新药研究开发关键技术 推进新的生物标志物应用
作为“重大新药创制”国家科技重大专项,新药研究开发关键技术项目旨在建立和验证潜在毒性生物标志物的新技术和新方法,确立一批在临床前评价药物对重要靶器官毒性的候选生物标志物,推进新的生物标志物在临床前毒性研究中的应用,提高我国临床前药物安全评价的总体水平,为我国新药研发及药物审评提供重要的技术支撑。
研究进展
2014年,该项目取得诸多研究进展。在免疫毒性生物标志物研究方面,建立了免疫毒性阳性药物动物模型;开展了非功能性指标和功能性指标的评价;完成了对大鼠基因表达谱影响的研究;初步筛选获得了共性差异表达基因28个。各项检测技术各有优势,可以从整体免疫功能、免疫器官和基因涉及的信号通路三个方面全面地评价动物的免疫毒性反应。提示可以将TDAR、组织病理学和基因表达谱三项指标联合起来用于免疫毒性的评价和预测。
在肾脏毒性生物标志物研究方面,完成了庆大霉素致犬肾损伤以及犬肾毒性生物标志物检测方法的建立及验证研究,证实了犬尿NGAL、Clusterin、NAG作为新的肾毒性生物标志物相对于传统标志物能在更早期对急性肾损伤进行预测。进行了庆大霉素致猴肾损伤的剂量探索研究以及猴肾毒性生物标志物的初步检测,初步确定猴尿中的α1-微球蛋白、NAG、微量白蛋白、丛生蛋白可能作为更为灵敏的猴肾毒性生物标志物。确定骨桥蛋白比传统的BUN和Cr具有更灵敏的肾损伤诊断效能。基因表达谱差异分析发现13个明显上调的miRNA及4个明显下调的miRNA,其中7个上调的miRNA上调幅度与病理学损伤具有良好的对应关系,可能成为新候选的肾毒性生物标志物。目前正在采用多柔比星建立猴的肾小球损伤模型,以探寻能够反映肾小球损伤的灵敏的生物标志物。
在肝脏毒性生物标志物研究方面,基本建立体外人肝细胞毒性模型和大鼠、食蟹猴体内肝毒性模型,完成了四氯化碳肝毒性血清和酮康唑肝毒性血清的双向电泳和质谱检定。结果显示,两种阳性血清中与对照组差异的蛋白有谷胱甘肽过氧化物酶、载脂蛋白(A-I、E)、C反应蛋白、维生素D结合蛋白等。进行了大鼠血清中维生素D结合蛋白和猴血清中载脂蛋白E的检测,通过对比传统的肝毒性标志物ALT,证实这两个标志物都具有较好的灵敏度,可以作为候选标志物进行研究。目前正在选择市售的具有潜在肝毒性的药物进行验证工作。此外,已经完成了大鼠肝毒性血清中miRNA的基因芯片检测工作,目前,正在进行PCR的设计和验证工作。
在心脏毒性生物标志物研究方面,选择典型的心脏毒性阳性药物阿霉素和异丙肾上腺素,建立了不同种属实验动物(大鼠和犬)的心脏毒性模型。采用阿霉素短期间断给药方式,建立了食蟹猴心脏损伤的毒性动物模型,发现血清中GPBB水平的显著增高可能预示心脏损伤,还需进一步实验证实。建立了SD大鼠心肌损伤模型,证明了cTnI与H-FABP具有较好的诊断早期心肌损伤的价值,其诊断效能高于传统心肌酶谱,而CRP对早期心肌损伤无诊断价值。
主要成果
通过研究确定免疫毒性相关敏感表达基因,应用于临床前药物免疫毒性评价的有效筛选,可以避免具有潜在免疫毒性的药物进入临床人体试验,降低临床用药风险,保障公众用药安全。本项目建立的基因芯片免疫毒性评价技术具有早期预测、检测快速、方法灵敏、结果准确以及高通量筛选的技术优势,有助于进一步完善药物临床前免疫毒性评价技术体系,为国内外开展药物免疫毒性研究提供技术支持。
成功建立的犬肾损伤模型进行了犬尿中新的标志物检测方法的研究,并将上述新的潜在肾毒性标志物与传统标志物进行了ROC曲线分析,评价各指标的灵敏度和特异性,证实了犬尿NGAL、Clusterin、NAG作为新的肾毒性生物标志物相对于传统标志物能在更早期对急性肾损伤进行预测,通过RT-PCR对肾脏标志物mRNA表达的检测,进一步证实了新的标志物的可靠性。该部分研究内容具有较好的创新性和应用性。
采用阿霉素建立的大鼠心肌损伤模型,研究结果表明cTnI与H-FABP具有较好的诊断早期心肌损伤的价值,其诊断效能高于传统心肌酶谱。cTnI、H-FABP以及GPBB的检测成功建立了这些潜在的心脏毒性标志物的检测方法,并为临床前心脏毒性的预测提供了更为灵敏的候选生物标志物。
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