最近猴哥又火了,今天来聊聊咱创新药开发,这猴子实验真是非做不可吗?
1、相关种属是第一性原理
临床前安评并不一定非猴不可!
小分子一般毒理常用啮齿类加一个非啮齿类,比如大鼠加比格犬;生殖发育毒性常用大鼠加兔子;遗传毒性依赖体外体系和啮齿类体内试验。
决定用什么动物的原则是“相关种属”。
背后的科学逻辑是受试药物在所选动物体内能产生与人体预期相似、且有解释意义的药理作用。
对小分子,很多靶点和代谢风险可通过大鼠、犬、体外体系、毒代动力学和病理评价建立一套完整的判断。
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但生物药不同。
抗体、融合蛋白、细胞因子、双抗这类分子能不能在动物体内发挥作用,取决于能否识别动物对应的靶蛋白。
猴子,尤其食蟹猴,和人在进化上更近。
很多人源靶点在食蟹猴中的蛋白序列、表位结构、组织表达和下游信号和人体内非常接近。
因此,药物能在食蟹猴体内产生与人体相似的靶点结合、受体占有、细胞反应和组织毒性。
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生物药的风险大都是on-target toxicity
一个靶点如果同时在肿瘤细胞和正常组织表达,那靶向肿瘤的同时正常组织也可能受伤。
再比如,药物是激活免疫的,一旦过度激活,细胞因子释放、低血压、发热、器官损伤都可能出现。
ADC更复杂,既要看靶点表达,也要看linker稳定性、payload系统暴露和旁观者效应。
这些场景下动物实验可帮研发团队判断毒性来自哪里,和药理机制是否一致,是否有剂量相关性,停药能否恢复,临床有没有指标可以监测。
这也是为什么ICH S6(R1)特别强调相关动物种属。
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监管不关心用不用猴子,而是需要证明选的动物 和人有足够强的生物学连接。
2、首次人体剂量,动物实验最硬的坎
动物实验的另一价值是确定首次人体试验起始剂量。
小分子常用动物NOAEL换算等效剂量,再加安全系数,但生物药,尤其是免疫调节药物, 不能机械使用这套方法。
有些药物活性非常强,非常低的剂量就足以在人体触发生物效应。
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TGN1412事件是典型案例。
TGN1412是TeGenero开发的人源化抗CD28单抗。
CD28是T细胞共刺激受体,正常情况T细胞激活需TCR信号和CD28共刺激。但TGN1412可不依赖TCR情况下调节T细胞。
2006年在英国进行首次人体试验,纳入8名健康志愿者,其中6人接受TGN1412,2人接受安慰剂。
给药剂量约0.1 mg/kg,这是按当时动物数据推算被认为是很低的起始剂量。
结果6名接受药物的志愿者很快出现严重反应,包括发热、疼痛、低血压、全身炎症反应,随后发展为严重细胞因子风暴和多器官损伤。
这事儿是生物药首次人体试验史上著名的灾难之一。
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后续调查研究发现人CD4+ effector memory T cells表达CD28,被TGN1412刺激后可释放IL-2、IFN-γg等炎症因子,诱发强烈细胞因子反应。
而食蟹猴中这类CD4+ effector memory T cells 缺乏CD28表达,因此不会被激活。
这就是相关种属概念的底层逻辑!
动物不光得有靶点,还要看关键细胞类型、表达状态、组织环境和功能反应是否和人一致。
也就是说猴子实验也不是万能的。
做了猴不代表人体一定安全,猴子没出事,也不代表人不会出事。
关键是猴子模型是否具有和人体生物学环节类似的机制。
TGN1412后,行业对首次人体试验更重视MABEL,也就是最小预期生物效应水平。
思路不是从动物多大剂量没毒开始,转变为 人体里多低剂量能产生生物效应。
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这个转变非常重要,因为免疫激动剂的风险往往不是传统毒性,而是过强药理作用。
猴子毒理提供耐受性和暴露信息,人源体外系统提供人体细胞反应信息,PK/PD模型帮助理解量效关系,MABEL给出谨慎的起点,临床方案再通过哨兵给药、序贯给药、观察间隔和停药规则把风险控制住。
最终的起始剂量不是算出来的,而是通过一整套证据推出来的。
3、安全性数据的意义
如果猴子出现机制相关毒性,但和剂量相关、可逆、可监测,反而能帮助项目更稳地进入临床。
因为研发团队知道风险在哪,也知道如何在临床上设计监测和停药规则。
这就是安评的意义。
没毒性信号,不一定是好数据。有毒性信号,也不一定是坏数据。关键是能不能解释,能不能被管理。
很多人以为安评是证明药物安全,其实准确地说,安评是证明风险可管理。
肿瘤、自免、罕见病、慢病,不同适应症的风险收益背景完全不同。
同样的毒性,在晚线肿瘤里可能可以接受,在健康志愿者或慢病长期用药里就不被接受。
TGN1412案例也提醒行业,相关性必须具体到危险机制本身。
不能因一个动物总体上接近人,就默认它能预测所有人体风险。
现在高风险药物开发会越来越强调综合证据。包括: 体外人源系统、动物毒理、受体占有率、PK/PD以及MABEL等。
任何一个环节都不能自称终局答案。
4、替代技术会改变猴子实验,但短期内很难完全替代
现在行业在努力减少动物实验。
人源细胞模型、类器官、organ-on-chip、人源化小鼠、PBPK建模、in silico预测、组织交叉反应、单细胞表达图谱和历史对照数据库,都在让临床前评价更精细。
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科学和伦理上讲,能不用动物就不用,能少用就少用,必须用时也要提高每只动物提供的信息量。
3R原则能只喊口号,要成为试验设计的一部分。
但要说这些技术能全面取代猴子实验还太早。因为人体风险来自完整系统,而非单一细胞反应。
人体多种系统相互作用,很多毒性只有在完整生物体中才会显现。
所以现实不是不做猴子实验,而是猴子实验变得更少、更准、更 有解释力。
5、结语:猴哥猴哥!
猴子实验昂贵,复杂,也不可能完美预测人体风险,但对很多生物药说,它仍回答了其他模型很难回答的问题。
所以能不用坚决不用;必须用,就要证明为什么必须用;用了后要回答人体风险。
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如果猴子实验不能解释靶点相关性、暴露、安全窗和临床起始剂量,那问题不在猴子,而是研发人员的脑子了~
最近猴哥闹出的事情太多,写一篇基础知识回到事情本质上,给我们自己的思维降降火~
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