新途徑方法（NAMs）- 2025年4月，美國(guó)FDA宣布在單抗類藥物領(lǐng)域逐步放棄動(dòng)物試驗(yàn)，用其他體外技術(shù)和模型來(lái)替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，這一決策標(biāo)志著基于AI、類器官等新技術(shù)的新途徑方法（NAMs）正式進(jìn)入藥物安全評(píng)價(jià)的主流實(shí)踐。以AI驅(qū)動(dòng)的高精度計(jì)算機(jī)模擬機(jī)制建模和先進(jìn)的體外模型為代表的NAMs正在重塑藥物研發(fā)的規(guī)則。NAMs能夠通過(guò)提供更具人體相關(guān)性的數(shù)據(jù)，助力企業(yè)高效、低成本地推進(jìn)創(chuàng)新藥開發(fā)，在全球競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先同類藥物審批，同時(shí)響應(yīng)科學(xué)性、倫理性與可持續(xù)發(fā)展的要求。NAMs指不再單純依賴于傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，而充分整合先進(jìn)體外模型、計(jì)算機(jī)建模和人工智能（AI）技術(shù)、能夠支持藥物安全性和有效性評(píng)價(jià)的藥物開發(fā)新模式，以減少乃至替代傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。高質(zhì)量NAM數(shù)據(jù)通過(guò)體外(in vitro)、離體(ex vivo)和計(jì)算機(jī)模擬(in silico)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生，主要包括：
先進(jìn)體外實(shí)驗(yàn)如3D細(xì)胞培養(yǎng)、器官芯片（Organ-on-Chip）、微生理系統(tǒng)（MPS）、類器官（Organoid）等，能更好模擬人體生理病理環(huán)境。
機(jī)制建模與人工智能如生理藥代動(dòng)力學(xué)（PBPK）、定量系統(tǒng)藥理學(xué)（QSP）、定量系統(tǒng)毒理學(xué)（QST）模型、免疫原性預(yù)測(cè)等，基于體外/計(jì)算數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)人體藥代、藥效、劑量等。
NAMs的優(yōu)勢(shì)：
提高新藥開發(fā)的成功率NAMs能夠更準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測(cè)人體內(nèi)的藥物作用機(jī)制、療效與毒性，從而提升藥物篩選和開發(fā)的科學(xué)性和成功率。
降低動(dòng)物試驗(yàn)的需求，減少研發(fā)成本并縮短藥物上市時(shí)間NAMs能夠在藥物安全性與有效性評(píng)估等諸多環(huán)節(jié)，提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的同時(shí)，顯著減少乃至替動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，大幅節(jié)約研發(fā)成本、加速藥物審批，更加符合倫理及社會(huì)發(fā)展需求。
美迪西NAMs藥物研發(fā)服務(wù)平臺(tái)
核心亮點(diǎn)：三位一體架構(gòu)AI藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)平臺(tái)
美迪西AI藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)平臺(tái)可提供蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與模擬、結(jié)合位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、信息提取與清洗，以及定制化項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建等，滿足科研工作者多樣化的需求。此外，平臺(tái)還深度助力 Target-to-hit、Hit-to-lead、Lead-to-PCC 等關(guān)鍵研發(fā)階段，為藥物研發(fā)提供了全方位的技術(shù)支持，加速藥物研發(fā)管線進(jìn)程。體外安全評(píng)估技術(shù)平臺(tái)
體外安全譜GPCRs
核受體
離子通道
轉(zhuǎn)運(yùn)體
酶實(shí)驗(yàn)
細(xì)胞毒性CellTiter Glo/LDH/MTT/CCK-8
細(xì)胞凋亡/壞死/鐵死亡
HepG2、HUVEC、HEK293、SH-SY5Y等
原代肝細(xì)胞、PBMC、紅細(xì)胞、血小板等
線粒體毒性ROS 檢測(cè)
線粒體膜電位檢測(cè) assay
心臟毒性hERG膜片鉗和放射性配體結(jié)合試驗(yàn)
Nav1.5和Cav1.2放射性配體結(jié)合試驗(yàn)
iPSC衍生的心肌細(xì)胞-2D/3D細(xì)胞毒性檢測(cè)
肝毒性肝類器官活力檢測(cè)
HepG2/原代肝細(xì)胞線粒體應(yīng)激-Seahorse檢測(cè)
線粒體膜電位檢測(cè)
ROS檢測(cè)
腎臟毒性MDCK、HEK293、Vero、HK-2細(xì)胞毒性試驗(yàn)
原代食蟹猴、大鼠或猴腎細(xì)胞細(xì)胞毒性試驗(yàn)
遺傳毒性Mini-AMES試驗(yàn)
AMES試驗(yàn)
增強(qiáng)AMS試驗(yàn)
體外染色體畸變?cè)囼?yàn)
體外微核試驗(yàn)
腫瘤類器官毒性已建立12個(gè)腫瘤類型、43株腫瘤類器官模型
腫瘤類器官毒性試驗(yàn)-CTG、LDH
腫瘤類器官轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究-RNAseq
腫瘤類器官免疫組化研究
免疫毒性人全血/PBMC細(xì)胞因子釋放試驗(yàn)
T細(xì)胞增殖/活化
B細(xì)胞增殖/活化
混合淋巴反應(yīng) (MLR)
PBMC-PDXO共培養(yǎng)
光毒性體外3T3細(xì)胞中性紅攝取試驗(yàn)
制劑安全性體外溶血試驗(yàn)
證據(jù)權(quán)重分析(WoE)致癌性評(píng)估的證據(jù)權(quán)重分析
幼齡動(dòng)物安全性評(píng)估的證據(jù)權(quán)重分析
生殖毒性安全性評(píng)估的證據(jù)權(quán)重分析體外3D細(xì)胞培養(yǎng)體系-HepG2細(xì)胞
案例分享: 體外3D細(xì)胞培養(yǎng)體系-HepG2細(xì)胞毒性測(cè)試
案例分享： 體外3D細(xì)胞培養(yǎng)體系-HepG2細(xì)胞毒性測(cè)試
細(xì)胞因子釋放實(shí)驗(yàn)
根據(jù)CDE在2020年發(fā)布的《藥物免疫原性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》，高風(fēng)險(xiǎn)免疫相關(guān)生物藥（如免疫檢查點(diǎn)抑制劑、激動(dòng)劑、雙抗等）在IND申報(bào)前，必須進(jìn)行體外細(xì)胞因子釋放試驗(yàn)（CRA）。該試驗(yàn)通常使用人外周血單個(gè)核細(xì)胞或全血，在液相或固相環(huán)境中與藥物孵育，以評(píng)估其引發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴的風(fēng)險(xiǎn)。Experimental design Cells 3-6 donors, fresh PBMC preferred Incubation system Liquid phase and solid phase Incubation time 6h, 24h or 48h (usually two time points will be OK) Negative control Formulation buffer, PBS Isotype control (for antibody) IgG1, IgG4 Positive control Anti-CD3, LPS Routine cytokine panel 8 cytokines：IL-2, IL-6, IL-10, IFN-γ, TNF-α, IL-1β, IL-4, IL-12p70
10 cytokines：IL-2, IL-6, IL-10, IFN-γ, TNF-α, IL-1β, IL-4, IL-12p70, IL-8, IL-13設(shè)計(jì)體外細(xì)胞因子釋放實(shí)驗(yàn)案例分享： 細(xì)胞因子釋放實(shí)驗(yàn) - 固相法
案例分享： 細(xì)胞因子釋放實(shí)驗(yàn) - 液相法
案例分享： 血小板毒性 - 血小板激活實(shí)驗(yàn)
案例分享： 小核酸脫靶研究 - 轉(zhuǎn)錄組學(xué)
HepG2細(xì)胞轉(zhuǎn)染不同的siRNA（10 nM）后，收取細(xì)胞沉淀，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分析可能存在的脫靶基因。紅色表示轉(zhuǎn)染siRNA后，mRNA有顯著上調(diào)的基因，藍(lán)色表示有顯著下調(diào)的基因，灰色表示無(wú)顯著變化的基因。案例分享： PROTAC脫靶研究 - 蛋白組學(xué)
Smarca2/4 PROTAC處理MV-4-11細(xì)胞(DMSO, 10 nM, 100 nM), 圖A 及 圖B 顯示該P(yáng)ROTAC在10nM條件下主要降解Smarca2以及Smarca4，而其濃度升高至100nM后有過(guò)多的脫靶現(xiàn)象發(fā)生。腫瘤類器官PDXO平臺(tái)
Patient-Derived Xenograft Organoid (PDXO) 模型，作為新一代腫瘤研究工具，完美契合FDA對(duì)“減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)”的要求，為創(chuàng)新藥物研發(fā)提供關(guān)鍵技術(shù)支持。PDXO用于體外藥效評(píng)估
美迪西PDXO庫(kù)
美迪西PDXO和PDXOC庫(kù)
癌癥類型 PDXO (腫瘤類器官) PDXOC (腫瘤細(xì)胞系) 膀胱癌 412U 238U、412U 宮頸癌 371Ce、373Ce 371Ce、373Ce 子宮內(nèi)膜癌 361En 361En 食管癌 165Es 165Es、343Es 胃癌 147Ga、155Ga、157Ga、158Ga 150Ga、153Ga、155Ga、158Ga、259Ga 腸癌 062C、064C、069C、075C、102C、163C 062C、064C、 069C、102C、163C 肝癌 217Li、218Li、532Li 217Li 肺癌 170Lu、267Lu、269Lu、563Lu、564Lu 170Lu、267Lu、269Lu、563Lu、564Lu 黑色素瘤 571Me 神經(jīng)母細(xì)胞瘤 391Nb 391Nb 胰腺癌 167Pa、225Pa、522Pa、523Pa、228Pa、524Pa 167Pa、225Pa、522Pa、523Pa、524Pa 前列腺癌 351Pr、355Pr 355Pr 橫紋肌肉瘤 332Sa、334Sa 332Sa、338Sa、339Sa 案例分享： PDXO表征 - 明場(chǎng)圖像和H&E染色
案例分享： PDXO - 藥物篩選
案例分享： PDXO - HER2與EGFR的多組學(xué)研究
案例分享： PBMC/PDXO共培養(yǎng) - 免疫細(xì)胞毒性研究
研究發(fā)現(xiàn):
→LDH釋放隨著PBMC數(shù)量的增加而增強(qiáng)，表明抗癌免疫反應(yīng)增強(qiáng)
→使用熒光成像進(jìn)行的時(shí)間過(guò)程分析顯示：PBMCs（外周血單核細(xì)胞）隨著時(shí)間的推移表現(xiàn)出增強(qiáng)的浸潤(rùn)和殺傷效應(yīng)。隨著PBMC的浸潤(rùn)，觀察到PDXO（腫瘤類器官）發(fā)生結(jié)構(gòu)崩解。小鼠小腸和肝臟類器官發(fā)育
生理藥代動(dòng)力學(xué)PBPK平臺(tái)
基于生理藥代動(dòng)力學(xué)PBPK模型預(yù)測(cè)人體PK
臨床前種屬PBPK模型搭建與ADME特點(diǎn)分析:
根據(jù)所提供的建模數(shù)據(jù)，用于藥物臨床前PBPK模型的搭建與確認(rèn)，并建立可以反映臨床前試驗(yàn)結(jié)果的PBPK模型；
藥物在臨床前種屬體內(nèi)ADME過(guò)程的特點(diǎn)分析；
參數(shù)敏感性分析，考察影響臨床前種屬PK的關(guān)鍵參數(shù)等。人體PBPK模型搭建并預(yù)測(cè)人體PK：
種屬外推建立人體PBPK模型；
根據(jù)劑量，預(yù)測(cè)和分析人體PK；
參數(shù)敏感性分析，考察影響人體PK的關(guān)鍵參數(shù)等。PBPK建模預(yù)測(cè)人體PK需要的主要數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)式
分子量
不同pH對(duì)應(yīng)的溶解度
模擬胃、腸液的溶解度，比如SGF、FaSSIF、FeSSIF
Log P（也可以提供不同pH值對(duì)應(yīng)的Log D）
pKa
滲透性
各種屬的血漿蛋白結(jié)合率的數(shù)據(jù)
各種屬的全血血漿藥物分配比
體外代謝穩(wěn)定性數(shù)據(jù)（比如肝微粒體、肝細(xì)胞、重組酶的數(shù)據(jù)）
體外轉(zhuǎn)運(yùn)體試驗(yàn)數(shù)據(jù)
臨床前各種屬的靜脈和血管外PK數(shù)據(jù)
臨床前種屬物質(zhì)平衡的數(shù)據(jù)
美迪西AI技術(shù)服務(wù)平臺(tái)總結(jié)- NAMs正在重塑全球藥物研發(fā)范式，主動(dòng)擁抱NAMs，不僅能與FDA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更高效的早期對(duì)話，更能重塑研發(fā)流程：縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，且以更精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)支撐監(jiān)管決策。
