技术资料分享
Basic Scientific Research
您当前的位置:首页  > 技术资料分享
蛛网膜下腔出血模型:为什么做EBI更常考虑血管内穿刺
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

蛛网膜下腔出血(SAH)候选药做到动物阶段,如果产品主要针对出血后24~72小时内的早期脑损伤(early brain injury,EBI),血管内穿刺模型通常会被放到很高的优先级。

原因并不只是它“更像动脉瘤破裂”。

真正重要的是,血管内穿刺能够把临床SAH最开始的那几分钟做出来。

当线栓穿破颅内动脉时,动脉血在压力驱动下突然进入蛛网膜下腔,颅内压(ICP)会快速升高,脑灌注压随之下降,脑血流(CBF)在短时间内明显减少。随后才逐渐进入血脑屏障破坏、脑水肿、微循环障碍、氧化应激、线粒体损伤、炎症和神经元死亡。

也就是说,EBI的起点并不是“蛛网膜下腔里出现了一些血”。

它首先是一场非常剧烈的脑血流动力学事件。

自体血注射模型能够精确控制注入多少血,组间重复性通常更好,也特别适合研究血液及血液降解产物本身造成的毒性。但无论注入体积多么接近临床出血量,它都很难完全复制动脉突然破裂后几秒到几分钟内出现的ICP骤升和脑灌注骤降。

这就是为什么当候选药靶向BBB、脑水肿、脑灌注、线粒体、氧化应激、内皮损伤或者急性神经保护时,血管内穿刺往往比单纯注血更值得优先考虑。

但它也有明显代价。

穿刺深度多一点、破口大小不同、线栓规格变化,最终出血量和急性血流动力学都可能明显不同。模型死亡率和个体差异通常高于固定体积注血。

所以这套模型真正难的地方,从来不是“能不能把血管捅破”。

真正决定一项企业药效研究可信度的,是能不能把一次高度随机的血管破裂,转化成一套可监测、可分层、可预设纳排标准的模型体系。

导读

一、EBI到底发生在蛛网膜下腔出血后的哪一段

二、为什么研究EBI必须先理解SAH发生后的“第一击”

三、血管内穿刺到底模拟了什么

四、自体血注射为什么重复性更高,却未必最适合所有EBI候选药

五、ICP骤升为什么是血管内穿刺最重要的模型价值之一

六、真正应该关注的是ICP还是脑灌注压

七、CBF为什么可以把“出血发生”继续连接到脑损伤

八、为什么只监测同侧CBF可能出现判断偏差

九、做EBI时ICP和CBF应该怎样承担模型质控

十、SAH出血评分为什么仍然必须保留

十一、出血量越大并不代表模型越适合药效

十二、血管内穿刺最容易产生哪些模型变异

十三、线栓规格为什么会直接改变药效结果

十四、麻醉、体温和血压为什么不能被当成普通手术细节

十五、EBI候选药应该把哪些终点放在主要位置

十六、BBB保护药为什么不能只看紧密连接蛋白

十七、抗脑水肿药为什么需要把水肿和脑组织保护拆开

十八、线粒体和氧化应激候选药为什么尤其适合血管内穿刺

十九、抗炎药为什么需要重新考虑给药时间

二十、微循环和内皮候选药为什么值得增加灌注终点

二十一、候选药什么时候开始给,比24小时测多少指标更重要

二十二、为什么预防性给药很容易把EBI候选药做得过于漂亮

二十三、小鼠还是大鼠更适合EBI候选药开发

二十四、血管内穿刺第一模型阳性以后,为什么还值得做自体血注射第二模型

二十五、哪些EBI候选药反而可以优先考虑注血模型

二十六、血管内穿刺EBI研究最常见的设计误区

二十七、一套更完整的“急性血流动力学—EBI—PK/PD—功能”评价路线

二十八、博恩生物可以为SAH早期脑损伤候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

EBI到底发生在蛛网膜下腔出血后的哪一段

早期脑损伤通常指SAH发生后最初约72小时内形成的一系列脑损伤过程。

过去SAH研究长期把注意力放在后面的脑血管痉挛和迟发性脑缺血。

后来越来越清楚,患者出血以后最开始几个小时到几天发生的损伤,本身就能够显著影响后续预后。

EBI并不是一个单独的分子通路。

它包含的是一整套连续变化。

出血瞬间ICP升高,脑灌注压下降,CBF减少。随后神经血管单元受到损伤,内皮和BBB通透性异常,脑水肿逐渐形成。神经元和胶质细胞进一步出现能量代谢障碍、氧化应激、线粒体异常和细胞死亡,炎症反应也在随后不断增强。

所以一个EBI候选药到底应该看什么,首先取决于它准备干预这条时间链的哪一个位置。

如果产品作用于脑灌注,必须看急性血流变化。

如果作用BBB,通透性和脑水肿的重要性就会提高。

如果作用线粒体,则应该把时间进一步前移到细胞能量崩溃刚刚发生的阶段。

EBI不能简单做成“24小时取脑,检测一套蛋白”。

SECTION 02

02

为什么研究EBI必须先理解SAH发生后的“第一击”

动脉瘤破裂后的第一个病理事件非常剧烈。

血液不是慢慢积累进入蛛网膜下腔。

动脉压力可以在极短时间内把血液推入有限的颅腔空间。

1、ICP可以瞬间大幅升高

颅骨是一个封闭空间。

新增加的血液体积会迅速改变颅内容积和压力关系。

严重时ICP甚至可以短暂接近动脉压水平。

2、脑灌注随即下降

脑组织真正获得多少灌注,取决于动脉压力与颅内压力之间的差值。

ICP突然提高以后,即使系统血压没有明显下降,脑灌注仍然可能迅速减少。

3、脑组织因此经历一次急性低灌注

SAH虽然属于出血性脑卒中,但最初几分钟同样可能出现非常明显的缺血样打击。

后面的线粒体异常、能量衰竭和神经元损伤,很大一部分已经在这一阶段被启动。

4、这就是EBI和单纯“血液毒性”的区别

蛛网膜下腔中的血红蛋白、铁、血红素等当然重要。

但如果候选药准备处理的是最早期脑灌注和神经血管单元损伤,就必须让模型产生足够真实的急性血流动力学变化。

血管内穿刺在这一点上具有明显优势。

SECTION 03

03

血管内穿刺到底模拟了什么

血管内穿刺通常从颈部血管进入线栓,沿颈内动脉推进到Willis环附近,再进一步穿破颅内动脉。

穿破以后,血液直接从动脉系统进入蛛网膜下腔。

这个过程带来几个非常重要的模型特点。

1、存在真实的血管破裂

研究对象面对的是一个正在出血的颅内动脉。

这和向脑池里缓慢注入已经取出的自体血,在病理起点上存在明显差别。

2、出血发生在动脉压力下

血流冲击和出血速度更接近临床动脉瘤突然破裂。

因此ICP变化也更加剧烈。

3、脑血流会立即受到影响

ICP升高、脑灌注压降低,加上局部血管反应,可以使脑血流在非常短时间内明显下降。

4、血液分布具有一定临床特征

血液通常积聚在脑底蛛网膜下腔及邻近区域,并可以沿脑池和脑沟扩散。

5、急性死亡和重症比例也会提高

这虽然增加实验难度,却体现了严重SAH的部分临床特征。

所以从EBI角度看,穿刺模型最大的价值是把“出血发生的动态过程”带进了实验。

SECTION 04

04

自体血注射为什么重复性更高,却未必最适合所有EBI候选药

自体血注射模型最大的优势非常明确:

可控。

1、出血量可以人为固定

每只动物注入相同体积的血液。

模型严重度因此更容易标准化。

2、注血位置可以固定

视交叉前池、枕大池等不同位置都可以根据研究目标选择。

3、死亡率和组内变异通常更容易控制

对于正式药效实验非常有吸引力。

4、它特别适合研究血液本身的毒性

例如血红蛋白、血红素、铁代谢、血液清除、巨噬细胞处理红细胞以及后续炎症。

因为研究人员能够比较准确地知道有多少血进入了蛛网膜下腔。

问题在于,血液通常由人为控制速度注入。

这一过程无法完整复制真正动脉破裂的瞬时压力变化。

所以一个针对血红蛋白毒性的药,自体血注射可能非常合适。

一个针对“出血瞬间ICP骤升—低灌注—线粒体崩溃”的药,则更需要血管内穿刺提供完整的病理入口。

SECTION 05

05

ICP骤升为什么是血管内穿刺最重要的模型价值之一

血管穿破以后,ICP变化几乎是最早能够被记录到的生理事件之一。

这项数据不应该只被当成“证明造模成功”。

它本身就是疾病严重程度的一部分。

1、ICP峰值代表第一轮压力冲击

峰值越高,脑灌注受到的即时影响通常越明显。

2、ICP维持高位多久同样重要

两只动物最大ICP都是60 mmHg。

一只几十秒后迅速下降。

另一只持续数分钟。

两者实际经历的脑灌注损伤可能明显不同。

3、恢复速度也值得关注

ICP什么时候重新接近基础水平,可以反映急性颅内顺应性和出血过程差异。

4、所以一条完整ICP曲线比单独记录最高值信息更多

至少可以关注:

基线ICP。

穿刺后的峰值。

高压持续时间。

一定时间后的恢复水平。

对于脑灌注和EBI候选药,这些参数甚至可以进一步用来解释为什么组内神经损伤严重度不同。

SECTION 06

06

真正应该关注的是ICP还是脑灌注压

只看ICP仍然少了一层。

因为脑组织最终面对的是灌注。

脑灌注压可以近似理解为平均动脉压减去颅内压。

因此,同样一个ICP峰值,在不同系统血压下产生的实际脑灌注打击并不完全一样。

假设两只动物SAH后ICP都升到很高。

一只平均动脉压维持较好。

另一只同时出现明显低血压。

后者脑灌注压会下降得更加严重。

所以比较成熟的EBI药效研究,如果产品直接作用脑灌注、血管、内皮或者急性神经保护,条件允许时值得同步观察MAP和ICP。

这样得到的不再只是:

“出血以后颅内压升高。”

而是能够继续判断:

脑组织真正经历了多严重的灌注危机。

SECTION 07

07

CBF为什么可以把“出血发生”继续连接到脑损伤

ICP描述颅内压力。

CBF进一步告诉我们脑组织实际获得了多少血。

血管内穿刺后可以出现明显脑血流下降,随后部分恢复。

这条曲线对EBI特别有意义。

1、CBF最低点反映急性低灌注强度

下降越深,能量供应受到的打击通常越强。

2、低血流持续时间同样重要

短暂下降和持续低灌注对神经组织造成的损伤差别很大。

3、后续恢复幅度可以反映早期灌注恢复情况

即使ICP已经下降,CBF也不一定完全恢复到基线。

微循环、血管痉挛和灌注压力都可能继续限制组织血流。

4、因此CBF可以同时承担两种作用

一方面确认模型已经形成明显急性脑灌注异常。

另一方面作为候选药本身的功能终点。

特别是血管、微循环和神经血管单元产品。

SECTION 08

08

为什么只监测同侧CBF可能出现判断偏差

这是血管内穿刺模型一个很值得注意的技术问题。

线栓从颈内动脉向颅内推进时,在真正穿破血管以前,本身就可能暂时影响同侧脑血流。

于是会出现一个现象:

同侧CBF已经下降,但真正的蛛网膜下腔出血其实还没有发生。

如果只把“CBF突然下降”当成穿刺成功标志,就可能混淆线栓机械阻断和真正血管破裂。

相比之下,ICP在真正穿孔、血液进入蛛网膜下腔以后才会出现更典型的急剧变化。

对侧CBF的急剧下降也更容易和ICP升高同步反映全脑灌注受影响。

因此如果项目需要精确确定“出血发生的那一刻”,ICP通常具有非常直接的价值。

如果使用CBF,则需要固定探头位置,并明确该位置记录到的曲线代表什么。

这类细节会直接影响后续对给药时间和EBI时间轴的解释。

SECTION 09

09

做EBI时ICP和CBF应该怎样承担模型质控

企业药效最怕的一种情况,是模型组和候选药组实际上面对了不同严重度的SAH。

例如模型组平均急性CBF下降80%。

药物组平均只下降55%。

24小时以后药物组脑水肿、神经评分和细胞死亡当然都更轻。

但这时真正得到的可能首先是一组病情更轻的动物。

所以ICP和CBF最好在实验开始前就定义用途。

1、第一种用途是确认模型成功

明确是否真正发生SAH。

2、第二种用途是排除明显技术失败

例如没有出现合理ICP变化,或者CBF变化与预设模型严重度明显不符。

3、第三种用途是检查随机组间疾病严重度是否平衡

尤其是治疗尚未开始前能够获得的急性生理指标。

4、第四种用途是分析药物是否真正改善脑灌注

如果候选药本身作用血管和微循环,则治疗后的CBF变化属于药效结果。

这里需要严格区分:

模型形成前后的基线严重度,以及候选药开始作用以后的治疗结果。

不能把真正药效反过来当成模型失败排除。

SECTION 10

10

SAH出血评分为什么仍然必须保留

有了ICP和CBF,并不代表终点就不需要看血液分布。

穿刺模型的出血量存在天然变异。

所以终末时仍然值得对脑底蛛网膜下腔血液分布进行标准化评分。

1、它能够反映最终血液负荷

同样一次ICP峰值以后,最后蛛网膜下腔内残留多少血可能仍有差异。

2、可以帮助解释血液毒性相关结果

特别是研究血红蛋白、铁和炎症时。

3、它不能替代急性生理监测

两只终末出血评分接近的动物,出血瞬间经历的ICP峰值和CBF最低点仍然可能不同。

所以更完整的模型质量控制应该把几类信息组合起来:

急性ICP。

急性CBF。

终末SAH grade。

神经功能和死亡情况。

这样得到的是疾病过程,不只是最后一张脑底照片。

SECTION 11

11

出血量越大并不代表模型越适合药效

穿刺模型很容易形成一种误区:

血越多,模型越成功。

对于药物开发并不成立。

1、出血过轻会压缩模型动态范围

正常组和模型组差异太小。

候选药很难证明疗效。

2、出血过重又会产生ceiling effect

动物在极早期已经经历无法挽救的严重全脑灌注衰竭。

死亡率大幅增加。

剩余动物也可能出现非常重的神经损伤。

此时普通候选药几乎没有改善空间。

3、过重模型还容易造成生存者偏倚

最严重的动物在早期死亡。

最后能够进行24小时病理和功能评价的,反而是一批相对较轻的幸存者。

4、真正适合药效的是中等而稳定的严重度

能够形成清楚EBI表型。

同时保留足够可逆空间。

这是企业筛药和极端机制研究最大的区别之一。

药效模型追求的不是“最惨”。

需要的是稳定的疾病窗口。

SECTION 12

12

血管内穿刺最容易产生哪些模型变异

穿刺模型重复性低于固定体积注血,很大程度来自几个关键技术变量。

1、实际穿破位置不同

线栓前进稍多或者稍少,可能造成不同颅内血管损伤。

2、破口大小不同

决定瞬时出血速度和总出血量。

3、线栓硬度和直径不同

同样操作动作产生的血管损伤程度可能完全不同。

4、操作者手感不同

穿破血管属于一个很短暂的技术动作。

熟练程度会直接影响模型。

5、动物自身血管解剖存在差异

完全相同的推进距离不代表每只动物在完全相同位置发生穿刺。

6、生理状态也会改变出血程度

血压、麻醉深度、温度和凝血状态都可能影响最终损伤。

所以一套真正成熟的穿刺模型,标准化重点应该放在这些变量上。

SECTION 13

13

线栓规格为什么会直接改变药效结果

MCAO项目里线栓规格很重要。

SAH穿刺同样如此。

1、线栓太细

可能无法稳定穿破目标血管。

或者形成的破口太小,出血不足。

2、线栓太粗

出血可能过重,死亡率明显增加。

3、线栓硬度也很关键

过软可能难以完成稳定穿刺。

过硬则更容易造成过度损伤。

4、鼠和大鼠不能简单使用同一逻辑

动物体型和血管直径不同。

需要重新匹配线栓规格。

5、正式项目最好固定厂家、材质、直径和尖端处理

不要在一项长期候选药研究中途随意更换线栓批次。

如果确实需要改变,应先重新完成模型严重度验证。

因为线栓对穿刺模型的影响,已经接近一种核心“造模试剂”。

SECTION 14

14

麻醉、体温和血压为什么不能被当成普通手术细节

EBI最早发生的就是脑灌注和代谢危机。

因此任何会影响脑代谢和血流的实验因素,都可能直接改变模型。

1、麻醉深度会影响脑血流和血压

不同麻醉方案还可能本身具有一定神经保护作用。

2、低体温尤其危险

体温下降能够降低脑代谢,对神经损伤具有非常强的保护作用。

如果药物组术中体温平均低0.5~1℃,完全可能出现明显梗死和脑水肿差异。

3、低血压会进一步降低脑灌注压

此时脑损伤会被额外放大。

4、高氧和通气状态同样需要标准化

特别是使用机械通气的大鼠实验。

所以正式EBI候选药项目中,麻醉、温度、MAP、血氧和必要的血气数据不能只写在Methods里作为背景。

它们本身就是影响药效结论的重要协变量。

SECTION 15

15

EBI候选药应该把哪些终点放在主要位置

不同候选药不应该共用一套固定的“SAH检测套餐”。

可以把EBI终点分成几个层级。

1、第一层:模型初始打击

ICP、CPP、CBF、SAH严重度。

这一层回答动物到底遭受了多重的SAH。

2、第二层:候选药近端PD

药物真正作用什么靶点,就先证明靶点被命中。

3、第三层:关键EBI病理

根据MOA选择BBB、脑水肿、线粒体、氧化应激、炎症、微循环或者神经元死亡。

4、第四层:神经功能

确认病理改善是否已经转化成功能获益。

5、第五层:生存和长期结局

对于疾病修改型产品,需要继续观察更长时间。

这几层里真正的主要终点应该根据候选药重新排序。

一个BBB药没有必要把某个泛炎症因子放在最核心的位置。

一个脑灌注药也不应该只靠TUNEL来证明价值。

SECTION 16

16

BBB保护药为什么不能只看紧密连接蛋白

ZO-1、Occludin、Claudin-5等很常见。

它们能够说明内皮连接结构发生变化。

但BBB本质上首先是一项功能。

1、应该证明真实通透性发生改变

可以根据项目选择合适分子大小的外源示踪物,或者检测内源性血浆蛋白外渗。

2、继续连接脑水肿

如果屏障真的更稳定,血管源性水肿应该有机会下降。

3、根据MOA定位血管结构

观察内皮、基底膜、周细胞或其他神经血管单元组成。

4、再连接神经功能

只有这样才能形成:

靶点命中—BBB功能恢复—脑水肿改善—神经功能获益。

这比单独一组紧密连接蛋白Western blot更有开发价值。

SECTION 17

17

抗脑水肿药为什么需要把水肿和脑组织保护拆开

SAH后脑水肿是EBI非常重要的表现。

但脑水肿下降并不自动等于神经元被真正救下来。

1、脑含水量适合提供整体定量

湿干重操作成熟、重复性较好。

2、MRI能够提供更多空间和动态信息

尤其候选药准备向临床脑水肿产品推进时。

3、需要同步评价神经组织损伤

一个药可以明显改善水分转运,却对神经元死亡影响有限。

这类产品仍然可能有临床价值。

只是产品定位需要准确。

4、ICP也值得重新纳入

如果严重脑水肿最终又造成继发ICP升高,抗水肿药对于颅内动力学的改善可能比单纯含水量变化更具有临床意义。

SECTION 18

18

线粒体和氧化应激候选药为什么尤其适合血管内穿刺

这类候选药经常需要非常早的病理刺激。

血管内穿刺正好能够提供。

1、急性低灌注首先造成能量供应下降

线粒体氧化磷酸化迅速受到影响。

2、离子稳态和钙稳态随后改变

进一步增加线粒体压力。

3、脑血流部分恢复以后又可能形成氧化应激放大

所以这一模型同时包含低灌注和随后部分再灌注的动态变化。

4、这类药物最好把PD时间点前移

如果24小时才第一次检测线粒体,很多关键事件早已发生。

可以在数小时内设置探索性时间点,观察线粒体膜电位、呼吸功能、ROS或者与具体靶点相关的近端PD。

后续再连接24小时脑水肿和神经功能。

这样比24小时同时测十几个氧化应激蛋白更容易建立因果顺序。

SECTION 19

19

抗炎药为什么需要重新考虑给药时间

SAH后的炎症很明显。

但如果候选药在穿刺前就已经达到高暴露,它可能把整个初始反应都压低。

这和临床患者出现动脉瘤破裂以后才开始接受治疗存在很大距离。

1、早期炎症并不全是坏事

不同免疫细胞在血液清除和后续修复中也承担功能。

过度、长期抑制未必一定有利。

2、治疗时间会决定药物打的是哪一段炎症

出血后立即给药,偏向最初的先天免疫激活。

数小时以后给药,则更接近已经形成的炎症放大。

3、不同免疫靶点应该使用不同时间窗

中性粒细胞、微胶质细胞、单核细胞和炎症小体的时间动力学并不完全一致。

所以企业项目需要先确定候选药真正准备打哪一类炎症,再决定什么时候给。

SECTION 20

20

微循环和内皮候选药为什么值得增加灌注终点

大血管没有明显痉挛,不代表脑组织灌注一定正常。

SAH后可以出现微血管收缩、内皮肿胀、微血栓以及其他微循环异常。

这些变化在EBI阶段就可能已经开始。

1、如果候选药作用内皮,只测内皮Marker不够

需要继续看组织血流是否改善。

2、Laser Doppler适合提供局部时间曲线

能够持续观察术中和早期CBF变化。

3、Laser Speckle可以提供更大范围空间信息

更适合观察皮层不同区域的灌注异质性。

4、微循环改善还应该继续连接组织损伤

如果灌注恢复,同时脑水肿、BBB和神经功能改善,机制链才真正完整。

SECTION 21

21

候选药什么时候开始给,比24小时测多少指标更重要

EBI项目特别容易出现一种实验设计:

穿刺前30分钟给候选药。

24小时以后所有指标都很好。

这种结果能够证明药物具有生物学作用。

但进入药物开发阶段,治疗时间窗必须继续向真实临床移动。

1、临床患者无法提前知道动脉瘤什么时候破裂

所以大多数治疗性药物不存在预防性给药条件。

2、院前给药也需要现实评估

SAH需要影像和诊断。

很多候选药很难在发病几分钟内准确使用。

3、更现实的时间点通常从确诊和入院治疗开始

因此动物研究最好逐渐测试出血后30分钟、1小时、2小时甚至更晚。

具体时间由产品临床路径决定。

4、治疗窗本身就是候选药的重要属性

一个药出血后15分钟有效,2小时完全失效。

另一个药4小时以后仍然有效。

即使两者最大药效接近,临床开发价值也可能完全不同。

SECTION 22

22

为什么预防性给药很容易把EBI候选药做得过于漂亮

预处理有一个天然优势:

血管穿破时,候选药已经在脑和血浆达到有效浓度。

这样最容易阻断最初几分钟的损伤。

问题是临床通常做不到。

尤其是针对ICP骤升以后启动的细胞死亡、BBB和炎症通路。

药物如果只能在通路启动以前给予,未来使用价值会明显受限。

所以企业项目可以分两步。

早期机制PoC允许使用预处理,快速确认靶点是否值得做。

进入候选物确认以后必须转成治疗性给药。

这样可以避免一个常见情况:

机制论文里药效非常强,真正按照临床时间窗给药以后疗效突然大幅下降。

这个风险越早暴露,对项目越有价值。

SECTION 23

23

小鼠还是大鼠更适合EBI候选药开发

1、小鼠更适合机制和遗传靶点

基因敲除、条件性敲除、细胞特异干预和免疫工具丰富。

如果候选药还处于靶点验证阶段,小鼠具有明显优势。

2、大鼠更适合强化生理和转化评价

大鼠体型更大。

ICP、动脉血压、血气、CBF和多参数监测相对容易操作。

脑组织量也更充足。

对于PK/PD、脑水肿、复杂取样和影像更方便。

3、大鼠更适合一些正式候选物确认

尤其产品高度依赖脑灌注和颅内动力学时。

4、第二物种不能代替第二模型

第一轮小鼠穿刺。

第二轮大鼠穿刺。

增加的是物种和生理测量信息。

如果还需要判断药物是否真正作用血液毒性,可以再使用可控注血作为正交模型。

企业开发最好明确每一轮到底准备增加哪一种信息。

SECTION 24

24

血管内穿刺第一模型阳性以后,为什么还值得做自体血注射第二模型

这是两个模型很有价值的互补方式。

假设候选药在穿刺模型中能够显著改善24小时神经评分、BBB和脑水肿。

仍然存在一个问题:

药物到底主要作用在哪里?

1、可能作用于出血瞬间的ICP和脑灌注危机

如果这样,换成自体血注射后药效可能明显减弱。

2、也可能直接抑制血液进入蛛网膜下腔后的毒性

这种情况下,即使去掉真正动脉破裂,药物在自体血注射模型中仍然应该具有一定效果。

3、还可能两边都有效

说明候选药覆盖了比较下游的共同EBI程序。

例如部分BBB、炎症或细胞死亡机制。

所以第二模型出现药效差异,并不一定是坏事。

只要差异能够和MOA对应,它本身就在帮助企业明确候选药真正的治疗边界。

SECTION 25

25

哪些EBI候选药反而可以优先考虑注血模型

血管内穿刺适合很多EBI研究,但也没有必要成为所有项目的固定第一模型。

1、血红蛋白和血红素毒性候选药

自体血注射能够提供更可控的血液负荷。

更方便建立剂量和药效关系。

2、铁代谢和血液清除候选药

同样适合控制进入蛛网膜下腔的血液量。

3、吞噬红细胞和血液清除机制

模型的血液输入越可控,后续比较越容易解释。

4、需要非常低死亡率进行长期研究的项目

注血模型通常更容易建立稳定存活队列。

5、候选物大量早期筛选

如果穿刺模型组内变异过大,样本量和成本都会迅速增加。

可以先利用重复性更好的注血模型做第一轮PoC,再使用穿刺完成转化确认。

所以模型优先级最终还是由MOA和开发阶段决定。

SECTION 26

26

血管内穿刺EBI研究最常见的设计误区

1、看到脑底有血就认定模型完全一致

没有考虑ICP和CBF的初始打击差异。

2、没有任何术中生理监测

整个项目只能通过终点反推造模严重度。

3、只看同侧CBF突然下降就确认血管已经穿破

没有考虑线栓推进本身可能影响同侧血流。

4、记录了CBF,却没有预先制定模型成功标准

数据最后只变成一条装饰性曲线。

5、ICP只记录峰值

忽略高压持续时间和恢复过程。

6、只看ICP,不记录系统血压

无法判断真实脑灌注压变化。

7、认为出血评分越高越好

严重模型可能已经没有足够药效窗口。

8、药物组和模型组基础SAH严重度不平衡

最后把模型差异解释成药效。

9、线栓规格中途变化

整个模型严重度随之漂移。

10、手术人员没有经过稳定性验证就进入正式药效

操作者变异直接进入候选药结果。

11、体温控制不严格

低体温本身产生强神经保护。

12、不同组麻醉时间明显不同

麻醉和生理变化成为额外变量。

13、造模前给药,却直接定义为治疗性EBI药效

临床时间窗过于理想。

14、所有候选药固定24小时一个终点

没有根据MOA设置早期PD时间点。

15、BBB药只做ZO-1和Occludin

没有直接通透性证据。

16、脑水肿药只测脑含水量

缺乏ICP、BBB或空间信息。

17、抗炎药检测十几个炎症因子

真正目标细胞和目标PD却没有做。

18、线粒体药24小时才第一次测机制

可能错过最核心的病理窗口。

19、微循环药不测灌注

无法证明功能机制。

20、穿刺模型阳性以后继续重复另一批相同穿刺

没有用第二模型解决新的开发风险。

21、仅使用24小时神经评分

无法判断药效能不能维持到长期。

22、死亡动物完全不进入药效解释

高死亡率本身就是疾病严重度和安全性的一部分。

23、因为候选药组死亡少,就只比较幸存动物病理

容易产生明显生存者偏倚。

24、项目结束后才决定哪些动物属于“造模失败”

纳排标准应该提前确定。

SECTION 27

27

一套更完整的“急性血流动力学—EBI—PK/PD—功能”评价路线

1、先明确候选药真正准备治疗哪一层EBI

是脑灌注、BBB、脑水肿、线粒体、内皮、神经元、炎症还是血液毒性。

先定MOA和临床定位,再定模型。

2、判断是否真的需要血管破裂这一病理入口

如果候选药高度依赖ICP、CBF和急性灌注异常,优先血管内穿刺。

如果主要作用血液降解产物,可以考虑可控注血先完成PoC。

3、先用小规模预实验建立模型严重度窗口

确定动物品系、线栓材质、线栓规格和操作参数。

找到能够稳定形成EBI,同时死亡率和变异可接受的条件。

4、记录急性生理时间轴

条件允许时同步获得:

基线ICP。

穿刺时ICP变化。

MAP。

CBF。

必要的体温、血氧和其他生理参数。

将出血后的第一击真正记录下来。

5、预先制定模型成功和排除标准

标准必须在正式实验开始前确定。

避免看到药效结果以后再修改纳排。

6、随机和盲法需要提前设计

造模、给药、神经评分、病理和统计尽量由不同人员或者使用编码方式完成。

穿刺模型自身变异已经较大,更需要控制人为偏倚。

7、正式候选物确认采用治疗性给药

根据临床方案设置出血后给药。

例如30分钟、1小时、2小时等。

具体时间不需要所有项目固定一致。

关键是临床能够实现。

8、首先确认脑和血浆暴露

尤其是脑内靶点。

SAH后BBB和脑灌注都会变化。

健康动物PK不能完全代替疾病动物。

9、设置真正的近端PD时间点

如果靶点变化发生在2小时,就在2小时取样。

不要为了节省动物全部压到24小时。

10、根据MOA选择EBI主要终点

BBB药看通透性。

脑水肿药看水肿及必要的ICP。

微循环药看CBF。

线粒体药看线粒体功能。

神经保护药看组织损伤和功能。

11、24~72小时进入整体EBI评价

结合脑水肿、神经评分、BBB、细胞损伤和候选药真正关心的病理。

减少大量与MOA无关的Marker堆积。

12、死亡率单独分析

记录死亡时间和死亡原因。

不要仅仅把死亡动物从最终统计表里删除。

对于严重SAH,这本身就是重要结局。

13、增加更长期功能

EBI改善最终应该有机会转化为数天甚至数周后的神经功能获益。

尤其进入候选物确认阶段以后。

14、用自体血注射做正交验证

如果穿刺模型阳性,可以用固定血量模型判断候选药是否仍能改善血液毒性和后续脑损伤。

15、根据第二模型结果重新解释MOA

穿刺强、注血弱,提示候选药更依赖急性血流动力学。

两者都强,更支持下游共同EBI机制。

注血强、穿刺弱,则需要进一步判断严重ICP/CBF冲击是否超过候选药保护范围,或者穿刺模型中的脑组织暴露是否不足。

16、最终建立剂量—暴露—PD—EBI—功能关系

企业最后需要的不只是:

10 mg/kg脑水肿下降。

20 mg/kg神经评分改善。

更有价值的是明确:

达到什么血浆和脑组织暴露以后,目标PD开始出现;随后哪个EBI终点最先改善;药效可以维持多久;最高有效剂量附近是否存在安全风险。

这才是真正能够继续连接临床剂量和给药时间窗的数据。

比较完整的EBI候选药证据链最终可以形成:

动脉穿破以后,动物首先经历与临床aSAH相似的ICP骤升和CBF下降。在预设严重度范围内,候选药按照临床可实现的时间进行治疗,并达到有效脑组织暴露。目标PD被命中以后,关键EBI病理得到改善,急性神经功能和长期结局同步获益。随后在可控自体血注射模型中,进一步明确候选药究竟作用于急性血流动力学还是更下游的血液毒性和组织损伤。

做到这一层以后,血管内穿刺的意义才真正发挥出来。

它不只是制造了一场蛛网膜下腔出血。

它把患者动脉瘤破裂后的第一场生理危机带进了候选药评价。

SECTION 28

28

博恩生物可以为SAH早期脑损伤候选药提供哪些实验支持

1、可以根据候选药MOA判断是否优先使用血管内穿刺

针对脑灌注、BBB、脑水肿、线粒体、氧化应激、神经保护、内皮和微循环等候选药,评估真实血管破裂和ICP/CBF变化是否属于核心模型需求。

针对血红蛋白、铁代谢和血液清除产品,则可以评估自体血注射是否具有更高早期效率。

2、可以建立标准化血管内穿刺SAH模型

根据小鼠或大鼠选择匹配的线栓规格、穿刺方案和模型严重度。

通过预实验建立适合正式药效的疾病窗口。

3、可以将ICP和CBF纳入模型质量控制

根据项目条件监测急性颅内压力和脑血流变化。

帮助确认SAH发生时间,并降低不同组初始疾病严重度差异。

4、可以进一步评价MAP和脑灌注状态

针对脑灌注和神经血管单元候选药,将系统血压和ICP结合解释。

减少只看一个颅内压力峰值造成的信息缺失。

5、可以建立标准化SAH严重度评价

对脑底蛛网膜下腔血液分布进行统一评分,并与急性生理数据结合。

让模型严重度从单一终末评分升级为动态质量控制。

6、可以根据MOA设计治疗时间窗

从机制性预处理逐步进入出血后治疗。

根据产品未来急诊使用场景测试不同延迟给药时间。

7、可以开展BBB功能评价

根据候选药选择屏障通透性、紧密连接、内皮及相关神经血管单元指标。

将分子变化继续连接到脑水肿和神经功能。

8、可以开展脑水肿评价

通过脑含水量以及项目需要的影像或其他方法评价水肿。

针对抗水肿产品进一步将水肿和组织保护分别分析。

9、可以开展线粒体和氧化应激评价

根据候选药靶点设置早期PD时间点。

避免仅在24小时检测已经进入晚期的二级变化。

10、可以开展炎症和细胞死亡评价

围绕真正目标免疫细胞和信号设计实验。

把近端PD、EBI和神经功能连接起来。

11、可以开展脑灌注和微循环评价

针对内皮、微循环和神经血管耦联候选药,动态观察脑血流变化。

必要时增加更高空间分辨率的灌注评价。

12、可以建立疾病动物PK/PD

同步评价血浆和脑组织候选药暴露。

确认SAH后的低灌注和BBB变化有没有改变候选药进入脑组织的程度。

13、可以设置不同时间点神经功能评价

从急性EBI继续进入数天甚至更长时间的功能恢复。

避免正式候选物确认始终停留在24小时。

14、可以设计自体血注射第二模型

第一轮穿刺阳性以后,通过固定血液负荷模型进一步判断候选药对血液毒性和下游EBI的作用。

用不同病理入口完成正交确认。

15、可以根据第一模型结果继续决定后续开发路线

如果产品主要改善EBI,可以继续增加长期功能。

如果后续产品定位进入DCI,则需要把观察时间和终点进一步转向迟发灌注、血管、微循环和新发脑缺血。

让同一候选药在不同SAH阶段承担清楚的临床开发任务。

蛛网膜下腔出血做EBI,血管内穿刺最大的价值并不是“模型更严重”。

它真正多出来的是动脉破裂后的那几分钟。

血液在动脉压力下突然进入蛛网膜下腔,ICP迅速上升,脑灌注压下降,CBF紧接着减少。后面的BBB破坏、脑水肿、线粒体异常、炎症和神经损伤,都是在这场急性生理危机之后逐渐展开。

如果候选药准备干预的正是这条链,血管内穿刺自然具有非常高的模型价值。

代价同样清楚。

穿刺模型很难像固定体积注血一样做到每只动物出血完全一致。

因此真正成熟的企业药效方案不能只追求“穿刺成功率”。

更需要把ICP、CBF、系统生理状态、SAH严重度、死亡和神经功能放进同一套质量控制体系,提前定义模型成功和排除标准。

做到这一层,穿刺模型的高变异才开始变成可以管理的疾病异质性。

随后再通过治疗性给药、脑组织PK/PD以及自体血注射第二模型,把候选药真正作用在哪一层EBI逐渐拆开。

最终需要回答的也不只是:

这个药能不能让24小时脑水肿下降。

更重要的是确认,在一场真正接近动脉瘤突然破裂的急性脑灌注危机之后,候选药能否在临床来得及给药的时间内进入脑组织,命中靶点,并把这场最初几分钟的损伤真正转化成更轻的EBI和更好的长期神经结局。

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