机制和项目阶段。

1、松质骨通常变化更快

OVX后高转换的松质骨往往先出现明显下降。

而皮质骨结构变化通常具有不同的时间尺度。

所以较短周期出现:

BV/TV明显下降;

皮质厚度变化不明显,

并不奇怪。

2、候选药短期首先改善松质骨,也可以是明确药效

尤其早期PoC。

如果模型组松质骨已经显著恶化,而药物能够:

保住Tb.N;

降低Tb.Sp;

改善BV/TV,

已经说明药物具备明显骨保护作用。

3、但后期正式开发最好继续考虑皮质骨

因为骨强度并不只由松质骨决定。

可以进一步分析:

皮质厚度;

皮质面积;

髓腔面积;

截面几何参数。

对于长期治疗和骨强度评价,这一层越来越重要。

4、皮质骨ROI通常需要换位置

不要在同一个松质骨ROI里顺便圈一下外圈皮质骨,就认为已经完成完整皮质骨评价。

更规范的皮质骨分析通常需要选择骨干中段等相对标准的diaphyseal ROI。

所以:

trabecular ROI

cortical ROI

本来就应该是两套分析逻辑。

SECTION 09

09

BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp为什么要结合ROI一起解释

1、BV/TV告诉你骨量整体剩多少

它是非常核心的松质骨参数。

但BV/TV相同,并不意味着骨小梁结构相同。

2、Tb.N下降代表结构数量损失

如果OVX以后大量骨小梁被完全吸收,Tb.N会下降。

这种结构丢失一旦非常严重,后续促骨形成也未必能够简单把原有网络完全恢复。

3、Tb.Th增加有时甚至不一定是单纯好消息

假设大量细骨小梁先被丢掉。

最后只剩少量比较粗的骨小梁。

这时平均Tb.Th可能并不低,甚至出现相对增高。

如果只看Tb.Th,就可能误判。

所以一定要结合:

BV/TV;

Tb.N;

Tb.Sp;

连接性

一起解释。

4、药物机制会影响参数组合

抗骨吸收药可能主要表现为:

保住Tb.N;

减少Tb.Sp增加。

促骨形成药可能更加明显地提高:

Tb.Th;

BV/TV。

当然具体结果还会受到部位和治疗时间影响。

PTH在胫骨干骺端和骨骺出现不同的Tb.N/Tb.Th变化,就是非常典型的site-dependent structural response。

所以单独比较一个Micro-CT参数,很容易失去真正药理信息。

SECTION 10

10

腰椎、股骨和胫骨的力学终点为什么也不能机械对应

Micro-CT最终解决的是:

骨结构怎么样。

骨质疏松真正重要的另外一层是:

这个骨头到底结不结实。

但不同骨骼部位适合的生物力学测试并不相同。

1、长骨骨干常用弯曲力学

例如股骨或者胫骨可以根据研究目的进行三点弯曲等力学评价。

主要反映:

整个骨骼的结构性强度和皮质骨贡献。

2、松质骨区域可以采用其他局部力学方法

如果研究关注股骨远端松质骨,可以采用与松质骨结构相匹配的测试方式。

已有OVX大鼠研究就使用股骨远端松质骨压入/局部力学与股骨骨干弯曲测试分别评价松质骨和皮质骨力学,并显示PTH和阿仑膦酸对两类力学性能的改善程度并不完全一致。

3、椎体更适合压缩方向评价

椎体临床上最典型的是压缩性骨折。

因此椎体结构和压缩强度之间具有更直接的对应关系。

OVX大鼠L4研究也观察到了腰椎骨量下降与最大负荷降低。

4、所以Micro-CT ROI和力学样本最好在设计阶段就一起考虑

不能Micro-CT只扫股骨远端。

最终又只做胫骨中段弯曲。

然后把两组结果直接解释成:

“股骨微结构改善导致胫骨强度增加。”

更合理的是提前定义:

结构终点和力学终点分别代表什么层级。

SECTION 11

11

做一个ROI还是三个ROI?企业项目应该怎么控制实验量

并不是所有骨质疏松项目都必须:

股骨远端+胫骨近端+腰椎

全部做满。

这样成本高,数据也容易变得冗余。

更合理的是根据开发阶段分层。

1、早期PoC

核心问题只是:

候选药有没有基本抗骨质疏松作用?

可以优先选择一个对当前模型足够敏感、平台历史数据成熟的主要ROI。

例如:

股骨远端;

或者胫骨近端。

同时配合血清骨转换指标。

2、剂量筛选

更需要减少指标,而不是增加指标。

重点找:

最低有效剂量;

剂量—结构关系。

此时一个稳定的主要ROI往往已经足够。

3、候选物确认

如果准备推进正式开发,可以增加第二骨骼部位。

例如:

股骨远端+腰椎。

这样可以判断候选药是否跨负重长骨和轴向骨骼均有效。

4、促骨形成新机制

可以考虑增加不同类型ROI。

例如:

敏感干骺端+腰椎;

或者干骺端+骨骺。

目的是判断:

药效是否过度依赖生长板附近环境。

5、正式关键药效

这时才值得建立:

松质骨Micro-CT;

皮质骨Micro-CT;

腰椎;

力学;

骨组织形态计量;

骨转换PD

等完整证据链。

所以ROI数量也应该服务于研发阶段,而不是越多越专业。

SECTION 12

12

同一个药不同ROI结果不一致时应该怎么反查

假设候选药出现:

胫骨近端BV/TV显著改善;

股骨远端只有趋势;

腰椎没有显著差异。

第一反应不应该是:

“药效不稳定。”

可以按照固定顺序反查。

1、先看模型组在三个部位到底丢了多少骨

如果腰椎模型组和Sham只差10%,而胫骨已经差40%,两处能够提供的药效窗口本来就不同。

模型差异太小的部位很难做出显著治疗效应。

2、看ROI定义是否一致

是不是某一批股骨ROI离生长板更远?

腰椎是否包含了不同范围的皮质壳或者终板?

有没有分析人员之间的contouring差异?

3、看基线骨结构

不同区域起始BV/TV不同。

不能只比较“药物提高了多少个百分点”。

更应该与各自模型组和Sham差距结合。

4、看候选药机制

如果是强促骨形成药,局部机械负荷和骨形成活性可能导致明显site-specific response。

如果是抗骨吸收药,则高转换部位可能更早出现优势。

5、看治疗周期

有的区域先响应。

有的区域需要更长时间。

单一终点时间可能放大这种差异。

6、最后才判断是否存在真正部位依赖性

如果模型窗口、ROI、分析质量、暴露和PD都没有问题,仍然持续出现:

长骨强;

腰椎弱,

这才值得进入真正的机制解释。

这种结果本身也可能帮助定义候选药。

SECTION 13

13

Micro-CT ROI设计最容易出现哪些实验问题

1、写“股骨Micro-CT”,却没有说明股骨远端还是中段。

2、写“胫骨近端”,没有定义生长板参考位置。

3、ROI每只动物靠肉眼重新圈。

4、模型组骨量少,就不自觉把ROI往骨多的位置移动。

5、不同组使用了不同ROI高度。

6、ROI距离生长板不一致。

7、把primary spongiosa大量纳入成熟松质骨评价。

8、年轻大鼠不考虑生长板影响。

9、抗骨吸收药和促骨形成药机械使用相同解释框架。

10、只看BV/TV,不看Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp。

11、Tb.Th增加就直接写“骨结构恢复”。

12、松质骨改善就直接推导整个骨骼强度恢复。

13、皮质骨分析没有单独设置规范diaphyseal ROI。

14、腰椎不同动物使用不同椎体节段。

15、腰椎ROI把终板或皮质结构纳入程度不一致。

16、三个ROI都做,但没有提前定义主要ROI。

17、最后挑P值最好看的部位作为主结果。

18、第一轮实验用胫骨,第二轮实验换股骨,却直接比较药效幅度。

19、不同扫描分辨率和阈值条件下直接比较绝对Micro-CT参数。

20、没有对分析人员进行盲法。

21、模型组与Sham在主要ROI本身没有拉开,仍然强行解释候选药阴性。

22、用单个ROI结果代表全身骨质疏松。

23、Micro-CT和力学检测来自完全不同骨骼,却不解释两者分别代表什么。

24、没有提前把ROI写进正式分析SOP。

SECTION 14

14

一套更适合医药企业的骨质疏松ROI设计流程

第一步,先明确候选药机制

是:

抗骨吸收;

促骨形成;

骨细胞靶向;

机械感知;

双重调节;

还是局部骨修复产品。

第二步,明确模型病因

OVX;

自然衰老;

糖皮质激素;

废用性骨质疏松。

不同模型的主要受累部位和时间曲线可能不同。

第三步,明确研发阶段

早期PoC不需要三个ROI全部做。

正式候选物确认则需要增加跨部位证据。

第四步,根据模型历史数据选择主要ROI

优先选择:

Sham和模型能够稳定拉开;

组内变异小;

平台重复性好;

并且与候选药机制匹配的区域。

第五步,在实验开始前固定解剖参考

明确:

骨骼方向;

生长板参考位置;

起始切面;

ROI长度;

是否排除皮质;

是否排除primary spongiosa。

第六步,提前定义主要ROI和次要ROI

例如:

主要ROI:股骨远端松质骨。

支持ROI:L4腰椎松质骨。

这样最终不会出现“哪个显著就用哪个”。

第七步,促骨形成项目特别关注生长板效应

必要时增加:

腰椎;

骨骺;

或者更适合回答临床转化问题的骨骼部位。

第八步,松质骨与皮质骨分开设计

松质骨:

BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp等。

皮质骨:

Ct.Th、Ct.Ar以及相关几何参数。

不要混成一套指标。

第九步,加入机制匹配的PD

抗骨吸收药:

CTX/TRAP相关等骨吸收证据。

促骨形成药:

P1NP、动态骨形成、成骨相关PD。

第十步,把力学和Micro-CT提前配对

决定:

哪块骨扫CT;

哪块骨做力学;

两者准备回答什么。

第十一步,第一轮结果按“模型窗口”解释

首先检查:

Sham→Model差多少。

再看:

Drug把这段差距恢复多少。

不要只盯Drug vs Model的P值。

第十二步,第二ROI应该增加新的信息

如果股骨远端已经证明药效。

腰椎应该回答:

轴向骨是否同样有效。

而不是单纯再得到一组BV/TV显著。

第十三步,结果不一致先做技术反查

先排除:

ROI;

阈值;

扫描;

年龄;

模型严重度

问题,再进入药理解释。

第十四步,最终建立完整证据链

一个成熟的系统性骨质疏松候选药,理想状态并不只是:

“股骨远端BV/TV显著增加。”

而是逐渐形成:

有效暴露→骨转换PD改变→敏感ROI骨量/微结构改善→第二骨骼部位验证→骨强度改善。

这样才真正能够支持候选药继续推进。

SECTION 15

15

博恩生物可以为骨质疏松候选药提供哪些实验支持

骨质疏松Micro-CT实验最容易被低估的环节,就是ROI。

扫描设备、分辨率和分析软件当然重要。

但如果ROI本身定义不稳定,后面的BV/TV、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp精确到再多小数位,也没有太大意义。

博恩生物可以根据候选药机制、动物模型和研发阶段,协助建立OVX、自然衰老、糖皮质激素、废用性等骨质疏松药效方案,并在正式实验前确定Micro-CT主要骨骼部位和ROI分析策略。

对于OVX早期PoC和剂量筛选,可以优先选择股骨远端或胫骨近端等对松质骨丢失较敏感的区域,提高药效动态范围。

对于促骨形成候选药,可以进一步考虑动物年龄、生长板活性以及干骺端与骨骺差异,避免只在最靠近生长板的区域获得非常漂亮的结果,却难以判断其中有多少属于真正的骨质疏松逆转。

对于进入候选物确认阶段的项目,可以增加腰椎等第二骨骼部位,验证药效是否能够从长骨扩展到轴向骨骼。

在Micro-CT评价方面,可以根据研究目的分别设计松质骨和皮质骨ROI,评价BV/TV、Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp、皮质厚度及相关骨结构参数。

在骨转换方面,可以结合P1NP、CTX等指标以及候选药特异PD,建立早期药理变化与后期骨结构之间的关系。

对于促骨形成产品,还可以根据项目深度增加动态骨组织形态计量,判断最终Micro-CT看到的骨量增加到底来自怎样的骨形成过程。

在生物力学方面,可以结合不同骨骼部位设计适合的力学检测,把“骨量增加”和“骨真正更结实”进一步连接起来。

如果项目目前已经出现:

胫骨近端阳性;

股骨远端一般;

腰椎阴性,

也不建议第一时间把它解释成候选药效果不稳定。

更合理的反查顺序是:

三个部位的模型窗口是否一样?

ROI距离生长板是否一致?

腰椎模型组有没有真正形成足够骨丢失?

不同部位的基线骨量是否相差很大?

候选药是不是主要影响高转换松质骨?

治疗周期是否足够支持腰椎出现结构恢复?

这些问题排除以后,真正的site-specific drug response才值得讨论。

骨质疏松动物实验真正需要避免的,是把Micro-CT理解成:

“把骨头放进去扫一下,然后软件自动出几个参数。”

实际上,从选择哪块骨开始,实验结论就已经在被定义。

股骨远端更容易看到高转换松质骨的变化。

胫骨近端同样敏感,却更需要警惕生长板和持续生长。

腰椎可能变化没有长骨那么剧烈,但和椎体骨质疏松及压缩性骨折具有更加直接的转化联系。系统研究已经证明OVX后的骨丢失本身具有明显骨骼部位依赖性。

所以真正专业的ROI设计,重点从来不是:

“股骨远端、胫骨近端、腰椎到底哪个最好?”

更应该问:

对于现在这个候选药,哪一个部位最适合成为主要药效窗口,另一个部位又应该补充什么新的转化信息?

当ROI从“影像分析步骤”变成“研发问题的一部分”,Micro-CT才真正开始服务候选药决策。

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