疫情下的醫(yī)學(xué)新答案：非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物替代模型的選擇與評(píng)價(jià)

 
近日，針對(duì)新冠疫情導(dǎo)致的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物(non-human primate, NHP)短缺，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA)向新藥研發(fā)和研究人員發(fā)布新建議，敦促他們?cè)?strong>一般毒理學(xué)研究中考慮使用NHP的替代品。
 
這項(xiàng)FDA文件是近年來開始出現(xiàn)的減少臨床前研究中使用NHP這一趨勢(shì)的最新例證。
 
 
什么是NHP？

NHP通常被認(rèn)為是評(píng)估免疫刺激性抗體和相關(guān)產(chǎn)品毒性的金標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榕c其他臨床前動(dòng)物模型相比，NHP與人類的基因同源性最高。

用體外試驗(yàn)替代NHP對(duì)只發(fā)生在體內(nèi)的細(xì)胞非自主毒性作用，會(huì)有不能真實(shí)反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，例如不能真實(shí)反應(yīng)細(xì)胞因子釋放綜合征 (cytokine release syndrome, CRS) 的機(jī)制。

另一方面來說，大多數(shù)體內(nèi)臨床前模型（如嚙齒動(dòng)物、犬和兔）缺乏人特異性藥物靶點(diǎn)，轉(zhuǎn)化價(jià)值也非常低。

 
JAX hu-PBMC-NSG小鼠是移植有提前表征的人外周血單核細(xì)胞 (human peripheral blood mononuclear cell, PBMC) 的NSG™免疫缺陷小鼠，旨在用來在更小范圍內(nèi)重現(xiàn)具有功能性的人免疫系統(tǒng)。經(jīng)移植的小鼠已從簡(jiǎn)單的“嚙齒動(dòng)物模型”變成了與轉(zhuǎn)化相關(guān)的體內(nèi)分析平臺(tái)。
  在CRS評(píng)價(jià)研究中，hu-PBMC-NSG小鼠的轉(zhuǎn)化價(jià)值尤為突出。例如，與目前大多數(shù)藥物開發(fā)人員可用的臨床前檢測(cè)不同，hu-PBMC-NSG平臺(tái)允許檢測(cè)人特異性激活分子（如CD28超激動(dòng)劑TGN1412）的毒性（圖1）。
   （圖1：hu-PBMC-NSG小鼠被注射了溶劑 (PBS) 或兩種不同的CD28/CD抗體28和TGN1214超激動(dòng)劑。直方圖表示所示化合物誘導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子的數(shù)量。橫軸表示不同的供體（A、B 和 C）。值得注意的是，T細(xì)胞超激動(dòng)劑CD28抗體 和TGN1412對(duì)免疫細(xì)胞的過度活化程度因供體而異，反映了人類群體中免疫應(yīng)答的多樣性。）
 
 
不同于NHP，研究人員可以在hu-PBMC-NSG小鼠體內(nèi)植入腫瘤，以評(píng)估藥物靶點(diǎn)作用引起的免疫毒性。當(dāng)分析雙特異性抗體（如靶向CD3的雙特異性抗體）的CRS可能性時(shí)，這一特色至關(guān)重要（圖2）。因?yàn)樵u(píng)估此類抗體的活性和潛在毒性時(shí)，需要兩個(gè)抗體臂分別作用于其抗原靶標(biāo)。
 
事實(shí)上，可以認(rèn)為hu-PBMC-NSG小鼠比NHP更適合于免疫腫瘤藥物的毒理學(xué)評(píng)價(jià)，因?yàn)檠芯咳藛T可以在目標(biāo)腫瘤存在的情況下評(píng)價(jià)免疫毒性。
  （圖2：移植或未移植MDA-MB-231的hu-PBMC-NSG小鼠分別用PBS（溶劑）、CD28抗體（陽性對(duì)照）、Keytruda（陰性對(duì)照）或針對(duì)EGFR的CD3雙特異性抗體進(jìn)行處理。僅腫瘤攜帶小鼠表現(xiàn)出雙特異性抗體介導(dǎo)的免疫毒性（如箭頭所示））