關(guān)鍵詞：InSphero、3D InSight、hLiMTs、人類肝臟微組織、肝毒性評(píng)估、DILI、Akura微球培養(yǎng)板、3D細(xì)胞培養(yǎng)、FDA、NCTR、上海曼博生物

新聞提要

近日，InSphero與FDA的國家毒理學(xué)研究中心（NCTR）開展題目為“Physiological liver microtissue 384-well microplate system for preclinical hepatotoxicity assessment of therapeutic small molecule drugs"的聯(lián)合研究，在該研究中，使用InSphero 3D InSight人類肝臟微組織 (hLiMTs) 對(duì)152種FDA批準(zhǔn)的小分子藥物的肝臟毒性進(jìn)行評(píng)估測(cè)試，并將該3D肝臟微組織模型作為替代動(dòng)物模型和傳統(tǒng)2D肝細(xì)胞的肝毒性篩查方法的有效生理學(xué)替代方案，InSphero 3D InSight hLiMTs為藥物安全性測(cè)試提供更具預(yù)測(cè)性、可擴(kuò)展性和高通量的解決方案。

研究亮點(diǎn)

1、該研究測(cè)試了152種FDA批準(zhǔn)的小分子藥物，并證明3D肝臟微組織可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)DILI。

2、所應(yīng)用的3D體外肝臟模型正確標(biāo)記了80%因肝毒性而撤回的藥物(withdrawn drugs)，同時(shí)準(zhǔn)確分類了89%的安全藥物(safe drugs)。對(duì)于針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的肝毒性藥物，肝臟微組織的測(cè)試成功率達(dá)到了90%。

3、InSphero 384-well Akura微球培養(yǎng)板的使用實(shí)現(xiàn)了高通量篩選，使該系統(tǒng)模型具有可擴(kuò)展性，是大規(guī)模肝毒性評(píng)估應(yīng)用的理想選擇。

4、該研究不僅標(biāo)志著早期肝臟毒性檢測(cè)的重大進(jìn)展，還突顯了3D肝臟微組織技術(shù)先進(jìn)的預(yù)測(cè)能力。

研究結(jié)果淺析

1、背景和目的：肝毒性阻礙了治療藥物的開發(fā)

在藥物開發(fā)過程中盡早檢測(cè)肝毒性化合物有助于將資源集中于治療化合物。然而，目前的安全性評(píng)估仍然經(jīng)常無法預(yù)測(cè)人類的肝毒性，導(dǎo)致許多藥物開發(fā)在后期發(fā)展階段被迫終止。微生理系統(tǒng)是聚焦于精確模擬生理器官特征的體外系統(tǒng)，旨在提高肝毒性的預(yù)測(cè)能力。人類肝臟微組織是原發(fā)性實(shí)質(zhì)和非實(shí)質(zhì)性肝細(xì)胞的球形共培養(yǎng)物，它們模擬了肝臟的基本特征，并且比2D肝細(xì)胞培養(yǎng)更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)肝毒性。

2、評(píng)估方案

為了進(jìn)一步評(píng)估肝臟微組織在肝毒性評(píng)估中的相關(guān)性，將152種FDA批準(zhǔn)的小分子藥物在人類hLiMTs中的細(xì)胞毒性（細(xì)胞ATP IC50）與藥物標(biāo)簽肝毒性和總峰值血漿濃度（Cmax）進(jìn)行了比較，將ATP IC50與Cmax的比值定義為C2C進(jìn)而評(píng)估藥物肝臟毒性。

（1）據(jù)肝臟毒性水平對(duì)152種FDA批準(zhǔn)的小分子藥物進(jìn)行不同水平分類

（2）C2C評(píng)估DILI相關(guān)性

在5折交叉驗(yàn)證 (Five-fold cross-validation) 實(shí)驗(yàn)中，hLiMTs模型準(zhǔn)確分類了“vNo-DILI-concern " 的藥物中80%~90%的藥物，而在“vMost-DlLl-concern" 藥物中hLiMTs模型對(duì)藥物分類的準(zhǔn)確率在50%~83.3%之間。

（3）基于藥物標(biāo)簽分類的肝毒性對(duì)比

與藥物標(biāo)簽顯示的肝臟毒性數(shù)據(jù)相比，hLiMTs對(duì)Boxing warning藥物和Withdrawn藥物的肝臟毒性評(píng)估準(zhǔn)確率分別達(dá)到70%和80%；在藥物標(biāo)簽中沒有提及肝毒性的49種藥物中的43種藥物的肝臟毒性被評(píng)估為陰性，其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到87.8%。

（4）基于DILIrank 數(shù)據(jù)庫分類的肝毒性對(duì)比

與DILIrank 數(shù)據(jù)庫分類結(jié)果相比，hLiMTs對(duì)藥物的肝臟毒性預(yù)測(cè)結(jié)果如下：

hLiMTs對(duì)vNo-DILI-concern類藥物的肝毒性預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到88.9%(40/45)；對(duì)于vMost-DILI-concern分類藥物中對(duì)急性肝衰竭、致命性肝毒性藥物的預(yù)測(cè)率分別為100.%(3/3)、76.3%(29/38)。

（5）基于ATC一級(jí)分類的肝毒性對(duì)比

與ATC一級(jí)分類藥物的肝毒性數(shù)據(jù)相比，hLiMTs對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)類藥物中的vNo-DILI-concern和vMost-DILI-concern的肝毒性預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率分別達(dá)到90.9%(10/11)和91.6%(11/12)。

3、結(jié)論

受試藥物的體外細(xì)胞毒性和肝毒性之間的相關(guān)性表明，在藥物開發(fā)過程的早期，人體肝臟顯微組織(hLiMTs)可用于檢測(cè)肝毒性化合物。

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