技术资料分享
Basic Scientific Research
您当前的位置:首页  > 技术资料分享
失眠模型:入睡困难和睡眠维持障碍为什么要分开做
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

失眠候选药做到动物阶段,一个很常见的结果是:

给药以后总睡眠时间增加了。

很多项目到这里就会认为药效已经比较明确。

但临床真正的失眠并不是一个单一问题。

有些患者躺下以后很久睡不着,核心是入睡困难;有些患者能够很快入睡,却在夜间反复觉醒,每次醒来以后又很难重新进入稳定睡眠;还有一部分患者主要表现为凌晨提前醒来,后半夜睡眠无法维持。

三类患者最后都可能报告“昨晚只睡了5个小时”,背后的睡眠动力学却完全不同。

这件事到了动物实验里更加重要。

一个候选药可以显著缩短第一次进入非快速眼动睡眠(NREM)的潜伏期,却对后续反复觉醒几乎没有作用。另一个药入睡速度改善有限,却能明显延长连续NREM睡眠片段,减少夜间觉醒和睡眠阶段频繁切换。

如果实验最后只统计6小时内“总睡眠时间”,两种药甚至可能得到几乎一样的结果。

但未来临床定位、给药时间、半衰期和患者人群完全不同。

所以失眠药动物实验真正需要从“这个药能不能让动物多睡”继续推进一步:

它究竟解决了睡眠过程中的哪一个故障。

如果候选药主打快速入睡,模型需要稳定制造较长的睡眠潜伏期;如果产品定位是减少夜间觉醒,模型则必须真正具有睡眠碎片化和持续性下降。一个只做出入睡延迟的模型,很难评价睡眠维持药;同样,一个本来就能快速入睡、只是睡得很碎的动物,也不适合拿来证明快速催眠优势。

这就是为什么失眠候选药开发中,“入睡困难”和“睡眠维持障碍”最好从模型、终点到PK/PD都分开设计。

导读

一、入睡困难和睡眠维持障碍在动物里到底差在哪里

二、为什么总睡眠时间很容易掩盖两类药物的真正差异

三、入睡困难模型最核心的终点是什么

四、睡眠维持障碍应该重点看哪些EEG指标

五、Sleep latency怎么定义才不会不同实验室各算各的

六、动物里的WASO应该怎样理解

七、为什么NREM bout长度比单纯NREM总时间更有价值

八、睡眠阶段切换次数为什么能够反映睡眠碎片化

九、REM需要单独分析,不能并进总睡眠时间

十、δ功率为什么能帮助判断动物到底“睡得怎么样”

十一、入睡困难更适合用什么模型

十二、咖啡因模型适合什么候选药,又有哪些模型偏倚

十三、换笼应激为什么特别适合做hyperarousal型失眠

十四、PCPA为什么很难单独区分入睡和睡眠维持

十五、睡眠剥夺为什么不能拿来直接替代失眠

十六、睡眠维持障碍应该怎样建立更合理的动物背景

十七、候选药半衰期为什么会直接决定它更像入睡药还是维持药

十八、短效药和长效药应该怎样安排EEG观察窗口

十九、DORA和GABA类药物为什么不能只比较总睡眠时间

二十、褪黑素和昼夜节律药物为什么又是另一套评价逻辑

二十一、怎么区分真正促睡眠和单纯镇静

二十二、第二天残留效应为什么必须和睡眠维持药一起看

二十三、给药时间为什么必须固定在明确ZT时间点

二十四、入睡困难和睡眠维持障碍的阳性药应该怎么选

二十五、不同MOA候选药应该怎样选择模型和主要终点

二十六、失眠候选药最常见的实验设计误区

二十七、一套更完整的“入睡—维持—结构—次日功能”开发路线

二十八、博恩生物可以为失眠候选药提供哪些实验支持

SECTION 01

01

入睡困难和睡眠维持障碍在动物里到底差在哪里

临床上两种失眠的差异很好理解。

入睡困难首先发生在睡眠起始阶段。

患者已经有睡眠机会,却长时间保持清醒。

睡眠维持障碍则发生在睡着以后。

患者可以进入睡眠,但睡眠很容易被打断,或者每次觉醒以后重新入睡非常困难。

动物EEG/EMG其实也能够把这两个过程拆得很清楚。

1、入睡困难主要看第一次稳定进入睡眠用了多久

例如给予失眠刺激后,动物正常情况下需要40分钟才出现第一段稳定NREM。

候选药治疗以后缩短到15分钟。

这个结果非常符合sleep-onset药物逻辑。

2、睡眠维持障碍看的是睡着以后还能不能保持

另一只动物可能10分钟就进入NREM。

但是接下来每隔2~3分钟就醒一次。

最终6小时总NREM可能并不特别少,但睡眠连续性已经明显破坏。

这种动物用sleep latency评价,会得出“没有失眠”的错误结论。

3、所以同样总睡眠时间减少,可以由两种完全不同的结构产生

假设正常动物6小时睡240分钟。

模型A:

前60分钟一直清醒,后面睡得比较连续。

最终睡180分钟。

模型B:

10分钟就入睡,但此后反复觉醒。

最终同样睡180分钟。

总睡眠时间完全一样。

一个属于明显入睡困难。

另一个属于睡眠维持障碍。

如果候选药没有提前定义产品定位,最后很容易在一个错误的模型里评价正确的药。

SECTION 02

02

为什么总睡眠时间很容易掩盖两类药物的真正差异

总睡眠时间是很重要的终点,但它的信息压缩得太厉害。

假设候选药A非常短效。

给药后20分钟快速起效,动物马上进入睡眠,但两小时以后药物浓度下降,后半段又开始频繁觉醒。

候选药B起效稍慢,却能让睡眠连续维持6小时。

最后两组的总睡眠时间可能相差不大。

产品特点却完全不同。

1、总睡眠时间没有告诉我们睡眠发生在什么时候

前半夜睡得好,后半夜全醒。

和整夜均匀睡眠,并不是同一种结果。

2、它也不告诉我们睡眠是否连续

20个5分钟睡眠片段和一个100分钟连续睡眠片段,总时间一样。

实际睡眠质量差异很大。

3、总睡眠时间也可能被强镇静人为做高

动物被中枢抑制药压制以后,EEG状态和正常生理睡眠未必一致。

因此候选物确认阶段最好把睡眠结果拆成:

什么时候睡着。

睡着以后连续多久。

醒了多少次。

NREM和REM怎么分布。

睡眠深度和频谱有没有明显异常。

这样才能真正形成产品画像。

SECTION 03

03

入睡困难模型最核心的终点是什么

对于主打sleep onset的候选药,第一核心终点通常就是睡眠潜伏期。

但这里不能只写“睡眠潜伏期缩短”。

需要先明确计算起点和终点。

1、计算起点要固定

可以从候选药给药时间开始。

也可以从失眠刺激结束或者进入固定睡眠机会窗口开始。

正式项目必须预先统一。

2、终点不能只定义成第一个偶然NREM epoch

动物可能短暂进入几秒钟NREM,随后马上重新觉醒。

如果直接把这一瞬间作为“成功入睡”,结果会非常敏感。

更稳妥的方式是提前定义一个持续稳定睡眠标准。

例如首次出现连续一定时间的NREM。

具体持续时间和epoch设置应根据平台系统统一。

3、还可以分别记录NREM latency和REM latency

大多数催眠药首先影响NREM起始。

REM通常出现得更晚。

不同药物对两者影响并不完全一致。

4、真正的快速入睡药还需要结合起效PK

如果候选药30分钟后明显缩短sleep latency,而脑或血浆暴露也在这一时间快速达到有效范围,药效逻辑更加完整。

SECTION 04

04

睡眠维持障碍应该重点看哪些EEG指标

睡眠维持药最容易被总睡眠时间低估。

因此需要把睡眠连续性拆开。

建议优先关注几类指标。

1、睡眠开始以后总清醒时间

也就是动物第一次稳定进入睡眠后,后续观察窗口里重新清醒了多长时间。

这和临床WASO的逻辑最接近。

2、觉醒次数

睡眠过程中醒了多少次。

同样总清醒60分钟:

醒3次,每次20分钟。

和醒30次,每次2分钟。

睡眠结构完全不同。

3、NREM bout平均持续时间

如果模型组每一段NREM都很短,说明睡眠稳定性下降。

候选药能够把单段NREM拉长,是非常直接的sleep maintenance证据。

4、短睡眠片段数量

大量短NREM episode往往意味着严重碎片化。

5、睡眠阶段转换

Wake→NREM。

NREM→Wake。

NREM→REM。

REM→Wake。

转换异常增加,可以反映sleep architecture不稳定。

因此睡眠维持型候选药需要关注的核心问题是:

动物睡着以后,药能不能把它留在一个相对稳定的睡眠状态中。

SECTION 05

05

Sleep latency怎么定义才不会不同实验室各算各的

睡眠研究一个很容易被忽略的问题,是看起来很简单的“入睡时间”,不同实验室算法可能完全不同。

有人从给药开始算。

有人从关灯开始算。

有人从换笼开始算。

有人定义第一段NREM就是入睡。

还有人要求连续两个或更多epoch。

这会直接影响结果。

1、正式项目要提前定义time zero

如果研究换笼失眠,可以把换笼完成定义为0分钟。

如果研究咖啡因后候选药,则需要明确从候选药给药还是从咖啡因challenge开始计算。

2、稳定睡眠的判定标准同样要固定

一个孤立NREM epoch不能和连续稳定NREM完全等同。

3、所有动物使用相同评分算法

自动睡眠分期以后最好结合盲法人工QC。

尤其模型导致大量短片段时,自动算法更容易产生分类误差。

4、如果文章需要比较不同药物

所有候选物必须使用完全相同的sleep onset定义。

否则所谓“起效更快”可能首先来自计算方式差异。

SECTION 06

06

动物里的WASO应该怎样理解

临床WASO指睡眠开始以后到最终起床之间的清醒时间。

它是睡眠维持障碍非常重要的指标。

啮齿类睡眠本身比人更碎片化,因此不能机械把人的WASO计算方式完全照搬。

但它的核心思想非常适用:

动物第一次进入稳定睡眠以后,后续窗口中到底重新醒了多少。

可以根据实验设计定义:

首次稳定NREM以后,固定2小时、4小时或6小时观察窗内的wake time。

同时记录觉醒次数和单次觉醒持续时间。

这样就能把“醒得多”和“醒得久”拆开。

一个药只减少长时间清醒,另一个药主要减少大量短觉醒,虽然最终总wake time相似,作用机制也可能不同。

SECTION 07

07

为什么NREM bout长度比单纯NREM总时间更有价值

睡眠维持障碍最典型的特点就是睡眠片段化。

NREM总时间有可能变化不大。

但平均每段NREM明显缩短。

1、平均bout duration反映睡眠稳定程度

模型组从正常每段5分钟下降到2分钟。

候选药重新提高到4分钟。

这种结果非常容易解释。

2、同时应该看bout数量

如果总NREM时间增加,同时bout数量下降、平均长度增加,说明睡眠变得更加连续。

3、最好进一步做bout长度分布

例如把NREM分成:

短片段。

中等片段。

长片段。

候选药是否减少大量几十秒到1分钟的碎片睡眠,并增加较长连续睡眠,可以比单纯平均值提供更多信息。

4、这种分析特别适合DORA等维持型药物

一个产品并不一定让总NREM暴增。

如果它让原本被打碎的睡眠重新连起来,临床价值可能非常明确。

SECTION 08

08

睡眠阶段切换次数为什么能够反映睡眠碎片化

睡眠不是简单的“睡”和“醒”。

真正生理睡眠会在Wake、NREM和REM之间按照一定节律转换。

失眠和hyperarousal可能让这个过程变得非常不稳定。

例如:

NREM刚出现几十秒就重新Wake。

REM很难持续。

Wake-NREM-Wake快速反复切换。

这类状态只看总睡眠时间很容易被忽略。

所以可以计算:

Wake→NREM transition。

NREM→Wake transition。

NREM→REM transition。

REM→Wake transition。

如果候选药减少大量异常Wake/NREM来回切换,并延长稳定睡眠阶段,说明它真正改善了sleep continuity。

SECTION 09

09

REM需要单独分析,不能并进总睡眠时间

很多催眠药实验只报告total sleep time。

但不同药物对REM影响可以明显不同。

1、部分GABA类药物会改变REM比例和睡眠频谱

即使总睡眠时间增加,sleep architecture并不完全接近自然状态。

2、orexin系统干预对NREM和REM的影响模式又不同

DORA类产品的一项开发优势,就是希望在促进睡眠的同时相对保留生理睡眠结构。

3、REM增加也不一定自动代表更好

REM过多、过早出现或者睡眠结构异常同样需要解释。

4、长期用药尤其应该观察REM

第一天和连续两周治疗后的睡眠结构可能发生适应。

所以对于进入候选物确认阶段的药物,最好单独报告:

NREM。

REM。

Wake。

以及各阶段占整个记录窗口的比例。

SECTION 10

10

δ功率为什么能帮助判断动物到底“睡得怎么样”

NREM时间一样,并不意味着NREM状态完全一样。

EEG频谱可以进一步提供睡眠深度和睡眠稳态信息。

其中最常关注的是δ波段,也就是慢波活动。

1、NREM delta power能够反映慢波睡眠特征

睡眠压力增加以后,δ功率通常会上升。

2、某些催眠药可能让动物进入NREM,却改变正常频谱

这意味着“睡着了”和“自然睡眠”之间仍有差异。

3、DORA和传统GABA药比较时特别有价值

如果两组总睡眠时间都增加,可以继续比较哪一种药形成的NREM频谱更接近生理睡眠。

4、δ功率不能单独定义“睡眠质量”

它需要结合:

NREM时长。

bout长度。

REM结构。

觉醒。

第二天功能。

共同解释。

对于企业候选药来说,频谱更适合作为产品差异化证据,而不应该独立承担全部疗效。

SECTION 11

11

入睡困难更适合用什么模型

入睡困难模型真正需要的,是在动物有睡眠机会的情况下稳定延长sleep latency。

下面几类模型比较常用,但病理入口不同。

模型更接近的失眠特点主要优势主要风险
咖啡因觉醒驱动增加、入睡延迟可控、人体有对应腺苷相关药物容易过度匹配
换笼应激新环境hyperarousal自然、非侵入急性模型,持续时间有限
急性应激应激相关入睡困难可模拟hyperarousal应激强度难标准化
PCPA睡眠显著减少操作成熟、表型强5-HT耗竭过于人工
活动期给药高觉醒背景下测试催眠动态范围大容易把强镇静当促睡眠

如果产品主打普通快速催眠,新环境hyperarousal或者咖啡因可以提供比较清楚的sleep latency窗口。

如果产品靶点本身和腺苷高度相关,则不宜只使用咖啡因。

SECTION 12

12

咖啡因模型适合什么候选药,又有哪些模型偏倚

咖啡因是非常实用的入睡困难诱发方式。

它通过阻断腺苷受体提高觉醒水平。

1、优点是药理清楚

动物和人类都可以出现入睡延迟。

所以具有一定临床桥接价值。

2、特别适合验证候选药能不能克服强觉醒驱动

如果一个非腺苷类催眠药在咖啡因背景下仍能恢复睡眠,说明其促睡眠能力比较明确。

3、腺苷相关候选药需要警惕模型过度匹配

一个A2A相关药物直接抵消咖啡因效应,很容易出现特别强的模型药效。

这种结果更接近靶点药理验证。

进入候选物确认以后最好换另一种hyperarousal模型。

4、咖啡因也会影响心血管、活动和代谢

所以行为和EEG结果最好结合自主活动、一般状态进行解释。

SECTION 13

13

换笼应激为什么特别适合做hyperarousal型失眠

换笼模型看起来非常简单:

把动物从已经熟悉的笼子转移到一个新的干净笼子。

但对啮齿动物来说,新环境本身就是一个强烈的觉醒刺激。

动物需要探索新的气味、边界和环境信息。

结果可以出现:

清醒增加。

NREM潜伏期延长。

REM潜伏期延长。

睡眠碎片化增加。

这很接近临床失眠中的hyperarousal概念。

1、它没有直接破坏某一种神经递质

所以对新靶点候选药相对更加“中性”。

2、特别适合DORA和觉醒系统候选药

因为orexin本身就与探索和觉醒维持高度相关。

3、模型比较短

适合急性药理和快速起效评价。

4、长期失眠产品不能只靠它

一次新环境刺激更接近“第一夜效应”。

如果未来产品需要治疗长期慢性失眠,后面还应该增加持续性模型。

SECTION 14

14

PCPA为什么很难单独区分入睡和睡眠维持

对氯苯丙氨酸(PCPA)通过抑制色氨酸羟化酶,降低5-HT合成。

它能够明显改变动物睡眠,因此在失眠实验中应用很广。

问题是它影响的并不是一个单纯“入睡开关”。

PCPA可以同时改变:

清醒时间。

NREM。

REM。

活动。

体温。

摄食。

昼夜节律相关状态。

因此一个PCPA动物出现总睡眠下降,很难直接定义为“入睡困难型失眠”。

也很难定义为“睡眠维持障碍”。

它更接近一个由神经递质耗竭造成的广泛睡眠紊乱模型。

对于机制研究很有价值。

对于产品定位非常具体的候选药,需要额外模型补充。

SECTION 15

15

睡眠剥夺为什么不能拿来直接替代失眠

睡眠剥夺和失眠解决的是两个不同问题。

睡眠剥夺动物其实很想睡。

只是实验人员不断阻止它睡。

因此随着剥夺时间延长,睡眠稳态压力不断积累。

剥夺结束以后,动物通常出现明显睡眠反弹。

临床失眠患者则可能在睡眠机会充足的情况下依然无法正常入睡或维持睡眠。

所以睡眠剥夺更适合研究:

睡眠不足造成的认知损伤。

免疫变化。

代谢异常。

神经退行。

睡眠稳态。

如果候选药的目标就是恢复睡眠剥夺后的认知或组织损伤,它非常有价值。

如果产品是普通催眠药,则最好使用真正具有hyperarousal或睡眠结构异常的模型。

SECTION 16

16

睡眠维持障碍应该怎样建立更合理的动物背景

真正评价sleep maintenance候选药,需要模型产生稳定的:

频繁觉醒。

短NREM bout。

睡眠阶段切换增加。

持续睡眠能力下降。

单纯延长sleep latency还不够。

1、急性hyperarousal模型可以形成一定碎片化

换笼和部分应激模型可以同时影响入睡和维持。

2、慢性应激更加适合长期睡眠碎片化

动物持续面对应激以后,睡眠结构可能出现长期改变。

这类模型更适合慢性失眠药。

3、疼痛共病可以产生非常真实的睡眠维持问题

慢性疼痛动物往往能够睡着,却被持续伤害性感觉反复唤醒。

如果产品未来准备治疗疼痛伴失眠,这类模型信息量非常高。

4、老龄动物本身也更容易出现睡眠碎片化

对老年失眠产品具有特别价值。

因此sleep maintenance并不一定需要一个名为“睡眠维持障碍模型”的固定造模方法。

更重要的是动物EEG必须真正出现睡眠连续性下降。

SECTION 17

17

候选药半衰期为什么会直接决定它更像入睡药还是维持药

同一个靶点,只要PK不同,最终产品定位就可能完全不同。

1、快速吸收、短半衰期

给药后很快达到有效浓度。

能够帮助快速入睡。

数小时后药物迅速清除。

第二天残留风险较低。

这类产品天然适合sleep-onset insomnia。

2、半衰期较长

入睡以后仍然保持足够暴露。

更容易减少后半夜觉醒。

适合sleep-maintenance insomnia。

3、半衰期过长又会带来问题

早晨醒来以后药物仍然存在。

可能造成:

困倦。

运动协调下降。

认知受损。

驾驶风险。

所以睡眠维持药真正要优化的是:

覆盖整夜,而不要覆盖到第二天。

这也是为什么动物EEG不能和PK分开设计。

SECTION 18

18

短效药和长效药应该怎样安排EEG观察窗口

假设两个候选药都在给药后前2小时明显促进睡眠。

短效药2小时以后失效。

长效药持续到8小时。

如果实验只记录前2小时,两种产品几乎没有差别。

因此观察窗口一定要覆盖产品预期作用持续时间。

1、sleep-onset产品

前1~3小时的信息权重较高。

重点看入睡潜伏期和早期睡眠。

2、sleep-maintenance产品

需要覆盖整个主要睡眠机会窗口。

看后半段是否仍能减少觉醒。

3、长效药最好继续进入次日活动期

确认药物效应有没有拖到应该清醒的时候。

4、EEG结果最好按照时间块拆分

例如:

0~2小时。

2~4小时。

4~6小时。

而不只是把6小时全部合并。

这对于比较不同半衰期候选药非常有价值。

SECTION 19

19

DORA和GABA类药物为什么不能只比较总睡眠时间

DORA通过阻断orexin觉醒系统发挥作用。

GABA-A正向调节类药物则直接增强抑制性神经传递。

两类药都可以增加睡眠。

但产品机制和sleep architecture完全不同。

1、GABA类药更容易产生广泛中枢抑制

催眠、肌松、运动协调和认知影响需要同时考虑。

2、DORA更偏向降低过度觉醒驱动

所以在hyperarousal模型中尤其有价值。

3、总睡眠时间相似时,更应该继续比较

sleep latency。

WASO样指标。

NREM bout。

REM。

EEG power spectrum。

次日功能。

4、这样才能真正体现新药优势

如果一款新DORA最后只是证明“睡眠增加的分钟数和唑吡坦差不多”,并没有充分体现产品定位。

更有价值的是证明:

在获得相似总睡眠时间的情况下,睡眠更连续、结构更接近生理状态,并且第二天残留更低。

SECTION 20

20

褪黑素和昼夜节律药物为什么又是另一套评价逻辑

褪黑素受体激动剂和clock相关药物,核心作用可能是调整睡眠时相和昼夜节律。

这类药不能只按照普通催眠药评价。

一个药物可能没有让正常小鼠“立刻多睡两个小时”,却明显改善错误光照周期后的睡眠相位。

这就是有效药理。

因此这类产品应该提高:

睡眠相位。

活动节律。

昼夜节律重同步速度。

不同ZT时间的睡眠分布。

随后再看总睡眠时间。

如果使用PCPA模型评价一个纯昼夜节律药,很可能模型根本没有把产品真正准备解决的问题做出来。

SECTION 21

21

怎么区分真正促睡眠和单纯镇静

这是失眠候选药最重要的风险之一。

动物不动,不等于动物在睡。

1、EEG/EMG首先给出睡眠状态证据

Wake、NREM和REM必须通过脑电和肌电区分。

2、观察睡眠频谱

如果所谓“睡眠”EEG和正常NREM差异极大,需要谨慎解释。

3、看唤醒能力

生理睡眠动物面对足够强刺激仍能够被唤醒。

过度镇静动物的唤醒阈值可能异常升高。

4、看运动协调

给药后的活动、Rotarod或其他适合的运动协调可以帮助判断中枢抑制程度。

5、看药效消退后的功能

一个睡眠药真正理想的状态是:

该睡的时候促进睡眠。

该醒的时候功能基本恢复。

如果动物睡眠结束以后仍长时间活动下降,说明治疗窗可能不够理想。

SECTION 22

22

第二天残留效应为什么必须和睡眠维持药一起看

sleep-maintenance产品天然需要更长暴露。

因此次日残留风险比短效入睡药更值得关注。

动物实验可以在主要睡眠窗口结束以后,进入自然活动期评价:

自主活动。

运动协调。

认知。

反应能力。

必要时增加脑电清醒状态。

如果一个长效候选药让睡眠维持非常漂亮,却在活动期仍显著减少运动和探索,产品开发需要重新考虑剂量和半衰期。

所以睡眠维持药真正的治疗窗应该由两端共同确定:

夜里能不能覆盖。

早晨能不能退出。

SECTION 23

23

给药时间为什么必须固定在明确ZT时间点

啮齿类是夜行性动物。

开灯后的光照期通常是主要休息期。

熄灯后的黑暗期则是主要活动期。

所以同样一个药在不同Zeitgeber Time给药,结果可能完全不同。

1、自然睡眠期容易出现ceiling effect

动物本来就会睡很多。

候选药再增加睡眠的空间有限。

2、活动期更容易拉开催眠差异

但这也更容易把强镇静解释成促睡眠。

3、hyperarousal模型可以解决这个矛盾

例如在动物原本应该睡觉的时间通过换笼制造异常觉醒。

这时候选药做的是“恢复被破坏的睡眠”。

比在动物天然活动期强行把它按睡更加接近临床失眠。

4、所有实验必须固定ZT

如果一批ZT2给药,另一批ZT6给药,跨批次结果很难比较。

SECTION 24

24

入睡困难和睡眠维持障碍的阳性药应该怎么选

一个阳性药很难验证全部睡眠问题。

1、快速起效GABA类药

更适合验证sleep onset改善。

能够明显缩短sleep latency。

2、DORA类产品

特别适合同时评价入睡和睡眠维持。

尤其在hyperarousal背景中,可以验证觉醒驱动被抑制以后睡眠结构如何恢复。

3、长效药适合验证睡眠维持模型

如果模型确实存在反复觉醒,阳性参照应该能够延长睡眠连续性。

4、褪黑素类适合节律问题

不建议拿它来证明所有严重急性hyperarousal模型都必须明显增加总睡眠。

因此阳性药真正要验证的是:

当前模型的核心表型具有已知药理可调节性。

SECTION 25

25

不同MOA候选药应该怎样选择模型和主要终点

候选药定位优先模型主要终点特别需要关注
快速入睡药咖啡因/换笼hyperarousalNREM latency起效速度、次日残留
睡眠维持药睡眠碎片化/慢性应激WASO样清醒、NREM bout后半段暴露
DORA换笼/应激型hyperarousallatency+continuityREM/NREM结构、次日功能
GABA类急性入睡模型latency、总睡眠镇静、协调、认知
褪黑素受体节律错位模型睡眠相位、节律恢复ZT和光照周期
H1相关药物hyperarousallatency、wake time镇静与抗组胺副作用
5-HT相关药PCPA可做机制验证EEG结构模型过度匹配
疼痛伴失眠慢性疼痛模型碎片化、bout、疼痛直接镇痛和睡眠改善区分
老年失眠老龄动物碎片化、WASO样指标年龄PK和次日残留
长效制剂维持型模型整夜睡眠连续性次日清醒功能

这个表真正需要解决的是:

一个药最准备解决的临床症状是什么。

先确定这一点,模型和primary endpoint才有意义。

SECTION 26

26

失眠候选药最常见的实验设计误区

1、总睡眠时间增加就直接定义有效

没有区分入睡和维持。

2、只做戊巴比妥睡眠实验

无法证明正常睡眠结构。

3、睡眠潜伏期缩短就写“改善失眠”

睡眠维持可能完全没有变化。

4、WASO样指标下降,却没有看sleep latency

不知道产品是否存在入睡短板。

5、所有候选药固定做PCPA

模型与临床失眠异质性不匹配。

6、睡眠剥夺结束后看到大量睡眠,就解释成药物催眠

可能主要来自homeostatic rebound。

7、只统计NREM总时间

忽略bout和碎片化。

8、NREM增加就认为睡眠质量提高

没有频谱和结构支持。

9、REM全部并进total sleep

失去药物对sleep architecture的重要信息。

10、自动睡眠分期完全不做人工作质控

碎片化模型尤其容易误分类。

11、Sleep latency定义每个项目都不同

跨项目不可比。

12、入睡终点使用第一个孤立NREM epoch

容易受到偶发状态影响。

13、睡眠维持药只记录前2小时

刚好错过真正后半程优势。

14、短效药和长效药使用同一个观察窗口

产品差异被压缩。

15、所有药固定给药30分钟后开始记录

没有结合PK。

16、药物明显镇静,却把所有活动下降解释成睡眠

缺少EEG/EMG。

17、只看睡眠,不看次日功能

长效候选药安全窗无法判断。

18、自然睡眠期直接给强催眠药

模型本来睡眠就高,容易形成ceiling effect。

19、活动期强行促睡以后就声称恢复生理睡眠

可能更接近中枢抑制。

20、不同批次给药ZT时间不一致

昼夜节律成为隐藏变量。

21、疼痛共病药只看睡眠

候选药可能只是镇痛后间接改善睡眠。

22、抗焦虑药在应激失眠中阳性就直接定义催眠

需要拆直接情绪效应和睡眠效应。

23、阳性药只选一个强镇静药

无法验证睡眠结构。

24、DORA和唑吡坦只比较总睡眠分钟数

错过产品最重要的差异。

25、第一模型阳性以后继续换一个更强失眠剂量

没有增加新的开发信息。

SECTION 27

27

一套更完整的“入睡—维持—结构—次日功能”开发路线

1、第一步先明确目标患者是哪一种失眠

入睡困难。

睡眠维持障碍。

早醒。

或者混合型。

产品定位必须先于模型。

2、根据临床定位设定主要终点

入睡药优先sleep latency。

维持药优先WASO样清醒、觉醒次数和bout duration。

混合型产品可以设一个核心主终点,再增加另一类关键辅助终点。

3、早期可以用高效率行为筛选

戊巴比妥睡眠、基础活动等可以帮助快速淘汰完全没有催眠活性的化合物。

但这一步主要承担筛选。

4、核心候选物进入EEG/EMG

确认药物真正改变了Wake、NREM和REM。

从“催眠样活性”升级到“睡眠药效”。

5、建立正常动物基础睡眠PK/PD

先看候选药本身:

什么时候起效。

作用多久。

对NREM和REM怎么影响。

是否出现异常镇静。

6、进入与产品匹配的失眠模型

快速入睡药可以进入换笼、咖啡因等入睡延迟体系。

维持药则优先选择真正存在睡眠碎片化的模型。

7、模型预实验先证明目标表型

如果准备做睡眠维持药,模型必须先证明:

NREM bout变短。

觉醒增加。

睡眠阶段切换增多。

单纯总睡眠下降不够。

8、给药时间按照PK确定

特别是口服候选药。

EEG记录需要覆盖实际有效暴露窗口。

9、按照时间块分析药效

例如0~2小时、2~4小时、4~6小时。

不要只看整个夜间总平均值。

10、同时分析睡眠结构

NREM。

REM。

Wake。

bout。

transition。

必要的EEG power spectrum。

11、增加镇静排除

自主活动。

运动协调。

唤醒能力。

根据候选药安全特点选择。

12、长效药增加次日残留

进入动物自然活动期以后继续观察。

确认清醒功能恢复。

13、建立暴露—睡眠终点关系

例如达到某脑浓度以后sleep latency开始缩短。

更高暴露以后WASO继续下降。

再继续提高却开始出现次日运动抑制。

这时就能逐渐得到真正治疗窗。

14、比较不同剂量的产品定位变化

低剂量可能只改善入睡。

中剂量开始改善睡眠维持。

高剂量虽然整夜都有效,却出现次日残留。

这类数据对于临床剂量选择非常有价值。

15、阳性药和候选药使用相同分析框架

不只比较“总睡眠增加多少”。

还比较起效、连续性、结构和残留。

16、第一模型阳性后换第二模型

咖啡因阳性以后可以进入换笼应激。

PCPA阳性以后进入hyperarousal模型。

正常动物促睡阳性以后进入真正疾病背景。

17、慢性产品进一步增加长期给药

观察是否出现耐受。

睡眠结构是否持续。

停药后是否反跳性失眠。

18、根据临床患者增加共病挑战

疼痛。

焦虑抑郁。

高龄。

昼夜节律异常。

只选择和目标患者最相关的一层。

最终比较扎实的失眠候选药数据应该能够说明:

候选药在动物存在真实入睡困难或睡眠维持异常的背景下,按照临床可实现的给药方式达到有效暴露,并选择性改善与产品定位一致的睡眠终点。药物增加的是EEG定义的正常睡眠,睡眠结构和连续性得到改善,同时没有依靠明显镇静完成药效。到了应该清醒的时间,候选药作用能够及时退出,没有产生不可接受的次日残留。

这比单独证明“总睡眠时间增加30%”,提供的开发信息要多得多。

SECTION 28

28

博恩生物可以为失眠候选药提供哪些实验支持

1、可以根据目标患者区分入睡困难和睡眠维持障碍

结合产品准备解决的临床症状,提前确定主要睡眠终点。

避免所有失眠候选药共用一个“总睡眠时间”。

2、可以开展EEG/EMG睡眠结构评价

连续区分Wake、NREM和REM。

进一步获得睡眠潜伏期、睡眠时长和阶段分布。

3、可以建立入睡困难相关模型

根据候选药MOA选择换笼、咖啡因或其他合适hyperarousal体系。

重点评价NREM latency和早期睡眠。

4、可以建立睡眠维持和碎片化评价

通过觉醒次数、wake time、NREM bout duration、episode number和sleep-stage transition等指标评价睡眠连续性。

5、可以开展睡眠频谱分析

根据项目进一步分析NREM δ功率及其他EEG频段。

帮助比较不同候选药形成的睡眠状态。

6、可以根据候选药设置不同EEG观察窗口

短效入睡药重点覆盖起效阶段。

长效维持药覆盖完整睡眠周期,并进一步进入次日活动期。

7、可以建立候选药血浆和脑组织PK

根据实际暴露安排EEG和行为评价时间。

将半衰期和入睡/维持药效对应起来。

8、可以开展PK/PD关系分析

比较不同暴露水平下sleep latency、WASO样清醒和睡眠结构变化。

帮助确定候选药真正有效浓度范围。

9、可以开展镇静排除实验

根据产品增加自主活动、运动协调、唤醒能力等评价。

帮助区分促睡眠和广泛中枢抑制。

10、可以评价次日残留效应

针对长效候选药,在动物自然活动期观察活动、协调和其他必要功能。

用于判断整夜覆盖和次日安全之间的治疗窗。

11、可以根据MOA选择阳性药

快速入睡、睡眠维持、orexin、GABA和昼夜节律类候选药分别配置更合适的参考药理。

12、可以开展不同ZT时间的药效评价

标准化光暗周期和给药时间。

根据临床拟用方案判断候选药在什么昼夜阶段最适合使用。

13、可以根据第一模型结果设计第二模型

咖啡因阳性以后进入换笼或应激。

PCPA阳性以后进入hyperarousal。

正常动物促睡以后进入真正失眠模型。

通过不同病理入口排除模型偏倚。

14、可以为慢性失眠产品增加长期给药评价

观察连续治疗后的睡眠结构、耐受、停药反跳以及长期次日功能。

15、可以进一步进入共病睡眠障碍

根据产品定位增加慢性疼痛、情绪障碍、老龄或昼夜节律异常背景。

让模型逐渐贴近真正目标患者。

失眠药动物实验真正需要从“睡不睡”继续走到“怎么睡”。

入睡困难首先解决的是进入睡眠这一步。

候选药需要在过度觉醒背景下,让动物更快进入稳定NREM。

睡眠维持障碍解决的则是下一步:

已经睡着以后,能不能减少反复觉醒,把大量短而碎的睡眠重新连接成长时间、稳定的睡眠片段。

一个短效药完全可能非常擅长第一件事,却解决不了第二件事。

一个长效药也可能非常擅长整夜维持,却因为清除太慢带来第二天残留。

所以睡眠药开发真正需要寻找的从来不只是“睡得越多越好”。

它更像是在寻找一条合适的时间曲线。

该入睡的时候,药物要足够快。

睡眠维持阶段,暴露要足够稳定。

到了清晨和活动期,又需要及时退出。

当EEG/EMG、sleep latency、WASO样清醒、NREM bout、REM结构、脑内PK以及次日功能能够放到同一条时间线上以后,一个候选药到底更适合入睡困难、睡眠维持障碍还是混合型失眠,就会比单纯看总睡眠时间清楚得多。

这也是失眠动物模型真正能够为企业开发提供的价值:

不仅证明这个药能让动物睡觉,还提前把它未来更适合哪一类患者、应该什么时候吃、需要维持多久,以及半衰期到底够不够合适逐渐做出来。

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