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Basic Scientific Research
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多囊卵巢综合征动物模型对比与检测指标全解析
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

多囊卵巢综合征动物实验看起来模型很多,真正到了候选药筛选阶段,反而很容易选错。

来曲唑、DHEA、DHT、睾酮丙酸酯、戊酸雌二醇、高脂饮食联合激素、产前雄激素暴露,甚至产前AMH处理,都有人用来建立PCOS相关模型。最后也都能在论文里看到一些相似结果:动情周期紊乱、血清雄激素升高、卵巢出现囊性卵泡,部分模型再伴随体重增加、胰岛素抵抗和血脂异常。

只看这些终点,很容易觉得模型之间主要差在造模周期和操作难度。

实际差别要大得多。

来曲唑通过抑制芳香化酶改变内源性甾体激素平衡,比较容易形成高雄激素、排卵障碍和卵泡发育异常;DHEA相当于直接给动物施加雄激素前体负荷,生殖表型通常比较明显,但不同品系、年龄和饮食条件下,代谢表型并不总是稳定;DHT是不能芳香化的强效雄激素,更适合把雄激素受体这一条轴单独拉出来;戊酸雌二醇能够形成持续无排卵和典型卵巢形态变化,却不是一个很理想的高雄激素—胰岛素抵抗模型;加入高脂饮食以后,肥胖、胰岛素抵抗和脂代谢异常会被明显放大,但候选药造成的减重和少食又会进入药效解释。

还有一些更特殊的模型,例如产前雄激素暴露。它不追求几周内快速得到一只“多囊卵巢小鼠”,而是模拟胚胎期异常激素环境如何重新编程成年后的生殖和代谢系统。这类模型非常适合研究疾病起源,却未必适合企业早期几十个候选物的快速药效筛选。

这也是PCOS动物模型最需要先接受的一点:没有一个模型能够同时把人类PCOS的高雄激素、排卵障碍、多囊卵巢形态、肥胖、胰岛素抵抗、LH异常和长期生育问题全部稳定复制出来。不同高雄激素模型之间的生殖、内分泌和代谢表型本身就存在明显差异,近年来不同模型的直接比较依然得到类似结论。

所以医药企业做PCOS候选药,模型选择最好不要从“哪个最经典”开始。

先看药准备解决什么问题。

是降低雄激素?

改善胰岛素抵抗?

恢复排卵?

保护卵泡和颗粒细胞?

改善肥胖PCOS?

还是最终提高妊娠率?

这个问题确定以后,模型和检测指标的优先级会清楚很多。

导读

一、PCOS动物模型首先要解决的是“模拟哪一种PCOS”

二、来曲唑模型更适合高雄激素和排卵障碍,但年龄会明显改变代谢表型

三、DHEA模型生殖表型来得快,代谢异常却不能默认一定存在

四、DHT和睾酮模型更适合研究雄激素轴,二者又不能完全混用

五、戊酸雌二醇适合做持续排卵障碍和卵巢形态,不适合作为所有PCOS药的通用模型

六、高脂饮食联合模型解决了代谢表型不足,也引入了减重和摄食干扰

七、产前雄激素和产前AMH模型更适合研究疾病起源,而不是常规快速筛药

八、候选药靶点不同,模型选择顺序也应该改变

九、PCOS模型成模不能只看卵巢里有没有“囊”

十、动情周期是生殖表型最基础的纵向指标,不能只在终点做一次

十一、雄激素、LH和FSH应该怎么测,LH/FSH比值为什么不能单独决定成模

十二、卵巢HE真正应该数什么,黄体往往比“囊泡数量”更有信息量

十三、AMH可以作为重要支持指标,但不能代替排卵和卵巢病理

十四、胰岛素抵抗评价不能只做空腹血糖

十五、肥胖型PCOS候选药需要把摄食、体重和直接生殖药效拆开

十六、真正做生育改善,最终要回到排卵、交配和妊娠

十七、卵巢机制指标应该围绕候选药MOA选择,而不是固定做一套蛋白

十八、治疗性给药和边造模边给药代表的是两种完全不同的开发结论

十九、阳性药也不能所有PCOS项目固定使用二甲双胍

二十、PCOS动物药效最常见的实验设计误区

二十一、一套更完整的“生殖—内分泌—代谢—生育力”PCOS药效路线怎么设计

二十二、博恩生物可以为PCOS候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

PCOS动物模型首先要解决的是“模拟哪一种PCOS”

1、人类PCOS本身就存在明显异质性

PCOS不是一个单一病理过程。

有些患者高雄激素非常突出,月经稀发,却并不肥胖。

有些患者同时存在明显肥胖、胰岛素抵抗、高胰岛素血症和血脂异常。

还有一部分患者最核心的问题是长期不排卵和不孕。

如果把这些人放在一起,只用“PCOS”三个字概括,临床本身就已经存在很大的生物学差异。

动物模型当然更不可能一次全部覆盖。

2、企业项目首先要确定未来产品面对哪一类核心表型

例如一个AR拮抗或者雄激素生成抑制类候选药,最重要的是模型具有稳定高雄激素和相应生殖异常。

一个胰岛素增敏候选药,则需要动物真的存在高胰岛素和胰岛素抵抗。卵巢里出现几个囊性卵泡,对这类药来说并不够。

如果候选药最终定位不孕和排卵恢复,那么动情周期恢复、黄体重新出现、排卵和妊娠才应该放到更靠前的位置。

模型不是先选好以后再决定能测什么。

更合理的顺序,是根据产品定位反推模型必须具备哪些病理特征。

3、同一个模型名称也不等于同一种疾病状态

来曲唑处理青春期小鼠和成年小鼠,生殖表型可以相近,代谢表型却并不完全相同;DHEA在不同大鼠品系、年龄和是否叠加高脂饮食时,也可能从“主要是生殖异常”变成“生殖+代谢异常”。

所以正式方案里只写“建立letrozole-induced PCOS model”是不够的。

动物年龄、处理时间、饮食背景和治疗开始时的疾病状态,都属于模型定义的一部分。

SECTION 02

02

来曲唑模型更适合高雄激素和排卵障碍,但年龄会明显改变代谢表型

1、来曲唑的优势是从内源性甾体激素环境入手

来曲唑抑制芳香化酶以后,雄激素向雌激素转化受到限制。

动物逐渐出现高雄激素、动情周期异常、卵泡发育障碍和卵巢形态变化。

经典青春期小鼠体系还可以伴随体重和代谢异常,因此现在仍然是PCOS研究中使用非常广泛的模型。

对以高雄激素—卵巢功能异常为核心的候选药,这套模型比较容易得到稳定的生殖表型。

2、成年动物使用来曲唑,未必还能复制同样的代谢异常

这一点很容易在照搬文献时被忽略。

成年雌鼠接受来曲唑以后,同样可以形成明显高雄激素和生殖异常,但体重增加和胰岛素抵抗可能弱于青春期处理。也就是说,一套很适合研究卵巢和下丘脑—垂体—性腺轴的模型,不一定同时适合胰岛素增敏剂。

企业筛药时如果候选物的主要卖点是改善IR,而模型本身代谢异常就很弱,最后很容易得到“生殖有效、代谢没变化”的结果。

这种情况下首先应该检查模型,不要马上判断候选药的代谢机制失败。

3、芳香化酶相关候选药需要额外谨慎

如果药物本身就影响CYP19A1、雌激素生成或者芳香化酶上下游,来曲唑模型会直接把候选药靶向的环节人为压住。

这时药物有效或者无效都可能受到造模机制干扰。

类似项目更适合换成DHEA、DHT或者其他不直接依赖持续芳香化酶抑制的模型进行验证。

这也是模型和MOA匹配比“大家都用来曲唑”更重要的地方。

SECTION 03

03

DHEA模型生殖表型来得快,代谢异常却不能默认一定存在

1、DHEA模型最常见的优势是周期相对短

DHEA作为雄激素前体,尤其在青春期前后动物中可以较快形成高雄激素环境,并伴随动情周期紊乱、卵泡发育异常、黄体减少以及囊性卵泡增多。

因此需要快速评价卵巢和生殖表型时,DHEA模型一直很好用。

2、它的代谢表型比很多方案里写得更不稳定

“DHEA模型=高雄激素+胰岛素抵抗”并不是所有动物都成立。

近期Long-Evans大鼠研究再次观察到,DHEA能够形成较清楚的生殖表型,而代谢和行为表型并没有同步完整出现。另一方面,在一些小鼠或大鼠体系里加入高脂饮食以后,肥胖、血脂和糖代谢异常会明显加强。

所以准备做胰岛素增敏药,不能只因为文献里写着“DHEA-induced PCOS”就默认模型一定有IR。

正式实验前至少把胰岛素和糖耐量跑出来。

3、DHEA本身也会带来较直接的外源雄激素负荷

如果候选药就是抑制卵巢自身雄激素生成,DHEA持续外源输入可能掩盖这部分药效。

反过来,如果候选药作用于雄激素下游效应、颗粒细胞功能或者卵巢炎症,DHEA又可以提供很清楚的高雄激素压力。

所以DHEA不是“比来曲唑快一点”的替代模型。

两者对候选药施加的药理挑战本来就不同。

SECTION 04

04

DHT和睾酮模型更适合研究雄激素轴,二者又不能完全混用

1、DHT最大的特点是不能被芳香化

DHT能够比较直接地激活AR,而不会再转化成雌激素。

因此如果项目要回答雄激素受体过度激活如何导致生殖和代谢异常,DHT模型比较干净。

经典多种高雄激素小鼠模型的直接比较中,长期DHT处理可以同时形成较广泛的生殖、内分泌和代谢PCOS样表型。

2、睾酮丙酸酯则保留了芳香化可能

睾酮不仅能够作用AR,还可能进一步进入雌激素代谢。

因此同样是“雄激素诱导PCOS”,DHT和睾酮的内分泌环境并不完全一样。

如果候选药靶向AR本身,两种模型都可以有价值。

如果涉及芳香化、雌激素反馈或者卵巢甾体生成,二者就不能随意替换。

3、雄激素给药时间决定模型是在研究成年药效还是发育编程

成年以后持续给DHT,与胎儿期暴露DHT完全不是同一个问题。

前者更适合模拟现有高雄激素如何维持PCOS表型。

后者研究的是早期雄激素暴露如何把成年生殖轴重新编程。

做企业常规药效,通常更需要前一种。

做疾病发生机制或者希望验证一个改变神经内分泌发育的靶点,产前模型才更有价值。

SECTION 05

05

戊酸雌二醇适合做持续排卵障碍和卵巢形态,不适合作为所有PCOS药的通用模型

1、EV模型最大的特点是操作简单、卵巢表型明显

在大鼠中,一次戊酸雌二醇处理就可以形成持续性的卵巢多囊样改变和排卵异常,这套模型历史也比较久。

如果研究重点是持续无排卵、卵巢神经调节、卵泡发育和卵巢局部环境,这类模型仍然有价值。

2、它的问题是PCOS内分泌起点并不典型

模型主要由外源雌激素扰乱下丘脑—垂体—卵巢轴。

这与临床PCOS中更常见的高雄激素、胰岛素抵抗以及代谢异常并不是同一种疾病驱动力。

因此一个改善EV卵巢形态的药,不能仅凭这一套结果就说明它能够治疗典型高雄激素PCOS。

3、代谢类候选药尤其不应该优先从EV开始

如果项目需要评价体重、IR、糖脂代谢和卵巢功能之间的关系,EV通常不是第一选择。

它更像一个以生殖轴和卵巢形态为核心的模型。

把模型放回这个位置,结果反而更容易解释。

SECTION 06

06

高脂饮食联合模型解决了代谢表型不足,也引入了减重和摄食干扰

1、很多单一激素模型的问题,都可以通过高脂饮食部分补上

来曲唑+DIO、DHEA+HFD、睾酮或DHT+HFD,核心思路都差不多。

高雄激素负责生殖内分泌。

高脂饮食负责肥胖、胰岛素抵抗和脂质代谢异常。

这样得到的动物通常更接近临床上肥胖型、代谢异常明显的PCOS亚群。来曲唑联合高脂饮食和DHEA联合高脂饮食都已有直接比较研究显示,叠加饮食后代谢表型会明显发生变化。

2、代谢表型更完整,并不意味着所有候选药都应该加高脂

如果药物只想证明直接抗雄激素或者恢复排卵,高脂饮食可能增加不必要的个体差异和治疗周期。

尤其候选药本身不影响体重和代谢时,增加HFD并不一定提高药效信息。

它只是让模型更复杂。

3、减重类候选药则几乎绕不开摄食和体重干扰

药物组少吃以后,体重下降。

胰岛素敏感性自然改善。

雄激素和卵巢功能也可能出现继发改变。

这时候不能把所有改善都归结为“候选药直接调节卵巢”。

如果产品强调独立卵巢作用,必要时需要增加摄食匹配或者至少把体重、摄食和生殖指标放到时间线上一起分析。

SECTION 07

07

产前雄激素和产前AMH模型更适合研究疾病起源,而不是常规快速筛药

1、产前雄激素模型关注的是疾病编程

妊娠期给母体施加雄激素暴露以后,子代成年可以出现PCOS样生殖和代谢表型。

这些异常不是成年动物短期接受雄激素以后产生的。

它更接近一个问题:胎儿期内分泌环境改变以后,成年下丘脑—垂体—卵巢轴和代谢系统为什么长期偏离正常轨道。

已有PNA模型研究已经观察到生殖表型可从青春期出现,代谢异常则可能在更晚阶段逐渐形成。

2、产前AMH模型把神经内分泌起源又推进了一步

产前高AMH暴露模型可以通过母体和胎儿神经内分泌改变,使成年雌性子代出现PCOS样表型,是研究AMH—GnRH相关疾病起源的一条特殊路线。

它的机制价值很高。

但从企业筛药效率看,繁殖、妊娠处理、等待子代成年以及后续表型确认,周期明显长于来曲唑和DHEA。

3、这类模型更适合作为第二阶段机制确认

如果候选药已经在常规PCOS模型中证明药效,而且产品靶点恰好涉及GnRH、KNDy、AMH或者发育编程,再进入PNA/PAMH模型会很有意义。

如果只是想快速回答一个胰岛素增敏剂能不能改善PCOS,没有必要第一模型就做到这里。

SECTION 08

08

候选药靶点不同,模型选择顺序也应该改变

1、抗雄激素和AR通路候选药

可以优先考虑来曲唑、DHEA或者DHT模型。

DHT提供更直接的AR刺激。

来曲唑则保留了内源性高雄激素形成过程。

如果候选药作用位置就在芳香化酶附近,不宜把来曲唑作为唯一模型。

2、胰岛素增敏和代谢候选药

模型必须先证明真的存在IR。

来曲唑+HFD、DHEA+HFD或者其他具有稳定肥胖代谢背景的PCOS模型通常更有价值。

单纯看到卵巢囊性变化,不能替代代谢成模。

3、促排卵和生育改善候选药

这类药最需要的是稳定动情周期异常、黄体减少和排卵障碍。

模型如果只是血糖和雄激素升高,但动物本身仍然规律排卵,就不适合。

来曲唑和部分DHEA体系通常比较容易满足这一点。

4、神经内分泌类候选药

如果靶点在GnRH、KNDy、LH脉冲或者中枢雄激素反馈,成年短期卵巢模型未必足够。

来曲唑、PNA和特定DHT体系会比单纯EV或高脂模型提供更多信息。

5、卵巢局部抗炎、颗粒细胞和卵泡保护药

重点则是模型要有可靠卵泡发育异常,并留下足够治疗空间。

后面的颗粒细胞凋亡、氧化应激和炎症终点应该围绕候选药MOA展开。

模型名字反而不是最重要的。

SECTION 09

09

PCOS模型成模不能只看卵巢里有没有“囊”

1、“多囊”这个名称很容易把动物实验带偏

很多方案最先写的成模标准是:

卵巢HE出现多个囊性卵泡。

但PCOS并不是一个单纯卵巢囊肿疾病。

更何况啮齿类模型中的大型囊性卵泡,也不能和临床超声中的多囊卵巢形态直接画等号。

2、比较稳妥的成模至少要覆盖两个以上病理层级

生殖层面可以看动情周期、排卵和卵巢组织。

内分泌层面看雄激素以及与模型机制匹配的性激素变化。

如果项目声称模拟代谢型PCOS,还需要真正出现胰岛素抵抗或者其他明确代谢异常。

三个层级不一定每个模型都做到最重。

但至少要和候选药准备解决的问题对得上。

3、企业药效最好提前设定入组条件

例如连续阴道涂片已经确认周期紊乱,同时血清雄激素达到预设范围,再进入随机治疗。

代谢型项目可以进一步结合体重和糖代谢。

这样治疗开始时,各组疾病基础更加一致。

比单纯“造模21天以后随机分组”更稳妥。

SECTION 10

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动情周期是生殖表型最基础的纵向指标,不能只在终点做一次

1、阴道涂片的价值在于可以连续观察

小鼠和大鼠正常动情周期会依次经过不同阶段。

PCOS模型常见的是某些阶段明显延长,或者长期停留在相对固定的周期状态。

这种变化很适合连续追踪。

它比终点一次血清激素更能反映长期排卵轴是否恢复。

2、正式药效最好同时保留治疗前和治疗后的周期信息

造模期间先连续记录。

确认周期紊乱以后开始治疗。

治疗过程中继续记录恢复速度。

这样可以直接看到候选药用了多少天以后开始重新出现完整周期。

单纯末次取材前做几天涂片,很难知道药物是什么时候起效的。

3、周期恢复还需要和排卵证据对应

阴道涂片看起来重新规律,不代表排卵一定完全恢复。

后续还要结合黄体、排卵数或者真正生育结果。

如果候选药产品定位就是治疗不孕,这一步尤其不能省。

SECTION 11

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雄激素、LH和FSH应该怎么测,LH/FSH比值为什么不能单独决定成模

1、雄激素通常应该放在比较靠前的位置

PCOS模型如果以高雄激素为核心,血清T、游离T或者与模型直接相关的雄激素指标具有很高价值。

DHEA模型还可以根据需要观察DHEA相关变化。

如果药物主打降低卵巢雄激素生成,则可以继续连接卵巢甾体合成相关PD。

2、LH和FSH可以做,但一次采血的解释要谨慎

LH本身具有明显脉冲分泌。

动物的周期阶段也会影响性腺轴激素。

所以一次终点采血得到一个LH值,容易受到取样时点影响。

各组取材时间和周期状态尽量标准化,否则随机波动会被误认为药效。

3、LH/FSH比值适合作为支持,不宜作为唯一成模标准

临床PCOS中并不是所有患者都有高LH/FSH比。

动物里又额外受到物种和脉冲分泌影响。

如果周期、雄激素、卵巢形态都不支持PCOS,仅凭LH/FSH比升高很难把模型定义清楚。

它更适合放在整个内分泌证据里一起解释。

SECTION 12

12

卵巢HE真正应该数什么,黄体往往比“囊泡数量”更有信息量

1、只放一张代表性的“多囊卵巢”图片远远不够

PCOS药效中,卵巢HE经常是很重要的结果。

真正评价时应该尽量把不同类型卵泡和黄体进行系统统计。

至少关注初级、次级、窦状卵泡、闭锁或囊性卵泡以及黄体等结构。

2、黄体直接提供了近期是否排卵的信息

一个动物卵巢里大量成熟卵泡,却几乎没有黄体,和成熟卵泡数量下降但仍然规律排卵,代表的是不同问题。

对于PCOS最核心的无排卵表型来说,黄体数量往往非常有价值。

候选药治疗以后黄体重新出现,也比单纯“囊性卵泡少了几个”更容易和功能恢复联系起来。

3、颗粒细胞层和卵泡膜层也可以提供机制信息

高雄激素模型中,卵泡膜细胞、颗粒细胞和卵泡闭锁状态可能明显改变。

如果候选药靶向颗粒细胞、卵泡发育或者甾体生成,可以进一步做相应形态定量。

但这类指标应该服务于MOA,不需要所有项目固定全部测一遍。

SECTION 13

13

AMH可以作为重要支持指标,但不能代替排卵和卵巢病理

1、AMH和PCOS卵泡异常关系密切

PCOS中小窦卵泡数量、颗粒细胞功能和AMH异常经常联系在一起。

部分DHEA和其他PCOS动物体系也能观察到卵巢AMH改变。

所以对于涉及卵泡募集和颗粒细胞的药物,AMH是一个很有价值的支持终点。

2、AMH下降并不自动意味着生育功能恢复

一个药让AMH下降,但动物仍然长期无排卵,临床意义很有限。

反过来,如果周期恢复、黄体增加、妊娠率提高,即使AMH改变幅度不大,也不能简单认为药效不足。

3、AMH类候选药需要更严格的模型匹配

如果产品靶点本身就是AMH/AMHR2或者相关中枢通路,普通来曲唑模型里的AMH变化可能只是疾病结果。

这类项目更适合加入能够直接测试目标轴的模型或机制验证。

SECTION 14

14

胰岛素抵抗评价不能只做空腹血糖

1、PCOS动物可能血糖仍然正常,但已经有高胰岛素代偿

这在早期代谢异常里并不少见。

例如青春期来曲唑模型研究中,高胰岛素可以早于明显体重增加和胰岛素抵抗的一些后续表型出现。

如果只测空腹血糖,很容易把这类模型判断成“代谢正常”。

2、空腹胰岛素和动态糖代谢更有解释力

代谢型PCOS至少可以结合空腹血糖、胰岛素、OGTT和ITT。

如果候选药主要做胰岛素增敏,ITT和组织胰岛素信号尤其值得关注。

如果主要影响β细胞分泌,则OGTT同时测胰岛素会提供更多信息。

3、HOMA-IR可以作为辅助,但不宜把人用公式当成动物模型的唯一判断

在动物研究中,空腹状态、应激和采血方式都会影响葡萄糖和胰岛素。

因此一个HOMA-IR数字最好和OGTT、ITT以及组织信号一起看。

实验越接近候选药确认阶段,越不建议只凭一个计算指标判断IR是否改善。

SECTION 15

15

肥胖型PCOS候选药需要把摄食、体重和直接生殖药效拆开

1、体重下降本身就可能改善PCOS表型

少吃以后脂肪量下降。

胰岛素敏感性改善。

高胰岛素对卵巢雄激素生成的促进作用减弱。

随后雄激素、周期和卵巢功能都可能跟着改善。

所以一个减重药让PCOS动物恢复排卵,并不意味着它一定直接作用了卵巢。

2、这种“间接改善”并不是假药效

如果产品临床定位本来就是通过减重改善肥胖PCOS,这完全是合理作用机制。

真正需要避免的是产品声称具有独立卵巢保护作用,却没有把减重影响拆开。

3、时间顺序可以帮助判断

如果药物先明显降低摄食和体重,两周以后胰岛素改善,再随后恢复动情周期,这条链更支持系统代谢改善驱动。

如果体重尚未明显变化,卵巢PD和周期已经恢复,则更值得研究直接生殖作用。

必要时再增加摄食匹配对照,证据会更加清楚。

SECTION 16

16

真正做生育改善,最终要回到排卵、交配和妊娠

1、PCOS治疗的生殖目标并不是让卵巢HE更漂亮

动物组织最后看起来接近正常当然很好。

但对于促排卵或者生育改善产品,最重要的问题还是:

能不能排卵。

能不能受孕。

妊娠以后能不能正常维持。

2、可以逐层设置生育力终点

动情周期恢复属于第一层。

黄体和排卵数进入第二层。

再往后可以做交配成功率、妊娠率、着床数以及根据产品定位评价产仔情况。

没有必要每一个早期筛选项目都做到生产。

但进入候选物确认以后,至少要有一个真正功能性的生育终点。

3、妊娠结果异常时还要考虑子宫端

PCOS并不只影响卵巢。

高雄激素和肥胖也可能影响子宫内膜和妊娠环境。产前雄激素相关模型近年的研究就进一步观察到了卵巢之外的子宫和胎盘异常。

所以候选药恢复排卵却仍然不能提高妊娠率时,不要只继续往卵巢里找原因。

SECTION 17

17

卵巢机制指标应该围绕候选药MOA选择,而不是固定做一套蛋白

1、甾体生成类候选药优先看真正相关的酶

例如STAR、CYP11A1、CYP17A1、HSD3B、CYP19A1等。

不同药物作用环节不同,没有必要全部机械检测。

如果药物主要影响雄激素生成,就应该把最接近靶点的甾体合成节点放在前面。

2、胰岛素增敏类候选药重点不应该全压在卵巢

肝脏、骨骼肌和脂肪组织才是系统IR的重要器官。

只看到卵巢p-AKT上升,并不能证明全身胰岛素敏感性已经恢复。

这类药应该把代谢器官和卵巢之间的联系做出来。

3、炎症和氧化应激指标更不能变成固定套餐

TNF-α、IL-6、Nrf2、NF-κB、ROS当然都可能参与PCOS。

但如果候选药MOA与这些过程并没有明确关系,全部测一遍只会增加数据量。

更有价值的是先找到候选药最早改变的近端PD,再顺着它连接卵巢和代谢功能。

SECTION 18

18

治疗性给药和边造模边给药代表的是两种完全不同的开发结论

1、造模同时开始治疗更接近预防

来曲唑第一天开始造模,候选药也从第一天开始。

最终模型组出现明显PCOS,药物组没有形成。

这种结果能说明候选药能够阻止PCOS样表型形成。

但还没有证明已经出现排卵障碍和高雄激素以后,药物还能拉回来。

2、治疗性项目更适合先确认成模,再进入随机给药

可以通过连续动情周期、雄激素和必要的代谢指标确认PCOS已经形成。

随后根据基线进行分组。

这样候选药面对的是已经建立的疾病状态。

对于企业准备做治疗型产品,这组结果的临床解释空间通常更大。

3、造模药是否继续使用也要提前想清楚

来曲唑或者DHEA停掉以后,部分表型可能随时间发生恢复。

继续使用,则意味着候选药始终面对外源性造模压力。

两种设计没有绝对对错。

重点在于项目准备证明“逆转持续病理压力下的PCOS”,还是“造模结束以后促进恢复”。

正式方案里最好提前把这个问题写清楚。

SECTION 19

19

阳性药也不能所有PCOS项目固定使用二甲双胍

1、二甲双胍更适合代谢异常明显的PCOS模型

如果模型具有肥胖、IR和高胰岛素,二甲双胍可以同时帮助验证代谢和部分生殖表型是否具有药理可调节性。

这种情况下使用很自然。

2、纯生殖或抗雄激素项目需要重新考虑参考药

如果项目几乎没有代谢异常,候选药又主要做促排卵或者抗雄激素,二甲双胍未必是最能代表产品定位的阳性对照。

可以根据开发目标选择更匹配的促排卵或抗雄激素参考方案。

3、造模用来曲唑时,阳性设计尤其不能机械照搬临床

来曲唑在临床又是重要的促排卵药物之一。

动物里它被用来持续建立PCOS样高雄激素状态时,再把同一个药机械当治疗阳性显然不合适。

这正好说明:阳性药不是根据疾病名称选择,而要根据模型机制和候选药定位选择。

SECTION 20

20

PCOS动物药效最常见的实验设计误区

1、看到多个囊性卵泡就直接宣布PCOS成模

还需要生殖、内分泌以及与项目定位相符的代谢证据。

2、所有PCOS候选药默认使用来曲唑模型

候选药如果影响芳香化酶轴,模型会直接干扰MOA。

3、来曲唑青春期方案直接复制到成年动物

生殖表型可能保留,代谢表型未必一样。

4、DHEA模型默认具有严重胰岛素抵抗

不同品系和年龄下代谢表型差异很大。

5、为了让DHEA模型“更像PCOS”临时增加HFD,却没有重新定义模型终点

叠加饮食以后已经换成了另一种疾病背景。

6、DHT和睾酮完全当成同一种雄激素模型

是否可以芳香化会改变整体内分泌环境。

7、EV卵巢形态很好,就用于评价所有代谢PCOS新药

模型最突出的并不是肥胖和IR。

8、PCOS模型做了高脂,就只靠体重增加证明代谢成模

IR需要自己的功能评价。

9、造模结束只做三天阴道涂片

很难稳定判断周期异常。

10、只测一次LH/FSH比值作为PCOS成模标准

LH脉冲和取样时点会明显影响结果。

11、卵巢病理只数“囊泡”

黄体、卵泡发育和闭锁状态同样重要。

12、药物让AMH下降,就直接解释成恢复排卵

需要功能性生殖终点支持。

13、空腹血糖正常就判断模型没有代谢异常

高胰岛素代偿可能早于明显高血糖。

14、减重药不记录摄食

后面很难拆直接和间接生殖药效。

15、促排卵候选药只做卵巢HE

最终应该回到排卵和生育力。

16、所有卵巢机制固定做STAR、CYP17A1、CYP19A1、AKT、NF-κB

应该跟着MOA选择。

17、造模第一天同步给药,却把结果写成治疗已形成PCOS

这更接近预防性药效。

18、造模药撤掉以后没有确认模型是否自己恢复

治疗组药效可能和自然恢复混在一起。

19、阳性药固定二甲双胍

不同模型和产品定位需要不同参考药。

20、第一模型做出生殖阳性以后,就认为代谢和生育力也已经被证明

PCOS的不同病理层级需要分别验证。

SECTION 21

21

一套更完整的“生殖—内分泌—代谢—生育力”PCOS药效路线怎么设计

1、先定义产品最终准备解决什么

抗高雄激素。

改善IR。

恢复排卵。

改善肥胖PCOS。

保护卵泡。

提高妊娠率。

或者同时覆盖多个方向。

先确定一个主要开发价值,再选择模型。

2、根据MOA挑第一模型

高雄激素和排卵障碍可以考虑来曲唑、DHEA或DHT。

明显代谢异常需要叠加HFD或者选择已经验证有稳定IR的体系。

神经内分泌和疾病起源则可以考虑PNA/PAMH等模型。

第一模型不需要解决所有问题。

3、先做模型窗口预实验

确定动物年龄、造模剂量、周期和饮食条件。

同步观察体重、动情周期和关键内分泌指标。

不要正式药效做到一半才发现模型根本没有预期的代谢表型。

4、建立治疗前动情周期基线

连续阴道涂片确认周期紊乱。

根据项目需要结合雄激素、体重和代谢指标完成随机分层。

让不同给药组在治疗开始时处于相近病程。

5、保留纵向体重和摄食

肥胖型和代谢候选药尤其重要。

后面所有IR和生殖改善都需要结合体重变化解释。

6、设置与产品定位匹配的主要终点

促排卵产品可以把动情周期、黄体和排卵放前面。

代谢类产品优先OGTT、ITT、胰岛素和体重。

抗雄激素类重点看雄激素及相关卵巢PD。

不能所有药都把“囊性卵泡数量”设为第一终点。

7、终点病理进行标准化卵泡计数

统一切片位置和分析方法。

统计不同发育阶段卵泡、闭锁或囊性卵泡和黄体。

如果需要评价颗粒细胞和卵泡膜,再增加相应定量。

8、把内分泌采血条件固定下来

尽量统一时间。

记录或控制动情周期状态。

避免一组动物主要在diestrus取血,另一组主要在estrus取血,再把差异完全归于药物。

9、代谢型项目完成真正的IR评价

空腹血糖和胰岛素作为基础。

再结合OGTT、ITT和必要的组织胰岛素信号。

如果候选药明显减重,还要结合摄食和脂肪组织变化。

10、加入近端PD

根据候选药实际靶点选择卵巢、代谢器官或者中枢PD。

先证明药在动物体内真正命中了目标机制。

再解释后面的周期和卵巢药效。

11、同步获得PK和必要的卵巢组织暴露

尤其是直接卵巢靶向的小分子。

血浆有药,不代表卵巢达到有效浓度。

把暴露、PD和生殖药效接起来,后面剂量关系会清楚很多。

12、进入功能性生殖终点

核心候选物进一步做排卵、交配、妊娠以及与产品定位匹配的生育力评价。

从“改善PCOS Marker”推进到“真正恢复生殖功能”。

13、根据第一模型结果选择第二模型

第一模型使用来曲唑,可以用DHEA或DHT改变高雄激素来源。

第一模型是单纯生殖模型,第二模型可以增加HFD测试肥胖PCOS。

如果靶点涉及发育和中枢神经内分泌,再考虑PNA等更深层模型。

第二模型解决的是第一模型没回答的问题。

14、最后形成一条可以解释的药效链

比较理想的结果不是所有指标都显著。

而是候选药在合理暴露下首先改变与MOA一致的近端PD,随后纠正雄激素或代谢异常,动情周期和卵泡发育逐渐恢复,排卵重新出现,并最终改善真正的生育功能。

这条链一旦建立,模型和指标就不再是简单堆在一起。

每一个检测都有自己的位置。

SECTION 22

22

博恩生物可以为PCOS候选药提供哪些实验支持

1、可以根据候选药MOA选择真正匹配的PCOS模型

在项目开始前先区分候选药主要作用于雄激素、AR、胰岛素抵抗、肥胖代谢、卵泡发育、AMH还是神经内分泌。

再决定使用来曲唑、DHEA、DHT、EV、HFD联合或者发育编程模型。

避免模型本身直接压住候选药靶点。

2、可以重新优化造模年龄、周期和饮食背景

对于同一种来曲唑或DHEA方案,根据产品准备评价的是生殖表型还是代谢表型,调整动物年龄和是否叠加HFD。

正式药效前先把动情周期、雄激素和IR等关键模型特征确认下来。

3、可以建立治疗性入组标准

通过连续阴道涂片、雄激素、体重和必要的代谢指标确认PCOS已经形成。

随后完成基线分层,再开始候选药治疗。

减少边造模边给药造成的预防性药效高估。

4、可以把卵巢病理从代表图升级到系统定量

对不同阶段卵泡、闭锁或囊性卵泡和黄体进行标准化计数。

结合颗粒细胞和卵泡膜结构,使卵巢药效能够和动情周期、排卵真正对应。

5、可以针对代谢型PCOS补齐IR评价

同步完成体重、摄食、空腹糖胰岛素、OGTT、ITT以及必要的肝脏、肌肉和脂肪组织机制。

避免只有空腹血糖正常,就把模型判定为没有代谢异常。

6、可以把减重作用和直接卵巢作用拆开

针对明显影响摄食和体重的候选药,通过连续时间曲线、必要的摄食匹配以及卵巢近端PD,判断生殖改善究竟主要来自减重,还是还存在独立卵巢作用。

7、可以根据产品定位加入生育力终点

对于促排卵和不孕方向候选药,在周期和病理改善以后继续做排卵、交配、妊娠和必要的胚胎或产仔评价。

让动物药效真正落到临床最关心的生殖功能。

8、可以进一步设计第二模型和PK/PD

第一模型证明基础药效以后,再根据候选药最大的开发风险改变雄激素来源、肥胖背景或者疾病起源。

同步结合血浆及卵巢暴露、靶点PD和主要药效,判断药效能否跨模型保持。

PCOS动物模型多,并不代表模型越多越难选。

真正麻烦的是过去经常把“PCOS”当成一种固定疾病,然后希望一套动物同时具备高雄激素、肥胖、胰岛素抵抗、无排卵、多囊卵巢和不孕。

结果往往是模型做得越来越复杂,检测指标越来越多,最后却很难说清候选药主要解决了什么。

实际开发中,模型可以允许“不完整”。

一个来曲唑模型只要能够稳定提供高雄激素、周期紊乱和排卵障碍,对一个抗雄激素候选药就可能非常合适。

一个DHEA+HFD模型能够同时提供高雄激素、IR和肥胖背景,对代谢型PCOS项目就更有价值。

一个PNA模型周期很长,却可能正好适合验证神经内分泌和疾病编程靶点。

关键不是哪一个模型复现PCOS最多。

而是哪一个模型能够把候选药最想解决的那一段疾病生物学稳定做出来。

检测指标也是同样的道理。

动情周期解决的是排卵轴。

雄激素解决的是内分泌。

OGTT和ITT解决的是代谢。

卵巢HE告诉我们卵泡和黄体发生了什么。

真正的排卵和妊娠再告诉我们这些改善最终有没有恢复生殖功能。

把这几层按产品定位排好以后,多囊卵巢综合征动物实验就不再是一套固定的“T、LH/FSH、HOMA-IR、HE、AMH”检测套餐。

它会变成一条很清楚的药效路线:

候选药先改变自己应该改变的那一个病理节点,然后生殖、内分泌或者代谢表型按顺序恢复,最后回到真正有临床意义的功能终点。

这才是PCOS模型对候选药开发最有价值的地方。

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