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Basic Scientific Research
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肺间质纤维化模型:第二模型怎么选才有价值
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

肺间质纤维化候选药做完第一套博来霉素(BLM)模型以后,要不要继续做第二模型?

很多项目的做法很直接。

第一轮小鼠单次BLM已经阳性,第二轮换成大鼠BLM,或者继续使用小鼠,把BLM剂量、给药途径稍微调整一下。如果第二轮仍然看到Masson下降、α-SMA下降、羟脯氨酸减少,就认为候选药的抗纤维化作用得到了进一步确认。

这类数据当然有价值,但信息增量可能没有想象中那么大。

因为两轮实验很可能仍然在重复同一件事情:BLM造成急性肺泡损伤,随后进入炎症和纤维增殖阶段,候选药继续在相似的病理入口和时间窗口中接受评价。

真正有价值的第二模型,应该去解决第一模型留下来的开发风险。

例如第一轮单次BLM已经证明候选药能够降低胶原沉积,但还无法确定这种药效是不是主要来自早期抗炎;第二模型就应该增加持续性纤维化或者更晚的治疗窗口。第一轮结果很好,但候选药靶向的是肺泡上皮修复,第二模型就应该强化老龄、重复损伤或者上皮应激,而不只是把BLM剂量增加一点。

如果候选药主要作用于成纤维细胞和细胞外基质,还需要进一步确认,当纤维化由另一种持续刺激驱动时,药物能不能继续发挥作用。此时二氧化硅等模型提供的信息,往往比第二套几乎相同的BLM更有价值。

因此,第二模型真正需要回答的不是“这个药还能不能再阳性一次”。

更重要的是:

第一套模型还有什么没有证明,第二套模型能不能专门去挑战这一点。

导读

一、第二模型真正的价值是增加信息,而不是重复阳性

二、单次BLM做完以后,通常还留下哪些开发风险

三、选择第二模型前先确定临床适应症到底是哪一类肺纤维化

四、第二模型至少应该改变哪一个关键变量

五、重复BLM什么时候最适合作为第二模型

六、老龄BLM什么时候比换一种造模刺激更有价值

七、二氧化硅模型适合验证哪一类候选药

八、放射性肺纤维化模型什么时候值得使用

九、TGF-β过表达模型适合做机制验证,但为什么要注意过度匹配

十、遗传性肺泡上皮损伤模型适合哪些新型候选药

十一、人源抗体和细胞治疗为什么可能需要另一类第二模型

十二、第二模型和第二物种不是同一个概念

十三、抗炎型候选药第二模型怎么选

十四、成纤维细胞和ECM靶向药第二模型怎么选

十五、肺泡上皮修复型候选药第二模型怎么选

十六、抗衰老和细胞衰老靶向药第二模型怎么选

十七、巨噬细胞和免疫靶向药第二模型怎么选

十八、吸入型抗纤维化药第二模型还要解决哪些问题

十九、第二模型仍然必须采用真正的治疗性给药窗口

二十、第二模型应该保留哪些共同终点

二十一、哪些终点应该根据第二模型重新增加

二十二、如何区分“延缓进展”和“真正逆转既有纤维化”

二十三、第二模型阳性药应该怎么设计

二十四、第二模型还要防止两种完全相反的模型偏倚

二十五、不同MOA候选药的第二模型怎么快速选择

二十六、肺间质纤维化第二模型最常见的设计误区

二十七、一套更实用的“第一模型—风险识别—第二模型”开发路线

二十八、博恩生物可以为肺间质纤维化候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

第二模型真正的价值是增加信息,而不是重复阳性

1、第一模型回答的是“候选药有没有基础体内药效”

单次BLM仍然是肺纤维化研究中非常成熟的一类模型。

肺泡上皮首先受到损伤,随后出现炎症、成纤维细胞活化和细胞外基质沉积,病程相对清楚,模型周期也适合进行候选药筛选。

因此早期PoC完全可以从BLM开始。

如果候选药在治疗性窗口下能够降低肺羟脯氨酸、改善Masson或天狼星红、降低标准化纤维化评分,同时出现与MOA一致的PD,已经说明这个候选物值得继续往下走。

2、第二模型应该回答“第一模型的阳性到底稳不稳”

例如第一轮药效可能高度依赖BLM早期炎症。

也可能只在年轻动物强大修复能力的背景下成立。

还可能候选药刚好对BLM造成的某一种DNA损伤或者炎症入口特别有效,换成另一种持续性纤维化以后就失去作用。

第二模型要做的,就是主动给候选药制造这种挑战。

3、第二模型最好提前定义“失败意味着什么”

一个很实用的方法,是正式实验前先写清楚:

如果第一模型阳性、第二模型阴性,我们准备怎样解释?

如果完全无法回答这个问题,第二模型很可能只是“为了有第二套数据而做”。

真正设计合理的第二模型,即使最终阴性,也应该能够帮助项目做决策。

SECTION 02

02

单次BLM做完以后,通常还留下哪些开发风险

单次BLM最大的优势也是它最大的局限之一:病程压缩得非常快。

早期主要是肺损伤和炎症,随后进入纤维增殖和胶原沉积,在年轻小鼠中后期还可能出现不同程度的自然恢复。

这会留下几个常见问题。

1、候选药到底是抗炎,还是直接抗纤维化

如果给药起点很早,即使终点Masson下降,也可能来自初始损伤减轻。

2、候选药对已经成熟的ECM有没有作用

降低新的胶原生成,与减少已经形成的纤维化负担,并不是同一种药效。

3、药效能不能维持在持续损伤环境中

临床IPF和部分进行性肺纤维化并不会在一次损伤结束后自动进入修复。

疾病环境可能持续存在。

4、年轻动物的强修复能力是否放大了药效

如果候选药作用于上皮再生、衰老或者组织修复,这一点尤其重要。

5、候选药是不是只对BLM这一种损伤入口有效

如果最终目标是广谱抗纤维化或者进行性肺纤维化,这个问题必须继续验证。

第二模型的选择,本质上就是从这些风险中选出当前项目最重要的一项。

SECTION 03

03

选择第二模型前先确定临床适应症到底是哪一类肺纤维化

“肺间质纤维化”本身覆盖很多临床疾病。

IPF、系统性硬化症相关间质性肺病、其他进行性肺纤维化、放射性肺纤维化、尘肺以及部分药物性肺纤维化,虽然最终都可以出现胶原沉积,却具有不同的疾病入口。

这会直接改变第二模型。

1、如果临床目标是IPF

重点更应该关注持续异常修复、老龄背景、肺泡上皮异常、成纤维细胞持续活化和纤维化难以消退。

因此重复损伤、老龄动物和上皮应激模型的价值会提高。

2、如果目标是广义进行性肺纤维化

更需要证明候选药能够跨越不同疾病入口控制共同的fibrotic program。

这时第一模型BLM阳性以后,再进入二氧化硅、放射损伤等不同病因模型,信息增量会明显提高。

3、如果产品本身针对特定病因

例如开发的是放射性肺损伤产品,第二模型没有必要一味追求所谓“最像IPF”。

临床病因本身就应该决定模型。

因此第二模型没有统一排名。

适应症范围越广,对不同致病入口进行验证的价值越高。

SECTION 04

04

第二模型至少应该改变哪一个关键变量

一个有价值的第二模型,可以从五个维度中主动改变至少一个。

1、改变损伤入口

从化学损伤BLM换成持续颗粒刺激、放射损伤或者遗传性上皮异常。

这是最典型的正交验证。

2、改变病程持续性

从会逐渐恢复的单次BLM,换成持续性更明显的重复BLM或者其他慢性模型。

用于验证候选药能否处理长期纤维化。

3、改变主要病理细胞背景

第一模型偏上皮损伤,第二模型可以增加更明显的巨噬细胞持续激活或者上皮老化背景。

4、改变宿主背景

年轻鼠换成老龄鼠,有时比单纯更换刺激物的信息更多。

特别是IPF这种高度年龄相关疾病。

5、改变转化问题

有时真正剩余风险已经不是疾病机制,而是肺组织PK、重复吸入给药或者肺功能。

此时同一种纤维化背景进入更适合操作的大鼠,也可能具有价值。

关键在于先明确第二模型承担什么任务。

SECTION 05

05

重复BLM什么时候最适合作为第二模型

1、最大的价值是把“一次损伤”变成“持续损伤”

单次BLM之后,外源损伤刺激已经结束。

重复BLM则能够不断制造新的肺泡损伤,使纤维化环境持续存在。

这种设计更加适合挑战候选药在持续损伤下能不能保持药效。

2、适合做成熟纤维化治疗

重复刺激可以把观察窗口向后拉。

候选药能够等到更明确的胶原沉积和组织重塑形成以后再开始治疗。

对于成纤维细胞、ECM和疾病修改型候选药,这一点很重要。

3、也更适合研究异常上皮修复

重复肺泡损伤会不断要求AT2细胞参与修复。

如果候选药作用于肺泡上皮再生、过渡态细胞或者异常上皮化生,这种持续修复压力比一次BLM更加合适。

4、它仍然没有真正改变BLM这一损伤入口

这是需要看到的边界。

如果第一模型和第二模型都依赖BLM,候选药仍然可能对这一特定损伤特别敏感。

因此重复BLM更适合解决“持续性和治疗窗口”问题。

如果项目真正要解决“换一种纤维化病因还能不能有效”,还需要另外选择正交模型。

SECTION 06

06

老龄BLM什么时候比换一种造模刺激更有价值

1、IPF本身具有非常明显的年龄背景

临床IPF主要发生在中老年人群。

而大量基础药效实验仍然使用非常年轻的小鼠。

年轻动物具有更强的组织修复、肺泡再生和损伤恢复能力,这会让纤维化后期更容易出现改善。

2、老龄动物可以放大“修复失败”这一临床问题

老龄背景下,肺泡上皮细胞再生能力、细胞衰老、免疫环境和基质状态都会发生改变。

BLM以后产生的纤维化往往更严重,恢复也更加困难。

所以候选药如果针对细胞衰老、线粒体稳态、肺泡上皮再生或者修复失败,用老龄BLM做第二模型的价值可能高于换成另一个年轻动物损伤模型。

3、老龄模型的代价是变异和成本增加

老龄动物基础肺状态和一般状态差异更大,BLM耐受性也可能下降。

正式实验需要重新摸索剂量,不能简单把年轻鼠BLM剂量平移过去。

否则死亡率上升以后,真正的纤维化药效反而很难解释。

4、因此老龄背景是一种“宿主挑战”

它真正测试的是:

候选药在修复能力已经下降的宿主里还能不能有效。

对于IPF,这个问题非常有开发价值。

SECTION 07

07

二氧化硅模型适合验证哪一类候选药

1、二氧化硅带来的最大变化是刺激长期留在肺里

可降解化学损伤和不可清除颗粒物,在疾病生物学上差别很大。

二氧化硅进入肺泡以后会被肺泡巨噬细胞吞噬,但颗粒很难真正被清除。

随后产生持续的溶酶体损伤、炎症和促纤维化信号。

纤维化因此可以长期进展。

2、它很适合验证共同纤维化终末程序

如果候选药作用于成纤维细胞活化、胶原生成、基质交联或者其他相对下游的共同fibrotic pathway,二氧化硅可以提供很有价值的第二挑战。

因为上游病因已经和BLM明显不同。

如果药物在两种模型中都能稳定降低胶原和组织纤维化,说明药效不太依赖单一损伤入口。

3、它也很适合巨噬细胞相关靶点,但要防止“模型过度匹配”

二氧化硅纤维化高度依赖肺泡巨噬细胞处理颗粒后的持续炎症。

如果候选药本身就是NLRP3、巨噬细胞或者颗粒损伤相关靶点,在这个模型中很容易获得强效。

这时阳性并不能自动说明IPF转化能力更强。

它更像是一次机制高压测试。

4、二氧化硅的病理并不等同于IPF

它更接近尘肺和硅沉着病的持续颗粒刺激。

因此对于高度依赖IPF肺泡上皮异常修复的候选药,二氧化硅未必是最优第二模型。

第二模型要改变疾病入口,但也需要保持候选药准备解决的生物学问题仍然存在。

SECTION 08

08

放射性肺纤维化模型什么时候值得使用

1、它最大的特点是病程明显延迟

胸部接受一定辐射以后,肺组织可以先经历损伤和放射性肺炎,随后经过较长时间才进入明显纤维化。

这和BLM几周内快速完成损伤—纤维化明显不同。

2、适合研究长期组织重塑

如果候选药希望证明长期抗纤维化、内皮保护、肺泡修复或者延缓慢性进展,放射模型可以提供一个时间尺度完全不同的挑战。

3、它不适合所有IPF项目作为常规第二模型

周期长,设备要求高,而且疾病入口具有明确放射特异性。

如果候选药本身与DNA损伤、氧化应激或者放疗肺损伤关系很弱,投入大量资源做放射模型未必能获得最高的信息增量。

4、它更适合作为特定开发风险验证

例如第一轮BLM已经证明候选药抑制纤维化,但仍想知道药物能否面对一个长潜伏期、持续重塑的肺损伤背景。

此时放射模型才真正体现价值。

SECTION 09

09

TGF-β过表达模型适合做机制验证,但为什么要注意过度匹配

1、它能够把纤维化直接推进到核心促纤维化轴

通过肺内TGF-β持续过表达,可以形成明显成纤维细胞活化和胶原沉积。

相比BLM,模型可以减少“候选药只是压住了早期炎症”的部分疑问。

2、对于TGF-β下游机制非常适合

如果候选药作用于TGF-β后的成纤维细胞收缩、ECM生成或者某个新下游信号,这个模型能够直接验证靶点是否位于真正的fibrogenic program中。

3、对直接TGF-β通路抑制剂却存在过度匹配风险

如果候选药本身直接抑制TGF-β,而模型又通过人为大量TGF-β驱动纤维化,药效强并不令人意外。

这种模型可以作为机制证明,却不应该单独承担跨病因转化确认。

更有价值的做法,是再使用一个TGF-β并非人工过表达起点的纤维化模型确认。

4、病毒载体本身也会增加新的变量

载体免疫反应、转导效率和TGF-β表达水平都会影响模型。

正式项目需要把这些因素标准化。

SECTION 10

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遗传性肺泡上皮损伤模型适合哪些新型候选药

现在越来越多肺纤维化新药并不直接瞄准成纤维细胞。

目标可能是AT2细胞蛋白稳态、内质网应激、表面活性蛋白异常、端粒损伤或者肺泡上皮修复。

这类药如果第一模型只有BLM,机制背景有时仍然偏宽。

1、SFTPC等上皮遗传异常可以形成更加具体的疾病入口

某些表面活性蛋白突变会造成错误折叠、内质网压力和AT2细胞损伤,并进一步提高肺纤维化易感性。

这种模型特别适合上皮蛋白稳态和肺泡再生类产品。

2、遗传模型最大的优势是病因清楚

可以直接回答:

候选药在一个明确的上皮内在异常背景下是否仍然有效。

3、缺点同样明显

模型获得难度高、周期长,而且某个单基因背景只能代表IPF患者中的一部分疾病机制。

因此更适合作为机制型第二模型,不适合成为所有候选药的固定验证平台。

SECTION 11

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人源抗体和细胞治疗为什么可能需要另一类第二模型

对于小分子,第二模型主要围绕疾病生物学选择。

生物药还多了一个问题:

普通小鼠里有没有真正的药物靶点?

1、人源抗体可能根本不识别小鼠同源蛋白

此时普通BLM模型再标准,也无法直接评价临床候选抗体。

需要使用替代抗体,或者建立表达相应人源靶点的动物体系。

2、细胞治疗还涉及人源免疫和组织环境

如果候选产品依赖人源免疫细胞或人特异配体,普通免疫完整小鼠的数据边界会更加明显。

3、这时第二模型解决的是“药物—靶点对应关系”

可以考虑人源化动物、target knock-in或者合适的surrogate molecule。

这类第二模型并不一定比BLM更“像IPF”。

它解决的是另一种转化风险:

临床候选分子能不能在真正接近人体靶点环境中发挥作用。

SECTION 12

12

第二模型和第二物种不是同一个概念

这一点在企业项目里尤其容易混。

第一轮小鼠BLM,第二轮大鼠BLM,当然增加了跨物种信息。

但疾病入口仍然相同。

1、第二物种主要解决物种转化问题

大鼠肺组织量更大,BALF、肺组织PK/PD、micro-CT、肺功能和重复操作通常更加方便。

如果候选药的主要风险已经转向肺组织暴露和功能评价,大鼠很有价值。

2、第二疾病模型解决的是机制泛化问题

例如从BLM换成二氧化硅,验证的是另一种纤维化入口下药效是否成立。

这和换物种解决的问题不同。

3、两者不能互相替代

预算允许时,候选物确认阶段可以形成:

第一模型:小鼠单次BLM。

机制第二模型:持续性或者正交纤维化模型。

转化补充:大鼠完成肺组织PK/PD和肺功能。

这种结构通常比“两个物种都只做相同BLM终点”提供更多开发信息。

SECTION 13

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抗炎型候选药第二模型怎么选

抗炎候选药在BLM里特别容易出现一个问题:疗效可能主要发生在急性炎症阶段。

因此第二模型的核心任务,是确认它是否真的能够影响后续纤维化。

1、首先把给药时间后移

如果第一模型从Day 0开始给,第二轮最有价值的升级甚至不是立即换模型。

先把药物推迟到明确纤维化建立以后再治疗。

如果仍然能够降低胶原,抗纤维化可信度会明显提高。

2、再考虑持续性纤维化模型

重复BLM可以帮助确认在长期损伤环境中,抗炎药是否仍能改变ECM进程。

3、如果药物只在早期炎症期有效,要重新定义产品价值

这种结果未必说明药物没有价值。

它可能更适合急性肺损伤后纤维化预防,而不是已经建立的IPF治疗。

第二模型的作用就在于尽早把这种产品边界做出来。

SECTION 14

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成纤维细胞和ECM靶向药第二模型怎么选

这类候选药通常最适合做真正的正交模型验证。

1、重复BLM可以测试成熟纤维化

如果药物作用成纤维细胞活化、胶原合成或者基质收缩,首先可以延长病程,确认在持续纤维化中仍然有效。

2、二氧化硅可以测试不同损伤入口下的共同ECM程序

上游刺激发生明显变化以后,候选药如果仍然降低羟脯氨酸和胶原面积,对“共同抗纤维化机制”的支持会明显增强。

3、基质降解和交联靶点还需要更长病程

LOX/LOXL、胶原稳定、ECM降解等靶点面对的是已经形成的组织基质。

模型周期过短,候选药可能只表现为减少新胶原生成,真正对成熟ECM的作用还看不出来。

这类产品应该优先选择持久模型,并尽量建立治疗前基线。

SECTION 15

15

肺泡上皮修复型候选药第二模型怎么选

这类产品最不适合简单“换成另一个强纤维化模型”就结束。

核心问题应该围绕肺泡上皮。

1、重复损伤具有很高价值

AT2细胞需要反复参与修复。

如果候选药能够恢复AT2增殖、分化或者减少异常过渡态积累,就能够逐渐看到上皮修复和纤维化之间的联系。

2、老龄背景尤其重要

年轻小鼠肺泡修复能力过强,可能掩盖一些候选药真正需要解决的问题。

如果药物在老龄背景下仍能恢复肺泡结构并降低纤维化,临床意义通常更强。

3、特定上皮遗传模型可以承担机制确认

如果候选药明确针对ER stress、SFTPC处理或者其他上皮内在通路,再进入对应遗传背景会很有价值。

第二模型此时承担的是靶点生物学确认,而不只是药效重复。

SECTION 16

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抗衰老和细胞衰老靶向药第二模型怎么选

年轻小鼠单次BLM对于senolytic或者senomorphic类产品存在天然局限。

临床IPF中的衰老背景和年轻动物明显不同。

1、老龄BLM优先级应该提高

如果候选药主要清除衰老细胞或者重塑SASP,第二模型继续使用年轻动物换另一个刺激,可能没有真正增加最关键的信息。

2、需要证明药物处理的是疾病相关衰老,而不是一般细胞毒性

可以同时定位衰老肺泡上皮、成纤维细胞或者其他目标细胞。

随后观察候选药是否恢复对应组织功能。

3、长期观察比短期胶原下降更重要

衰老细胞被干预以后,上皮修复、ECM和肺功能的恢复需要时间。

这类项目更适合慢性模型。

SECTION 17

17

巨噬细胞和免疫靶向药第二模型怎么选

1、二氧化硅提供了非常强的巨噬细胞挑战

颗粒需要长期被肺泡巨噬细胞处理。

因此巨噬细胞、溶酶体、炎症小体和相关炎症—纤维化机制会被明显放大。

2、这种模型可能同时制造“容易阳性”的风险

如果候选药正好阻断二氧化硅最核心的巨噬细胞损伤路径,药效会非常强。

但IPF并不存在持续二氧化硅颗粒。

所以二氧化硅阳性以后,仍然需要结合BLM或者其他肺纤维化环境判断是否属于共享机制。

3、真正有价值的是跨模型保持相同PD

例如两种模型损伤入口完全不同,但候选药都能够降低同一种疾病相关巨噬细胞状态,并同步减少胶原沉积。

这类结果比单纯两个模型Masson都下降更有机制价值。

SECTION 18

18

吸入型抗纤维化药第二模型还要解决哪些问题

吸入产品的第二模型不能只考虑疾病。

还要考虑局部递送。

1、第一模型先证明吸入后能够产生药效

同步做肺组织和血浆PK。

理想结果是肺内有效暴露足够,系统暴露相对较低。

2、第二模型需要确认在更严重纤维化后药物还能不能进入目标区域

纤维化会改变肺组织结构、通气分布和药物沉积。

轻度单次BLM中吸入效果很好,不代表严重、斑片状和持续性纤维化中仍然具有相同沉积。

3、大鼠有时比继续增加一个小鼠模型更实用

大鼠气道和肺体积更大,更适合吸入操作、局部PK和部分肺功能。

如果当前最大的开发风险已经是递送效率,大鼠可以提供很高的信息增量。

4、最好把肺组织PK和PD放到同一区域解释

吸入药尤其容易出现肺总浓度很高,但真正病灶区域浓度不足。

进入候选物确认后,可以进一步关注不同肺叶或病灶区域暴露。

SECTION 19

19

第二模型仍然必须采用真正的治疗性给药窗口

换了第二模型,并不代表早期给药问题自动解决。

如果二氧化硅当天就开始给药,或者重复BLM第一次刺激以前就给候选药,最终仍然可能是在阻止疾病建立。

对于定位“治疗既有肺纤维化”的产品,第二模型应该重新确认:

什么时候已经有明确胶原沉积?

什么时候肺结构和目标PD已经异常?

候选药从这个时间点以后介入,还能不能产生药效?

这一点往往比第二模型名称本身更加重要。

同一个二氧化硅模型,Day 0给药和纤维化形成后给药,回答的是完全不同的问题。

SECTION 20

20

第二模型应该保留哪些共同终点

第二模型如果所有终点全部换掉,就很难和第一模型横向比较。

所以两套模型最好保留一组共同核心终点。

1、总胶原负荷

羟脯氨酸能够提供相对客观的肺总胶原结果。

对于正式抗纤维化药效,仍然具有很高价值。

2、组织纤维化

Masson或天狼星红用于评价胶原分布和空间结构。

可以进一步进行数字阳性面积。

3、标准化结构评分

Ashcroft或经过预先定义的适合当前模型的肺纤维化评分,可以提供结构严重度。

4、核心成纤维化PD

根据MOA选择α-SMA、Collagen I、Fibronectin或者更加接近候选药靶点的PD。

两套模型至少保留一个相同的近端药理指标。

这样才能判断候选药在不同疾病背景中是否真的命中了同一个机制。

SECTION 21

21

哪些终点应该根据第二模型重新增加

共同终点用于横向比较。

模型特异终点则用于解释第二模型为什么提供了新信息。

1、二氧化硅模型

可以增加巨噬细胞、炎症小体、颗粒相关病灶和结节性纤维化等指标。

2、老龄模型

增加细胞衰老、肺泡上皮修复和长期组织恢复。

3、重复BLM

增加异常上皮修复、持续纤维灶和更晚时间点的肺功能。

4、放射模型

增加延迟组织损伤、micro-CT和长期肺功能。

5、上皮遗传模型

重点提高AT2状态、ER stress和对应分子PD的权重。

所以第二模型不能只把第一模型整套检测复制粘贴过去。

共同终点解决可比性,新增终点负责体现模型价值。

SECTION 22

22

如何区分“延缓进展”和“真正逆转既有纤维化”

这个问题在第二模型尤其值得做。

假设治疗开始时,平均肺胶原负荷已经达到100。

不给药动物在后续病程中从100继续增加到150。

药物组最后是105。

这个结果说明药物几乎阻止了疾病进一步进展。

但不能称为“逆转纤维化”。

如果药物组最后下降到70,才开始支持既有纤维化负担出现回退。

所以持续性第二模型最好设法建立治疗前基线。

可以采用独立基线动物在给药起点取材,也可以利用micro-CT、肺功能等纵向手段辅助分层。

这样后期才能区分三个完全不同的结果:

疾病继续进展。

疾病被稳定住。

既有纤维化真正下降。

对于疾病修改型候选药,这三种药效的开发价值差别很大。

SECTION 23

23

第二模型阳性药应该怎么设计

第二模型里阳性药的作用并不只是“必须有一个临床药”。

1、首先确认这个模型能够被已知抗纤维化药理调节

尼达尼布、吡非尼酮等临床抗纤维化药可以根据模型和项目目的选择。

但不同模型、给药时间和终点对阳性药的响应幅度并不完全相同。

2、第二模型最好不要临时照搬第一模型剂量

需要查看该阳性药在当前物种和当前模型中的PK及既往药效窗口。

否则第二模型里阳性药失败,首先会让整个实验失去参照。

3、机制阳性有时比临床药更有价值

如果第二模型是为了验证某一个明确通路,可以增加能够作用于同一机制的参考工具药。

这样能够判断模型中目标轴是否真的处于可干预状态。

SECTION 24

24

第二模型还要防止两种完全相反的模型偏倚

1、第一种是模型根本没有候选药需要干预的病理

例如一个专门促进AT2细胞修复的药,第二模型选择了一个强烈由颗粒—巨噬细胞持续驱动的纤维化体系,但模型中上皮再生并不是主要药效窗口。

出现阴性以后,很容易错误淘汰候选药。

这属于模型与MOA错配造成的假阴性。

2、第二种是模型过度富集候选药靶点

例如候选药直接抑制某一巨噬细胞炎症小体,第二模型恰好选择一个高度依赖该炎症小体的颗粒纤维化模型。

药效可能被明显放大。

这属于机制富集导致的“容易阳性”。

3、第二模型最理想的状态是既保留靶点,又改变疾病入口

候选药需要在模型中拥有合理作用机会,同时不能因为造模方式直接把目标通路推到极端。

这种第二模型的数据最有转化价值。

SECTION 25

25

不同MOA候选药的第二模型怎么快速选择

可以用下面这张表作为项目早期判断框架。

这张表真正想表达的只有一个原则:

第二模型应该跟着候选药最大的剩余风险走。

SECTION 26

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肺间质纤维化第二模型最常见的设计误区

1、第一模型小鼠BLM,第二模型大鼠BLM,就认为已经完成正交验证

增加了物种信息,但病理入口几乎没有改变。

2、第二模型只是提高BLM剂量

模型更重,不代表疾病机制更多。

3、为了追求“更接近IPF”,盲目选择最复杂模型

模型越复杂,变量和成本也越高。

只需要解决当前最大的开发风险。

4、候选药第一模型Day 0给药,第二模型仍然Day 0给药

换了模型,却没有解决预防性给药的核心问题。

5、二氧化硅模型阳性就直接外推IPF

它更适合证明持续纤维化和共同fibrotic pathway,不代表病因完全一致。

6、老龄动物仍然使用年轻鼠BLM强度

可能造成明显死亡和非特异性重症损伤。

7、TGF-β抑制剂只使用TGF-β过表达第二模型

模型和靶点高度重叠,容易放大药效。

8、所有第二模型都只看α-SMA和Collagen I

失去了换模型本身最重要的信息。

9、第二模型完全换一套终点

无法和第一模型建立统一药效判断标准。

10、没有总胶原定量

单纯代表性Masson图容易受到病变空间异质性影响。

11、只做终点值,没有治疗前基线概念

无法区分稳定疾病和真正纤维化逆转。

12、第二模型阳性药没有预验证

阳性对照失败以后,很难判断候选药阴性究竟意味着什么。

13、候选药在第二模型中的PK完全不做

不同疾病模型可能改变体重、吸收、肺组织分布和靶组织暴露。

14、吸入药只测血浆

严重纤维化可能直接改变肺内沉积和病灶暴露。

15、生物药到项目后期才发现动物靶点交叉反应不足

物种选择应该在模型确定前解决。

16、第二模型阴性就立即淘汰候选物

需要先判断靶点是否存在、药物是否暴露充分、模型是否给候选药留下合理作用窗口。

17、第二模型阳性就认为临床转化风险已经解决

两个动物模型仍然无法完整复制人IPF。

第二模型只是提高证据稳健性,不会消除模型边界。

SECTION 27

27

一套更实用的“第一模型—风险识别—第二模型”开发路线

1、第一步先用成熟模型建立基础PoC

以单次BLM为例,正式药效尽量放在急性炎症后进入治疗。

建立多个剂量,评价总胶原、组织病理和目标PD。

先确认候选药在一个成熟体系里确实具有抗纤维化活性。

2、不要立刻决定第二模型,先分析第一模型结果

重点看三个问题。

候选药最先改善的是炎症还是胶原?

药效需要多长时间出现?

药效和哪个PD最一致?

这些结果会告诉我们第二模型真正需要挑战什么。

3、建立“剩余风险清单”

例如候选药可能仍然存在:

早期抗炎贡献过大。

成熟纤维化作用不清楚。

老龄背景未验证。

上皮修复机制证据不足。

换一种纤维化病因后是否有效未知。

吸入药肺内递送风险未解决。

人源靶点在普通动物里无法充分评价。

从中选择最影响后续开发决策的一项。

4、只针对这一风险选择第二模型

如果担心持续性,优先重复BLM。

如果担心病因依赖,选择二氧化硅等正交模型。

如果担心年龄相关修复,选择老龄动物。

如果担心上皮内在机制,进入相应遗传模型。

如果担心药物递送,优先升级物种和肺PK/PD。

这样第二模型才有明确目的。

5、正式实验前先把第二模型的时间窗口重新做一遍

不要直接套第一模型时间点。

确认什么时候炎症高峰过去,什么时候胶原开始稳定增加,什么时候进入成熟纤维化,以及后期有没有自然恢复。

根据这条时间曲线确定治疗起点。

6、保留共同核心终点

第一和第二模型都保留总肺胶原、标准化组织纤维化和相同目标PD。

这样才能比较候选药在两种疾病背景中的效应大小。

7、增加第二模型特异终点

重复BLM增加异常上皮修复。

二氧化硅增加巨噬细胞和持续性颗粒病灶。

老龄模型增加衰老和修复失败。

根据模型真正增加的信息来设计终点。

8、重新确认候选药PK

同一个mg/kg在不同模型里不一定形成相同暴露。

慢性疾病、体重下降和给药周期延长都可能改变PK。

第二模型阴性以前,先确认血浆和必要的肺组织暴露已经达到第一模型有效范围。

9、建立“相同暴露下是否仍然有效”的比较

如果第一模型肺组织浓度达到X以后明显有效,第二模型同样达到X却没有药效,这才是真正值得分析的模型差异。

否则只是剂量一样,并不代表药理挑战一样。

10、区分模型阳性和机制阳性

候选药在第二模型中降低胶原是一层。

相同PD也被命中是第二层。

如果两个模型中疾病入口不同,最终却通过同一个目标PD产生纤维化改善,这组数据会明显更有说服力。

11、根据结果决定要不要继续第三层验证

如果两个正交模型都阳性,靶点机制清楚,肺组织PK/PD也建立起来,未必需要继续堆更多动物模型。

此时继续增加人IPF来源细胞、肺组织切片或者更接近临床的转化体系,可能比第三个小鼠模型更有价值。

12、最终形成能够支持开发决策的数据结构

一个比较扎实的临床前数据包可以逐渐形成:

第一模型证明基础抗纤维化药效。

治疗性给药排除单纯预防效应。

第二模型改变关键疾病变量以后药效仍然成立。

两种模型中候选药达到相近有效组织暴露,并命中一致的核心PD。

随后通过肺功能、影像或人源体系进一步建立临床相关性。

这样第二模型才真正完成了它应该承担的任务。

它不是为了让材料里多一张“模型2”的表格。

它是在主动寻找第一套阳性数据最可能失效的地方,再看候选药还能不能站得住。

SECTION 28

28

博恩生物可以为肺间质纤维化候选药提供哪些实验支持

1、可以根据第一模型结果反推第二模型

结合候选药第一轮BLM中的病理、胶原、炎症和目标PD结果,判断目前最大的开发风险来自持续性、病因依赖、老龄背景还是治疗窗口。

再决定第二模型。

2、可以建立单次和重复BLM模型

根据项目阶段选择短周期基础PoC或者持续性纤维化。

通过治疗窗口调整,把早期抗炎和真正成熟纤维化药效尽量拆开。

3、可以建立二氧化硅等正交肺纤维化模型

适合成纤维细胞、ECM和部分巨噬细胞相关候选药。

通过完全不同的上游刺激验证候选药是否仍能控制共同纤维化程序。

4、可以根据产品进入老龄动物背景

针对细胞衰老、肺泡修复和疾病修改类候选药,可以增加老龄肺纤维化评价。

模型条件需要重新优化,避免直接复制年轻动物造模强度。

5、可以根据MOA增加上皮、免疫和ECM终点

肺泡上皮药重点进入AT2修复和异常上皮状态,巨噬细胞药关注对应免疫PD,成纤维细胞药则重点评价ECM生成和成熟纤维化。

避免所有模型都使用同一套固定Marker。

6、可以建立标准化肺纤维化定量

结合羟脯氨酸、Masson或天狼星红数字病理、Ashcroft等结构评分,形成生化、空间和结构三个层面的纤维化证据。

7、可以增加肺功能和micro-CT

对于长期、持续性和疾病修改型项目,可以进一步从终末病理进入纵向影像和肺功能。

帮助建立治疗前基线和长期疾病进展。

8、可以建立血浆和肺组织PK/PD

同步评价候选药系统暴露、肺组织浓度和目标PD。

尤其第二模型阴性时,可以先排除肺组织暴露不足造成的假阴性。

9、可以针对吸入型产品设计肺部递送评价

在更严重或持续性肺纤维化背景下重新确认吸入药的肺组织分布、局部PD和系统暴露。

判断纤维化病变是否影响实际药物沉积。

10、可以根据候选药属性安排第二物种

如果后续重点转向肺功能、复杂采样、重复吸入或者组织PK,大鼠可以作为转化补充。

同时明确第二物种与第二疾病模型分别解决什么风险。

11、可以根据第一、第二模型结果决定是否继续升级

如果动物机制和PK/PD已经相对完整,可以进一步进入人源肺成纤维细胞、肺泡上皮体系或肺组织切片。

把资源从继续重复动物阳性,转向提高人疾病相关性。

肺间质纤维化做第二模型,真正有价值的思路其实很简单:

先找第一模型最薄弱的地方。

单次BLM最大的疑问是纤维化持续性,就去做持续模型;年轻鼠修复太强,就加入老龄背景;担心药效只依赖BLM损伤入口,就换成二氧化硅等正交模型;候选药专门针对肺泡上皮,就应该选择能够真正放大上皮修复失败的体系。

不同候选药最后完全可能使用不同的第二模型。

这反而更加合理。

因为企业做第二模型的目的,从来不应该是证明“这个药在两个模型里都能让Masson变浅”。

更有价值的是利用第二模型主动给候选药制造一次新的开发挑战。

换一种致病入口,换一个更加持续的疾病阶段,换一个老龄宿主,或者换一个更接近临床靶点的生物学环境。

如果候选药在这种情况下仍然达到有效肺组织暴露,继续命中相同核心PD,并且真正降低既有纤维化负担,那么第二模型才提供了第一模型无法提供的信息。

到了这一步,它证明的已经不只是“药还能再有效一次”。

它开始回答一个对后续开发更加重要的问题:

离开第一套最熟悉、最容易做出阳性的模型以后,这个候选药的抗纤维化作用还能不能成立。

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