一只小鼠的力量:动物模型如何解决新药研发真问题
新药研发周期长、成本高、临床转化难度大,一直是生物医药行业面临的共性挑战。3月12日至14日,第十一届易贸生物产业展览(BIOCHINA 2026)在苏州举行。展会期间,记者现场对话了药康生物四位深耕不同疾病领域的管线负责人及首席科学家,他们从代谢、肿瘤、自身免疫、医美四大领域,详解小鼠模型在破解药物研发痛点、赋能全链条创新中的核心价值,勾勒出以精准模型为核心的临床前研发新图景。
打造精准模拟临床模型
小鼠模型,是指通过基因编辑或特定诱导方式,让小鼠携带与人类相似的疾病基因、病理特征或药物靶点,从而模拟人类疾病发生、发展过程的实验动物。
“在新药临床前研究中,小鼠模型相当于‘活的试药平台’,它既能在药物进入人体临床试验前,提前验证靶点是否有效、药物是否安全,也能客观评价药效、毒理和作用机制,大幅降低临床研发风险,缩短研发周期,是连接基础研究与临床转化的关键环节。”药康生物相关负责人介绍,生物医药创新,源头在机制,公司的核心技术在于能否打造出高度贴合临床的动物模型,让研发从源头就不走弯路。
在代谢疾病领域,减重药物研发正面临“减重效率瓶颈、反弹快、肌肉丢失、给药途径受限”的行业痛点。代谢管线负责人、代谢首席科学家许舒欣博士介绍道,针对减重药物开发的策略,团队构建能够匹配不同药物靶点,不同药物类型的转基因或是特殊饮食诱导动物模型,以体重变化为基础,从能量摄入及代谢、体成分变化、代谢综合症表型等多纬度评价候选分子的临床减重潜力。“我们的模型构建从不单纯追求科研创新,而是提前预想临床应用场景,将药企的药效评价需求纳入核心考量,让模型研发与临床前评价高度契合,同时采用多种建模方法,模拟疾病不同阶段、不同机制的病症表现,实现细分领域的精细化研究,助力药企突破减重药研发瓶颈。”许舒欣补充道。
转向肿瘤研发领域,实体瘤治疗耐药、模型临床相关性不足,以及不同肿瘤型诊疗难度差异大等问题,一直是行业研发的“硬骨头”,也是导致肿瘤药物临床转化效率低的核心原因。肿瘤管线负责人、肿瘤首席科学家孙红艳博士介绍道:“肿瘤不是单一的细胞,而是由肿瘤细胞、免疫微环境、血管等构成的复杂网络,传统小鼠模型难以还原这种复杂性,导致药效评价结果与临床实际脱节。”
她表示,团队深耕肿瘤领域多年,聚焦临床需求,通过免疫系统重建与靶点人源化两大核心方向,构建高临床相关性的小鼠模型,同时将PDX(人源肿瘤异种移植)资源与人源化模型相结合,建立贴合临床实际的药效评价体系。“依托包含2万多个基因的斑点鼠库,我们能快速对肿瘤新靶点进行概念验证,判断其对肿瘤生长、转移的影响及通路调控作用,同时针对不同肿瘤亚型、不同耐药机制,定制专属模型,助力客户开展一流肿瘤药物开发,破解耐药难题,提升临床转化效率。”孙红艳强调,让小鼠模型更贴近人体肿瘤微环境、实现与临床的高度相关性,是肿瘤模型研发的核心目标,也是推动肿瘤药物创新的关键。
对于自身免疫疾病领域,研发的核心困境在于免疫系统的精准调控——免疫系统就像一把双刃剑,活性太弱无法抵御病菌侵袭,活性太强则会攻击自身组织器官,导致自身免疫性疾病发生,而传统模型要么授权使用费用高昂,要么无法精准模拟人体自身免疫紊乱的病理机制,制约了相关药物的研发进程。自免管线负责人、自免首席科学家梁娟博士表示,在搭建自免药物评价的药效体系时,团队不依赖于需支付高额授权费的传统经典模型,转而基于对自身免疫疾病发病原理的深入研究,结合临床患者的病理特征,自主研发针对性小鼠模型。
“我们的模型能够精准模拟类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等常见自身免疫疾病的发病过程,清晰呈现免疫系统紊乱的调控机制,既可以用于药物靶点验证,也能高效开展药效评价,帮助药企找到精准调控免疫系统的药物靶点,破解‘调控难、副作用大’的研发痛点,同时降低研发成本,加速自身免疫疾病药物的临床转化。”梁娟博士补充道,针对临床中常见的自身免疫疾病合并其他慢性疾病等并发症,团队还能通过调控不同发病通路,让小鼠同时出现多种疾病症状,完美模拟临床患者的复杂病症,为多并发症药物研发提供可靠支撑。
而在医美新材料领域,随着监管趋严与评价体系升级,产品安全性、有效性评价成为行业新门槛,尤其是重组胶原蛋白等与人类高度同源的生物材料,传统评价手段易出现假阳性结果,给企业研发带来困扰。医美管线负责人、医美首席科学家吴正中博士分享了一组关键实验数据:普通小鼠注射重组胶原蛋白后,可能出现皮肤溃疡等不良反应,而通过人源化小鼠模型测试则无此现象,能真实反映产品在人体的安全性。
他介绍道,团队针对性构建了自然衰老与光加速衰老小鼠模型,可精准评价医美产品的抗衰效果;同时联合四川大学,打造专属人源化小鼠模型,该模型从出生起就携带人源化蛋白片段,彻底解决了重组胶原蛋白等生物材料假阳性评价的行业难题,目前这一模型已获得监管机构技术评审专家的认可,为医美新材料的临床前评价提供了可靠、规范的技术支撑,助力药企合规研发、高效获批。
构建全链服务体系
如果说精准建模是破解研发痛点的“核心武器”,那么将模型优势延伸为全流程服务能力,则是推动临床前研究提质增效的关键,也是衔接基础研究与临床转化的重要纽带。
“时间就是生命,也是金钱,对于新药研发而言,每一步都不能浪费。”许舒欣博士算了一笔账:小核酸药物等热门代谢领域的模型构建周期约6-8个月,培育足够实验种群还需6个月,若药企完成候选分子筛选后再启动合作,会浪费近一年半的研发时间。她强调,团队主张从靶点发现阶段就与药企启动合作,依托斑点鼠资源库快速完成代谢疾病靶点验证,同时同步匹配毒理安评所需人源化动物模型,帮药企把“浪费的时间抢回来”。
孙红艳博士补充道,这种早期介入更深层的价值在于协同研发,而非单纯的“提供模型”。“我们深耕肿瘤领域多年,积累了海量的模型数据和临床研发经验,不仅能为药企提供高临床相关性的小鼠模型,还能基于数据积累,为药企设计合理的实验方案,优化药效评价流程,帮助降低前期探索成本,快速完成肿瘤药物筛选,提升研发效率。”
面对临床中复杂的疾病症状和多样化的研发需求,服务的灵活性与定制化能力尤为重要。梁娟博士介绍,团队打造的一站式服务,涵盖分子筛选、模型构建、体内药效测试、实验报告出具等全流程,针对自身免疫疾病合并其他慢性疾病等并发症的研发需求,可通过调控不同发病通路,让小鼠出现多种疾病症状,精准模拟临床患者的复杂病情;同时依托野化鼠项目,利用基因多样的小鼠种群,进一步还原临床患者的个体差异,为个性化药物研发提供支撑。吴正中博士则以医美领域为例,展示了全链条服务的优势:针对重组胶原蛋白、抗衰制剂等不同医美产品,团队可通过“体外细胞模型筛选+体内动物模型验证”的组合方式,完成临床前效率与安全性测试,“从前期产品筛选到有效性、安全性评价,临床前核心环节均可一站式完成,既保障评价质量,又大幅缩短研发周期,助力医美产品快速走向市场。”
筑牢AI资源壁垒
在生物医药技术高速迭代的今天,持续的技术创新与核心资源积累,是保持临床前研究领先性的关键,而AI技术与核心资源库的结合,正让小鼠模型的应用更精准、更高效。
梁娟博士深度解析了AI技术在小鼠模型研发与临床前服务中的双重赋能作用:“一是精准推荐模型,基于海量的基因、疾病、表型相关数据,AI能快速匹配与药企研发需求最契合的小鼠模型,节省模型筛选时间;二是初步预测药物效果,通过分析历史药效数据,帮助药企降低研发试错成本,提升研发精准度。”她补充道,在自身免疫疾病模型研发中,AI还能辅助分析发病通路,为模型优化提供技术支撑,进一步提升模型的临床贴合度。
在医美研发中,AI更是成为研发团队的“超级助理”,吴正中博士表示,团队将AI作为核心搜索数据库,用于实验方案设计与相关资料检索,大幅提升了研发效率,同时依托AI分析模型测试数据,能更精准地评价医美产品的效果与安全性,为产品优化提供科学依据。
支撑起这些技术应用的,是扎实的核心资源库壁垒。梁娟博士介绍,目前已搭建三大核心资源库,为临床前研究提供坚实支撑:一是斑点鼠库,通过将人类基因对应的小鼠基因逐一敲除,打造了包含上万个基因敲除品系的资源库,药企发现新靶点后,能直接从库里调取对应的小鼠品系进行繁育,快速开展药物效果评价;二是药筛鼠计划,提前搭建标准化的药物筛选小鼠资源库,实现模型“随取随用”,大幅提升研发效率;三是野化鼠项目,通过引入野外小鼠的基因多样性,部分小鼠能自然出现免疫和代谢相关的多种疾病症状,与临床患者的并发症高度相似,是研究多种复杂疾病的优质品系。
这些技术与资源优势,最终转化为对药物研发的实质支撑。孙红艳博士表示,在肿瘤免疫治疗等领域,团队的免疫系统人源化模型与靶点人源化模型,能直接用临床分子开展评价,无需替代分子,让药物评价结果更贴近临床实际,助力肿瘤药物突破研发瓶颈;吴正中博士补充道,在医美产品评价中,通过基因编辑技术,能构建针对特定胶原蛋白缺失的模型,精准评价产品的修复效果,而人源化模型则彻底解决了生物活性材料的安全性评价难题。
从精准小鼠模型构建,到全链条临床前服务,再到AI+资源库的技术赋能,行业专家们一致认为,小鼠模型作为临床前研究的核心载体,正持续破解生物医药研发的各类痛点,推动创新药物更快、更安全地从实验室走向临床。此次易贸生物产业展览上,相关技术与服务的展示,也为生物医药行业临床前研究的高质量发展,提供了新的思路与路径。
新华日报·交汇点记者 张宣 王甜
来源:新华报业网
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