影響藥物臨床前研究結(jié)果預(yù)測有效性的因素
藥物研發(fā)的臨床前評價研究中，除了選擇合適且理想的小鼠疾病模型外，還應(yīng)該清醒意識到，有許多因素可以直接影響到實驗結(jié)果轉(zhuǎn)化有效性。還是以ALS中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病損傷研究為例，小鼠年齡、性別和環(huán)境等也是重要的影響因素。不同物種品系都有自己獨特壽命、組織特異細(xì)胞生命周期、氧化應(yīng)激反應(yīng)、以及基因表達(dá)譜特征等，而這些特征都與年齡相關(guān)，可直接影響到年齡相關(guān)疾病進(jìn)程的差異。

年齡與ALS關(guān)系也受到環(huán)境因素影響，比如，飲食和緊張壓力等。不同動物飼養(yǎng)環(huán)境及研究課題組會有不同動物種群品系的繁育管理體系與方法，對動物緊張壓力和行為反應(yīng)產(chǎn)生不同影響。性別是ALS的危險影響因素，雄性較雌性更傾向發(fā)生ALS疾病，雌性ALS小鼠模型相對活得也更長。

雖然，人與小鼠的基因組有接近98%的相似性，但在DNA甲基化或組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)方面，卻存在明顯物種差異，從而影響到基因表達(dá)的可變性。物種間器官組織系統(tǒng)的解剖學(xué)和生理學(xué)不同，比如人與小鼠大腦解剖學(xué)上的顯著差異，也會影響到ALS疾病表型（中樞神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼�。┑牟町惣八幬锓磻�(yīng)。

如何提高小鼠疾病研究轉(zhuǎn)化效率，也是藥物臨床前評價研究面臨的挑戰(zhàn)。過去10多年來，在十幾個ALS治療藥物臨床前動物試驗中，都表現(xiàn)有緩解ALS疾病表型效果，但進(jìn)入人體臨床試驗，最終只有一個成功。藥物臨床試驗失敗率超過80%。

美國ALS治療發(fā)展研究所（TDI）曾經(jīng)對超過100個ALS潛在治療藥物，重新應(yīng)用ALS小鼠疾病模型進(jìn)行驗證實驗發(fā)現(xiàn)，許多以前在該小鼠疾病模型上驗證有效的藥物，卻多在該研究中無效。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，TDP-43突變小鼠所表現(xiàn)的疾病病理特征與臨床患者有明顯差異，比如ALS患者時間伴隨的進(jìn)行癱瘓，而TDP-43突變小鼠疾病模型未出現(xiàn)。并且，小鼠疾病模型的步行與抓力強(qiáng)度等反映肌肉損傷改變也只是呈輕度變化，小鼠最終死亡是因急性腸道平滑肌損傷引起的腸道運動障礙，而非進(jìn)行性肌肉衰退所致。因此，雖然該TDP-43突變小鼠疾病模型，可以用于藥物作用相關(guān)疾病機(jī)制性方面的研究，但卻難以勝任針對延長ALS患者壽命的藥物臨床前評價研究。

該ALS TDI研究結(jié)構(gòu)還通過對過去4年近5500只用于ALS藥物治療組與對照組SOD1小鼠，進(jìn)行大量而系統(tǒng)研究分析發(fā)現(xiàn)，所有小鼠都顯示SOD1基因特定突變。幾乎90%SOD1突變小鼠的壽命為134天左右（前后相差10天時間左右）。然而，在仔細(xì)分析小鼠相關(guān)資料情況后，提出了4個可能影響小鼠壽命長短的干擾因素。這里需要特別強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵點是，這些影響小鼠壽命長短差異的4個干擾因素，是經(jīng)過對上百只多代小鼠的仔細(xì)檢測分析，才能被挖掘觀察到的。比如，小鼠疾病模型研究中，有沒有將與研究疾病無關(guān)的死亡小鼠剔除？有沒有考慮小鼠性別因素？有沒有將同窩小鼠分開至實驗治療組和對照組等？因為SOD1雄性小鼠的疾病癥狀出現(xiàn)時間及死亡發(fā)生較雌性小鼠約早一周時間。如此一周時間，就是4%生存變化差異，很容易在藥物效果評價中被誤解。再有，就是小鼠疾病模型構(gòu)建策略的關(guān)鍵問題，即小鼠引入突變基因的拷貝數(shù)是多少？這些隨機(jī)重復(fù)插入的基因，通常并不是按生殖細(xì)胞分裂穩(wěn)定傳遞至下一代的，因此，需要對繁殖小鼠進(jìn)行常規(guī)而持續(xù)檢測鑒定，以確保繁殖后代小鼠轉(zhuǎn)基因拷貝數(shù)沒有減少，從而防止可能導(dǎo)致小鼠疾病癥狀減弱的自發(fā)性現(xiàn)象。

所以，關(guān)于如何降低小鼠藥物臨床前實驗研究中，可能出現(xiàn)結(jié)果假陽性問題，研究者建議如下：
1. 排除實驗中無關(guān)小鼠，比如實驗結(jié)果中，應(yīng)該去除因錯誤操作而造成的與疾病不相關(guān)的小鼠死亡;
2. 平衡小鼠性別，因為雄性與雌性在疾病癥狀表現(xiàn)方面有差異，從而可能干預(yù)了溫和藥物的治療效果;
3. 分開同窩后代小鼠到實驗組，因為將同窩后代小鼠放入同一實驗組，可引起實驗結(jié)果偏差;
4. 確保研究基因表達(dá)及活性，因為引起疾病發(fā)生的基因，常常不能穩(wěn)定可靠遺傳。如果插入基因拷貝數(shù)丟失，小鼠疾病癥狀嚴(yán)重性會減弱，藥物效果也會隨之表現(xiàn)較其本身更加有效。

應(yīng)用ALS小鼠疾病模型開展轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，還應(yīng)考慮到影響藥物臨床前實驗研究結(jié)果的其他因素。比如，ALS小鼠疾病模型實驗研究的評價方法，多以定性檢測分析，且受主觀影響較大評價方法為主，包括握力強(qiáng)度、吊掛時間、步態(tài)分析，以及神經(jīng)學(xué)分?jǐn)?shù)等。如此缺乏客觀定量檢測分析評價方法，不利于不同實驗研究結(jié)果的分析比較。另外，目前的藥物臨床前評價研究，多缺乏隨機(jī)分組及非雙盲法操作原則，自然也影響到實驗結(jié)果的客觀與完整性。特別需要提醒的是，轉(zhuǎn)基因小鼠模型是建立在近交系上，具有遺傳背景同質(zhì)化特點。而臨床ALS患者則都具有多樣化的特征。而且，目前的藥物臨床前評價實驗研究，多在疾病癥狀出現(xiàn)之前，就開始測試了，這也完全有別于實際臨床藥物試驗研究。因此，對于哪些臨床上需要患者疾病癥狀出現(xiàn)后，才使用藥物治療的臨床試驗，小鼠實驗研究中預(yù)先給藥的實驗設(shè)計策略與操作，明顯缺乏充分理由的。

因此，分析影響ALS藥物臨床試驗失敗的可能原因，除了ALS小鼠疾病模型構(gòu)建策略與方法本身的原因，以及上面介紹的其他影響因素，也有可能是臨床試驗設(shè)計方面的缺陷，包括藥物治療時間選擇，劑量，患者數(shù)量與選擇等。另外，臨床研究設(shè)計能否真正解答相關(guān)問題，比如，有效藥物劑量能否抵達(dá)作用靶點？藥物的非特異性作用是否有可能影響其有效性？藥物作用靶點是否真正反映了疾病致病機(jī)制過程特征等？

當(dāng)然，小鼠與人在許多存在的差異，包括解剖學(xué)上、代謝免疫學(xué)上、中樞神經(jīng)系統(tǒng)與腸道微生物學(xué)組成上，以及實驗小鼠的近交系特征等，都讓我們意識到，小鼠疾病模型與人疾病是存在差異的，不可能完全模擬人疾病致病過程特征。

因此，為了提高小鼠疾病模型轉(zhuǎn)化可靠性與預(yù)測性，也是科學(xué)家們一直在努力探索與追求的目標(biāo)�；�于前面介紹的小鼠疾病模型在藥物臨床前評價研究中的成功應(yīng)用及其經(jīng)驗教訓(xùn)，科學(xué)家們也在不斷強(qiáng)調(diào)選擇正確合適的小鼠疾病模型的重要性與緊迫性，強(qiáng)調(diào)不同小鼠疾病模型構(gòu)建策略與方法特征及其實際應(yīng)用意義，以及小鼠疾病病理學(xué)及癥狀‍表型特征是否與人相關(guān)疾病相似或接近等。必須嚴(yán)格控制藥物臨床前研究中可能的影響因素，包括小鼠遺傳品系、性別年齡組成、飼養(yǎng)環(huán)境、動物遺傳漂移、腸道微生物組成等；警惕基因條件修飾小鼠模型研究中，應(yīng)用不同Cre小鼠可能引起的非特異性毒性作用，以及誘導(dǎo)劑Tamoxifen本身可能的毒性作用影響等。

將小鼠疾病模型臨床前研究結(jié)果有效轉(zhuǎn)化至人相關(guān)疾病研究與臨床治療應(yīng)用，是生物醫(yī)藥研究領(lǐng)域共同奮斗努力的目標(biāo)。然而，我們必須清楚，小鼠疾病模型畢竟還只是動物模型，有其本身的局限性。但是，應(yīng)用小鼠疾病開展藥物臨床前評價研究，已經(jīng)/也并將繼續(xù)對生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究發(fā)展，發(fā)揮著極其重大而深遠(yuǎn)的促進(jìn)作用。