技术资料分享
Basic Scientific Research
您当前的位置:首页  > 技术资料分享
咳嗽模型:烟雾暴露为什么更适合慢性咳嗽药
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

咳嗽药做动物药效,最简单的方案通常是清醒豚鼠吸入枸橼酸或者辣椒素,随后记录一定时间内的咳嗽次数。

这种模型效率很高。

动物当天挑战、当天出结果,阳性药通常也比较容易拉开差异,因此特别适合早期判断一个候选物有没有基础镇咳活性。

但如果产品最终瞄准的是慢性咳嗽,尤其COPD、慢性支气管炎或者长期气道刺激背景下的咳嗽,这种急性模型会逐渐暴露出一个问题:动物原本没有咳嗽高敏感,只是在实验当天被一个足够强的化学刺激物“强行咳出来”。

临床慢性咳嗽患者面对的情况复杂得多。

长期烟雾、炎症和上皮损伤可以持续改变气道感觉神经的兴奋性。原本不容易诱发咳嗽的刺激开始变得能够触发咳嗽,原本只引起几次咳嗽的刺激可能引起更强反应。随着时间延长,这种变化还可能从气道局部感觉末梢继续影响迷走神经传入和中枢咳嗽调控。

烟雾暴露模型的价值就在这里。

它先给动物建立一段真实的慢性气道刺激史,再用枸橼酸、辣椒素等标准化刺激去测量咳嗽反射发生了多大变化。

所以它测到的核心表型已经从“这个刺激能不能让动物咳嗽”,推进到了“疾病背景有没有把咳嗽反射变得异常敏感”。

这对于P2X3、TRP通道、神经肽、外周感觉神经调节剂,以及希望同时改善慢性支气管炎炎症、黏液和咳嗽的新药,信息量会明显增加。

不过烟雾暴露也不能被理解成所有慢性咳嗽产品的通用模型。吸烟相关慢性咳嗽、慢性支气管炎和COPD方向非常适合;对于没有明显炎症或吸烟背景的难治性慢性咳嗽,单独一套烟雾模型仍然存在疾病偏向。

所以这类模型真正需要解决的,是候选药究竟准备治疗哪一种慢性咳嗽,以及动物实验准备模拟慢性咳嗽的哪一个环节。

导读

一、急性诱咳和烟雾暴露模型究竟差在哪里

二、烟雾暴露为什么更容易做出“咳嗽高敏感”

三、烟雾暴露后,炎症和感觉神经分别发生了什么

四、为什么这类模型通常优先使用豚鼠

五、烟雾暴露做几天还是几周,取决于准备研究什么

六、短期烟雾敏化和长期慢性支气管炎模型怎么选

七、最后一次烟雾暴露后多久诱咳非常关键

八、烟雾暴露后选枸橼酸还是辣椒素挑战

九、咳嗽次数、咳嗽阈值和刺激—反应曲线怎么选

十、咳嗽事件怎么判定,才能避免把其他呼吸动作算进去

十一、自发咳嗽值不值得作为主要终点

十二、慢性咳嗽药为什么不能把肺部炎症做成唯一主要终点

十三、感觉神经和神经肽应该检测到哪一层

十四、气道上皮和黏液终点什么时候需要提高权重

十五、咳嗽高敏感和气道高反应必须分开评价

十六、不同MOA候选药应该怎样重新安排终点

十七、治疗性给药为什么比从烟雾暴露第一天开始给更有价值

十八、阳性药应该承担什么作用

十九、PK/PD怎样接到咳嗽挑战时间

二十、烟雾暴露本身怎样做质量控制

二十一、烟雾模型有哪些容易被忽略的局限

二十二、第一模型阳性以后,第二模型应该怎么选

二十三、一套更完整的慢性咳嗽候选药评价路线

二十四、博恩生物可以为慢性咳嗽候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

急性诱咳和烟雾暴露模型究竟差在哪里

1、急性诱咳首先测的是基础咳嗽反射

清醒正常豚鼠吸入一定浓度的枸橼酸或辣椒素后,可以产生稳定咳嗽。

给候选药以后再进行同样挑战,如果咳嗽次数下降,就能够证明药物干预了咳嗽反射中的某个环节。

这种模型最大的优势是快。

模型背景干净,实验周期短,适合大量候选化合物筛选,也非常适合判断一个新靶点有没有基础镇咳潜力。

2、它缺少慢性疾病形成过程

正常豚鼠在实验前并不存在长期气道炎症,也没有持续烟雾刺激形成的上皮损伤和感觉神经重塑。

所以候选药面对的是一个正常咳嗽系统突然受到强刺激后的急性反应。

而慢性咳嗽药真正需要处理的,经常是已经被长期疾病重新塑造的咳嗽系统。

3、烟雾暴露增加了一层“疾病背景”

动物连续接受烟雾刺激以后,再给予相同浓度枸橼酸或辣椒素,咳嗽反应可以明显增强。

刺激物没有变。

发生变化的是动物。

这才是烟雾模型对于慢性咳嗽开发最重要的信息。

同样一个外界刺激,在疾病背景下为什么更容易诱发咳嗽,正是咳嗽高敏感研究需要解决的问题。

SECTION 02

02

烟雾暴露为什么更容易做出“咳嗽高敏感”

1、慢性咳嗽的重要特点之一是咳嗽阈值下降

临床患者有时会因为冷空气、气味、讲话或者轻微刺激就反复咳嗽。

这些刺激对健康人可能根本不足以引起明显反应。

动物模型如果也能把原本相对弱的刺激放大,就开始具备慢性咳嗽高敏感的特征。

2、烟雾可以持续刺激整个气道感觉系统

烟草烟雾包含大量颗粒和刺激性化学成分。

持续暴露会作用于气道上皮、炎症细胞和感觉神经末梢。

随着刺激积累,感觉神经对后续化学挑战的响应逐渐发生变化。

此时再用标准化枸橼酸或辣椒素挑战,就相当于检测这套咳嗽系统被烟雾“调高了多少增益”。

3、药效评价也因此发生变化

急性模型更容易回答:

候选药能不能抑制一次强刺激造成的咳嗽。

烟雾暴露以后则可以继续回答:

候选药能不能把一个已经处于高敏感状态的咳嗽系统重新拉回来。

对慢性咳嗽药来说,后一个问题通常更接近真实开发目标。

SECTION 03

03

烟雾暴露后,炎症和感觉神经分别发生了什么

烟雾暴露产生的慢性咳嗽表型不能只理解成“气道炎症更严重,所以咳得更多”。

这条链里面至少存在两层。

1、第一层是气道组织环境改变

长期烟雾刺激可以造成上皮损伤,同时改变中性粒细胞、巨噬细胞和其他炎症成分。

随着暴露延长,还可能出现分泌细胞变化、黏液相关重塑和更明显的慢性支气管炎样表型。

这些局部改变会持续给感觉神经提供炎症介质、氧化应激和损伤相关信号。

2、第二层是感觉神经本身发生敏化

烟雾暴露后的豚鼠对辣椒素、枸橼酸等刺激反应增强,而且这种高敏感并不能完全由支气管收缩解释。

经典研究中甚至可以看到咳嗽敏感性明显增强,而相应支气管收缩反应并没有同步提高。

这说明慢性烟雾可以形成相对独立的感觉神经高反应状态。

3、神经肽变化提供了一条很重要的连接

气道感觉神经受到长期刺激以后,CGRP、Substance P等神经肽系统可以发生变化。

这些信号既参与感觉神经兴奋,也可以进一步影响局部炎症和血管反应。

所以烟雾模型特别适合研究“炎症—感觉神经”之间的双向放大。

4、更深入的项目还可以进入中枢咳嗽可塑性

迷走感觉信号最终会进入脑干孤束核等区域。

长期环境烟雾暴露后,中枢神经肽相关调节也可以参与咳嗽反射增强。

因此一个慢性咳嗽药如果作用于更靠后的神经环节,单纯检测肺组织炎症很难完整解释药效。

SECTION 04

04

为什么这类模型通常优先使用豚鼠

1、豚鼠能够在清醒状态下产生清楚的咳嗽反射

这是最实际的原因。

豚鼠对枸橼酸、辣椒素等标准化刺激能够形成比较稳定的咳嗽行为,而且咳嗽时的声音、气流和身体动作可以同时记录。

对于以“咳嗽”作为核心症状终点的新药,这一点非常重要。

2、豚鼠的气道感觉神经药理与人有较多可比之处

TRPV1、迷走感觉传入、神经肽等经典咳嗽机制在豚鼠体系中研究较成熟。

烟雾暴露后又能够形成进一步的咳嗽高敏感。

所以豚鼠兼顾了“能够咳”和“能够把咳嗽做敏感”两件事。

3、小鼠更适合免疫和遗传机制,却不适合简单替代豚鼠咳嗽终点

如果候选药涉及复杂免疫靶点,完全可以利用小鼠做疾病机制。

正式评价真实咳嗽行为时,豚鼠通常具有更直接的开发价值。

因此一个慢性咳嗽项目完全可以由不同物种承担不同任务。

SECTION 05

05

烟雾暴露做几天还是几周,取决于准备研究什么

烟雾暴露模型没有一个对所有候选药都适用的固定周期。

实验周期应该跟着准备模拟的疾病深度走。

1、短周期更适合建立咳嗽反射敏化

已有豚鼠研究显示,烟雾暴露早期就可能使后续枸橼酸诱导的咳嗽明显增强。

辣椒素高敏感往往需要更长一些的暴露才能稳定形成。

如果项目核心只是快速建立一个“疾病增强型咳嗽”模型,没有必要第一轮就暴露两个月。

2、中等周期更适合稳定感觉神经重塑

连续数周暴露后,咳嗽高敏感、神经肽变化和气道炎症有更多时间逐渐形成。

对于P2X3、TRPV1/TRPA1、神经肽及其他外周感觉神经候选药,这种模型更容易建立稳定治疗窗口。

3、更长周期才开始真正接近慢性支气管炎/COPD样背景

当暴露进入数周甚至更长时间以后,气道炎症、黏液相关改变、气道高反应和结构重塑的重要性会提高。

这时模型评价的已经不只是“咳嗽敏感”。

还可以同时观察慢性支气管炎相关病理。

4、周期越长并不代表一定越好

慢性模型成本更高,个体差异也会增加。

如果候选药只是一个快速外周镇咳药,做很深的COPD病理未必增加核心开发信息。

所以周期选择应该围绕产品定位。

SECTION 06

06

短期烟雾敏化和长期慢性支气管炎模型怎么选

可以把烟雾模型理解成两个不同开发层级。

第一种模型强调的是“神经反射变敏感”。

第二种则把咳嗽放进一个更加完整的慢性气道疾病背景。

企业项目最好在立项阶段先判断产品究竟属于哪一类。

SECTION 07

07

最后一次烟雾暴露后多久诱咳非常关键

这是烟雾咳嗽模型里一个很容易被忽略的细节。

1、烟雾刚结束时测到的可能是急性刺激反应

烟雾本身就可以改变呼吸节律、气道状态和感觉神经反应。

如果刚结束烟雾暴露立刻做枸橼酸挑战,模型中同时存在急性烟雾作用和慢性敏化。

这会增加结果解释难度。

2、早期还可能出现短暂脱敏

已有模型中观察到,烟雾暴露后的极早时间点,后续诱咳反应可能暂时下降,随后才表现出明显高敏感。

因此“烟雾后1小时做挑战”和“烟雾后24小时做挑战”,得到的可能并不是同一个咳嗽状态。

3、正式项目需要固定washout时间

如果研究的核心是慢性咳嗽高敏感,通常更适合在固定的烟雾后时间窗口进行挑战,让急性烟雾刺激尽可能退出。

所有组必须严格使用相同时间间隔。

这一点有时比多测几个炎症因子更加影响结果重复性。

SECTION 08

08

烟雾暴露后选枸橼酸还是辣椒素挑战

1、枸橼酸适合做比较广的咳嗽反射评价

枸橼酸通过降低气道表面pH等机制刺激多类感觉传入。

它建立的咳嗽反应机制相对复杂,因此适合评价整体咳嗽反射敏感性。

烟雾暴露后,枸橼酸增强反应可以比较早出现。

2、辣椒素更直接指向TRPV1敏感感觉神经

如果候选药本身研究TRPV1、C纤维或者与相关感觉神经敏化密切相关的机制,辣椒素挑战具有更明确的药理意义。

但烟雾暴露后辣椒素高敏感形成所需时间可能与枸橼酸不同。

所以不能因为同一个模型里枸橼酸已经明显增强,就默认辣椒素也一定达到了最佳窗口。

3、刺激物最好跟候选药MOA匹配

P2X3候选药可以考虑增加ATP相关刺激或对应神经PD。

TRPV1药物需要有能够真正挑战TRPV1相关敏感性的设计。

广谱外周镇咳药则可以同时比较不同刺激物,判断药效是否具有较宽的咳嗽反射覆盖。

4、第二种刺激物的价值在于判断药效边界

一个药只抑制辣椒素诱咳,却对枸橼酸反应影响很弱,和两个刺激都能稳定抑制的药,代表的药理范围不同。

这种差异对候选药定位很有价值。

SECTION 09

09

咳嗽次数、咳嗽阈值和刺激—反应曲线怎么选

1、咳嗽次数最简单,但信息有限

给动物一个固定浓度刺激,记录10分钟内咳多少次。

这种方式效率高,适合筛药。

问题在于单个浓度只代表刺激—反应曲线上的一个点。

2、慢性咳嗽高敏感更值得看阈值变化

如果正常动物需要较高浓度才开始明显咳嗽,烟雾暴露动物在低浓度就出现反应,这种“阈值左移”本身很符合高敏感概念。

因此可以使用递增浓度挑战,观察首次稳定出现咳嗽时的刺激水平。

3、刺激—反应曲线的信息量更高

可以比较正常组、模型组和候选药组整条曲线。

烟雾暴露以后曲线向左和向上移动,说明阈值下降且最大反应增强。

候选药治疗以后,如果曲线重新向正常方向移动,就比单独比较一个浓度下咳嗽次数更加完整。

4、正式药效最好选择亚最大刺激

刺激浓度过高以后,几乎所有动物都达到最大咳嗽反应。

候选药即使有效,也很难把反应充分拉下来。

所以预实验应该先建立刺激—反应曲线,再选择具有足够动态范围的挑战浓度。

SECTION 10

10

咳嗽事件怎么判定,才能避免把其他呼吸动作算进去

1、咳嗽不能只靠肉眼数

豚鼠在刺激过程中还可能出现喷嚏、吞咽、深呼吸和其他异常呼吸动作。

这些行为在快速观察时容易混淆。

2、声音和气流最好同步记录

真正的咳嗽具有特征性的吸气—爆发性呼气模式,同时伴随咳嗽声音。

因此可以通过体积描记记录气流变化,再用麦克风同步记录声音。

两种信息相互确认,比单一人工计数可靠很多。

3、动物尽量保持清醒和自由活动

麻醉会改变咳嗽反射。

限制过强又会增加应激,并改变呼吸行为。

对于药效型咳嗽评价,清醒、相对自由活动的全身体积描记体系具有很高实用价值。

4、设备不能在项目中途随意更换

不同体积描记系统、雾化颗粒大小和动物限制方式,都可能明显改变咳嗽次数和首次咳嗽潜伏期。

因此正式候选药项目需要提前固定设备、雾化方式、刺激时间和事件判定算法。

SECTION 11

11

自发咳嗽值不值得作为主要终点

烟雾长期暴露以后,部分模型可以观察到一定自发性咳嗽。

这个终点看起来非常接近临床。

但正式药效时需要考虑几个现实问题。

第一,自发咳嗽频率往往比标准刺激诱导低,组内差异会比较大。

第二,动物的活动、进食和环境声音都会增加识别难度。

第三,不同烟雾方案形成自发咳嗽的能力并不一致。

因此早期筛选更适合使用标准化刺激后的咳嗽高敏感作为主要终点。

如果模型已经经过充分验证,进入慢性候选药确认阶段以后,再增加较长时间的自发咳嗽监测会更有价值。

这时可以同时获得两个层级的信息:

平时自己会不会咳,以及遇到刺激以后有多容易咳。

SECTION 12

12

慢性咳嗽药为什么不能把肺部炎症做成唯一主要终点

1、气道炎症和咳嗽敏感性有关,但并不完全同步

慢性烟雾会造成炎症,同时能够提高感觉神经敏感性。

抗炎治疗以后,气道炎症下降,咳嗽可能随之改善。

但一旦感觉神经已经发生较稳定的可塑性变化,局部炎症恢复并不保证咳嗽立即恢复。

2、这正是慢性咳嗽产品需要区分的地方

一个候选药能够明显降低BALF中性粒细胞和TNF-α,但动物对枸橼酸仍然高度敏感。

它首先可以被定义为抗炎有效。

镇咳价值则需要重新判断。

另一种药对炎症改善有限,却能够明显提高咳嗽阈值。如果产品本身就是外周感觉神经调节剂,这种结果完全可能符合MOA。

3、终点排序需要跟着产品定位走

抗炎型慢性支气管炎药,可以把气道炎症和病理放到更高位置,再看咳嗽改善。

神经型慢性咳嗽药,咳嗽高敏感应该承担主要终点,炎症只负责描述疾病背景。

这两类候选药没有必要追求完全相同的结果图谱。

SECTION 13

13

感觉神经和神经肽应该检测到哪一层

1、气道末梢是第一层

TRPV1、TRPA1、P2X3等感觉神经相关受体可以根据候选药MOA选择。

组织免疫荧光时最好结合PGP9.5等神经标志,确认信号真正位于气道神经相关结构。

单独检测整块气管TRPV1总蛋白,容易混入非神经细胞信号。

2、CGRP和Substance P可以帮助评价神经源性炎症

长期烟雾刺激后,感觉神经肽系统可能出现变化。

如果候选药作用于神经敏化,可以观察神经肽释放和组织表达是否同步恢复。

3、感觉神经节适合更深入的项目

迷走感觉神经元胞体位于结状和颈静脉等感觉神经节。

如果产品明确作用于外周感觉神经,可以进一步评价对应神经元兴奋性和靶点PD。

这一层比不断增加肺组织炎症因子更接近神经型镇咳药的作用位置。

4、中枢终点只在真正需要时加入

脑干孤束核等区域参与咳嗽反射整合。

如果候选药有中枢作用或者项目研究长期神经可塑性,可以继续进入这一层。

普通外周镇咳药没有必要把整条神经通路从气道一直检测到脑干。

SECTION 14

14

气道上皮和黏液终点什么时候需要提高权重

如果产品定位的是吸烟相关慢性支气管炎,单纯咳嗽次数还不够。

长期烟雾可以造成气道分泌细胞重塑和黏液相关改变。

此时可以进一步观察AB-PAS、杯状细胞、MUC5AC/MUC5B以及与候选药机制相关的黏液终点。

但这些指标同样需要跟着项目阶段使用。

一个只暴露几天的烟雾高敏感模型,本身还没有形成充分的慢性黏液重塑,此时强行加入大量杯状细胞终点意义有限。

如果产品主打“镇咳+祛痰+慢性支气管炎改善”,更适合把暴露周期拉长,在同一动物背景下同时评价咳嗽、炎症和黏液。

SECTION 15

15

咳嗽高敏感和气道高反应必须分开评价

这是咳嗽模型里一个非常重要的概念。

动物咳嗽增多,并不自动说明支气管收缩更严重。

同样,气道阻力提高也不能直接等同于咳嗽敏感性增强。

长期烟雾暴露可以选择性提高咳嗽刺激敏感性,而某些支气管收缩反应并没有发生同等程度变化。

所以如果候选药同时具有支气管舒张作用,需要把两个终点拆开。

咳嗽通过声音和气流事件进行评价。

气道反应则根据项目条件采用更合适的气道阻力或肺功能方法。

尤其要避免把Penh直接当成严格意义上的气道阻力。

这两个终点真正分开以后,才能判断一个药是直接镇咳,还是主要通过改善气道收缩间接影响症状。

SECTION 16

16

不同MOA候选药应该怎样重新安排终点

1、外周感觉神经/P2X3类候选药

主要终点应该放在咳嗽高敏感。

可以使用刺激—反应曲线、咳嗽阈值和固定浓度诱咳次数,再增加与目标神经相关的PD。

肺组织炎症承担疾病背景描述。

2、TRPV1/TRPA1类候选药

刺激物本身需要和目标通道建立对应。

如果只使用一种与候选靶点关系很弱的刺激,药效容易被低估。

还可以比较不同tussigen,判断候选药是否只影响特定感觉通路。

3、中枢镇咳药

咳嗽行为仍然是主要终点。

同时必须排除镇静、活动下降和呼吸抑制。

如果动物给药以后几乎不活动,咳嗽减少的可信度会明显下降。

4、抗炎型慢性支气管炎药

咳嗽、BALF炎症、组织病理和必要的黏液终点可以形成完整链条。

重点看炎症改善后咳嗽敏感性是否同步恢复。

5、黏液调节和祛痰类产品

更适合较长烟雾暴露。

除了咳嗽,还需要观察分泌细胞、黏液和纤毛清除相关功能。

6、吸入镇咳药

局部气道药效和肺/气管组织PK很重要。

如果能够在较低血浆暴露下稳定改善咳嗽高敏感,可能形成很有价值的产品差异。

SECTION 17

17

治疗性给药为什么比从烟雾暴露第一天开始给更有价值

1、从Day 1开始给更偏向阻止模型形成

药物和烟雾同时开始处理,最后模型组咳嗽高敏感很明显,治疗组没有形成。

这种结果说明候选药可以干预烟雾造成的早期病理过程。

对于机制验证很有价值。

2、临床慢性咳嗽患者通常已经存在稳定症状

患者开始吃药时,气道已经经历较长时间损伤,咳嗽系统也已经进入高敏感状态。

因此企业真正评价治疗能力时,更建议先让动物形成稳定咳嗽表型,再开始随机给药。

3、正式给药前最好完成一次基线分层

如果挑战方式允许重复检测且经过验证,可以在治疗前记录每只动物的咳嗽敏感性。

随后按照咳嗽程度分层随机。

这样可以避免高咳动物全部集中在某一组。

4、治疗后再看“恢复到什么程度”

一个疾病修改型产品值得关注的不只是给药期间压住多少咳嗽。

还可以继续观察停药以后高敏感是否很快反弹。

烟雾停止以后咳嗽敏感性本身也可能逐渐恢复,因此停药研究需要设置烟雾继续暴露和停止暴露的不同背景,才能把自然恢复和药物作用拆开。

SECTION 18

18

阳性药应该承担什么作用

可待因等经典镇咳药可以帮助确认模型具有药理可调节性。

但企业项目不能把阳性药简单理解成“只要选一个公认镇咳药就行”。

1、基础镇咳阳性可以验证检测系统

如果阳性药都无法降低烟雾暴露后的诱发咳嗽,首先需要反查模型强度、挑战浓度和给药时间。

2、机制阳性更适合候选药比较

外周感觉神经药、中枢镇咳药和支气管舒张药解决的病理环节不同。

如果候选药主打外周高敏感,全部比较对象只有强中枢镇咳药,产品的作用特点很难体现。

3、阳性药给药时间必须根据动物PK确定

临床有效并不代表按照人体频次和时间直接给豚鼠也会有效。

挑战需要安排在阳性药具有充分暴露和PD的时间窗口内。

SECTION 19

19

PK/PD怎样接到咳嗽挑战时间

咳嗽药效实验很容易固定成“给药30分钟后诱咳”。

对不同候选药来说,这个时间未必合理。

1、口服药先看Tmax和靶点PD

如果药物2小时以后才达到有效暴露,30分钟挑战很容易产生假阴性。

2、吸入药重点看局部起效

吸入后肺组织或者气道表面可能很快达到高浓度。

此时可以设计更密集的早期挑战时间,观察起效速度。

3、长效候选药还需要看持续时间

可以分别在给药后1小时、6小时、12小时甚至更长时间进行挑战。

真正的临床优势有时不在最大镇咳幅度,而在同样幅度能够维持多久。

4、神经PD可以帮助选择挑战窗口

如果候选药作用P2X3、TRP或者神经肽相关机制,可以先通过探索性PK/PD确定何时靶点覆盖最充分。

随后再把正式诱咳安排到合理窗口。

SECTION 20

20

烟雾暴露本身怎样做质量控制

这是慢性烟雾模型能不能重复的关键。

“每天10支烟”远远不足以完整定义一个烟雾暴露模型。

1、烟草来源要固定

研究用参考烟和商业香烟的焦油、尼古丁、燃烧特性都有差异。

跨批次项目最好固定烟支类型和批号来源。

2、暴露方式必须固定

全身暴露和鼻部暴露形成的实际吸入剂量并不完全相同。

全身暴露操作方便,但烟雾可以沉积在毛发并被舔舐摄入;鼻部暴露更集中于呼吸道,却会增加限制应激。

前后批次不要随意切换。

3、烟雾发生参数要固定

包括每次抽吸体积、抽吸间隔、单支燃烧周期、暴露时间、换气和烟雾浓度。

这些参数共同决定真正进入动物呼吸道的剂量。

4、最好增加实际暴露指标

条件允许可以监测总颗粒物、CO以及其他暴露参数。

血液COHb或者血清/血浆cotinine也可以帮助确认动物实际接受了多少烟雾。

这样不同批次模型才真正具有可比性。

5、体重和一般状态也要持续记录

烟雾强度过大以后,动物可能出现明显体重下降和一般状态恶化。

此时咳嗽和呼吸变化已经混入明显全身毒性。

慢性咳嗽模型追求的是稳定疾病状态,而不是把动物暴露到严重全身衰竭。

SECTION 21

21

烟雾模型有哪些容易被忽略的局限

1、它更偏向吸烟相关慢性咳嗽

对于COPD和慢性支气管炎,这是优势。

对于不吸烟的难治性慢性咳嗽,疾病背景会出现偏差。

2、烟雾模型往往同时带来明显炎症

部分慢性咳嗽患者咳嗽高敏感可以在缺乏显著气道炎症的背景下存在。

如果候选药希望覆盖这类人群,烟雾模型可能让抗炎机制权重过高。

3、烟雾暴露的批次和设备变异比单纯枸橼酸模型大

烟支、烟机、腔体和换气参数都会影响模型。

因此它更适合正式候选物评价和疾病背景验证,不一定适合第一轮上百个化合物的快速筛选。

4、暴露周期太长以后,咳嗽之外的COPD表型会越来越多

气道重塑、肺气肿和肺功能下降可能逐渐加入。

如果候选药只做神经镇咳,这些额外病理会提高复杂度。

所以模型深度需要和产品深度一致。

SECTION 22

22

第一模型阳性以后,第二模型应该怎么选

如果第一轮使用正常清醒豚鼠枸橼酸诱咳证明候选药具有基础镇咳活性,第二模型使用烟雾暴露就很有价值。

两个模型回答的问题不同。

第一模型证明“能镇咳”。

烟雾模型证明“在慢性疾病造成的高敏感背景下还能不能镇咳”。

如果烟雾模型已经作为第一疾病模型,第二模型最好进一步改变慢性咳嗽来源。

例如过敏性气道炎症背景适合验证2型炎症相关咳嗽,感染后模型可以挑战病毒或细菌感染消退后的持续高敏感,其他非明显炎症型高敏感模型则可以检验药物是否过度依赖烟雾炎症。

第二模型的价值来自改变疾病入口。

继续把烟雾支数从8支改成10支,通常只是在重复同一机制。

SECTION 23

23

一套更完整的慢性咳嗽候选药评价路线

1、第一步先明确临床产品定位

先判断候选药准备治疗的是广泛慢性难治性咳嗽、COPD相关咳嗽、慢性支气管炎,还是某一类感觉神经高敏感。

这一步决定烟雾模型应该承担第一模型还是第二模型。

2、早期先证明基础镇咳活性

可以先使用正常清醒豚鼠进行标准化枸橼酸或辣椒素挑战。

建立低、中、高剂量和阳性药。

确认候选药确实能够干预咳嗽反射。

3、随后建立烟雾暴露时间曲线

不要直接照抄一个烟雾周期。

先在当前平台条件下观察不同暴露时间后的咳嗽反应。

同步关注体重、一般状态和必要的气道炎症。

找到高敏感已经稳定形成、动物整体状态仍然可控的窗口。

4、分别验证枸橼酸和辣椒素敏感性

根据候选药MOA决定主挑战物。

如果需要判断作用范围,可以增加第二种tussigen。

同时确认两种刺激的最佳烟雾暴露时间是否一致。

5、建立治疗前咳嗽基线

条件允许时在给药前进行一次标准挑战。

按照高敏感程度进行分层随机。

避免模型个体差异直接变成组间差异。

6、疾病建立以后开始给药

对于治疗型候选药,更建议动物已经形成明确咳嗽高敏感后再开始处理。

此时药物面对的是已经建立的神经和气道环境。

7、把咳嗽设为真正的核心功能终点

根据项目选择固定浓度咳嗽次数、首次咳嗽潜伏期、咳嗽阈值和刺激—反应曲线。

不要用肺HE或者某个炎症因子替代咳嗽本身。

8、同步排除假性镇咳

中枢或系统给药候选物需要观察动物自主活动、呼吸状态和一般行为。

确保咳嗽减少并非来自明显镇静或呼吸抑制。

9、根据MOA加入近端PD

外周感觉神经药围绕对应受体和神经兴奋性,抗炎药进入关键炎症细胞和介质,慢性支气管炎产品再增加黏液和上皮病理。

每种药只做真正和自身机制相关的部分。

10、把咳嗽和气道功能拆开

如果候选药同时具有支气管舒张作用,应进一步确认咳嗽改善是否超出了单纯气道舒张能够解释的范围。

气道高反应和咳嗽高敏感分别统计。

11、关键候选药增加PK/PD

比较血浆和必要的气道组织暴露。

寻找什么暴露水平开始改善咳嗽,药效能够持续多久。

吸入药则提高局部组织PK权重。

12、长期产品可以增加停药观察

停止候选药以后继续评价咳嗽高敏感。

如果停药后很快反弹,产品更接近持续药理抑制。

如果停药后仍保持较长时间改善,可以进一步研究是否改变了感觉神经或气道疾病状态。

13、第二模型改变慢性咳嗽背景

第一轮烟雾模型阳性以后,根据临床人群进入过敏、感染后或其他咳嗽高敏感体系。

观察候选药是否只对烟雾相关咳嗽有效。

最终比较完整的数据应该能够说明:

候选药首先在正常咳嗽反射中具有基础药理活性,随后在烟雾造成的慢性气道和感觉神经高敏感背景中仍然能够提高咳嗽阈值、降低异常咳嗽,同时与其目标PD和有效暴露保持一致。

这组数据才真正开始从“镇咳药”走向“慢性咳嗽候选药”。

SECTION 24

24

博恩生物可以为慢性咳嗽候选药提供哪些实验支持

1、可以根据候选药定位判断是否需要烟雾暴露模型

结合产品属于中枢镇咳、外周感觉神经、P2X3、TRP相关、抗炎、黏液调节还是COPD综合症状改善,判断烟雾模型适合放在第一模型还是第二模型。

2、可以建立清醒豚鼠标准化诱咳体系

通过全身体积描记、气流和声音同步记录,对枸橼酸、辣椒素等诱咳事件进行标准化判读。

同时建立刺激浓度—咳嗽反应曲线。

3、可以开展烟雾增强型咳嗽高敏感模型

根据产品目标优化烟雾暴露周期,并在固定washout条件下进行诱咳。

避免急性烟雾反应干扰慢性敏化判断。

4、可以根据产品决定做短期敏化还是长期慢性支气管炎背景

外周感觉神经类产品优先把模型集中在咳嗽高敏感。

抗炎、黏液和COPD相关产品则进一步延长烟雾暴露,增加慢性气道病理和功能。

5、可以进行治疗前基线和分层随机

在条件允许的重复挑战体系中,正式给药前先评价动物咳嗽敏感性。

根据表型进行随机分组,提高后续剂量反应的稳定性。

6、可以根据MOA设计神经相关PD

根据候选药靶点选择气道感觉神经、迷走神经节或更靠后的神经环节。

将咳嗽行为与真正作用位置对应起来。

7、可以同步评价气道炎症、黏液和组织病理

长期烟雾项目可以根据产品定位加入BALF炎症细胞、相关炎症介质、AB-PAS、黏液和气道组织变化。

把慢性咳嗽和慢性支气管炎背景连接起来。

8、可以把咳嗽和气道功能分开评价

根据项目增加气道高反应或肺功能检测。

帮助区分直接镇咳、支气管舒张以及综合呼吸系统药效。

9、可以进行烟雾暴露质量控制

固定参考烟、烟雾发生方式、暴露时间和腔体参数,并根据项目条件增加颗粒物、CO、COHb或cotinine等暴露确认。

提高不同批次模型的一致性。

10、可以建立血浆和气道组织PK/PD

根据口服、注射或吸入给药方式,评价药物达到有效咳嗽抑制时的系统和局部暴露。

进一步确定合适给药剂量、挑战时间和药效持续时间。

11、可以根据第一模型结果设计第二慢性咳嗽模型

烟雾模型阳性后,根据临床定位进一步进入过敏、感染后或其他高敏感背景。

让第二模型验证候选药对不同慢性咳嗽驱动因素的覆盖范围。

咳嗽模型从正常豚鼠的一次枸橼酸挑战升级到烟雾暴露,真正增加的并不只是几天或者几周造模时间。

增加的是一段疾病历史。

气道上皮经历了反复刺激,局部炎症环境发生了变化,感觉神经长期接受异常输入,最终同样一次枸橼酸或者辣椒素挑战会产生更强的咳嗽反应。

对慢性咳嗽药来说,这种变化非常关键。

候选药需要面对的已经不再是一套正常的咳嗽反射,而是一套被长期疾病重新调高敏感度的咳嗽系统。

所以烟雾模型真正应该看重的也不只是模型动物“咳得更多”。

更重要的是把咳嗽高敏感做出来,明确这种高敏感由哪些气道和感觉神经变化维持,再观察候选药究竟把哪一层拉了回来。

如果产品主要作用神经,就让咳嗽阈值和神经PD承担核心证据;如果作用慢性支气管炎,就把咳嗽、炎症、黏液和气道功能接起来。

做到这一层,烟雾暴露才真正比一次急性诱咳多出它最有价值的部分:

它让候选药开始在一个已经“学会过度咳嗽”的动物身上接受检验。

联系我们
Contact us
地址:南京市雨花台区长虹路445号6号楼
电话:86-025-52169496
传真:86-025-52169496
业务咨询专线:17302579479
邮编:210000
邮箱:biornservice@163.com
微信扫码关注
我们的公众号
文字内容为主
小红书APP扫码关注
我们的小红书官方号
短视频博客形式为主
医药企业入口:
全球新药动态、相关政策解读、临床前研究综合解决方案、 临床前研究路径与方案选择指南分享
如您是高校/医院科研人员,请切换至基础科研工作者界面
E-mail
biornservice@163.com
Tel
86-025-52169496
17302579479
微信扫描二维码
快捷添加售前技术
返回顶部
Contact us