Evobrutinib

药物性肝损伤（Drug-Induced Liver Injury, DILI）是创新药研发中面临的最严峻的安全性挑战之一，亦是导致临床试验失败、上市申请受阻及药物撤市的关键因素。DILI的复杂性在于其涉及线粒体功能障碍、胆汁淤积、免疫炎症等多种交织机制，而传统动物模型与二维细胞模型因种属差异及体外功能快速退化，难以准确再现人体肝脏的病理生理反应。因此，开发兼具人体相关性与机制解析能力的新方法学（NAMs），已成为药物安全评价领域的迫切需求与核心方向。 近日，合珀生物（HepaBiotech）携手瑞典卡罗林斯卡医学院（Karolinska Institutet）、德国默克（Merck KGaA）等国际顶尖机构，在国际药物代谢领域权威期刊 《Drug Metabolism and Disposition》（DMD） 上发表了题为 《Mechanistically resolved prediction of compound hepatotoxicity using primary human liver spheroids—Application to recent real-world cases》 的研究论文。 该研究基于人源原代肝细胞3D球体（Primary Human Liver Spheroids），建立了一套集长期稳定培养、肝毒性精准预测及深层机制解析于一体的评价平台。尤为重要的是，该平台通过了多个近期真实世界临床案例的严苛验证，不仅回答了“药物是否具有肝毒性”这一传统问题，更实现了向 “毒性机制如何发生” 的跨越式提升，完成了从 毒性检测（Detection） 到 机制解析（Mechanistic Resolution） 的范式革新。 研究背景 | DILI为何仍是药物研发的“阿喀琉斯之踵”？ 尽管安全性评价体系日臻完善，DILI仍是临床前预测中最棘手的难题。其痛点在于： 种属差异困境：许多药物在动物实验中未见肝毒性，却在人体临床试验中引发严重肝损伤。 传统模型失效：原代人肝细胞在二维单层培养中数天即丧失关键的CYP450酶活性与肝脏表型，无法支持长期、重复给药研究。 机制复杂性：DILI涉及线粒体损伤、转运体抑制、免疫介导等多种途径，传统终点检测（如ATP、LDH）仅能观察细胞死亡，无法揭示毒性发生的源头。 针对这些核心瓶颈，研究团队展开了系统性的攻关，并取得了如下关键成果： 成果一：重建长期稳定的人源3D肝脏微环境 研究团队首先对人源3D肝脏球体进行了全面的功能表征。结果显示： 在化学成分明确的培养体系中，原代人肝细胞可长期维持成熟表型，持续表达白蛋白（Albumin）、HNF4α等关键标志物，并保持稳定的CYP450酶与药物转运蛋白活性。 进一步引入肝非实质细胞（NPCs）共培养后，模型可更真实地模拟肝脏免疫微环境；为未来模拟包括MASH在内的不同疾病状态下肝脏微环境提供了技术基础。 图1｜人源3D肝脏球体长期保持成熟肝细胞功能和药物代谢能力，并进一步引入非实质细胞（NPC）共培养，构建更接近人体肝脏微环境的评价平台。 成果二：经典毒性验证 | 卓越的稳定性与可重复性 研究选取Troglitazone、Diclofenac、Bosentan等8种经典肝毒药物进行验证。结果表明，所有药物均呈现明确的剂量-效应关系，且模型表现出极高的稳健性：批间重复性R²=0.98，不同供体间一致性R²=0.89。 对于NAMs而言，高度的可重复性是获得监管认可与工业界应用的基石，本研究为平台的标准化推广提供了关键数据支撑。 图2｜人源3D肝脏球体能够稳定识别多种经典肝毒性药物的浓度依赖性毒性反应，并具有良好的实验间和供体间重复性，展现出可靠的肝毒性预测能力。 成果三（核心亮点）：从“终点判读”到“源头解析”——线粒体毒性实时监测的突破 这是本研究创新性的飞跃。传统方法依赖ATP等滞后指标，当信号变化时细胞常已处于不可逆损伤状态。为此，研究团队全球范围内首次将 Seahorse细胞能量代谢实时分析 技术整合至人源3D肝脏球体模型，实现了对线粒体耗氧率（OCR）、ATP偶联效率及最大呼吸能力的动态追踪。 研究发现，线粒体毒性药物（Diclofenac和Amiodarone）在导致细胞活力显著下降之前，其呼吸功能参数已出现大幅衰减；而基因毒性药物（Aflatoxin B1）则无此特征。这意味着，该平台能够在细胞死亡发生之前捕捉到毒性早期事件，并精准区分线粒体与非线粒体毒性机制，为药物结构优化与早期安全性筛选提供了强有力的决策工具。 图3｜结合Seahorse细胞能量代谢分析，人源3D肝脏球体可实时监测线粒体呼吸功能变化，在细胞活力下降之前识别线粒体功能障碍，实现药物肝毒性的早期机制解析。 成果四：拓展应用 | 建立胆汁淤积型损伤的机制评价体系 针对胆汁淤积型DILI，研究建立了病理生理浓度胆汁酸共处理体系。结果显示，Chlorpromazine与Bosentan在胆汁酸存在下毒性显著增强。通过分子水平解析，明确Bosentan通过抑制BSEP（ABCB11）与MDR3（ABCB4）转运蛋白的表达诱发胆汁淤积，展现了模型在深层分子机制层面的解析能力。 图4｜人源3D肝脏球体结合胆汁酸共处理体系，不仅提高了胆汁淤积型肝毒性的预测能力，还进一步揭示了Bosentan通过干扰胆汁酸转运导致肝损伤的潜在机制。 成果五（临床验证亮点）：精准复现近期真实世界临床事件 该平台的临床预测能力在多个近期备受瞩目的新药案例中得到有力印证： BTK抑制剂：Tolebrutinib与Evobrutinib均被检出明确肝毒性风险，与临床试验中的转氨酶升高及FDA监管决策完全一致。 口服GLP-1激动剂：成功区分了Danuglipron与Orforglipron的安全窗口，前者在低暴露水平即现毒性，后者仅在远超临床暴露浓度下才显示风险，精准复现了两者在临床试验中的安全性差异。 药物相互作用（DDI）与免疫毒性：成功预测了Azelaprag与Tirzepatide联用的协同肝毒性；并通过NPC共培养模型，揭示了IL-17A抑制剂LY3509754在炎症微环境下的肝毒性加剧现象。 以上案例均为已观察到临床肝毒性信号的“真实世界”案例，人源3D肝脏球体均能在体外提前识别并复现其毒性特征，充分证明了该平台卓越的临床转化预测价值。 图5｜人源3D肝脏球体成功应用于多个真实药物研发案例，不仅准确识别不同候选药物的肝毒性风险，还通过NPC共培养揭示炎症微环境参与的潜在毒性机制，展现出较高的临床预测价值。 总结与展望 本研究通过一系列严谨的设计，展示了合珀生物人源3D肝脏球体在药物安全评价中的全新维度。该平台不仅解决了传统模型功能不稳定、难以模拟人体复杂机制的痼疾，更重要的是，它实现了从 “是否致死” 到 “为何致死” 的认知升级。 随着FDA等监管机构对NAMs的持续倡导，临床前安全评价正从传统的经验性终点检测，迈向 机制驱动、人体相关 的新纪元。兼具 长期稳定性、深层机制解析力与临床预测性 的人源3D肝脏球体，正逐渐成为创新药企在IND申报及管线推进中降低DILI风险、提高决策信心的关键利器，也将为提升药物研发的整体效率与成功率提供强大助力。 DOI: 10.1016/j.dmd.2026.100346 合珀生物作为源自瑞典卡罗琳斯卡医学院的先进技术平台，凭借多年深耕类器官领域的深厚积累，已与全球六十余家头部药企建立起稳固的合作网络。我们自主研发的3D微组织平台，能够高度模拟人体器官的复杂微环境与生理功能，为单克隆抗体等创新疗法的安全性、有效性及代谢评价提供更具预测价值的科学数据。 合珀生物目前已有肝脏、肠道、脂肪、肌肉、皮肤、肺、肾等多种疾病模型的构建与验证体系，我们期待与更多合作伙伴一起，将3D微组织平台深度整合到药物研发的早期决策中，为药企提供符合监管趋势、科学严谨且高效的解决方案。 往期推荐 PREVIOUS RECOMMENDATIONS 01 走进实验室｜合珀生物CSO Volker Lauschke教授：用3D人体模型重塑药物研发 02 携手诺华发表研究：合珀肝脏类器官模型助力小核酸药物开发 03 罗氏NAMs新实践：完全基于体外数据的非临床策略获FDA放行 找到我们 FIND US 扫码联系我们 扫码关注公众号 求点赞 求分享 求喜欢 求留言