原文作者

Grant Generaux1, Vinal V. Lakhani1, Yuching Yang1, Sashi Nadanaciva2, Luping Qiu3, Keith Riccardi4, Li Di4, Brett A. Howell1,, Scott Q. Siler1,, Paul B. Watkins5,6, Hugh A. Barton7, Michael D. Aleo3, Lisl K. M. Shoda1

1 美國DILIsym Services 公司

2 美國輝瑞制藥公司，全球藥物化學(xué)部

3 美國輝瑞制藥公司，藥物安全研究與開發(fā)部

4 美國輝瑞制藥公司，醫(yī)藥科學(xué)部

5 美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校，埃舍曼藥學(xué)院

6 美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校，藥物安全科學(xué)研究所

7 美國輝瑞制藥公司，生物醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)部

導(dǎo) 讀  

FDA當(dāng)前非常鼓勵(lì)制藥企業(yè)使用模型的方法評(píng)估在研化合物特性，以提高藥物的安全性。本次解讀的案例：采用定量毒理學(xué)軟件DILIsym重現(xiàn)了PF-04895162種屬差異性的肝毒性結(jié)果，解釋了化合物在人體產(chǎn)生肝毒性的原因。通過案例學(xué)習(xí)，可了解如何通過DILIsym定量評(píng)估肝損傷。

案例摘要

該案例說明如何采用DILIsym軟件(一款評(píng)估肝損傷的定量毒理學(xué)計(jì)算工具)重現(xiàn)PF-04895162 (ICA-105665)導(dǎo)致的種屬差異性肝毒性。PF-04895162是開發(fā)用于治療癲癇癥的藥物，由于在健康志愿者中觀測到氨基轉(zhuǎn)移酶的升高而被迫終止(NCT01691274)，然而在臨床前安全性研究中并沒有發(fā)現(xiàn)肝臟安全性的問題。整合表征肝毒性機(jī)制以及預(yù)測體內(nèi)肝臟暴露的體外數(shù)據(jù)到DILIsym軟件中，重現(xiàn)該化合物的臨床肝毒性與未在大鼠身上發(fā)現(xiàn)肝毒性的情況。從多重維度上模擬考察差異性，并發(fā)現(xiàn)人體肝臟暴露要高于大鼠。模擬結(jié)果提示人體肝毒性是因?yàn)榛衔锿瑫r(shí)造成了線粒體毒性和膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的抑制(假設(shè)去除上述一項(xiàng)機(jī)理都可以使其肝損傷消除)。模型表明更高的PF-04895162肝臟暴露(比大鼠安全性試驗(yàn)給藥劑量時(shí)的暴露更高)時(shí)，會(huì)加重線粒體損傷但依然不會(huì)導(dǎo)致大鼠肝毒性，這是因?yàn)樵摲N屬不能有效地積累產(chǎn)生細(xì)胞毒素的膽汁酸。這些研究提示聯(lián)合體外數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)篩選的方法可以鑒定潛在肝毒性的風(fēng)險(xiǎn)，并為類似的前瞻性研究奠定的基礎(chǔ)。

推薦理由

很多臨床前看上去很有前景的化合物，但由于臨床的安全性(包括肝臟毒性)問題而被終止。本案例聯(lián)合體外數(shù)據(jù)(表征肝毒性的機(jī)制性參數(shù)以及預(yù)測肝臟暴露的模型數(shù)據(jù))和DILIsym軟件(定量評(píng)估肝損傷的模型軟件)，重現(xiàn)化合物PF-04895162種屬差異性的肝毒性結(jié)果，并解釋了該化合物在人體產(chǎn)生肝毒性的原因。通過研究工作，說明模型可以準(zhǔn)確反映觀測結(jié)果，并為其它藥物的肝毒性評(píng)估工作奠定了基礎(chǔ)。此外，該工作也可用于詳細(xì)學(xué)習(xí)DILIsym的模型搭建、模型參數(shù)、結(jié)果分析等知識(shí)。

軟件用途

案例中，利用DILIsym軟件搭建PF-04895162肝損傷評(píng)估模型?？疾炝嘶衔镌诟闻K的暴露(通過生理藥代動(dòng)力學(xué)PBPK模型進(jìn)行預(yù)測)、可能產(chǎn)生肝毒性的一種或多種機(jī)理(多重維度進(jìn)行分析確認(rèn))等相關(guān)因素重現(xiàn)PF-04895162種屬差異性的肝毒性結(jié)果。通過模型的開展，發(fā)現(xiàn)化合物同時(shí)造成了線粒體毒性和膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的抑制，進(jìn)而產(chǎn)生了人體的肝毒性(去除其中一個(gè)機(jī)理都會(huì)使得肝毒性消除)；而大鼠由于不能有效累積膽汁酸，因此即使比安全性更高的肝臟暴露也僅加重線粒體的損失，但不會(huì)直接產(chǎn)生肝毒性。

1 研究背景

FDA提出創(chuàng)新監(jiān)管科學(xué)計(jì)劃(ARSI)作為改善監(jiān)管科學(xué)質(zhì)量和效率的戰(zhàn)略計(jì)劃，此項(xiàng)戰(zhàn)略的一個(gè)方面便是開發(fā)計(jì)算方法和數(shù)學(xué)模型以提高藥品的安全性。DILIsym軟件應(yīng)用定量系統(tǒng)毒理學(xué)(QST)方法評(píng)估藥物性肝損傷，現(xiàn)已成功用于解釋臨床肝信號(hào)的數(shù)據(jù)。此外，DILIsym還能重現(xiàn)大鼠與人肝毒性的種屬差異性。

PF-04895162 (ICA-105665，由Icagen公司發(fā)現(xiàn))是開發(fā)用于治療癲癇病的全新小分子化合物。PF-04895162在多個(gè)臨床前種屬進(jìn)行了安全性評(píng)估：大鼠給藥7天的毒性試驗(yàn)中，丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)的水平呈現(xiàn)劑量的相關(guān)性，提示有潛在的肝毒性；然而并沒有檢測到肝損傷的組織學(xué)變化證據(jù)，且在7天給藥的重現(xiàn)研究中未再觀察到ALT的水平變化。大鼠28天和6個(gè)月的毒性試驗(yàn)也未發(fā)現(xiàn)氨基轉(zhuǎn)移酶的水平變化和肝臟毒性；獼猴9個(gè)月的毒性研究結(jié)果也顯示陰性的肝毒性結(jié)果?？傊?，臨床前的研究未發(fā)現(xiàn)肝臟可能是該化合物安全性問題的靶器官。

在臨床研究中，健康志愿者單次給藥劑量爬坡至600 mg或多次給藥劑量爬坡至每天兩次給藥200 mg (BID, 共7天)均未發(fā)現(xiàn)有明顯數(shù)據(jù)(如ALT > 3x ULN)說明PF‐04895162會(huì)造成肝損傷。另外一個(gè)7天給藥的研究中，12個(gè)志愿者250 mg BID或300 mg BID給藥后發(fā)現(xiàn)一例ALT的升高。但意外的是，14天給藥的研究，8個(gè)志愿者300 mg BID給藥后有6例出現(xiàn)了ALT的升高，甚至高達(dá)5x正常值的上限(ULN)；這項(xiàng)研究也直接導(dǎo)致了該化合物開發(fā)計(jì)劃的中止。

因此本工作選擇PF‐04895162作為DILIsym軟件評(píng)估種屬差異性肝毒性的潛在案例，聯(lián)合肝毒性機(jī)制和預(yù)測體內(nèi)暴露的體外數(shù)據(jù)至DILIsym中以預(yù)測肝毒性。特別測定了PF‐04895162與線粒體功能、化合物與膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體相作用的體外數(shù)據(jù)；通過生理藥代動(dòng)力學(xué)(PBPK)模型預(yù)測化合物在大鼠及人體內(nèi)的暴露。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以重現(xiàn)該化合物在臨床人群的肝毒性，但非臨床種屬無肝毒性的結(jié)果。此外，模擬發(fā)現(xiàn)人體肝毒性是由于該化合物同時(shí)導(dǎo)致了線粒體損傷和膽汁酸毒性，去除其中一個(gè)機(jī)理都不會(huì)使得ALT的升高。最后模型設(shè)置的劑量方案以及肝毒性的不確定性也均和臨床與動(dòng)物觀測結(jié)果一致。該案例也說明了DILIsym軟件可以用于鑒定潛在的人體肝毒性風(fēng)險(xiǎn)。

2 建模數(shù)據(jù)與處理  

2.1 體外表征肝毒性機(jī)制的實(shí)驗(yàn)

為了機(jī)制性地模擬PF-04895162介導(dǎo)的肝損傷，收集了體外表征PF-04895162與線粒體毒性、膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體、氧化應(yīng)激相互關(guān)系的數(shù)據(jù)。當(dāng)前研究所采用的數(shù)據(jù)來自先前的報(bào)道，且未觀察到PF-04895162會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激。采用DILIsym的膽汁酸及線粒體子模型進(jìn)行模擬，相關(guān)的毒性數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢?/span>

膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體毒性數(shù)據(jù)：通過標(biāo)準(zhǔn)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)測定PF-04895162對(duì)人BSEP, MRP3和MRP4以及大鼠Bsep和Mrp3等轉(zhuǎn)運(yùn)體的半數(shù)抑制濃度(IC50)；假如測定的抑制濃度達(dá)不到抑制50%，則外推曲線計(jì)算IC50；然后將測定或外推的數(shù)據(jù)直接用于DILIsym。如果不存在抑制常數(shù)(Ki)的數(shù)據(jù)，DILIsym通常的做法是選擇α=5以表征為混合的膽汁酸抑制特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)PF-04895162對(duì)人或大鼠膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用具有濃度依賴性：PF-04895162抑制人外排轉(zhuǎn)運(yùn)體MRP4、未能直接測到外排轉(zhuǎn)運(yùn)體BSEP及 MRP3的IC50 (不能有效抑制)、也未能測到攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體NTCP的IC50；PF-04895162能夠抑制大鼠Mrp3及Bsep外排轉(zhuǎn)運(yùn)體、對(duì)攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體Ntcp的IC50也外排轉(zhuǎn)運(yùn)體相近。

線粒體毒性數(shù)據(jù)：為了表征潛在的大鼠及人線粒體毒性，將不同濃度的PF-04895162與大鼠及人肝細(xì)胞孵育24小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該化合物對(duì)基礎(chǔ)耗氧量(OCR)具有微弱的影響，24小時(shí)內(nèi)OCR基本沒有下降；當(dāng)加入羰基氰對(duì)三氟甲氧基苯腙(FCCP)后，發(fā)現(xiàn)化合物對(duì)肝細(xì)胞OCR的作用呈現(xiàn)劑量依賴性；這些結(jié)果提示化合物可能是線粒體電子傳遞鏈(ETC)的輕微抑制劑；為準(zhǔn)確描述作用部位處化合物濃度與效應(yīng)之間的關(guān)系，測定了化合物在肝細(xì)胞內(nèi)的濃度，發(fā)現(xiàn)結(jié)果要遠(yuǎn)高于理論的平均濃度。MITOsym模塊用于再處理所測定的Seahorse數(shù)據(jù)(也即體外測定的PF-04895162線粒體毒性的數(shù)據(jù))，然后采用一個(gè)轉(zhuǎn)換因子將MITOym的參數(shù)轉(zhuǎn)為DILIsym的體內(nèi)數(shù)據(jù)。

2.2 PBPK建模

采用DILIsym的PBPK子模型重現(xiàn)PF-04895162在大鼠及人觀測的血漿濃度-時(shí)間曲線。最為簡化的PBPK模型可以用于表征每個(gè)個(gè)體(人)的PK行為；由于口服給藥后存在腸道飽和吸收，因此需要采用稍微復(fù)雜些的PBPK模型表征大鼠的PK特性。大鼠PBPK子模型包含了血液、肝臟、肌肉、腸道和其它組織、人體的模型則僅包含了血液和肝臟兩個(gè)房室(剩余的器官則全部納入系統(tǒng)分布體積中)；兩個(gè)種屬的子模型，均采用血流限速型的組織。相關(guān)設(shè)置及優(yōu)化的模型參數(shù)如下表所示：

2.3 模擬個(gè)體的基線值

個(gè)體模擬的基線值采用人體測量學(xué)及生物化學(xué)性質(zhì)的平均值，再基于基線值優(yōu)化大鼠及PBPK子模型。

2.4 Human SimCohorts

SimCohorts是比SimPops數(shù)據(jù)集稍少的虛擬個(gè)體(n = 16)，本工作選擇了Human_ROS_apap_mito_BA_v8A_1_Multi16_A SimCohort，包含了線粒體功能損傷、膽汁酸淤積、氧化應(yīng)激等個(gè)體敏感的參數(shù)，并用于研究肝毒性的機(jī)理。模型開展多種方式的研究，如果整合PF-04895162所有的毒性機(jī)理、僅不存在線粒體功能損傷、僅不存在膽汁酸毒性等情況；當(dāng)不存在某一項(xiàng)機(jī)理時(shí)，查看PF-04895162產(chǎn)生臨床個(gè)體ALT水平升高的情況，并分析對(duì)臨床肝毒性的貢獻(xiàn)。

2.5 SimPops

SimPops收集了反映人體測量學(xué)及生物化學(xué)等參數(shù)變異的虛擬個(gè)體。本工作所有人體的模擬是基于Human_ROS_apop_mito_BA_v8A_1 (n = 285) SimPops進(jìn)行的，其中健康志愿者的體重、線粒體功能、半胱天冬酶的激活(細(xì)胞凋亡)、膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)、氧化應(yīng)激等參數(shù)的群體分布見支持文件；大鼠的模擬則基于Rat_ROS_apop_mito_BA_v8A_11 (n = 294) SimPops進(jìn)行的，相關(guān)模型參數(shù)的群體分布也見支持文件。

2.6 模擬方案

優(yōu)化大鼠PBPK模型的模擬方案為：1 mg/kg IV或10, 30, or 100 mg/kg/day每天口服給藥一次至28天；優(yōu)化人PBPK模型的給藥方案為：300 mg單次口服給藥，并使用300 mg每天口服給藥兩次(BID)測試了建立的模型。對(duì)于肝毒性研究，模擬了大鼠100 mg/kg/day口服給藥至28天；人則考察了300 mg BID口服給藥至14天，并緊接著一個(gè)14天的清洗期。人體還模擬了200 mg BID口服給藥至7天，以重現(xiàn)早期臨床研究中未發(fā)現(xiàn)肝毒性的結(jié)果。

2.7 多重線性回歸分析

為了更好地理解具體哪個(gè)機(jī)制參數(shù)對(duì)血漿ALT升高更有顯著意義，采用R進(jìn)行了多重線性回歸分析。由于SimPops中不同參數(shù)的數(shù)量級(jí)處于一個(gè)較大的范圍內(nèi)，所以將SimPops中的每個(gè)參數(shù)值除以其最大值進(jìn)行歸一化處理，使得所有參數(shù)的范圍都落在0-1之間。

3 模型結(jié)果與分析 

3.1 大鼠和人PBPK模型的優(yōu)化

大鼠的PBPK模型是根據(jù)靜脈及口服給藥的觀測結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化過程中直接使用了實(shí)驗(yàn)值或者考察一定范圍內(nèi)變化的影響，最終得到的血漿濃度-時(shí)間曲線和觀測結(jié)果較為一致，如下圖所示：

人體PBPK子模型也根據(jù)口服給藥300 mg后的血藥濃度-時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的模型結(jié)果也可以和單次及14天多次給藥的結(jié)果吻合一致，如下圖所示：

此外，還進(jìn)一步得到了大鼠及人肝臟平均的濃度-時(shí)間曲線，如下圖。模擬的大鼠肝臟與全血濃度比與大體體內(nèi)定量全身放射自顯影技術(shù)(QWBA)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，以確定模擬的肝臟濃度與測定數(shù)據(jù)一致。當(dāng)然，沒有獲得相應(yīng)人體肝臟的濃度數(shù)據(jù)，因此預(yù)測的肝臟濃度與體外肝細(xì)胞實(shí)驗(yàn)測定細(xì)胞內(nèi)濃度進(jìn)行了對(duì)比。

3.2 大鼠肝毒性的模擬

按照制定的模擬方案，整合大鼠PBPK子模型以及兩個(gè)推測的毒性機(jī)理(線粒體損傷及膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制)進(jìn)行了大鼠的群體模擬，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)與臨床前結(jié)果一致，未發(fā)現(xiàn)PF‐04895162具有肝毒性，如下圖4 (評(píng)估藥物誘導(dǎo)嚴(yán)重肝毒性, eDISH，該圖是典型地評(píng)估化合物臨床肝臟安全性的方式)。還進(jìn)一步研究了膽汁酸和ATP的動(dòng)力學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)肝毒性的膽汁酸鵝去氧膽酸-氨基化合物(CDCA-amide)的水平未發(fā)生較大影響、肝臟ATP的水平僅有輕微的下降，如下圖5。

3.3 人體肝毒性的模擬

人體模擬的eDISH圖顯示PF‐04895162對(duì)人具有肝毒性。人體SimPops的預(yù)測結(jié)果：ALT > 1x ULN的比例為21% (59/285), ALT > 5x ULN的比例為11% (32/285), ALT > 10x ULN的比例為6% (18/285); 膽紅素上升并超出2x ULN的比例為3% (9/285)；而臨床觀測的結(jié)果為：ALT > 1x ULN的比例為75% (6/8), ALT > 5x ULN的比例為12% (1/8), ALT > 10x ULN的比例為0% (0/8)；此外也觀測到兩例受試者的總膽紅素水平介于1 x 和2x ULN。因此當(dāng)前大鼠與人體的肝毒性模擬結(jié)果與觀測數(shù)值基本吻合；和I期多劑量給藥的少數(shù)受試者結(jié)果相比，模擬的結(jié)果在ALT輕微變化階段的比例要少一些，另外嚴(yán)重肝損傷的比例要高一些。

模擬發(fā)現(xiàn)有9例個(gè)體(9/285, 3%)將發(fā)生嚴(yán)重的肝損傷(ALT > 3x ULN, total bilirubin > 2x ULN)，這個(gè)模擬指標(biāo)對(duì)應(yīng)臨床嚴(yán)重肝損傷的響應(yīng)為Grade 3 ALT升高(5-10x ULN)，且不伴隨膽紅素的升高。通過多重線性回歸分析發(fā)現(xiàn)SimPops中的體重是PF-04895162體內(nèi)暴露的協(xié)變量；此外膽汁酸微管外排能力的降低將顯著影響血漿中ALT的水平。

DILIsym模擬的血漿ALT水平峰值時(shí)間(下圖7)和臨床結(jié)果也較為一致：臨床試驗(yàn)中，受試者的ALT水平峰值時(shí)間分布于6.2到21天(大部分介于14到19天)，平均時(shí)間為16天；人SimPops的模擬結(jié)果分布于7.7到16.8天，平均時(shí)間為14.2天。

3.4 人體肝毒性的機(jī)理探討

進(jìn)一步機(jī)制性地研究了人體模型的ATP和膽酸鹽的動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)與大鼠結(jié)果相比，肝臟ATP的水平呈現(xiàn)顯著地下降、膽汁酸CDCA-amide也顯著上升。結(jié)果見下圖8所示：

此外還選擇了小樣本量的SimCohort (n=16)，考察ETC抑制或膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制關(guān)閉的情況下，對(duì)肝毒性預(yù)測結(jié)果的影響，以具體分析造成人肝毒性的主要機(jī)制，結(jié)果見表4。比較有趣的是，當(dāng)去除PF-04895162介導(dǎo)的ETC抑制或轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制兩者中的一個(gè)機(jī)制，模擬結(jié)果都無法展現(xiàn)ALT水平的升高。這些研究表明，PF-04895162在抑制ETC的同時(shí)，也抑制BSEP，從而共同產(chǎn)生肝臟毒性(即使化合物對(duì)BSEP的親和力較弱，IC50=311 μmol/L)。

4 模型討論  

肝臟暴露對(duì)毒性的影響：肝臟的藥物暴露量會(huì)影響肝毒性的預(yù)測結(jié)果，當(dāng)前模型預(yù)測的人體肝臟暴露高于大鼠。雖然采用了不同的數(shù)據(jù)對(duì)大鼠及人肝臟暴露進(jìn)行了驗(yàn)證，但似乎也可能人體肝臟實(shí)際暴露會(huì)低于模型預(yù)測結(jié)果(導(dǎo)致人體模型肝毒性的結(jié)果出現(xiàn)假陽性)，此種情況存在可能性但又無法真實(shí)獲知。由于存在大鼠體外肝細(xì)胞內(nèi)的濃度數(shù)據(jù)，因此搭建了大鼠的PBPK模型(同時(shí)吻合觀測血漿及肝細(xì)胞內(nèi)的濃度，肝細(xì)胞內(nèi)濃度高于體內(nèi)QWBA的數(shù)值)，并基于此模型考察了大鼠肝臟濃度(高估)以及肝毒性的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該化合物依然對(duì)大鼠沒有明顯的肝毒性。

人體低劑量給藥后，未發(fā)現(xiàn)肝毒性：模型也考察了200 mg BID，共7天給藥的肝毒性情況(一個(gè)24個(gè)受試者的小臨床試驗(yàn)采用了該給藥方案，且未觀察到ALT超過3x ULN)，人體SimPops的結(jié)果提示絕大部分(283/285)都無肝毒性特征，且兩個(gè)個(gè)體的ALT超過了3x ULN。此外，170 mg BID，共7天給藥的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)無任何個(gè)體的ALT大于3x ULN。這些模擬的結(jié)果與臨床觀測現(xiàn)象基本一致，同時(shí)也說明了該化合物劑量依賴性的肝毒性特征。

模型表明ALT有滯后現(xiàn)象，這反映PF-04895162介導(dǎo)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制后，初始不能有效積累膽汁酸以引起毒性。此外，模擬還發(fā)現(xiàn)在不加入自適應(yīng)免疫響應(yīng)時(shí)，PF-04895162給藥后將近2周才達(dá)到ALT水平的峰值。這些滯后的毒性說明PF-04895162可能表現(xiàn)為固有型肝損傷。

模型雖然能重現(xiàn)PF-04895162種屬差異性的肝損傷，以及肝毒性的滯后現(xiàn)象，但ALT變化比例、升高的數(shù)值等也有觀測結(jié)果有部分差異。除了當(dāng)前模型已排除的一些機(jī)理，也可能存在部分DILIsym未納入的機(jī)理；此外對(duì)比的觀測數(shù)據(jù)來自樣本量較少(n=8)小臨床試驗(yàn)；同時(shí)當(dāng)前的模型也未添加自適應(yīng)免疫響應(yīng)(體外缺少定量表征該機(jī)理的數(shù)據(jù))；最后當(dāng)前的模擬也未考慮臨床監(jiān)測的情況：不管是否出現(xiàn)了肝損傷的信號(hào)，模型都將繼續(xù)運(yùn)行直到肝細(xì)胞的損失量超過80%以上。

5 總結(jié)

該工作采用PK數(shù)據(jù)和考察肝毒性機(jī)理的體外數(shù)據(jù)，重現(xiàn)了PF-04895162種屬差異性的肝毒性結(jié)果，包括表征ALT水平升高的滯后現(xiàn)象。機(jī)制性的模型說明該化合物抑制膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體引起細(xì)胞內(nèi)膽汁酸的積累，進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體的毒性；此外還連同了ETC抑制破壞線粒體的功能(兩者共同作用，其中一個(gè)都無法造成ALT水平的變化)。該工作也為后續(xù)類似的案例模擬提供了研究基礎(chǔ)，通過DILIsym軟件這種QST的機(jī)制性模型可以很好地評(píng)估藥物肝毒性的特征。

6 應(yīng)用軟件與模塊

該案例應(yīng)用的軟件是DILIsym (v8A)，并基于此版本設(shè)定大鼠和人體人群(SimPops)的參數(shù)。

關(guān)于DILIsym軟件

DILIsym是基于定量系統(tǒng)毒理學(xué)的計(jì)算機(jī)模型軟件，運(yùn)用微分方程來概括藥物可能導(dǎo)致肝損傷的關(guān)鍵過程，通過改變參數(shù)來創(chuàng)建模擬的患者群體或動(dòng)物，以反映遺傳和非遺傳性變異，現(xiàn)已廣泛用于評(píng)估藥物性肝損傷的特性。軟件整合多個(gè)子模型(如肝細(xì)胞生命周期、線粒體功能損傷和毒性、膽汁酸的處置、生物標(biāo)記物的釋放等)到模擬過程中。此外，DILIsym還引入了生理藥代動(dòng)力學(xué)(PBPK)模型以表征藥物的代謝與處置過程，反映體內(nèi)暴露情況。DILIsym軟件是由DILI-sim Initiative開發(fā)出來的，該群體是一個(gè)開放性、民辦合作組織，匯集了學(xué)術(shù)、制藥企業(yè)及US FDA等業(yè)內(nèi)的科學(xué)家。DILIsym已經(jīng)在多個(gè)上市前及上市藥物中進(jìn)行了測試，其在80%以上的預(yù)測病例中都是準(zhǔn)確的。

參考文獻(xiàn)

Grant Generaux, Vinal V. Lakhani, Yuching Yang, et al., Quantitative systems toxicology (QST) reproduces species differences in PF‐04895162 liver safety due to combined mitochondrial and bile acid toxicity. Pharmacol Res Perspect. 2019 Oct 9; 7(6): e00523.   IF=2.052

延伸閱讀

1. 視頻 | 采用DILIsym軟件評(píng)估藥物性肝損傷DILI

2. CDE文章||上市前藥物引起肝損傷的臨床評(píng)估

3. 體外模型在藥物性肝損傷的應(yīng)用進(jìn)展