新聞提要

近日，InSphero與FDA的國家(jia)毒(du)理(li)學(xue)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中心（NCTR）開展題目為“Physiological liver microtissue 384-well microplate system for preclinical hepatotoxicity assessment of therapeutic small molecule drugs”的聯合研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，在該研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中，使用(yong)InSphero 3D InSight人(ren)類肝(gan)臟(zang)微組(zu)織(zhi) (hLiMTs) 對152種FDA批(pi)準的小分子藥物的肝(gan)臟(zang)毒(du)性(xing)進(jin)行評(ping)估測(ce)試，并(bing)將該3D肝(gan)臟(zang)微組(zu)織(zhi)模型(xing)作為替代動(dong)物模型(xing)和傳統(tong)2D肝(gan)細胞的肝(gan)毒(du)性(xing)篩(shai)查(cha)方法的有效(xiao)生理(li)學(xue)替代方案，InSphero 3D InSight hLiMTs為藥物安全性(xing)測(ce)試提供更具預(yu)測(ce)性(xing)、可擴(kuo)展性(xing)和高通量的解決方案。

研究亮點

1、該研(yan)究測試了152種FDA批準(zhun)的小分子藥物，并證明3D肝臟微組織可(ke)以準(zhun)確預(yu)測DILI。

2、所應用的(de)(de)3D體外肝(gan)(gan)臟模(mo)型正(zheng)確標記了(le)80%因肝(gan)(gan)毒(du)性而(er)撤回(hui)的(de)(de)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)(withdrawn drugs)，同時準確分(fen)類了(le)89%的(de)(de)安(an)全(quan)藥(yao)(yao)物(wu)(wu)(safe drugs)。對(dui)(dui)于針(zhen)對(dui)(dui)神經系統的(de)(de)肝(gan)(gan)毒(du)性藥(yao)(yao)物(wu)(wu)，肝(gan)(gan)臟微組織的(de)(de)測試(shi)成功率達到(dao)了(le)90%。

3、InSphero 384-well Akura微球培(pei)養板的使用實現了高通量篩(shai)選，使該系統模型具有可擴展性，是大規模肝毒性評估應用的理(li)想選擇。

4、該研究(jiu)不僅標志著(zhu)早期肝臟(zang)(zang)毒性檢測的重大進(jin)展，還突顯了3D肝臟(zang)(zang)微組織技(ji)術先(xian)進(jin)的預測能(neng)力。

研究結果淺(qian)析

1、背景(jing)和目的(de)：肝毒性阻礙了治(zhi)療藥物的(de)開(kai)發

在藥物開發(fa)過程(cheng)中盡早檢測(ce)肝(gan)毒(du)性(xing)化(hua)合物有助于(yu)將(jiang)資源(yuan)集中于(yu)治療(liao)化(hua)合物。然(ran)而，目(mu)前的(de)安全性(xing)評估仍然(ran)經(jing)常無法預(yu)測(ce)人(ren)類的(de)肝(gan)毒(du)性(xing)，導致許多藥物開發(fa)在后期發(fa)展階段被迫終止(zhi)。微(wei)(wei)生(sheng)理系(xi)統是聚焦(jiao)于(yu)精(jing)確模擬生(sheng)理器官特征(zheng)的(de)體外系(xi)統，旨在提高肝(gan)毒(du)性(xing)的(de)預(yu)測(ce)能力(li)。人(ren)類肝(gan)臟(zang)微(wei)(wei)組織是原發(fa)性(xing)實質和非實質性(xing)肝(gan)細胞的(de)球形共培養物，它們(men)模擬了肝(gan)臟(zang)的(de)基本特征(zheng)，并且比2D肝(gan)細胞培養更(geng)準確地(di)預(yu)測(ce)肝(gan)毒(du)性(xing)。

2、評估(gu)方(fang)案

為(wei)了進(jin)(jin)(jin)一步評估(gu)肝(gan)臟(zang)微(wei)組織在肝(gan)毒(du)性評估(gu)中(zhong)的相(xiang)關(guan)性，將152種FDA批準的小分子藥物(wu)(wu)在人類hLiMTs中(zhong)的細(xi)胞毒(du)性（細(xi)胞ATP IC50）與藥物(wu)(wu)標簽肝(gan)毒(du)性和總峰值(zhi)血漿濃度（Cmax）進(jin)(jin)(jin)行了比(bi)較，將ATP IC50與Cmax的比(bi)值(zhi)定(ding)義為(wei)C2C進(jin)(jin)(jin)而評估(gu)藥物(wu)(wu)肝(gan)臟(zang)毒(du)性。

（1）據肝臟毒性(xing)水(shui)平對152種FDA批準的小分子藥(yao)物進行不同水(shui)平分類

（2）C2C評(ping)估DILI相關性(xing)

在5折交叉驗證(zheng) (Five-fold cross-validation) 實驗中，hLiMTs模型準(zhun)確(que)(que)分(fen)類了“vNo-DILI-concern " 的藥(yao)物(wu)中80%~90%的藥(yao)物(wu)，而(er)在“vMost-DlLl-concern" 藥(yao)物(wu)中hLiMTs模型對藥(yao)物(wu)分(fen)類的準(zhun)確(que)(que)率在50%~83.3%之間。

（3）基于藥物標簽(qian)分(fen)類的(de)肝毒性對比

與藥物(wu)(wu)(wu)標簽顯(xian)示的肝臟(zang)毒性數據(ju)相比，hLiMTs對Boxing warning藥物(wu)(wu)(wu)和Withdrawn藥物(wu)(wu)(wu)的肝臟(zang)毒性評估準(zhun)確率分別達(da)到70%和80%；在藥物(wu)(wu)(wu)標簽中沒有提(ti)及肝毒性的49種(zhong)藥物(wu)(wu)(wu)中的43種(zhong)藥物(wu)(wu)(wu)的肝臟(zang)毒性被評估為(wei)陰(yin)性，其預測準(zhun)確率達(da)到87.8%。

（4）基于DILIrank 數據庫(ku)分類的肝毒性對(dui)比(bi)

與(yu)DILIrank 數據(ju)庫(ku)分類結(jie)果(guo)(guo)相比，hLiMTs對(dui)藥物的肝(gan)臟毒性預測結(jie)果(guo)(guo)如下(xia)：

hLiMTs對vNo-DILI-concern類藥物的(de)肝(gan)毒性預(yu)測準確率(lv)達(da)到88.9%(40/45)；對于vMost-DILI-concern分(fen)類藥物中對急(ji)性肝(gan)衰(shuai)竭、致命性肝(gan)毒性藥物的(de)預(yu)測率(lv)分(fen)別為(wei)100.%(3/3)、76.3%(29/38)。

（5）基于ATC一級分(fen)類的肝毒性對比

與ATC一級分(fen)(fen)類藥物(wu)的(de)肝(gan)毒性數據(ju)相比，hLiMTs對神經系統類藥物(wu)中的(de)vNo-DILI-concern和(he)vMost-DILI-concern的(de)肝(gan)毒性預(yu)測準確(que)率分(fen)(fen)別達到90.9%(10/11)和(he)91.6%(11/12)。

3、結論

受(shou)試藥物的(de)體(ti)外細胞毒性(xing)和肝(gan)毒性(xing)之間(jian)的(de)相關(guan)性(xing)表明(ming)，在藥物開發過程(cheng)的(de)早(zao)期，人體(ti)肝(gan)臟顯微組織(zhi)(hLiMTs)可用于檢測肝(gan)毒性(xing)化合物。

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