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Basic Scientific Research
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抑郁症模型:CUMS还是CSDS更适合候选药开发
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

抑郁症候选药做到动物阶段,慢性不可预知温和应激(CUMS)和慢性社会挫败应激(CSDS)几乎是绕不开的两个模型。

CUMS历史久、应用广。动物连续数周面对昼夜节律改变、笼舍环境变化、束缚、潮湿垫料等不同轻度应激,随后逐渐出现奖赏下降、活动和探索改变、认知异常以及HPA轴、神经营养和炎症相关变化。氟西汀等传统抗抑郁药经过一定周期治疗后,可以逆转其中一部分表型。

CSDS则把疾病入口集中到了社会应激。

经典小鼠体系中,实验动物连续多日面对攻击性更强的同种或异品系攻击鼠,经历短暂身体挫败和长时间视觉、嗅觉社会威胁。结束后,一部分动物出现持续社会回避和其他应激相关异常,另一部分动物却保持相对正常,这使模型天然带出了“易感”和“韧性”两个亚群。

表面看,CUMS更像长期生活压力,CSDS更像长期社会压力。

真正用于候选药开发时,两者的差别远不止造模方式。

CUMS更擅长建立一个广泛的慢性应激背景,适合观察奖赏、摄食、睡眠、认知、神经内分泌等多维变化。CSDS的社会行为表型更集中,动物之间的应激易感差异也更明显,对快速抗抑郁药、社会退缩、应激韧性以及神经环路类候选药尤其有价值。

两种模型各自还有非常现实的风险。

CUMS最大的难点是实验室之间方案差异太大。同样叫CUMS,有的做3周,有的做8周,应激源的强度、顺序、时间和频率都不一样,最后连蔗糖偏好测试的方法都可能不同。

CSDS的难点则集中在攻击鼠、攻击强度、身体损伤以及经典模型长期偏向雄性动物。如果攻击过轻,社会回避做不出来;攻击过重,又容易把组织损伤、炎症和活动下降混进所谓“抑郁样行为”。

所以对于企业候选药开发,真正应该先问的并不是哪一个模型更经典。

更应该先确定这个药准备解决抑郁症的哪一层问题:

是长期快感缺失,是社会退缩,是应激易感,是炎症型表型,是传统SSRI起效慢,还是希望开发单次给药后快速且持续的抗抑郁产品。

模型应该围绕产品定位来选。

导读

一、CUMS和CSDS到底在模拟抑郁症的哪一部分

二、CUMS真正的优势在哪里

三、CSDS真正增加了什么开发信息

四、两种模型最核心的差别其实是“应激结构”不同

五、CUMS为什么特别适合慢性抗抑郁药评价

六、CSDS为什么特别适合研究快速抗抑郁和持续药效

七、CUMS做3周、6周还是8周应该怎么决定

八、CUMS的“不可预知”为什么不能变成实验方案不可控

九、哪些CUMS应激源特别容易干扰药效判断

十、CSDS真正难的地方为什么是攻击鼠而不是实验鼠

十一、攻击强度越大,CSDS模型并不会越好

十二、CSDS里的易感鼠和韧性鼠应该怎么处理

十三、韧性动物为什么不能全部当成造模失败

十四、治疗前先筛表型,会不会人为放大药效

十五、CUMS和CSDS的治疗起点应该怎样设计

十六、治疗期间应激继续还是停止,会直接改变药效含义

十七、蔗糖偏好到底能不能承担CUMS主要终点

十八、社会互动为什么是CSDS更有价值的核心终点

十九、强迫游泳和悬尾试验现在应该放在哪个证据层级

二十、怎样排除镇静、兴奋和运动能力改变造成的假药效

二十一、氟西汀和氯胺酮为什么不能使用同一套时间轴

二十二、不同MOA候选药应该怎样选择CUMS和CSDS

二十三、炎症型和神经免疫候选药应该怎么选

二十四、难治性抑郁候选药为什么不能把CUMS或CSDS直接叫TRD模型

二十五、性别、品系和物种为什么会直接改变模型选择

二十六、脑组织PK/PD为什么在新型抗抑郁药中越来越重要

二十七、第一模型阳性以后第二模型怎么选才有价值

二十八、抑郁症动物药效最常见的实验设计误区

二十九、一套更完整的“模型—行为维度—起效速度—PK/PD—持续药效”开发路线

三十、博恩生物可以为抑郁症候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

CUMS和CSDS到底在模拟抑郁症的哪一部分

做抑郁症模型首先需要接受一个现实:

动物无法被临床诊断为重性抑郁障碍。

研究人员能够模拟的是其中一部分病因环境和行为维度。

这也是为什么“模型组出现抑郁症”这种表达在真正候选药开发中需要谨慎。

1、CUMS强调长期、重复、不可预测的生活应激

它通过多个不同轻度应激持续作用,让动物逐渐进入一种慢性应激状态。

因此模型比较适合观察:

奖赏反应下降。

生活活动和探索改变。

慢性应激造成的HPA轴异常。

认知变化。

睡眠和摄食相关改变。

以及随时间逐渐形成的神经可塑性和炎症变化。

所以CUMS拥有较宽的疾病表型。

2、CSDS把问题集中到长期社会压力

经典CSDS通常持续约10天。

实验鼠每天短时间进入攻击鼠笼中经历社会挫败,随后通过隔板继续接受视觉、嗅觉和听觉社会威胁。

这种模型最大的特色,是社会退缩非常突出。

并且面对相似社会压力以后,不同动物会自然产生明显不同的应对结果。

3、因此两者对“抑郁症”切的位置不一样

CUMS更像一个广泛慢性应激模型。

CSDS更接近一个社会压力—应激易感模型。

如果产品准备改善社会退缩和应激韧性,CSDS会更直接。

如果产品准备改善快感缺失、长期慢性压力和多维症状,CUMS通常更容易展开。

SECTION 02

02

CUMS真正的优势在哪里

CUMS最大的价值,是经过几十年研究已经形成了非常丰富的药理背景。

1、它能够提供一个比较长的治疗窗口

造模通常需要持续数周。

因此很适合评价需要长期连续给药才能产生明显作用的药物。

传统SSRI、SNRI等产品的临床特点,本身就是起效需要时间。

CUMS可以把这种慢性治疗过程放进动物实验。

2、它可以观察多个行为维度

除了蔗糖偏好,还可以根据产品定位增加社会行为、认知、探索、焦虑相关以及其他功能评价。

一个药如果只改善奖赏,和一个能够同时恢复奖赏、认知和应激状态的药,产品画像会明显不同。

3、长期应激很适合研究慢性神经生物学

包括海马和前额叶可塑性、神经营养、HPA轴、神经炎症以及代谢改变。

因此对于作用机制较宽的系统性候选药,CUMS能够提供比较多的信息层。

4、CUMS也适合做慢性治疗后的疾病修改

如果候选药需要连续治疗数周,观察行为恢复后再停药,继续看表型会不会快速反弹,CUMS很适合建立这种时间轴。

SECTION 03

03

CSDS真正增加了什么开发信息

CSDS最大的价值,并不只是“另一种慢性应激”。

它多出了一层个体差异。

1、同样经历社会挫败,动物结果并不一致

经典CSDS以后,一部分小鼠会产生明显社会回避。

另一部分仍然愿意接近新的社会目标。

后者常被称为resilient。

这种现象本身非常接近临床现实。

同样面对长期社会压力,人群中也只有一部分人最终发展成明显精神障碍。

2、因此CSDS可以研究应激易感和韧性

如果候选药准备增强stress resilience,CSDS提供了一个天然框架。

它可以进一步研究:

药物是否减少易感比例。

能否把已经形成社会回避的动物恢复到更接近韧性状态。

以及药物作用是否和自然韧性使用了相似神经机制。

3、社会互动终点和模型病因高度对应

动物因为社会挫败产生社会回避。

治疗以后重新恢复社会互动。

从病因到行为之间的逻辑比较直接。

4、CSDS还特别适合比较起效速度

经典单胺类抗抑郁药通常需要持续治疗才能明显逆转部分社会回避。

氯胺酮等快速抗抑郁药则可以在更短时间内出现行为恢复。

因此CSDS很适合比较“快速”和“慢速”两类药。

SECTION 04

04

两种模型最核心的差别其实是“应激结构”不同

CUMS和CSDS的差别可以用一张表看得更清楚。

比较维度CUMSCSDS
核心病因多类型慢性不可预测应激重复社会挫败
常见周期数周经典方案约10天
主要优势多维慢性应激表型社会退缩、易感/韧性分层
快感缺失较常作为核心方向可以出现,但并非所有动物同步
社会回避可有非常突出
个体易感分层可以做模型天然优势
传统抗抑郁药适合慢性给药评价适合比较慢性治疗效果
快速抗抑郁药可以评价特别适合起效速度和持续性
方案标准化难度较高相对集中,但攻击鼠差异明显
大鼠应用很成熟可以做,但小鼠体系更经典
雌性应用相对容易经典方案长期偏雄性,需要改良体系
高通量能力较低同样较低
主要技术风险应激方案异质性攻击强度和身体损伤

所以真正选模型时,不能只比较“哪一个论文更多”。

需要看产品想利用哪一列优势。

SECTION 05

05

CUMS为什么特别适合慢性抗抑郁药评价

传统抗抑郁药最大的临床问题之一,就是起效较慢。

动物模型如果一次给药以后几个小时就出现全部“抗抑郁样作用”,反而很难模拟这种临床特征。

CUMS可以让候选药在已经形成慢性应激表型以后持续治疗。

例如先造模数周。

确认奖赏、行为或目标PD已经异常。

随后进入连续两周甚至更长时间治疗。

这样可以观察:

第3天有没有变化。

第7天有没有变化。

第14天以后是否开始达到稳定药效。

候选药和氟西汀等参考药的时间曲线可以直接比较。

如果一个新药第3天已经显著改善核心终点,而传统SSRI需要更长时间,产品的“起效更快”就开始有动物证据。

所以CUMS的价值并不只在最终有没有药效。

时间本身就是结果。

SECTION 06

06

CSDS为什么特别适合研究快速抗抑郁和持续药效

CSDS结束以后,易感动物的社会回避可以持续一段时间。

这给快速抗抑郁药提供了一个很有价值的治疗窗口。

1、可以先确认疾病表型,再开始治疗

先经历社会挫败。

随后做社会互动测试。

确认动物确实产生了稳定社会回避。

再进入随机给药。

这样药物面对的是已经形成的行为异常。

2、单次给药以后可以做多个后续时间点

例如24小时。

7天。

14天。

如果候选药只在最早时间点有效,随后迅速消失,它属于快速但不持久。

如果单次给药数天后仍能保持社会行为恢复,产品价值就完全不同。

3、这样还能减少急性精神活性干扰

很多快速中枢药在给药后几十分钟内会改变活动、感觉、运动或者社会探索。

如果刚给药就立即做行为,很难区分真正抗抑郁作用和急性药理效应。

把核心终点推到24小时甚至更晚,通常能够获得更干净的持续药效信息。

SECTION 07

07

CUMS做3周、6周还是8周应该怎么决定

CUMS没有一个对所有候选药都通用的固定周期。

1、周期太短,可能只形成急性应激反应

动物活动、摄食和体重发生变化,并不代表已经形成稳定慢性行为状态。

2、随着应激延长,表型会逐渐扩大

奖赏、认知、内分泌和神经可塑性可能在不同时间出现变化。

因此做哪个周期,需要先看产品要打哪一个表型。

3、模型越长,成本和自然变异也越大

动物逐渐适应部分应激源,组内差异可能增加。

如果候选药只是早期PoC,没有必要一开始就做非常长的8周模型。

4、治疗周期也要一起考虑

例如计划连续给药14天。

可以先完成4周应激,再在持续应激背景下治疗2周。

也可以6周造模完成以后停止应激,再进入治疗。

两个方案回答的问题不同。

所以“造模多久”和“治疗多久”应该一起设计。

SECTION 08

08

CUMS的“不可预知”为什么不能变成实验方案不可控

CUMS名称中的unpredictable是对动物而言。

实验本身必须高度可追踪。

这是做好企业CUMS项目非常关键的一点。

1、应激源种类需要固定

不能这一批用6种,下一批临时增加到10种。

2、强度需要固定

同样叫束缚,应激30分钟和3小时完全不是同一种刺激。

同样叫潮湿垫料,湿度和持续时间也需要标准化。

3、顺序可以改变,但改变必须提前生成

对动物来说保持不可预测。

对实验人员来说每天具体执行什么必须有完整记录。

4、不同批次尽量使用同一套应激池

否则跨批次候选药结果很难比较。

5、操作者也要标准化

处理方式、换笼、抓取和测试环境本身都会影响动物应激水平。

CUMS最容易出现的模型漂移,经常来自这些看起来很小的操作差异。

SECTION 09

09

哪些CUMS应激源特别容易干扰药效判断

CUMS为了制造慢性压力,会使用多种生理和环境干扰。

其中一些会直接影响药效终点。

1、禁食和禁水会明显影响蔗糖偏好

如果SPT前后又叠加食物或饮水限制,动物喝多少甜水已经混入明显的饥饿和口渴因素。

2、睡眠和昼夜节律改变会影响很多行为

开放场、认知和奖赏测试都受昼夜节律影响。

3、强冷刺激和过度体力应激会改变代谢和炎症

如果候选药本身作用代谢或者免疫,这种干扰会特别明显。

4、持续明显体重下降需要警惕

一个模型如果把动物做成长期营养不良,后续摄食、饮水和活动都很难再单纯解释成精神行为。

5、应激源需要和产品机制错开

例如一个调节食欲的新型抗抑郁药,SPT和食物奖励任务很容易被药物本身的摄食作用影响。

此时需要提高其他行为维度的权重。

SECTION 10

10

CSDS真正难的地方为什么是攻击鼠而不是实验鼠

经典CSDS能不能稳定,很大程度取决于攻击鼠。

通常需要提前筛选攻击行为稳定的CD-1等攻击鼠。

1、并不是每一只大型雄鼠都足够稳定攻击

有些攻击潜伏期很长。

有些只在第一天攻击,后续迅速习惯。

还有些攻击过强。

这些动物都不适合直接进入正式项目。

2、攻击鼠需要提前筛选

记录攻击潜伏期、攻击稳定性和攻击强度。

正式造模期间还要持续观察。

3、实验鼠最好每天面对不同攻击鼠

这样可以减少对单一对手的适应。

同时避免某一个攻击鼠的特殊行为长期决定一只实验鼠的应激程度。

4、攻击鼠本身也应该成为模型记录的一部分

哪一只攻击鼠对应哪些实验动物,都应该能够追溯。

如果最终发现某一只攻击鼠造成的模型严重度异常,可以进行反查。

这一点对于药效批次控制非常重要。

SECTION 11

11

攻击强度越大,CSDS模型并不会越好

企业项目最不需要的是把CSDS做成严重创伤模型。

1、攻击太轻,社会压力不够

最终大量动物没有形成稳定社会回避。

2、攻击太重,身体损伤会成为主要变量

伤口、疼痛和炎症会直接改变:

自主活动。

社会互动。

进食。

体重。

炎症指标。

甚至药物PK。

这时所谓“抑郁样行为”已经混入明显身体疾病。

3、正式方案需要限制直接身体接触时间

达到稳定挫败以后即可进入隔板分离阶段。

不需要追求长时间持续攻击。

4、严重受伤动物必须有预设处理标准

这个标准需要在实验开始前制定。

否则等行为结果出来以后再决定哪些动物“伤得太重应该排除”,很容易引入主观偏倚。

CSDS追求的是稳定社会失败感和持续社会威胁。

不是伤口数量。

SECTION 12

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CSDS里的易感鼠和韧性鼠应该怎么处理

CSDS最有特色的一步,是应激后表型分层。

经典社会互动试验一般分成两个阶段:

先让实验鼠在没有社会目标的情况下自由探索。

随后加入一个陌生社会目标。

比较动物是否愿意进入互动区域。

1、易感动物会明显回避社会目标

社会目标出现以后,它们仍然停留在远离目标的位置。

2、韧性动物仍然保持接近行为

虽然经历完全相同的社会挫败,它们的社会互动模式更接近正常动物。

3、分层不能只看一个最终数字

社会互动比值很方便。

但企业正式药效最好同时保留:

有目标和无目标时的互动区域时间。

角落区域停留。

总移动距离。

这样可以判断动物是真的社会回避,还是整体都不愿意活动。

4、分层标准必须提前固定

不能看到这一批动物分布以后,再选择最容易得到漂亮组间差异的cut-off。

SECTION 13

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韧性动物为什么不能全部当成造模失败

这是CSDS和普通疾病模型差异非常大的地方。

一只动物没有出现社会回避,未必意味着造模失败。

它可能真正具有更强应激韧性。

1、真正技术失败需要单独定义

例如没有遭受足够社会挫败。

攻击鼠没有进行有效攻击。

操作明显偏离方案。

这类属于模型失败。

2、经历完整应激却保持正常行为属于生物学结果

这种动物反而可以提供很多有价值的信息。

3、对预防性候选药尤其重要

如果药物在社会挫败过程中给药,最终易感比例明显下降,就可能说明药物增强了应激韧性。

4、韧性动物还可以成为机制参照

将自然韧性、药物治疗后的恢复和正常对照进行比较,有机会判断药物究竟是在“恢复疾病”,还是在复制某些自然保护机制。

所以CSDS的数据结构经常比简单“正常组—模型组—给药组”更丰富。

SECTION 14

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治疗前先筛表型,会不会人为放大药效

这取决于怎么做。

1、治疗前分层本身很有价值

如果随机分组前已经知道每只动物的社会互动或奖赏水平,就可以保证各治疗组基础疾病严重度接近。

这比完全随机以后期待各组自动平衡更稳。

2、风险来自随意删除“模型不够重”的动物

例如CUMS以后只留下蔗糖偏好最低的30%动物,再评价候选药。

模型组当然会非常严重。

同时还会出现明显回归均值问题。

后续即使不给药,一部分极端动物也可能自然向平均值回升。

3、CSDS同样需要区分两个目的

如果项目研究“已经形成社会回避的抑郁相关状态”,可以预先限定使用易感动物治疗。

如果项目研究整个应激人群的治疗响应,就应该保留完整动物群体。

4、企业方案最好在研究计划中提前写清楚

是否分层。

依据哪个终点。

cut-off从哪里来。

韧性动物怎么处理。

分层后统计怎么分析。

把这些决定提前,远比实验结束以后临时解释更加可靠。

SECTION 15

15

CUMS和CSDS的治疗起点应该怎样设计

模型选择以后,给药时间很可能比模型名称更重要。

1、从应激第一天开始给药

这种设计主要回答药物能不能阻止慢性应激表型形成。

更偏预防和增强韧性。

2、疾病表型形成以后开始给药

更接近临床抗抑郁治疗。

患者开始服药时通常已经出现症状。

3、CUMS特别适合做中途治疗

先做一段时间慢性应激。

通过SPT或其他指标确认模型已经建立。

随后分层随机,继续应激并开始候选药。

这样药物面对的是已经存在的慢性应激状态。

4、CSDS更适合应激结束后先分层再治疗

10天左右社会挫败结束。

第二天进行社会互动测试。

筛出明确易感动物。

随后进入候选药。

这种方案能够建立非常清楚的治疗前基线。

SECTION 16

16

治疗期间应激继续还是停止,会直接改变药效含义

这一点是CUMS和CSDS很重要的差别。

1、CUMS可以在治疗期间继续保持应激

这样相当于患者一边继续面对慢性压力,一边接受药物。

如果候选药在持续应激下仍然恢复奖赏和功能,药效挑战更强。

2、停止CUMS以后再治疗

模型自身可能逐渐恢复。

此时需要增加自然恢复对照,否则很容易把应激撤除造成的改善算给药物。

3、经典CSDS通常在挫败结束以后进行治疗

社会攻击已经停止,但社会回避可以持续。

这种设计有利于观察已经形成的神经和行为状态。

4、两种方案不存在绝对高低

一个模拟“持续压力下治疗”。

另一个模拟“压力事件以后遗留的持续症状”。

临床目标人群是什么,决定哪种场景更合适。

SECTION 17

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蔗糖偏好到底能不能承担CUMS主要终点

可以,但需要看产品定位和测试质量。

SPT长期被用于评价奖赏相关变化。

它最大的优势是操作简单,而且可以重复测量。

问题在于影响甜水摄入的因素非常多。

1、蔗糖浓度会改变结果

浓度过低,正常动物本身偏好就不明显。

浓度过高,容易出现天花板效应。

2、禁水会明显改变行为动机

动物因为口渴而喝水,与因为奖赏偏好选择甜水是两回事。

3、体重和代谢同样会影响摄入

尤其候选药本身改变食欲、糖代谢或体重时。

4、瓶位偏好必须控制

左右位置需要交换,避免动物固定偏向一侧。

5、总液体摄入量需要同步报告

只有蔗糖偏好比例,没有总摄入量,很难判断变化来源。

6、真正的快感缺失远比“喜欢不喜欢甜水”复杂

临床anhedonia还包括奖赏期待、动机、努力付出以及奖赏学习。

如果产品核心卖点就是改善快感缺失,进入候选物确认以后最好再增加一类更加直接的奖赏任务。

SPT可以保留。

但不要让它独自承担全部产品价值。

SECTION 18

18

社会互动为什么是CSDS更有价值的核心终点

CSDS最大的模型优势来自社会应激。

所以社会互动和病因之间联系非常直接。

1、社会目标出现以后是否主动接近

这比单纯开放场活动更能反映社会回避。

2、必须有“无目标”阶段作为控制

如果动物在没有社会目标时也一直缩在角落里,它可能存在普遍焦虑、运动能力下降或者严重身体不适。

3、运动距离要同步记录

药物如果明显兴奋动物,互动区域时间自然可能增加。

4、目标动物需要标准化

最好使用陌生、符合要求的社会目标。

避免目标动物本身的攻击性、气味和活动差异影响结果。

5、快速抗抑郁药特别适合做纵向社会行为

治疗前一次。

给药后24小时。

7天。

14天。

这样能够直接观察同一候选药是短效恢复,还是持续重塑社会行为。

SECTION 19

19

强迫游泳和悬尾试验现在应该放在哪个证据层级

FST和TST仍然可以提供药理信息。

尤其早期筛选阶段。

但对于正式候选药开发,不建议让它们单独承担主要疗效结论。

1、不动时间不能直接翻译成“抑郁严重程度”

它还受到应对策略、能量状态、运动能力和急性药物效应影响。

2、很多经典抗抑郁药在这些试验里急性给药就能出效果

临床上却需要持续治疗。

因此预测起效时间的能力有限。

3、中枢兴奋药尤其容易形成假阳性

动物活动增加以后,不动时间自然下降。

4、它更适合承担辅助药理筛选

如果CUMS或CSDS已经有稳定疾病相关终点,FST/TST可以提供一层补充。

如果项目只有FST下降,没有慢性模型中的奖赏、社会或其他功能改善,进入候选物确认还远远不够。

SECTION 20

20

怎样排除镇静、兴奋和运动能力改变造成的假药效

抑郁症候选药大多作用中枢神经。

行为学终点天然容易受到活动改变影响。

1、候选药造成镇静

社会互动下降。

探索下降。

强迫游泳不动增加。

这些结果可能被误判成模型恶化。

2、候选药造成兴奋

开放场活动增加。

FST不动减少。

社会互动区域进入次数也可能增加。

看起来会非常像“快速抗抑郁”。

3、因此需要设置运动功能控制

开放场总距离、速度和必要的协调运动评价都可以帮助解释。

4、测试时间尤其重要

药物急性精神活性最强的时间点,不一定适合作为抗抑郁主要终点。

对于快速作用产品,可以把急性药理和24小时后抗抑郁样作用分开检测。

这样数据更干净。

SECTION 21

21

氟西汀和氯胺酮为什么不能使用同一套时间轴

这两类药物解决的是完全不同的开发问题。

1、氟西汀应该体现慢性起效

连续治疗以后逐渐恢复行为。

如果模型中一剂氟西汀几小时就把所有主要终点恢复,首先要反查行为测试是不是更偏急性单胺药理。

2、氯胺酮类产品强调快速作用

单次给药后一天左右出现行为改善,具有重要开发价值。

3、快速以后还需要看持续多久

24小时有效。

7天还有没有效。

14天还有没有效。

这些信息共同决定产品差异。

4、因此阳性药本身就是模型验证的一部分

如果准备开发传统慢性抗抑郁药,氟西汀等经典药物很重要。

如果产品定位rapid-acting antidepressant,仅用氟西汀做阳性参照还不够。

最好增加已知快速起效药理参照。

SECTION 22

22

不同MOA候选药应该怎样选择CUMS和CSDS

候选药定位CUMS适配度CSDS适配度更值得关注的终点
SSRI/SNRI类慢性药理很高奖赏、社会行为、起效时间
快速抗抑郁药很高24小时起效、7~14天持续性
社会退缩中高很高社会互动
抗快感缺失很高SPT+奖赏功能
HPA轴调节很高应激激素、奖赏、认知
神经炎症很高很高目标免疫PD+行为
突触可塑性很高很高前额叶/海马/伏隔核及相应行为
应激韧性增强很高易感比例、社会互动
神经环路靶点很高与目标脑区对应的行为
代谢相关抗抑郁药很高中高代谢、奖赏、活动控制
TRD候选药单独不够单独不够必须先建立标准药低反应
雌性特异产品可设计需专门雌性社会应激体系性别匹配终点

所以第一模型选CUMS还是CSDS,最好从候选药最核心的临床主张反推。

SECTION 23

23

炎症型和神经免疫候选药应该怎么选

神经免疫是目前抑郁症新药非常热门的方向。

CUMS和CSDS都可以产生免疫改变,但来源并不相同。

1、CUMS更适合长期多应激造成的系统性变化

HPA轴、肠道、代谢和神经免疫可以同时发生改变。

如果候选药作用系统性炎症或慢性应激免疫,CUMS很方便。

2、CSDS更适合社会压力—炎症—脑功能

社会挫败能够形成明显个体易感差异。

可以进一步比较易感和韧性动物的免疫状态。

3、免疫Marker下降仍然只是PD

最终还要证明:

目标免疫通路被命中以后,社会或者奖赏功能同步恢复。

4、如果产品明确针对炎症型抑郁亚群

还可以在第二模型中加入更加直接的炎症挑战体系。

这样可以判断候选药只是对慢性心理应激有效,还是对炎症驱动表型同样有效。

SECTION 24

24

难治性抑郁候选药为什么不能把CUMS或CSDS直接叫TRD模型

一个模型很严重,不代表它具有治疗抵抗。

TRD最重要的特征来自药物反应。

1、普通CUMS通常可以被经典抗抑郁药逆转部分表型

所以单纯延长CUMS时间,没有自动获得“难治性”。

2、CSDS同样不能因为社会回避持续就直接叫TRD

如果持续足疗程氟西汀以后动物能够明显恢复,就不能声称它模拟了抗抑郁药耐药。

3、真正的TRD模型需要药理验证

传统抗抑郁药在充分剂量、充分暴露和充分疗程下表现出低反应。

同时模型最好仍然对临床已知的TRD有效治疗保留一定敏感性。

4、还需要排除PK问题

如果动物只是因为代谢太快,氟西汀暴露不足,这属于给药方案失败。

和治疗抵抗没有关系。

所以准备开发TRD药物时,最需要先建立的是“抗抑郁药低反应表型”。

模型名称排在后面。

SECTION 25

25

性别、品系和物种为什么会直接改变模型选择

1、CUMS在小鼠和大鼠中都可以使用

大鼠在复杂行为、取样和PK方面很方便。

小鼠则拥有更丰富的基因和细胞特异工具。

2、不同品系的应激易感程度并不一样

同一套CUMS,换一个品系后表型强度可能明显变化。

所以正式项目不能简单照搬应激周期。

3、经典CSDS具有明显雄性偏向

经典C57BL/6J雄鼠—攻击性CD-1雄鼠体系最成熟。

雌性动物不会自然复制完全相同的攻击关系。

4、目前已经有多种改良雌性社会挫败方案

但不同方案使用的攻击来源、社会关系和诱导方式差异较大。

它们不能简单与经典雄性CSDS合并解释。

5、候选物确认阶段需要考虑目标患者性别

女性MDD负担很高。

如果一个药最终面向广泛MDD患者,整个临床前开发长期只使用年轻雄鼠,转化边界会很明显。

可以先用成熟雄性模型建立PoC,再通过经过验证的雌性慢性应激体系增加性别信息。

SECTION 26

26

脑组织PK/PD为什么在新型抗抑郁药中越来越重要

行为阳性不能替代靶点命中。

尤其新型中枢药物。

1、血浆暴露不等于脑内暴露

候选药需要跨越BBB。

不同化合物脑/血比可能差异很大。

2、脑内总浓度也不一定代表靶点位置浓度

如果目标主要位于前额叶、伏隔核、海马或者其他脑区,进入候选物确认阶段后可以进一步关注区域暴露。

3、时间尤其重要

一个rapid-acting候选药在给药后1小时脑浓度很高。

24小时药物已经基本消失。

行为却持续改善7天。

这说明后续药效很可能由已经触发的神经可塑性程序维持。

4、这类PK/PD关系非常有产品价值

可以形成:

短时间脑暴露。

快速目标PD。

随后持续突触或环路变化。

最后得到长时间行为改善。

这种数据比“10 mg/kg有效”更能支持快速抗抑郁候选药的机制和给药频次设计。

SECTION 27

27

第一模型阳性以后第二模型怎么选才有价值

CUMS和CSDS非常适合互相作为正交验证,但并不需要所有项目固定做一遍。

第一模型/剩余风险第二模型建议主要增加的信息
CUMS阳性CSDS社会应激背景和社会退缩
CSDS阳性CUMS慢性多应激和奖赏功能
rapid-acting药CSDS阳性CUMS/其他慢性模型药效能否跨应激类型维持
抗快感缺失药CUMS阳性更直接奖赏任务排除SPT单一终点
神经免疫药慢性应激阳性炎症驱动模型炎症亚型覆盖能力
TRD候选药药理低反应体系传统抗抑郁药低反应背景
雄性CSDS阳性雌性慢性应激模型性别转化风险
只有FST/TST阳性CUMS或CSDS真正慢性疾病背景
社会退缩候选药CSDS与产品症状维度直接匹配
长效单次治疗稳定慢性模型长期随访药效持续时间

第二模型最好主动改变应激来源或者核心行为维度。

继续换一套CUMS应激顺序,能够增加重复性证据,却很难增加新的临床信息。

SECTION 28

28

抑郁症动物药效最常见的实验设计误区

1、把CUMS和CSDS都直接称为“抑郁症模型”

忽略两者模拟的是不同疾病维度。

2、所有候选药固定使用CUMS

产品的社会、奖赏和快速起效定位没有进入模型选择。

3、CUMS应激源每一批都临时调整

跨批次数据无法真正比较。

4、把“不可预知”理解成实验人员随机发挥

没有固定的应激池、强度和完整记录。

5、模型做得越重越好

体重明显下降、活动大幅降低以后,很多行为终点已经失去精神疾病特异性。

6、SPT前长期禁水

使甜水摄入混入明显口渴驱动。

7、只报告蔗糖偏好比例

不报告总液体摄入。

8、候选药本身改变食欲,却仍把SPT当唯一主要终点

存在明显机制混杂。

9、CUMS后只留下最严重动物

没有提前定义分层逻辑。

10、把所有韧性动物当造模失败剔除

丢掉了CSDS最有价值的生物学特征之一。

11、CSDS不筛攻击鼠

模型严重度完全依赖当天攻击状态。

12、攻击越重越好

身体创伤开始主导行为。

13、不同实验组使用明显不同攻击强度

药物组和模型组的初始应激负荷已经不一致。

14、攻击鼠信息不记录

无法追溯系统性模型偏差。

15、CSDS只看社会互动比值

没有同步总活动和无目标阶段行为。

16、单次氟西汀无效就认为模型是TRD

经典SSRI本来就需要慢性治疗。

17、氯胺酮给药后几十分钟马上做所有行为

急性运动和精神活性干扰很大。

18、只看24小时,不看快速药物持续多久

无法评价durability。

19、只做FST/TST

缺少真正慢性疾病模型。

20、FST不动下降就直接写“抑郁改善”

没有排除运动兴奋。

21、中枢药物没有做活动控制

行为结果难以解释。

22、治疗从应激第一天开始,却定义成治疗抑郁症

得到的主要是预防或韧性信息。

23、应激停止以后自然恢复,却没有对应模型组

把自然恢复算成药效。

24、不同时间点使用完全不同批次动物,却讨论药效持续性

个体差异影响解释。

25、只测血浆PK

不知道药物有没有真正进入脑。

26、靶点在前额叶,却只测整脑Western blot

空间信息被明显稀释。

27、所有动物都只用雄性

没有考虑目标患者人群。

28、把一个模型做得非常复杂,却没有明确primary endpoint

最后容易从大量行为中挑最好看的结果。

29、一个行为显著,另外多个核心行为无效,仍然直接Go

缺少互相独立的收敛证据。

30、第二模型只是重复同一套CUMS

没有真正挑战候选药的转化边界。

SECTION 29

29

一套更完整的“模型—行为维度—起效速度—PK/PD—持续药效”开发路线

1、先定义目标产品特征

候选药准备进入哪类患者?

传统MDD。

快速抗抑郁。

难治性抑郁。

炎症型抑郁。

快感缺失突出型。

社会退缩突出型。

不同定位决定模型。

2、明确临床真正准备改善的核心症状维度

不要把所有“抑郁样行为”放在同一权重。

选出最核心的一到两个。

3、根据症状和MOA选择第一模型

广泛慢性应激、奖赏和HPA轴优先考虑CUMS。

社会压力、易感/韧性和社会退缩优先考虑CSDS。

4、先建立本平台模型时间曲线

CUMS观察不同周数后的核心行为。

CSDS确认10天左右社会挫败后表型稳定程度。

不要直接复制另一家实验室的周期。

5、建立严格模型质量控制

CUMS记录每日应激类型、时间、强度和动物状态。

CSDS记录攻击鼠、攻击潜伏期、身体损伤和社会互动。

6、正式药效尽量先建立疾病表型

治疗前进行合适基线测试。

再进行分层随机。

降低组间疾病严重度差异。

7、分层标准提前固定

如果使用易感动物,提前定义易感标准。

韧性动物去哪里也提前确定。

避免结果出来以后再调整。

8、给药时间模拟未来临床

传统抗抑郁药连续治疗。

rapid-acting产品单次或少次给药。

预防型产品才能从应激前开始处理。

9、根据产品安排时间点

快速药关注24小时。

同时继续看到7天、14天甚至更长。

慢性药则重点观察逐渐起效的时间曲线。

10、设置合适阳性参照

经典慢性产品使用SSRI类参照。

快速抗抑郁候选药增加快速作用参照。

不要让一种阳性药承担所有产品类型。

11、主要行为终点预先确定

CUMS可以根据产品选择奖赏或其他核心维度。

CSDS通常提高社会互动权重。

其他行为作为补充。

12、加入运动和一般状态控制

体重。

总摄入。

自主活动。

必要的协调运动。

用来排除镇静、兴奋和全身疾病造成的行为假象。

13、建立疾病动物PK

同步获得血浆和脑暴露。

确定行为测试发生时药物还在不在脑内。

14、建立近端PD

根据靶点选择相应脑区和时间点。

不要只在行为结束以后统一取整脑。

15、把PK和起效时间放在一起

如果药物已经清除,行为仍然改善,就继续寻找持续性神经可塑性机制。

如果药效完全跟着血药消失,则频次设计会完全不同。

16、行为阳性以后进入第二模型

改变应激入口。

例如CUMS换CSDS。

或CSDS换CUMS。

观察核心药效能否跨应激类型保持。

17、针对目标人群增加真正的高风险背景

TRD加入经过药理验证的低反应体系。

炎症亚型加入炎症背景。

需要时增加雌性动物。

每一步只解决当前最重要的开发风险。

18、最后形成Go/No-Go判断

一个比较扎实的候选药数据应该能够说明:

候选药在已经形成稳定应激相关行为异常以后开始治疗,在没有明显镇静或运动兴奋的条件下改善与产品定位一致的核心行为。药效与脑组织暴露和目标PD具有合理对应关系,并表现出符合产品定位的起效速度和持续时间。当应激来源切换以后,关键药效仍然具有一定稳定性。

到了这一层,动物数据才真正开始回答:

这个药适不适合继续向临床走。

而不只是说明它能不能把一次FST的不动时间降低。

SECTION 30

30

博恩生物可以为抑郁症候选药提供哪些实验支持

1、可以根据候选药定位选择CUMS或CSDS

结合产品属于传统慢性抗抑郁、快速抗抑郁、神经免疫、社会退缩、抗快感缺失还是应激韧性方向,判断第一模型最应该放大哪一种疾病维度。

2、可以建立标准化CUMS模型

固定应激源池、时间、强度和执行记录。

通过预实验确定适合当前品系和产品的模型周期。

避免单纯机械复制固定4周或6周方案。

3、可以建立标准化CSDS模型

进行攻击鼠筛选,记录攻击稳定性,并通过规范直接接触和隔板社会压力控制模型强度。

降低过度身体损伤造成的行为混杂。

4、可以进行治疗前表型分层

根据项目进行SPT、社会互动或其他核心行为评价。

随后按照疾病严重度进行随机分组。

提高给药前组间一致性。

5、可以保留易感和韧性动物进行不同研究

对于治疗型产品可以重点观察已经形成稳定表型的易感动物。

对于预防和resilience类产品,则可以分析药物是否改变易感/韧性比例。

6、可以根据产品重新设计行为组合

抗快感缺失产品提高奖赏相关终点权重。

社会退缩产品提高社会互动权重。

认知型产品加入与认知相关的任务。

减少所有候选药共用SPT+FST+OFT固定套餐。

7、可以进行运动和一般状态排除评价

同步观察自主活动、体重、摄入和必要的运动功能。

帮助判断行为改善是否来自真正抗抑郁作用。

8、可以分别设计传统和快速抗抑郁药时间轴

传统药按照慢性起效规律安排连续治疗。

快速候选药则增加24小时、7天、14天等时间点,评价快速性和持续性。

9、可以根据临床定位选择阳性药

传统抗抑郁候选药以经典慢性治疗参照为主。

rapid-acting产品进一步加入快速抗抑郁参照。

让阳性药承担真正的药理验证作用。

10、可以开展血浆和脑组织PK

确认不同剂量和给药时间下的脑内有效暴露。

根据靶点进一步考虑目标脑区暴露。

11、可以建立脑区特异PD

针对前额叶、海马、伏隔核等与候选药机制相关区域进行目标检测。

避免所有中枢项目固定检测整脑。

12、可以建立PK/PD和行为起效关系

分析药物浓度、target engagement、神经可塑性和行为恢复之间的时间顺序。

特别适合快速、长效抗抑郁产品。

13、可以根据第一模型结果设计第二模型

CUMS阳性以后使用CSDS挑战社会应激。

CSDS阳性以后使用CUMS验证奖赏和广泛慢性应激。

第二模型主动改变疾病入口。

14、可以进一步进入特定抑郁亚型

根据产品开发方向增加炎症型、治疗低反应、雌性应激或其他临床相关背景。

让模型逐渐贴近目标患者。

CUMS和CSDS并没有一个绝对的“更高级”。

它们最有价值的地方,恰恰是各自解决不同问题。

CUMS把动物放在长期、多来源、不可预测的压力环境里,适合观察奖赏、慢性神经生物学以及传统抗抑郁药逐渐起效的过程。

CSDS则把压力集中到社会关系中,同时天然带出易感和韧性的个体差异。对社会退缩、快速抗抑郁、应激韧性以及神经环路候选药,它往往能够提供CUMS不容易获得的信息。

企业真正需要避免的,是长期固定一套模型和一套行为套餐。

一个SSRI样产品、一个氯胺酮样快速抗抑郁药、一个抗炎候选药和一个增强应激韧性的药,最后都做4周CUMS,再测蔗糖偏好、强迫游泳和BDNF,很难真正体现产品之间的差异。

更合理的开发顺序,是先明确产品准备解决哪个临床问题,再让第一模型把这个问题放大。

随后通过治疗前分层、合理的阳性药、临床可实现的给药时间、脑PK/PD以及起效和持续时间,把行为阳性逐步做实。

到了候选物确认阶段,再换一种应激入口做第二模型。

如果一个候选药在CUMS里能够恢复奖赏,在CSDS里也能够改善社会回避,而且这些行为变化都发生在合理脑暴露和目标PD之后,同时没有明显镇静或运动兴奋干扰,它提供的开发信息就远比“一个行为学指标显著”更完整。

这时候CUMS和CSDS真正帮助企业回答的,已经不只是这个药有没有抗抑郁样作用。

而是它究竟适合哪一类患者、起效需要多久、药效能够维持多久,以及离开第一套最容易做出阳性的应激环境以后,这个候选药还能不能继续成立。

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