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MASH动物模型选GAN/AMLN还是CDAHFD?一个更接近肥胖代谢背景,一个为什么更适合快速筛抗纤维化药?
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

做MASH候选药时,GAN/AMLN和CDAHFD经常会同时进入模型备选名单。

从终点上看,两类模型都能出现肝脂肪变、炎症、肝细胞损伤和不同程度纤维化,也都可以检测ALT、AST、肝TG、NAS、Sirius Red、α-SMA、Collagen I、Fibronectin等指标。

如果只看最终能不能把纤维化做出来,两种模型似乎都可以。

但对于医药企业来说,真正需要判断的并不是哪一个模型“肝纤维化更明显”,而是候选药准备在哪一种疾病背景下证明药效。

GAN/AMLN这一类高脂、高果糖并联合胆固醇的致肥胖饮食模型,最大的价值在于动物在形成肝脂肪变、炎症和纤维化的同时,还保留了肥胖、胰岛素抵抗、血脂异常等比较完整的代谢背景。它的病程更慢,建模成本更高,但更适合评价那些药效本身依赖体重、脂质代谢、胰岛素敏感性、脂肪组织—肝脏轴或者长期代谢改善的候选药。

CDAHFD则走的是另一条路线。通过胆碱缺乏、氨基酸配方调整和高脂饮食快速造成肝脏脂质处理异常,可以在明显短于典型GAN/AMLN模型的时间内形成脂肪变、肝细胞损伤、炎症和较稳定的纤维化。对于主要想回答“这个候选物有没有直接抗纤维化活性”的早期项目,它能够明显缩短建模时间,并提供更大的纤维化动态范围。

问题也正出在这里。

CDAHFD之所以纤维化快,部分原因恰恰来自人为强化的胆碱缺乏和肝脏脂质输出异常。这与多数人类MASH患者长期在肥胖、胰岛素抵抗、脂肪组织功能异常和营养过剩背景下逐渐进展的疾病过程并不完全相同。

所以一个药在CDAHFD中让Sirius Red下降50%,不能自动推导出它在肥胖代谢背景下的MASH中也有同样幅度的抗纤维化作用。

反过来,一个药在GAN模型中治疗8周以后肝脂、ALT和炎症已经明显改善,但纤维化变化不大,也不能立即认为这个候选药“抗MASH无效”。模型基础纤维化程度、给药时点、治疗周期以及候选药真正作用在哪一个疾病环节,都可能决定最终结果。

因此GAN/AMLN和CDAHFD真正应该解决的是两个不同层次的问题:

一个更适合回答,候选药在接近肥胖和代谢综合征背景的MASH中还能不能产生稳定药效。

另一个更适合回答,候选药面对已经快速形成的肝纤维化时,有没有足够明确的抗纤维化作用。

把这两个问题先拆开,模型选择才真正开始服务于候选药开发。

导读

一、GAN/AMLN和CDAHFD真正的区别为什么不在于“谁纤维化更重”

二、GAN和AMLN到底是什么关系,为什么方案里不能简单混成一个模型

三、为什么GAN/AMLN更接近肥胖代谢背景下的MASH

四、GAN/AMLN为什么通常需要更长建模周期,这个时间到底换来了什么

五、CDAHFD为什么能够在更短时间内快速形成MASH和纤维化

六、CDAHFD成模快,为什么临床转化反而需要更加谨慎

七、代谢类候选药为什么通常更应该优先考虑GAN/AMLN

八、直接抗纤维化候选药什么时候更适合先用CDAHFD

九、为什么“抗纤维化药”也不能一律先选CDAHFD

十、给药应该从造模当天开始,还是等MASH和纤维化真正建立以后再开始

十一、为什么长周期GAN/AMLN特别值得做治疗前病理分层

十二、候选药明显减重时,为什么MASH药效必须拆开摄食和体重因素

十三、GAN/AMLN和CDAHFD的主要药效终点为什么不能完全照搬

十四、纤维化到底应该怎么评价,为什么只做Masson和α-SMA还不够

十五、ALT和肝TG已经明显下降,纤维化却没有改善,应该怎样判断候选药

十六、肝脏PK/PD为什么比单纯血浆暴露更值得加入MASH项目

十七、阳性药应该怎么选,为什么GAN和CDAHFD不一定使用同一种阳性对照

十八、CDAHFD有效、GAN无效时,应该认为哪个模型“错了”

十九、第一个模型做到阳性以后,第二模型应该怎么选

二十、GAN/AMLN和CDAHFD药效研究最容易出现哪些实验设计误区

二十一、一套更完整的“MASH阶段—模型—入组—给药—PK/PD—组织学”研究路线怎么设计

二十二、博恩生物可以为MASH候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

GAN/AMLN和CDAHFD真正的区别为什么不在于“谁纤维化更重”

1、两个模型最终可以出现相似的组织学终点

GAN/AMLN和CDAHFD最终都可以出现肝细胞脂肪变、炎症浸润、肝细胞损伤以及不同程度的胶原沉积。

因此如果一个项目只在终点取材,检测HE、Oil Red O、Sirius Red、α-SMA和Collagen I,很容易得到一种印象:两个模型只是建模速度不同,病理终点其实差不多。

但MASH候选药真正面对的不是一张终点病理图。

它面对的是一个从营养过剩和代谢异常开始,逐渐进入肝脂肪变、脂毒性、炎症、肝细胞损伤、肝星状细胞活化和纤维化的疾病过程。

CDAHFD虽然也能把后面的多个病理环节做出来,但它进入这些环节的方式和GAN/AMLN并不一样。

2、GAN/AMLN首先强化的是长期代谢过载

这类模型通过持续高脂、高糖和高胆固醇饮食,让动物逐渐出现肥胖和系统性代谢异常,随后肝脏脂质负荷、炎症和纤维化不断进展。

因此其优势不只是“也能做出纤维化”。

真正重要的是纤维化发生在一个更完整的代谢疾病背景中。

如果候选药的作用依赖体重下降、改善胰岛素抵抗、降低脂肪组织脂解、减少肝脏脂质输入或者改变肝脏脂质代谢,那么这种背景本身就是药效的一部分。

3、CDAHFD首先强化的是肝脏脂质处理和纤维化压力

CDAHFD通过胆碱缺乏以及特定氨基酸和高脂配方,快速造成肝脏脂质堆积和细胞损伤,并进一步推动炎症和纤维化。

因此它能够在较短时间内建立一个明显的肝纤维化环境。

如果研究问题主要是肝星状细胞活化、TGF-β相关信号、ECM沉积或者已经进入纤维化阶段后的药理干预,这种更快、更强的纤维化动态范围非常有价值。

所以两类模型真正应该比较的是疾病背景,而不是最后谁的Sirius Red面积更大。

SECTION 02

02

GAN和AMLN到底是什么关系,为什么方案里不能简单混成一个模型

1、GAN和AMLN属于相近的致肥胖MASH饮食体系

AMLN最初被广泛用于建立肥胖、胰岛素抵抗和MASH模型,其典型饮食包含较高比例脂肪、果糖和胆固醇。

后续GAN饮食是在相近营养框架基础上进行调整,其中一个重要变化是使用饱和脂肪来源替代原AMLN饮食中的工业反式脂肪来源。

因此现在很多研究会把GAN和AMLN放在同一类高脂、高果糖、高胆固醇致肥胖MASH模型中讨论。

2、但GAN和AMLN并不是完全相同的配方名称

真正设计实验时,不能只在方案里写“GAN/AMLN diet”就结束。

至少需要进一步明确:

(1)使用的具体饲料配方是什么。

(2)脂肪来源和比例是什么。

(3)果糖和胆固醇含量是多少。

不同配方即使都被称为Western diet、AMLN或者GAN相关饮食,最终的增重速度、肝脂肪变、炎症和纤维化程度仍然可能不同。

3、因此正式药效研究最重要的是固定具体模型体系

如果已有历史模型数据,后续候选物比较最好尽量保持动物品系、饲料厂家、配方、喂养周期和入组标准一致。

否则第二个候选药看起来比第一个药效差,真正变化的可能并不只是药物本身。

对于需要进行多个候选物横向比较的企业项目,这种模型标准化尤其重要。

SECTION 03

03

为什么GAN/AMLN更接近肥胖代谢背景下的MASH

1、人类MASH通常不是一个孤立的肝脏疾病

多数MASH患者并不是因为某一种营养素突然缺乏以后,在几周内迅速形成肝纤维化。

临床上更加常见的背景是长期肥胖、胰岛素抵抗、脂质代谢异常以及脂肪组织和肝脏之间持续的代谢失衡。

所以一个真正面向代谢型MASH的候选药,需要面对的不只是肝脏里的胶原。

还需要面对整个系统性代谢背景。

2、GAN/AMLN能够同时保留肥胖和肝脏病理

这类模型中,动物通常能够逐渐形成体重增加和脂肪量增加,并伴随葡萄糖稳态、血脂和肝脏脂质代谢异常。

随着时间继续延长,肝脏从单纯脂肪变进一步进入炎症和纤维化。

这使得一个候选药可以同时回答多个层次的问题:是否减重,是否改善胰岛素敏感性,是否降低肝脂,是否减少肝细胞损伤,最后能不能进一步影响MASH活动度和纤维化。

3、这种完整背景对代谢药尤其重要

例如一个主要通过减重和改善系统代谢间接改善肝脏的候选药,如果放在一个缺乏典型肥胖代谢背景的模型中,药效可能被低估。

反过来,一个声称直接作用于肝脏的候选药,如果在GAN/AMLN中同时明显减重和降低摄食,也需要进一步判断肝脏改善究竟有多少来自直接作用,有多少来自整体能量摄入下降。

所以GAN/AMLN的优势同时也是实验设计的挑战。

模型更接近真实代谢背景,但药效来源也会更加复杂。

SECTION 04

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GAN/AMLN为什么通常需要更长建模周期,这个时间到底换来了什么

1、自然代谢进展本身就需要时间

高脂、高糖和高胆固醇首先推动体重和肝脏脂质增加。

随后才逐渐出现炎症、肝细胞损伤和肝星状细胞持续活化。

如果希望进一步获得比较稳定的纤维化,就需要给予疾病足够的进展时间。

因此在普通C57BL/6J背景下,这类模型往往需要以“数月”而不是“数周”来规划建模周期。

2、较长时间换来的是疾病阶段更加完整

如果项目只需要脂肪肝,一个较早时间点可能已经足够。

如果真正需要MASH活动度,就要等待炎症和肝细胞损伤稳定出现。

如果候选药临床定位是具有一定纤维化基础的MASH患者,就还要继续等待纤维化进入目标阶段。

所以同一个GAN模型,不同喂养时间实际上可以对应完全不同的开发问题。

3、长周期并不天然等于“模型更高级”

如果候选物处于很早期,只想快速判断有没有直接抗纤维化活性,那么为了一个探索性问题等待半年以上,未必是最高效的方案。

模型的价值取决于它解决的问题。

早期筛选阶段和接近候选药确认阶段,本来就可以使用不同模型。

SECTION 05

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CDAHFD为什么能够在更短时间内快速形成MASH和纤维化

1、胆碱缺乏会明显改变肝脏脂质输出

胆碱参与磷脂和脂蛋白相关代谢。

当饮食中胆碱缺乏以后,肝脏对脂质的正常处理和输出受到影响,脂质更容易在肝细胞内积累。

如果再叠加高脂和特定氨基酸配方,肝细胞会迅速面临更强的脂质和代谢压力。

2、肝细胞损伤和炎症因此更快进入纤维化阶段

持续脂质堆积以后,肝细胞损伤、炎症信号和肝星状细胞活化可以在较短时间内逐渐增强。

经典CDAHFD体系已经能够在数周内形成明确纤维化,而且随着建模时间延长,胶原沉积进一步增加。

对于需要快速形成稳定纤维化动态范围的药效项目,这一点非常有吸引力。

3、所以它特别适合某些早期抗纤维化验证

如果候选药的核心假设非常明确,例如直接抑制肝星状细胞活化、TGF-β相关纤维化信号或者ECM产生,那么CDAHFD可以比较快地回答:

模型已经有明显纤维化以后,给药能不能让纤维化继续增长变慢,甚至出现一定回退。

这和使用一个需要数月才能建立纤维化的模型相比,开发效率会明显提高。

SECTION 06

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CDAHFD成模快,为什么临床转化反而需要更加谨慎

1、快速纤维化并不意味着更接近人类疾病

一个模型把疾病做得越快,通常意味着人为驱动力越强。

CDAHFD中的胆碱缺乏就是非常重要的额外驱动因素。

它能够显著加快肝脂肪变和纤维化,但大多数临床MASH患者并不是处在明确胆碱缺乏状态下发展疾病。

2、系统代谢表型和典型肥胖MASH并不完全一致

与GAN/AMLN相比,CDAHFD更加突出肝脏本身的脂质代谢异常和纤维化,而肥胖、胰岛素抵抗、脂肪组织异常等完整代谢综合征背景的模拟相对有限。

因此如果一个候选药的机制高度依赖系统性代谢改善,CDAHFD可能无法完整体现其真实药效。

3、所以CDAHFD更适合回答“有没有”,未必单独解决“能不能开发”

早期项目可以先问:

这个药有没有明确的抗纤维化生物学活性?

如果在CDAHFD中都完全没有作用,后续继续推进的依据会减少。

但如果已经看到明显药效,下一步还应该继续问:

换到更加接近肥胖代谢背景的模型以后,这个药效还能不能保留?

这两个问题应该由不同阶段的模型共同回答。

SECTION 07

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代谢类候选药为什么通常更应该优先考虑GAN/AMLN

1、如果药效依赖减重,模型首先要有明显肥胖背景

例如GLP-1、GIP、胰高血糖素相关机制,或者其他明显影响食欲和体重的候选药。

如果模型本身并没有建立一个稳定的肥胖代谢背景,就很难充分评价减重以后肝脏会发生什么。

GAN/AMLN在这一点上更加合适。

2、如果药效依赖胰岛素敏感性,也需要完整代谢环境

某些候选药并不是直接抑制肝星状细胞。

它可能首先改善脂肪组织胰岛素抵抗,降低游离脂肪酸流入肝脏,减少肝脏脂质负荷,随后才降低炎症和纤维化。

如果使用CDAHFD,只看最终纤维化变化,很可能没有把这条系统代谢链完整建立起来。

3、如果候选药同时改善多个MASH环节,GAN/AMLN更容易观察整体疾病修改作用

这类药物真正希望看到的可能是体重、血糖、血脂、肝脂、炎症和组织学逐层改善。

此时较长的模型周期虽然增加成本,却能够提供更加完整的药效层级。

对于已经进入候选物确认或者需要提高临床相关性的项目,这种信息往往比单纯快速得到一张Sirius Red更有价值。

SECTION 08

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直接抗纤维化候选药什么时候更适合先用CDAHFD

1、候选药作用点如果非常靠近HSC和ECM,CDAHFD效率很高

例如直接抑制肝星状细胞活化、胶原合成、促纤维化信号或者基质重塑。

这类药物并不一定需要先通过减重或者改善胰岛素抵抗才能发挥作用。

真正需要的是一个明确、稳定、有足够动态范围的纤维化背景。

2、早期PoC尤其适合使用快速模型

候选物数量还比较多时,如果每一个都进入长周期GAN模型,时间和成本都会非常高。

这时可以先用CDAHFD完成第一轮体内PoC。

真正关注几个核心问题:是否达到有效暴露,靶点PD是否发生变化,纤维化继续进展是否被抑制,组织胶原是否出现明确改善。

3、阳性以后再进入更接近临床代谢背景的模型

如果一个候选药在CDAHFD中已经证明具有直接抗纤维化作用,下一步再进入GAN/AMLN。

此时第二模型解决的就不再是“有没有抗纤维化活性”。

而是更重要的问题:

这种作用在肥胖、胰岛素抵抗和持续营养过载的环境下还能不能成立。

这样的两步模型策略通常比一开始就把所有问题压在一个模型上更加清楚。

SECTION 09

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为什么“抗纤维化药”也不能一律先选CDAHFD

1、很多所谓抗纤维化药其实是间接抗纤维化

例如候选药通过降低肝脂、改善脂毒性、减少炎症,最后才使纤维化下降。

这类药物如果放在CDAHFD中,胆碱缺乏造成的持续肝脏压力可能让其上游代谢作用不能完整发挥。

最后得到“抗纤维化效果一般”的结果,并不一定代表候选药在真实MASH代谢环境中也无效。

2、需要先问候选药作用链条从哪里开始

如果机制是:

候选药→体重下降→脂肪组织脂解减少→肝脂下降→炎症下降→纤维化改善,

那么模型就需要能够完整承载这条链。

如果机制是:

候选药→直接抑制HSC→胶原产生下降,

则快速纤维化模型会更加直接。

模型选择真正应该跟着候选药最上游的关键药理作用走。

3、不能因为项目最后一个终点是纤维化,就自动选择最快纤维化模型

最终都看Sirius Red,不代表过程相同。

一个候选药有没有开发价值,很大程度上取决于它在与目标患者相似的疾病环境下能不能维持药效。

所以纤维化严重程度只是模型选择的一个条件,不是全部条件。

SECTION 10

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给药应该从造模当天开始,还是等MASH和纤维化真正建立以后再开始

1、造模当天给药主要证明的是疾病预防

如果动物刚开始吃GAN或者CDAHFD,候选药同时开始给。

最后模型组出现严重MASH,药物组明显减轻。

这个结果可以证明候选药能够减少疾病形成。

但对于已经存在MASH甚至F2/F3纤维化的临床患者来说,这种设计距离真实治疗场景还有明显差距。

2、MASH形成以后给药才真正进入治疗性评价

更合理的企业药效设计通常应该先让动物进入目标疾病阶段,再进行随机分组和给药。

如果候选药主要治疗活动性MASH,可以在脂肪变、炎症和肝细胞损伤已经形成以后介入。

如果候选药主要面向纤维化MASH,则应该进一步确认治疗开始前已经存在稳定纤维化。

3、抗纤维化药尤其需要延迟给药

假设药物从造模第一天开始给,最后胶原减少50%。

我们很难知道它究竟直接抑制了纤维化,还是因为前面的脂肪变和炎症一直比较轻,所以肝星状细胞从来没有被充分激活。

真正更强的抗纤维化证据,是在两组治疗前已经有相近纤维化基础的情况下,给药以后纤维化继续进展被抑制,甚至出现一定程度回退。

SECTION 11

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为什么长周期GAN/AMLN特别值得做治疗前病理分层

1、喂养时间相同不代表每只动物疾病程度相同

长周期饮食模型最大的特点之一,就是个体差异会逐渐出现。

同样喂养28周,有的动物可能已经有明显纤维化,有的仍然主要停留在脂肪变和炎症阶段。

如果直接按体重随机,很可能把疾病程度明显不同的动物分到不同组。

2、治疗前肝活检可以明显提高分组质量

对于高价值长期药效项目,可以在正式给药前进行肝活检,根据脂肪变、炎症、组织活动度和纤维化情况进行分层。

这样做的价值不是单纯“多一个病理结果”。

而是能够保证各组在治疗开始时真正处于相近的疾病阶段。

3、还可以直接做治疗前后个体配对

如果同一只动物有治疗前活检和治疗后终点病理,就可以进一步观察:

它原本是什么程度。

治疗以后进展了、稳定了还是回退了。

对于纤维化这种进展相对缓慢、个体差异又比较明显的终点,这种纵向信息往往比单纯比较组均值更加有价值。

SECTION 12

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候选药明显减重时,为什么MASH药效必须拆开摄食和体重因素

1、减重本身就可以改善MASH

如果一个候选药使动物体重下降15%,同时肝TG、ALT、炎症和脂肪变全部明显下降,这并不能自动证明候选药直接作用于肝脏。

体重和能量摄入下降本身就能够减少肝脂输入,并改善代谢状态。

2、首先要连续记录摄食量

如果药物组从给药第一周开始明显少吃,后面所有肝脏改善都需要考虑热量限制因素。

尤其食欲抑制型候选药,摄食记录不应该只是一个普通安全指标。

它实际上是机制解释的一部分。

3、必要时增加pair-fed对照

如果项目需要证明候选药具有超出单纯减重的直接肝脏作用,可以设置与药物组匹配摄食量的pair-fed组。

如果pair-fed同样减重10%,但药物组的肝脂、炎症或者纤维化改善明显更强,就能够支持候选药存在减重以外的附加肝脏药理作用。

4、CDAHFD和GAN对这类问题的价值不同

如果候选药主要通过减重发挥作用,GAN能够更完整地评价这一过程。

CDAHFD则更适合在较少依赖系统肥胖改善的条件下,继续追问候选药是不是还具有直接肝脏抗纤维化作用。

所以两个模型甚至可以用来拆同一个候选药的不同药效来源。

SECTION 13

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GAN/AMLN和CDAHFD的主要药效终点为什么不能完全照搬

1、代谢候选药应该把代谢终点放到更靠前的位置

如果候选药主要改善能量代谢、胰岛素抵抗或者脂质代谢,除了组织学,还应该关注体重、脂肪量、血糖、胰岛素、血脂、肝TG等指标。

这些不是普通辅助指标。

它们本身就是候选药从系统代谢进入肝脏药效的机制链。

2、直接抗纤维化候选药则应该提高纤维化终点权重

如果候选药没有明显减重和降肝脂作用,其核心药效可能集中在HSC活化和ECM沉积。

这时Sirius Red面积、羟脯氨酸、Collagen I、α-SMA以及组织纤维化分级等指标应该更加靠前。

不能因为体重没有变化就认为药效弱。

3、炎症和肝细胞损伤仍然需要作为中间层

ALT、AST、炎症灶、肝细胞气球样改变以及炎症相关标志物能够帮助判断候选药作用在哪一个疾病阶段。

如果纤维化改善,但肝细胞损伤持续很重,需要进一步判断这种组织学改善能不能长期维持。

如果炎症和肝损伤改善明显,纤维化暂时不动,则可能需要进一步考虑治疗周期。

所以不同指标应该形成一条机制顺序,而不是在同一张表里平行排列。

SECTION 14

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纤维化到底应该怎么评价,为什么只做Masson和α-SMA还不够

1、组织染色首先回答纤维化发生在哪里、面积有多少

Masson和Sirius Red都可以用来观察胶原相关组织改变。

其中Sirius Red尤其适合进行胶原面积定量。

但组织染色仍然需要注意取材位置、切片质量和图像分析标准。

如果不同动物只拍几个随机视野,很容易把肝脏内部不均一性带入结果。

2、α-SMA更多反映活化的纤维化细胞状态

α-SMA下降说明肝星状细胞或者肌成纤维样细胞活化受到影响。

但它并不等同于已经沉积的胶原一定同步大量减少。

一个候选药可能很快降低HSC活化,但已有ECM需要更长时间才能真正清除。

所以α-SMA和Sirius Red回答的是不同层次的问题。

3、最好增加胶原定量和ECM分子证据

如果纤维化是主要终点,可以结合羟脯氨酸、COL1A1、COL3A1、Fibronectin以及其他与候选药MOA相关的ECM指标。

真正理想的结果是:

促纤维化细胞状态下降。

ECM生成下降。

组织胶原面积进一步减少或者至少停止继续增加。

三个层次相互支持。

4、如果要证明“逆转纤维化”,要求会更高

单纯治疗组比同期模型组纤维化轻,并不一定代表逆转。

因为治疗组可能只是让纤维化继续进展得更慢。

如果要讨论真正的fibrosis regression,最好有治疗开始时的基线纤维化信息。

例如通过肝活检或者独立基线队列确定给药前胶原程度,再判断治疗后是否低于治疗起点。

否则更加准确的结论通常是抑制纤维化进展。

SECTION 15

15

ALT和肝TG已经明显下降,纤维化却没有改善,应该怎样判断候选药

1、先看候选药本来是不是直接抗纤维化机制

如果药物主要作用于肝脂代谢,首先出现肝TG下降是合理的。

脂毒性减轻以后,ALT和炎症继续改善。

纤维化本身属于更慢的结构性终点,不一定在同一治疗周期内同步明显逆转。

所以不能要求所有MOA在同一个时间点同时改变所有指标。

2、再看治疗开始时纤维化有多重

如果给药前已经形成比较稳定的晚期纤维化,短期治疗很难迅速把大量ECM清掉。

这时能够看到HSC活化、胶原合成相关分子和炎症下降,本身可能提示后续纤维化趋势正在改变。

3、还要看治疗周期是否足够

一个代谢药可能几周内就明显降低体重和肝脂。

但真正看到组织胶原回退,可能需要更长时间。

如果药效链前面已经连续成立,只是Sirius Red暂时不显著,更合理的下一步可能是延长治疗周期,而不是立即判定候选物无效。

4、但如果纤维化完全没有任何方向性变化,也需要重新判断开发定位

如果长周期治疗以后,肝脂、ALT和炎症改善很好,但所有纤维化终点始终没有变化,那么这个候选药更可能是MASH活动度改善药,而不是具有强独立抗纤维化作用的候选物。

这会直接影响后续临床目标人群和第二模型选择。

SECTION 16

16

肝脏PK/PD为什么比单纯血浆暴露更值得加入MASH项目

1、肝脏本身就是主要靶器官

很多MASH候选药直接作用于肝细胞、肝星状细胞、Kupffer细胞或者其他肝内细胞。

因此血浆AUC很好,并不能自动说明肝脏里已经达到足够有效浓度。

2、最好把肝组织暴露和近端PD连接起来

例如候选药作用于肝脏某个核受体、代谢酶或者纤维化靶点。

真正更有价值的证据是:

给药以后肝组织能够达到目标暴露。

目标蛋白或者下游PD按照预期发生改变。

随后肝脂、炎症或者纤维化进一步改善。

这样才能形成“肝暴露—靶点作用—组织药效”的完整关系。

3、当两个模型药效不一致时,PK/PD尤其重要

假设同一个剂量在CDAHFD里有效,在GAN里无效。

首先不能只判断模型不同。

还应该检查动物体重、肝脏大小、代谢状态和长期饮食条件有没有改变药物暴露。

如果GAN动物中的肝组织暴露明显更低,那么两模型药效差异可能首先是PK问题。

只有在有效暴露和PD都相近的前提下,才能进一步讨论疾病机制导致的模型差异。

SECTION 17

17

阳性药应该怎么选,为什么GAN和CDAHFD不一定使用同一种阳性对照

1、阳性药首先要验证当前模型最关键的药理层级

如果GAN项目主要需要证明模型对代谢改善具有响应,可以选择具有明确减重、改善脂质代谢或者改善MASH活动度作用的参考干预。

如果CDAHFD项目核心是快速评价抗纤维化,则更需要一个能够稳定影响HSC或纤维化终点的阳性策略。

2、不能只因为某个药是MASH热门药,就放进所有模型

不同阳性药本身作用机制不同。

有的主要通过减重和系统代谢改善。

有的更加直接作用于肝脏脂质代谢。

有的同时兼顾代谢、炎症和纤维化。

如果阳性药MOA和当前模型的主要病理驱动并不匹配,最后阳性对照效果不理想,未必说明模型失败。

3、阳性药真正的作用是验证模型可药理调节性

企业项目设置阳性对照,不是为了方案里必须有一个“阳性组”。

它真正要回答的是:

在当前建模阶段、当前给药周期和当前主要终点下,一个已知有效的药理机制能不能产生可重复的改善。

如果阳性药都无法稳定改善预期终点,应该先反查模型阶段、给药时间和终点灵敏度,再解释候选药结果。

SECTION 18

18

CDAHFD有效、GAN无效时,应该认为哪个模型“错了”

1、首先检查两个模型里的有效暴露是否一致

如果同样10 mg/kg,在两个模型中的AUC和肝组织暴露完全不同,先解决PK问题。

不能直接把药效差异归因于疾病模型。

2、再看靶点PD是否真的都被覆盖

如果CDAHFD里目标通路明显被抑制,GAN里PD几乎没有变化,那么问题仍然没有进入“模型转化性”这一层。

首先要解释为什么在GAN里没有充分作用到靶点。

3、如果暴露和PD都相近,再看候选药依赖什么病理环境

如果一个药只有在胆碱缺乏造成的快速肝损伤环境中有效,而在肥胖、胰岛素抵抗和长期营养过载的GAN中失效,就需要认真考虑它是不是只适合某类实验性纤维化机制。

这种结果并不能简单说GAN“太难做”。

第二模型恰恰暴露了候选物临床转化的潜在风险。

4、反过来也可能出现GAN有效而CDAHFD效果一般

如果候选药主要通过减重、改善胰岛素敏感性或者脂肪组织—肝脏代谢轴发挥作用,那么在GAN中获得较好药效、在CDAHFD中效果有限完全可能符合MOA。

这时CDAHFD无效也不能简单否定候选药。

真正需要判断的是第二模型有没有测试到候选药本来应该发挥作用的机制。

SECTION 19

19

第一个模型做到阳性以后,第二模型应该怎么选

1、第一模型如果是CDAHFD,第二模型优先补临床代谢相关性

CDAHFD可以快速回答候选药有没有抗MASH和抗纤维化活性。

如果结果明确,第二模型更值得选择GAN/AMLN或者其他具有肥胖、胰岛素抵抗和更完整代谢背景的模型。

这样可以判断第一模型中的药效能不能跨越病因差异。

2、第一模型如果已经是GAN,第二模型不一定还要再做一个长周期饮食模型

如果GAN中已经获得稳定药效,并且PK/PD、组织学和代谢证据都比较完整,第二模型可以根据候选药风险来选择。

例如重点验证更严重纤维化背景,或者使用CDAHFD进一步判断候选药有没有直接抗纤维化能力。

模型组合应该解决不同问题,而不是简单重复。

3、真正有价值的第二模型应该改变一个关键开发变量

可以改变疾病驱动力。

改变基础纤维化程度。

改变治疗开始时间。

或者改变系统代谢背景。

如果候选药在这些关键变量改变以后仍然保持药效,第二模型才真正增加了开发信心。

SECTION 20

20

GAN/AMLN和CDAHFD药效研究最容易出现哪些实验设计误区

1、只看谁成模快,就直接选CDAHFD

快速只是开发效率优势,不等于适合所有MOA。

2、只看谁更接近人类,就所有项目都选GAN

早期PoC项目未必需要用最长周期解决所有问题。

3、把GAN和AMLN当成完全相同配方

正式方案需要明确具体饮食组成和来源。

4、GAN只按喂养周数入组

相同周龄不代表相同MASH和纤维化程度。

5、长周期模型只按体重随机

体重相近的动物,肝脏病理程度仍然可能不同。

6、抗纤维化药从造模第一天开始给

最终很难区分疾病预防和真正治疗已经建立的纤维化。

7、CDAHFD看到纤维化下降就直接外推到所有MASH患者

需要考虑胆碱缺乏和系统代谢背景差异。

8、代谢候选药只在CDAHFD里评价

可能低估或者误读需要肥胖、胰岛素抵抗背景才能完整发挥的药效。

9、GAN药物组明显减重,却不记录摄食量

很难区分直接肝脏作用和热量摄入下降。

10、减重候选药不设置必要的pair-fed验证

如果项目重点声称存在直接肝脏作用,机制证据容易不足。

11、ALT下降就直接写“MASH改善”

ALT只是肝细胞损伤相关指标之一,不能替代组织学。

12、肝TG下降就直接写“MASH逆转”

脂肪变改善和炎症、气球样改变、纤维化并不一定同步。

13、Sirius Red没变化就立即判断药物无效

需要结合治疗周期、基础纤维化程度和候选药MOA。

14、α-SMA下降就直接写“纤维化逆转”

HSC活化下降和已经沉积的胶原清除不是同一件事。

15、只做Masson或者Sirius Red代表图,不做系统定量

纤维化需要标准化取材和图像分析。

16、所有MASH药都使用同一套主要终点

代谢药、抗炎药和直接抗纤维化药应该有不同的终点排序。

17、只测血浆PK,不看肝组织暴露

特别是肝靶向候选物,很难证明真正的靶器官覆盖。

18、CDAHFD有效、GAN无效就直接认为GAN模型“太难”

首先应该排查暴露、PD和候选药MOA。

19、第二模型只是为了再得到一次阳性结果

第二模型真正应该解决第一模型不能回答的开发风险。

20、把模型名称当成疾病阶段

同一个GAN、AMLN或者CDAHFD模型,喂养时间不同,实际疾病阶段也完全可能不同。

SECTION 21

21

一套更完整的“MASH阶段—模型—入组—给药—PK/PD—组织学”研究路线怎么设计

1、第一步先定义未来目标患者

先明确候选药准备主要覆盖早期脂肪变、活动性MASH、伴中度纤维化MASH,还是更晚期纤维化患者。

模型和给药时点都应该从这一层反推。

2、第二步确定候选药最主要的MOA

判断药物主要从哪个环节进入疾病链。

是减重。

改善胰岛素抵抗。

降低肝脂。

抑制炎症。

直接保护肝细胞。

还是直接抑制HSC和ECM。

不要只因为最终需要看纤维化,就把所有药归为“抗纤维化药”。

3、第三步决定第一模型解决什么问题

如果需要快速证明直接抗纤维化PoC,可以优先考虑CDAHFD。

如果候选药本身依赖肥胖和代谢改善,或者项目已经进入更成熟的临床前阶段,可以优先考虑GAN/AMLN。

4、第四步先完成模型时间曲线

明确当前饲料、动物品系和实验条件下,什么时候开始出现脂肪变,什么时候出现稳定炎症,什么时候能够形成目标纤维化。

不能完全依赖其他实验室的固定周数。

5、第五步确定治疗性入组时间

候选药正式给药前,模型应该已经进入未来目标患者对应的病理阶段。

如果要研究抗纤维化,就不能只确认肝脂已经升高。

至少需要证明稳定纤维化已经建立。

6、第六步建立治疗前分层

长周期GAN/AMLN可以根据肝活检或者经过验证的基线指标进行分层。

CDAHFD如果病程更加一致,也应该通过哨兵动物或者独立基线队列确认治疗开始时的真实病理程度。

7、第七步根据MOA设置主要终点

代谢类药物可以将体重、糖脂代谢、肝脂和MASH活动度放在更重要位置。

直接抗纤维化药则重点评价Sirius Red、羟脯氨酸、HSC活化和ECM。

主要终点应该体现候选药最想证明的核心价值。

8、第八步同步记录摄食和体重

特别是任何可能影响食欲的候选药。

如果减重明显,需要提前决定是否设置pair-fed对照。

不要等结果出来以后才发现无法区分直接肝脏作用。

9、第九步加入肝组织PK和近端PD

确认当前剂量下药物真正进入肝脏,并达到能够作用靶点的暴露。

随后再把PD和组织学药效连接起来。

10、第十步建立早、中、晚不同时间终点

早期可以观察靶点PD和代谢变化。

中期观察肝脂、炎症和肝细胞损伤。

后期重点观察纤维化。

不同终点不需要机械集中到同一个末次时间点。

11、第十一步判断纤维化是“停止进展”还是“真正回退”

如果项目希望证明逆转纤维化,需要有治疗前基线作为比较。

只有治疗后低于治疗起点,才更有底气讨论真正的纤维化回退。

12、第十二步根据第一模型结果决定第二模型

CDAHFD阳性以后,可以使用GAN/AMLN补代谢和临床相关性。

GAN/AMLN阳性以后,则可以根据风险选择快速纤维化模型验证直接抗纤维化能力。

两个模型应该形成互补。

13、第十三步处理模型间不一致结果

如果第二模型失败,先比较剂量、PK、肝组织暴露、PD和模型基础病理。

确认这些因素可比以后,再判断候选药是否存在病因依赖药效。

不能简单挑一个结果更好的模型作为最终结论。

14、第十四步最终形成完整的候选药证据链

比较理想的研究应该逐渐形成:候选药在与目标患者匹配的MASH阶段开始治疗,在合理暴露下实现肝脏靶点覆盖,随后改变与MOA一致的代谢、炎症或者纤维化过程,最终改善主要组织学终点,而且这一药效能够在另一种具有互补价值的MASH模型中得到验证。

做到这一层以后,动物实验才真正从“这个药能不能降低几个MASH指标”,进入“这个候选药为什么值得继续开发”。

SECTION 22

22

博恩生物可以为MASH候选药提供哪些实验支持

1、可以先根据候选药MOA判断GAN/AMLN还是CDAHFD更合适

如果项目目前只是提出“需要做MASH动物药效”,可以先根据候选药作用机制、临床目标人群和开发阶段反推模型。

判断当前最需要的是快速抗纤维化PoC,还是在肥胖和胰岛素抵抗背景下验证完整疾病修改作用。

避免模型完成以后才发现和候选药机制不匹配。

2、可以根据项目阶段重新设计建模周期

如果项目处于早期筛选阶段,可以优先提高成模效率和纤维化动态范围。

如果已经进入候选物确认或者需要提高转化相关性,则可以进一步采用长周期GAN/AMLN,并根据目标纤维化阶段确定具体喂养时间。

模型周期不机械按照固定周数复制。

3、可以建立治疗前疾病分层

对于长周期饮食模型,可以结合肝活检、哨兵动物和必要的生化指标判断MASH及纤维化是否真正达到入组标准。

避免单纯按照体重和喂养时间随机,把不同疾病阶段的动物分到不同治疗组。

4、可以把预防性药效和治疗性药效拆开

如果候选药需要证明真正治疗已建立MASH或者纤维化,可以在疾病形成以后再开始给药。

对于重点抗纤维化项目,还可以建立治疗起点病理基线,进一步区分抑制纤维化继续进展和真正促进纤维化回退。

5、可以针对减重候选药增加摄食和pair-fed设计

如果候选药明显影响食欲、体重或者能量代谢,可以连续记录摄食,并根据研究目的增加pair-fed对照。

从而把单纯热量限制造成的肝脏改善,与候选药额外的直接肝脏药理作用拆开。

6、可以根据候选药机制重新排序药效终点

代谢类药物可以重点连接体重、糖脂代谢、肝TG和组织学改善。

直接抗纤维化药则重点放在HSC活化、胶原生成、组织胶原面积和纤维化分级。

避免所有MASH候选药都使用同一套固定检测套餐。

7、可以增加肝组织PK/PD

在血浆PK基础上进一步检测肝组织暴露,并结合目标靶点或者下游PD。

建立剂量、肝脏暴露、靶点作用和最终组织学之间的关系。

当不同模型结果不一致时,也可以优先排除暴露不足造成的假阴性。

8、可以根据第一模型结果设计第二模型

如果CDAHFD已经证明候选物具有较强抗纤维化活性,可以进一步进入GAN/AMLN验证肥胖代谢背景下是否仍然有效。

如果GAN/AMLN已经证明整体MASH药效,则可以根据候选药机制判断是否需要CDAHFD进一步验证直接抗纤维化能力。

所以MASH动物模型选GAN/AMLN还是CDAHFD,真正的答案并不是一个更高级、一个更基础。

GAN/AMLN最大的价值,是让候选药在肥胖、胰岛素抵抗、脂质代谢异常和长期营养过载的背景下接受挑战。这个模型更慢、更贵,但如果候选药真正准备面向代谢相关MASH患者,它能够提供很多快速纤维化模型无法替代的信息。

CDAHFD最大的价值,则是用更短时间把肝脏推入明显炎症和纤维化阶段,为直接抗纤维化候选药提供一个高效率、高动态范围的体内筛选环境。

真正需要避免的是把两种模型简单理解成:

一个周期长。

一个周期短。

模型真正决定的是候选药在什么疾病背景下被验证。

如果只是想知道候选物有没有直接抗纤维化活性,CDAHFD可以非常高效。

如果已经需要回答这个药在肥胖、胰岛素抵抗和持续营养过载的MASH中还能不能稳定发挥作用,GAN/AMLN提供的信息明显更多。

而对于真正准备继续向临床前后期推进的候选药,更理想的做法往往也不是在两个模型之间永远二选一。

第一模型解决药效有没有。

第二模型解决这个药效在更加接近目标患者的疾病背景下还在不在。

当模型按照这个逻辑组合以后,GAN/AMLN和CDAHFD就不再是两个互相竞争的MASH模型。

它们分别承担了候选药开发过程中不同阶段的问题。

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