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Pristane诱导性SLE动物模型:狼疮肾炎药评价
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

狼疮肾炎药物进入动物药效阶段后,模型选择往往比增加几个检测指标更重要。

如果项目核心目标只是快速证明候选药能够改善严重蛋白尿和肾小球损伤,自发性狼疮模型通常能够提供更强、更稳定的肾脏表型。但对于I型干扰素、TLR7/IRAK4、TYK2/JAK、BAFF/B细胞以及其他希望从系统性自身免疫上游阻断疾病进展的候选药,Pristane诱导性SLE模型具有不同的开发价值。

Pristane通常通过一次诱导后启动持续数月的慢性自身免疫过程。随着疾病演进,动物可以逐步出现I型干扰素相关炎症、B细胞异常活化、ANA以及抗dsDNA、抗Sm/RNP等不同自身抗体谱,并进一步形成肾小球免疫复合物和补体沉积、蛋白尿及不同程度的肾小球肾炎。

这一过程的特点在于“慢”。

对于药物研发,这个特点既是优势,也是模型使用难点。优势在于它允许研究候选药是否真正改变自身免疫建立和向肾脏损伤演进的过程;难点则在于品系差异、个体起病不同步、肾炎窗口出现较晚,如果直接按照急性炎症模型的思路设计给药周期,很容易在肾脏表型尚未稳定时提前结束实验。

因此,Pristane用于狼疮肾炎药物评价时,首先要确定的并不是“做多少个肾脏指标”,而是三个更基础的问题:所用品系能否稳定形成项目需要的肾脏表型,候选药应该在自身免疫建立的哪一个阶段开始治疗,以及最终希望证明的是系统性疾病修饰还是已经形成的肾炎逆转。

这三个问题确定以后,蛋白尿、肾组织病理、IgG/C3沉积、自身抗体和机制PD才能形成一套真正有开发价值的数据。

导读

一、Pristane诱导性SLE动物模型适合解决哪些狼疮肾炎研发问题

二、为什么品系选择决定了肾脏药效能否做出来

三、Pristane模型的治疗窗口应该怎样划分

四、哪些狼疮肾炎药物更适合使用这一模型

五、肾脏核心药效终点应该怎样分层

六、自身抗体和系统免疫指标应该如何解释

七、不同靶点药物的机制PD应该怎样设计

八、如何建立系统免疫改善与肾脏获益之间的关系

九、PK/PD和肾组织暴露应该怎样加入方案

十、分组、随机化和阳性药应该如何设计

十一、不同研发阶段如何配置Pristane狼疮肾炎数据包

十二、Pristane模型的适用边界与常见设计问题

SECTION 01

01

Pristane诱导性SLE动物模型适合解决哪些狼疮肾炎研发问题

1、它更适合研究“疾病如何走向肾炎”

Pristane诱导以后,动物通常不会在短时间内立即出现严重肾脏损伤。

更典型的过程是先形成持续的先天免疫激活和自身抗体,再逐渐出现免疫复合物沉积和肾脏炎症。

因此,它特别适合回答一类问题:

候选药长期抑制I型干扰素或TLR7以后,能不能减少后续自身抗体形成和肾损伤;

长期控制B细胞或浆细胞以后,免疫复合物沉积是否减少;

治疗开始以后,系统自身免疫指标下降能否进一步转化为蛋白尿和肾病理改善。

这类“上游机制→自身抗体→肾脏损伤”的连续过程,是Pristane模型比较有价值的地方。

2、它适合评价慢性疾病修饰能力

很多SLE候选药在短期内可以迅速降低炎症因子,却未必真正改变疾病自然进程。

Pristane病程持续时间较长,可以进一步观察:

治疗期间疾病是否减轻;

延长治疗后自身抗体是否持续下降;

停药以后蛋白尿和免疫指标是否快速反弹。

如果一个候选药在治疗期间短暂降低炎症,但停药后自身免疫迅速恢复,它更接近持续药理抑制。

如果治疗一段时间以后,即使停药,部分自身免疫和肾脏获益仍能够维持,则更有可能体现真正的疾病修饰价值。

3、如果项目只关注重度肾炎终点,必须谨慎选择

Pristane诱导SLE可以出现狼疮样肾炎,但不同品系、实验室条件和观察周期下,肾脏严重程度差异比较明显。

因此,如果候选药主要定位于已经形成的重度增殖性狼疮肾炎,而核心Go/No-Go标准就是快速、稳定改善高水平蛋白尿和严重肾小球病变,Pristane未必是效率最高的唯一模型。

这种项目更需要根据研发目的比较Pristane与MRL/lpr、NZB/W F1等自发性狼疮肾炎模型。

Pristane的优势主要在慢性诱导、上游免疫机制和疾病演进,而不在于用最短时间制造最重的肾炎。

SECTION 02

02

为什么品系选择决定了肾脏药效能否做出来

Pristane模型存在非常明显的遗传背景依赖。

BALB/c、SJL、C57BL/6等品系均有Pristane诱导SLE的研究基础,但自身抗体组成、I型干扰素反应、肾炎严重度以及其他系统性表现并不完全一致。

因此,企业项目不能简单按照“文献中Pristane可以诱导狼疮肾炎”,就直接认为任何品系都能够稳定形成相同程度的蛋白尿和肾病理。

1、做肾炎药效前要先确认本平台的肾脏窗口

正式项目开始前,最好已有同一品系、同一诱导条件下的历史模型数据。

至少应该知道:

什么时候开始出现自身抗体;

什么时候蛋白尿开始持续升高;

什么时候肾小球IgG/C3沉积能够稳定检出;

哪个时间段能够形成适合治疗干预的肾病理差异;

模型在这一时间窗内的个体变异有多大。

如果这些基础信息不明确,建议先进行一轮小规模预实验。

Pristane是长期模型,正式实验做到数月以后才发现肾炎表型过轻,时间和动物成本都会明显增加。

2、不能用单一蛋白尿标准定义所有品系

有些品系首先出现明显自身抗体和肾脏免疫沉积,蛋白尿升高相对较晚;有些品系肾组织炎症更明显,但血肌酐变化并不突出。

因此,模型确认最好同时结合:

尿蛋白或尿白蛋白;

肾组织病理;

肾小球IgG/C3沉积。

三层都稳定以后,再进入正式狼疮肾炎药效会更可靠。

SECTION 03

03

Pristane模型的治疗窗口应该怎样划分

同一个Pristane模型,不同给药时间回答的是完全不同的研发问题。

1、自身免疫建立前给药

如果Pristane诱导后很早就开始给药,候选物主要干预的是自身免疫形成过程。

这种设计比较适合:

TLR7/IRAK4;

I型干扰素;

TYK2/JAK;

早期B细胞活化;

免疫耐受相关候选物。

最终可以观察药物是否降低自身抗体形成以及后续肾损伤发生率。

但这种结果更接近疾病预防或早期疾病修饰,不能直接等同于治疗已经形成的狼疮肾炎。

2、自身抗体阳性后开始治疗

这是比较适合慢性SLE药物的一种窗口。

此时动物已经建立明确自身免疫,但肾脏损伤可能仍处于早期。

这种设计可以回答:

候选药能不能在自身免疫已经形成后继续阻止疾病向肾脏发展。

对于IFN、BAFF、B细胞和慢性口服小分子项目,这个时间窗很有价值。

3、蛋白尿出现后开始治疗

如果项目定位明确针对狼疮肾炎,治疗性设计通常更建议至少等到动物出现稳定肾脏表型以后再随机入组。

可以结合:

连续尿蛋白或UACR异常;

自身抗体阳性;

必要的血清或尿液肾损伤指标。

随后按照基础蛋白尿水平分层随机。

这样得到的结果才更接近“已经出现肾炎以后能不能治疗”。

4、不要等到所有动物都进入极重阶段才开始

Pristane本身个体起病不同步。

如果一直等待全部动物达到相同重度蛋白尿,早发动物可能已经进入较晚期不可逆损伤,晚发动物又仍然较轻。

更合理的方式是预先制定入组标准,达到标准的动物进入随机化,再按照统一治疗周期观察。

这比简单按照“诱导后第X周全部开始给药”更有临床解释力。

SECTION 04

04

哪些狼疮肾炎药物更适合使用这一模型

Pristane模型对于不同机制的适配程度并不相同。

药物类型模型适用性推荐评价重点
I型干扰素通路药物IFN/ISG、pSTAT、自身抗体、肾脏
TLR7/IRAK4类抑制剂上游先天免疫、IFN、自身抗体、肾炎
TYK2/JAK抑制剂pSTAT、ISG、免疫细胞、长期肾脏获益
BAFF/B细胞靶向药B细胞、浆细胞、自身抗体、IgG/C3沉积
免疫耐受类药物停药后自身免疫和肾炎是否维持改善
广谱免疫抑制小分子蛋白尿、病理、炎症和安全窗
补体相关药物中高C3沉积、肾小球损伤、蛋白尿
巨噬细胞/髓系炎症药物中高肾组织浸润、IFN相关髓系炎症、病理
单纯肾脏局部保护药物肾损伤终点为主,系统SLE机制价值较低
只针对快速重度LN的项目需与自发性重症LN模型比较

1、I型干扰素相关药物与Pristane匹配度很高

Pristane诱导过程中具有明显I型干扰素相关免疫特征。

因此,候选物如果作用于IFNAR、TYK2、JAK或相关信号,可以同时评价近端PD和远端疾病终点。

理想的数据链是:

靶点抑制→IFN相关基因下降→自身免疫减轻→免疫复合物减少→蛋白尿和肾病理改善。

2、B细胞项目要看到肾脏结果以后才完整

BAFF、B细胞和浆细胞类药物非常适合Pristane慢性模型。

但如果项目最终只看到B细胞下降、anti-dsDNA降低,就还没有证明狼疮肾炎治疗价值。

更重要的是继续向下观察:

肾小球IgG/C3沉积是否下降;

蛋白尿是否改善;

肾小球炎症是否减轻。

这样才能建立B细胞机制与器官获益之间的关系。

SECTION 05

05

肾脏核心药效终点应该怎样分层

狼疮肾炎评价不建议用一个蛋白尿指标承担全部结论。

建议至少拆成四层。

1、第一层:尿液终点

最基础的是蛋白尿。

相比单纯尿试纸,正式项目更推荐定量检测:

尿总蛋白;

尿白蛋白;

尿白蛋白/肌酐比值,即UACR。

其中UACR比较适合重复取样和不同尿量之间的校正。

对于长期Pristane模型,建议在治疗前建立基线,并在治疗过程中连续监测。

蛋白尿曲线比单个终点更有信息量。

2、第二层:肾功能和损伤指标

可以根据项目增加:

BUN;

血肌酐;

Cystatin C;

尿KIM-1;

NGAL等。

需要注意,小鼠肾脏具有较强代偿能力。

即使已经存在比较明显的肾小球炎症,血肌酐仍可能变化有限。

因此,BUN和血肌酐更适合作为支持指标,不建议单独判断模型成功或失败。

3、第三层:肾组织病理

推荐至少包含HE和PAS。

重点观察:

肾小球细胞增生;

系膜区扩张;

毛细血管袢异常;

炎症细胞浸润;

肾小管和间质损伤;

根据模型实际情况观察坏死、半月体等较重病变。

如果观察周期较长,还可以增加Masson等评价慢性纤维化。

正式项目建议建立预先定义的半定量评分体系,并进行盲法读片。

4、第四层:免疫复合物沉积

狼疮肾炎最重要的病理特征之一,就是免疫复合物及补体沉积。

建议重点评价:

肾小球IgG;

C3;

必要时增加IgM等。

免疫荧光最好进行统一曝光和定量。

如果候选药能够降低蛋白尿,同时IgG/C3沉积和肾小球炎症也同步减少,肾脏疗效的解释力会明显提高。

SECTION 06

06

自身抗体和系统免疫指标应该如何解释

1、自身抗体不能只做anti-dsDNA

Pristane诱导以后,不同品系可以形成不同自身抗体谱。

常见可以包括:

ANA;

anti-dsDNA;

anti-Sm;

anti-RNP等。

其中anti-Sm/RNP与Pristane模型的RNA相关自身免疫特征具有较强关联。

因此,项目具体选择哪些自身抗体,应根据品系历史数据和候选药机制确定。

没有必要机械地把所有抗体全部做一遍。

2、自身抗体下降和肾炎改善可能不同步

B细胞或浆细胞药物可能较早降低自身抗体,而已经沉积在肾小球中的免疫复合物和组织损伤恢复需要更长时间。

反过来,一些强抗炎药可能快速改善肾组织炎症和蛋白尿,却没有明显降低自身抗体。

这两种情况都可能出现。

因此,自身抗体和肾脏终点应该作为不同层级分别解释。

3、补体指标需要结合肾组织沉积

血清C3/C4可以作为系统性支持指标,但小鼠不同品系和模型中的变化未必像临床SLE一样稳定。

因此,真正做狼疮肾炎时,肾小球C3沉积通常比单独血清补体更接近器官病理。

SECTION 07

07

不同靶点药物的机制PD应该怎样设计

共同疾病终点可以统一,机制PD需要围绕具体靶点调整。

1、I型干扰素/TYK2/JAK类项目

可以重点评价:

IFN-α或相关蛋白;

ISG15;

MX1/Mx1;

CXCL10;

p-STAT1;

p-STAT2;

以及与具体靶点相关的其他PD。

近端PD最好在治疗较早阶段取材。

等到几个月后的终点再检测,可能已经错过最明显的靶点抑制窗口。

2、TLR7/IRAK4类项目

建议重点关注:

TLR7相关信号;

IRAK4及下游NF-κB/IFN相关变化;

单核细胞和pDC相关炎症;

anti-Sm/RNP等自身抗体。

Pristane适合观察长期疾病修饰,但如果项目只是希望最快证明TLR7是否命中,R848等快速模型通常更适合早期PoC。

Pristane更适合作为后续慢性升级模型。

3、BAFF/B细胞类项目

建议建立:

BAFF→B细胞状态→浆细胞→自身抗体→肾脏免疫沉积

这一条连续链。

常用细胞指标可以围绕B细胞和CD138⁺浆细胞设计。

如果药物主要影响成熟B细胞,但对长寿命浆细胞作用较弱,也需要提前预期自身抗体下降速度可能较慢。

4、补体项目

补体相关候选物重点不需要重复铺大量B细胞机制。

更应该关注:

肾组织C3;

必要的终末补体相关指标;

蛋白尿;

肾小球病理;

肾功能。

这样能够突出候选药真正作用位置。

SECTION 08

08

如何建立系统免疫改善与肾脏获益之间的关系

Pristane项目最有价值的地方,是能够把全身自身免疫和肾脏器官损伤连接起来。

1、建议按照时间顺序看结果

理想的上游免疫药通常会出现:

先看到机制PD下降;

随后自身抗体或异常免疫细胞发生变化;

再往后看到IgG/C3沉积和肾脏炎症改善;

最后表现为蛋白尿下降或病程延缓。

这些变化并不一定发生在同一个时间点。

如果所有指标只在最终处死时测一次,很难判断药物究竟先影响了哪一层。

2、肾脏改善快于自身抗体下降也有合理解释

例如候选物具有明显抗炎或髓系调节作用,可能迅速改善肾组织炎症。

即使自身抗体短期内变化有限,蛋白尿和病理也可能先改善。

这种结果不能简单判为“上游机制失败”。

关键是看候选药的预期作用位置。

3、真正的疾病修饰需要观察长期趋势

如果目标是Disease Modification,建议重点关注:

自身抗体持续增长是否被阻止;

新发蛋白尿是否减少;

已有轻度蛋白尿是否稳定;

肾组织免疫沉积是否延缓;

停药以后是否仍能维持部分获益。

这些终点比某一次IFN-α下降更接近长期产品价值。

SECTION 09

09

PK/PD和肾组织暴露应该怎样加入方案

对于企业候选药,Pristane是长周期模型,PK/PD的重要性反而更高。

1、长期口服小分子要确认整个给药周期内是否持续覆盖靶点

如果候选物半衰期较短,而每天给药一次无法持续覆盖TLR7、IRAK4、TYK2等靶点,终点药效不足可能来自暴露,而不是机制本身。

因此,可以在正式长期药效前先建立:

血浆PK;

稳态暴露;

必要的组织暴露;

近端PD持续时间。

根据结果确定给药频率。

2、肾组织暴露对于局部作用机制很重要

如果候选药希望同时作用于肾脏局部免疫细胞或肾实质细胞,建议增加肾组织浓度。

理想情况下,可以形成:

血浆暴露;

肾组织暴露;

靶点PD;

蛋白尿和病理

之间的对应关系。

3、生物药需要关注受体占有和功能性PD

单抗或其他生物药不一定适合用传统小分子组织浓度解释。

更有价值的是:

血清药物浓度;

受体占有率;

游离配体;

下游功能PD。

例如BAFF类项目可以将药物暴露与游离BAFF、B细胞变化和自身抗体进一步对应。

SECTION 10

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分组、随机化和阳性药应该如何设计

1、Pristane长期模型必须重视基线分层

最不建议的设计,是诱导后到了某个固定周数直接随机。

由于不同动物起病时间不同,各组基础蛋白尿和自身抗体可能已经存在明显差异。

如果项目进入治疗性窗口,更建议根据:

蛋白尿/UACR;

自身抗体;

必要的体重和其他疾病指标

进行分层随机。

这样后续组间变化才更容易解释。

2、正常组与Pristane模型组仍然有价值

正常组可以帮助判断:

Pristane到底造成了多大的肾脏和免疫变化;

治疗以后是否恢复到接近正常水平。

但药效核心统计比较仍然应该围绕模型对照和治疗组展开。

3、阳性药要根据实验目的选择

如果主要目的是证明模型能够被成熟免疫抑制治疗逆转,可以使用糖皮质激素、霉酚酸酯等具有狼疮肾炎临床背景的治疗作为参考。

如果候选物是明确靶点药,阳性药也不一定必须和候选物同机制。

阳性组的核心任务是提供稳定的模型响应基准。

4、长期模型要提前考虑脱落和无应答动物

Pristane病程长、个体异质性明显。

正式样本量不宜直接照搬急性炎症模型经验。

建议基于历史模型中蛋白尿和肾病理的变异系数、预计药效幅度进行样本量估算,同时考虑长期观察中的模型未达到入组标准和其他脱落情况。

SECTION 11

11

不同研发阶段如何配置Pristane狼疮肾炎数据包

Pristane周期较长,更适合分阶段使用,而不是第一次实验就把所有指标全部铺开。

1、早期靶点验证

如果候选药还处于机制PoC阶段,Pristane未必需要直接做到终末重度肾炎。

可以重点评价:

靶点PD;

IFN相关指标;

B细胞或髓系细胞;

自身抗体;

早期肾脏免疫沉积。

这一阶段主要确认长期自身免疫机制有没有被真正打断。

2、治疗窗口和剂量确认

候选药已经有明确机制以后,再进入蛋白尿出现后的治疗性研究。

建议配置:

低、中、高剂量;

血浆PK;

核心PD;

UACR;

自身抗体;

肾脏IgG/C3;

HE/PAS。

目标是建立剂量—暴露—PD—肾脏药效关系。

3、候选产品确认阶段

较成熟项目建议形成四个数据模块:

数据模块推荐内容
系统性SLEANA、关键自身抗体、补体和核心免疫细胞
狼疮肾炎UACR、肾损伤指标、HE/PAS、IgG/C3
机制PD与靶点直接对应的通路和细胞指标
暴露关系PK、肾组织暴露或受体占有、PD持续时间

如果产品强调疾病修饰,还可以增加停药观察。

如果主要强调肾脏治疗,则提高蛋白尿、组织病理和免疫沉积优先级。

如果强调上游免疫靶点,则需要把自身抗体和免疫细胞变化放在更靠前的位置。

SECTION 12

12

Pristane模型的适用边界与常见设计问题

1、看到Pristane可以出现肾炎,就默认适合所有LN项目

不同品系肾脏表型差异明显。

真正的狼疮肾炎项目首先要验证所用品系能否稳定达到项目需要的蛋白尿和肾病理程度。

2、治疗开始太早,却按照“治疗狼疮肾炎”解释

自身免疫尚未形成就开始给药,更多反映预防或早期疾病修饰。

如果项目定位治疗已经存在的LN,应尽量设置疾病入组标准。

3、所有动物固定在同一时间开始治疗

Pristane起病并不同步。

按基础疾病程度分层随机通常比单纯按诱导后周数随机更合理。

4、只用尿试纸评价蛋白尿

正式企业项目更建议增加尿蛋白定量或UACR,并连续追踪。

5、血肌酐正常就认为没有肾损伤

小鼠肾脏代偿能力较强。

早期或中度狼疮肾炎完全可能已经有明显免疫沉积和病理,但血肌酐变化有限。

6、只看anti-dsDNA,不看肾组织免疫沉积

自身抗体代表系统免疫异常,IgG/C3沉积和病理才更直接反映狼疮肾炎。

7、只看到自身抗体下降就认为肾炎已经改善

B细胞药物造成自身抗体下降以后,肾脏已经形成的免疫复合物和炎症可能需要更长时间恢复。

器官终点必须独立评价。

8、所有机制PD都放到最终处死时检测

JAK/TYK2、TLR7/IRAK4等近端PD可能在早期最明显。

建议设置独立早期PD时间点。

9、忽略长期给药暴露

Pristane实验可能持续较长时间。

候选药必须确认长期稳态暴露和持续靶点覆盖,否则阴性结果很难区分药物暴露不足还是靶点无效。

10、模型肾炎较轻时不断增加检测指标试图“证明有效”

如果核心肾脏表型本身不稳定,再增加更多炎症因子并不能解决模型适配问题。

首先应该重新评估品系、诱导条件和观察时间。

11、把Pristane作为所有狼疮肾炎候选药的唯一模型

如果项目核心是I型干扰素、TLR7、B细胞或长期疾病修饰,Pristane具有明显优势。

如果项目已经进入后期,并且需要在稳定重度狼疮肾炎中证明治疗能力,可以考虑再增加自发性LN模型形成第二模型验证。

对于Pristane诱导性SLE动物模型而言,狼疮肾炎药效评价真正困难的地方,并不是肾脏染色项目不够多。

它最大的挑战是病程慢、个体起病不同步,而且不同品系肾脏严重程度存在明显差异。

因此,真正高质量的企业项目首先需要把模型时间轴建立起来:自身免疫什么时候形成,蛋白尿什么时候出现,肾小球IgG/C3什么时候达到稳定差异,什么阶段开始治疗才能真正代表已有疾病。

在这个基础上,再把候选药的作用位置放进去。

对于IFN、TLR7/IRAK4、TYK2/JAK或B细胞类药物,理想的数据链可以表现为:

候选药达到有效暴露→靶点PD被持续抑制→异常免疫细胞和自身抗体逐步下降→肾小球免疫复合物和补体沉积减少→肾组织炎症改善→蛋白尿下降。

如果一个候选药只降低了IFN相关指标,却没有进一步改变自身抗体和肾损伤,可以说明靶点命中了,但疾病修饰深度仍然有限。

如果药物能够快速改善蛋白尿,却不明显改变自身抗体,则可能主要作用于肾脏炎症或终末效应阶段。

这两类结果具有不同的产品定位,不能简单用“有效或无效”概括。

当Pristane模型真正按照“疾病阶段—机制PD—系统免疫—肾脏损伤—暴露关系”来设计以后,它提供的就不只是一个慢周期SLE动物实验。

它可以进一步帮助企业判断候选物究竟具有早期免疫阻断能力、长期疾病修饰能力,还是更偏向已形成狼疮肾炎的器官保护作用,并为后续是否升级到MRL/lpr、NZB/W F1等重度狼疮肾炎模型提供更明确的决策依据。

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