抗肿瘤药物开发中体外心脏的安全性风险评估

背景:酪氨酸激酶抑制剂以及其他种类的小分子癌类药物会导致严重的心脏毒性。目的:通过观察抗肿瘤药物在兔体外心脏心电图、心肌动作电位及相关离子通道和心肌细胞毒性的作用,对心脏安全再评价。方法:将兔进行体外心脏灌流,采用舒尼替尼(Sunitinib,0.3,3,10μmol/L),克唑替尼(Crizotinib,0.3,1,3μmol/L),多柔比星(Doxorubicin,1,30μmol/L)顺序灌流120 min,并设空白对照组进行对比,记录心电图和左心室内压。采用手动膜片钳检测3种药物对人源诱导多能干细胞分化的心肌细胞(hiPSC-CMs)动作电位及相关离子通道hERG,Nav1.5和Cav1.2通道电流的影响,采用CellTiter-Glo荧光细胞活力法检测hiPSC-CMs中ATP的水平。结果与结论:①体外心脏灌流实验结果显示:与空白对照组相比,Sunitinib和Crizotinib在≥3μmol/L浓度灌流下可减慢兔心率(P<0.01),延长QT/QTc间期(P<0.01),左心室内压有不同程度的降低。②手动膜片钳实验显示,与空白对照组相比,Sunitinib和Crizotinib在3μmol/L浓度灌流时可明显延长hiPSC-CMs动作电位时程(P<0.01),抑制hERG,Nav1.5和Cav1.2离子通道电流;并结合供试品分析,标识浓度与回收液测定浓度有不同程度的差异。③细胞活力检测结果显示,与空白对照组相比,Sunitinib(IC_(50)=4.64μmol/L),Doxorubicin(IC_(50)=4.21μmol/L)和Crizotinib(IC_(50)=2.87μmol/L)处理后hiPSC-CMs细胞内ATP水平明显降低,即细胞活力显著降低(P<0.01)。④上述结果证实,实验成功建立了抗肿瘤药物的早期心脏安全性评价方法,为后续抗肿瘤药物的开发提供良好的支持和帮助。

抗心律失常复方中药稳心颗粒的心脏安全性再评价

目的整合在体、离体、细胞、分子多功能指标,观察抗心律失常复方中药稳心颗粒(WXKL)对大鼠心脏和豚鼠离体心脏心电图、心肌细胞表型及hERG离子通道电流作用,对心脏安全性再评价。方法 1大鼠在体实验:WXKL72.9 g·kg^(-1)剂量ig给予,连续7 d,然后进行Ⅱ导联心电图记录。2豚鼠离体心脏实验:按照正常灌流液10 min,WXKL 3×10^(-2) g·L^(-1) 10 min顺序灌流,记录心电图。3高内涵细胞表型实验:H9C2心肌细胞加入WXKL 1×10^(-2)、1×10^(-3) g·L^(-1) 24 h后,换成0.1μmol·L^(-1)Hoechst 33342、Mito Tracker Deep Red FM 2种荧光分子探针作用20 min,再加入Rhod2 AM荧光分子探针作用30 min,进行活细胞成像。4全自动膜片钳Ionworks系统记录hERG通道电流实验:加入含有(1×10^(-2)、1×10^(-2.5)、1×10^(-3)、1×10^(-3.4) g·L^(-1))WXKL的细胞外液,记录hERG通道电流,分析hERG通道活性I_x。结果 1大鼠在体实验:与空白对照组比,WXKL72.9 g·kg^(-1)及阳性药VER 3.6×10^(-2)g·kg^(-1)对P-R间期、QRS间期、QTs间期、心率差异无统计学意义。2豚鼠离体实验:与空白对照组相比,WXKL 3×10^(-2) g·L^(-1)组P-R间期、QRS间期、Q-T间期、心率并没有显著性差异,阳性药奎尼丁3.25×10^(-3) g·L^(-1)延长QRS间期、Q-T间期,减慢心率(P<0.01),而P-R间期差异无统计学意义。3高内涵细胞表型实验:与空白对照组相比,各浓度WXKL对H9C2心肌细胞的数量、线粒体质量及细胞内钙流强度未显著性改变,而Ⅲ类抗心律失常阳性药胺碘酮在6.82×10^(-3) g·L^(-1)剂量下则对H9C2心肌细胞有显著性改变损害。4全自动膜片钳Ionworks系统记录hERG通道电流实验:与空白对照组相比,各浓度的WXKL未显著性改变hERG通道电流,hERG通道活性没有差异,阳性药奎尼丁3.25×10^(-4)g·L^(-1)阻断hERG通道,抑制hERG通道活性(P<0.01)。结论根据本研究首次建立的多指标综合评价方式,WXKL是一种对心脏较安全的抗心律失常复方中药。

Liguzinediol的正性肌力作用机制及心脏安全性

目的探索Liguzinediol(LZDO)对正常大鼠离体心脏正性肌力作用的机制,并评价其心脏安全性。方法①大鼠离体心脏实验:按照灌流液(空白对照)→LZDO 100μmol.L-1→洗脱的顺序灌流,持续5 min并于灌流5 min末记录大鼠离体心脏左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末期压(LVEDP)、左室内压最大上升/降速率(±dp/dtmax)及心率(HR)。②豚鼠在体和离体实验:在体实验按照生理盐水→LZDO 1.7 g.kg-1的顺序经颈外静脉缓慢推注,持续5 min,于每次处理后5 min记录5只豚鼠心电图。离体实验按照灌流液(空白对照)→LZDO 300μmol.L-1的顺序灌流,持续5 min,于灌流5 min末记录豚鼠离体心脏心电图。分析P-R间期和心率校正QT间期(QTc间期)。③膜片钳全细胞法记录细胞膜离子通道电流:按照灌流液(空白对照)→尼莫地平2μmol.L-1顺序灌流左心室肌细胞,记录电流。灌流液(空白对照)→LZDO100μmol.L-1的顺序灌流,于灌流5 min末记录其5个细胞的L型钙电流。另两组实验按照灌流液(空白对照)→LZDO 1→10→100→300μmol.L-1的顺序灌流,于灌流5 min末记录hNav1.5和hERG电流。④激光共聚焦方法测定左心室心肌细胞的钙释放量:按照灌流液(空白对照))→LZDO 100μmol.L-1的顺序灌流,于灌流2 min和30 min末记录心肌细胞钙释放量。结果①大鼠离体心脏实验:尼莫地平1μmol.L-1和rethenium red 5μmol.L-1均能完全阻断LZDO 100μmol.L-1的正性肌力作用。②豚鼠在体和离体心电图实验:豚鼠在体给予LZDO 1.7 g.kg-1或豚鼠离体心脏灌流LZDO 300μmol.L-1后,P-R及QTc间期并没有显著性改变。③细胞膜离子通道电流实验:LZDO 100μmol.L-1未能显著地增加大鼠左心室肌细胞的L型钙电流;LZDO 1,10,100和300μmol.L-1未能显著地改变hNav1.5和hERG电流。④激光共聚焦测定左心室心肌细胞钙释放实验:LZDO 100μmol.L-1显著增加左心室心肌细胞钙释放,于2 min末钙释放量达到最大值,并能维持到30 min(P<0.05)。结论 LZDO对L型钙通道无直接作用,LZDO是通过作用肌浆网钙释放来起到正性肌力作用的;LZDO在体1.7 g.kg-1或离体300μmol.L-1无致心律失常的作用。

ICH对药物临床前心脏安全性评价的技术要求

以动物或动物组织为实验对象的心脏安全性评估是各类新药进入临床试验前必须考虑的一个重要因素。人用药品注册技术国际协调会(ICH)已制定了关于心脏安全性评估的框架性指南S7B文件。ICH指南对当前临床前药物的心脏安全评估的法规及具体技术应用有:在体动物心电图、离体动物心脏心电图、离体动物心脏动作电位、形成动作电位的各离子通道电流、高通量离子通道功能筛选、浦氏纤维动作电位、分离的心室肌细胞或浦氏细胞动作电位等。为了使我国临床前药物的心脏安全性评估更加规范,文中就ICH的心脏安全性评价的文件S7B以及临床前药物安全性评价的法规及技术平台进行介绍和分析,同时对西方制药企业在临床前药物的心脏安全性评估方面涉及的技术、离子通道、动物的种类等进行了归纳总结,以便为我国新药(尤其是中药注射剂)的心脏安全性评价提供借鉴。

心脏安全药理学评价新策略——CiPA

心脏安全药理学评价是药物开发的重要环节。现有的心脏安全药理学评价主要是依据人用药品注册技术国际协调会(ICH)制定了关于心脏安全性评估的框架性指南S7A/B文件进行,但随着对心律失常机制认识的深入,上述评价方法的弊端日益凸显。新的评价心脏安全性策略——综合性离体致心律失常风险评估(CiPA)应运而生。这是一种基于人类自身机制的、研究药物对人类心脏多个离子通道影响、应用计算机模拟技术及人源化细胞系的全新评价策略。本文介绍和分析CiPA,以期为我国心脏安全药理学评价提供借鉴。

人诱导多功能干细胞分化的心肌细胞在心脏安全性评价中的应用

心脏毒性是导致药物研发中断或撤市的主要原因之一。目前,临床前药物心脏安全性评价主要检测药物对h ERG(Human ether-a-go-go)单一钾离子通道的阻断作用和药物对动物心电图QT间期的影响。这些检测假阳性率高,已经影响了新药研发的进程。人诱导多功能干细胞分化的心肌细胞(Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hi PSC-CMs)具有人心肌细胞相似的结构与性质,为临床前药物心脏安全性评价提供了新的细胞模型,已经成为了未来心律失常检测方法--体外综合性心律失常检测(Comprehensive in vitro proarrhythmia assay,Ci PA)的组成内容之一。此外这种技术也促进了非心律失常心脏毒性(包括药物导致的结构性心脏毒性与收缩性心脏毒性)检测方法的发展。文章介绍hi PSC-CMs的基本特性、在临床前药物心脏安全性评价中的研究进展以及局限性。

基于风险的C-QTc研究策略在药物心脏安全性评价中的应用

目的:探讨在早期药物心脏安全性评价中基于风险浓度-QTc(concentration-QTc,C-QTc)的研究策略。方法:参考ICH-E14全面QT研究(thorough QT study,TQT研究)指南和FDA'白皮书'指导原则,结合既往实际开展TQT研究及C-QTc研究经验,探讨应用C-QTc研究评估药物心脏安全性研究策略。结果:本文探讨了C-QTc研究代替TQT研究对候选药物进行心脏安全性评价的方法,并对C-QTc研究的适用范围、受试人群选择、样本量、剂量设计、组别设计、心电图数据采集、C-QTc模型建立及评价、结果判定及安全预案进行分析及阐述。结论:前期基于风险的充分设计考虑是成功开展以C-QTc模型评价新药心脏安全性的基础,对豁免开展TQT研究具有重要意义。