新途徑方法（NAMs）- 2025年4月，美國FDA宣布在單抗類藥物領(lǐng)域逐步放棄動物試驗，用其他體外技術(shù)和模型來替代動物實驗，這一決策標志著基于AI、類器官等新技術(shù)的新途徑方法（NAMs）正式進入藥物安全評價的主流實踐。以AI驅(qū)動的高精度計算機模擬機制建模和先進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、低成本地推進創(chuàng)新藥開發(fā)，在全球競爭中領(lǐng)先同類藥物審批，同時響應(yīng)科學性、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)動物實驗，而充分整合先進體外模型、計算機建模和人工智能（AI）技術(shù)、能夠支持藥物安全性和有效性評價的藥物開發(fā)新模式，以減少乃至替代傳統(tǒng)動物實驗。高質(zhì)量NAM數(shù)據(jù)通過體外(in vitro)、離體(ex vivo)和計算機模擬(in silico)實驗產(chǎn)生，主要包括：
先進體外實驗如3D細胞培養(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。
機制建模與人工智能如生理藥代動力學（PBPK）、定量系統(tǒng)藥理學（QSP）、定量系統(tǒng)毒理學（QST）模型、免疫原性預(yù)測等，基于體外/計算數(shù)據(jù)預(yù)測人體藥代、藥效、劑量等。
NAMs的優(yōu)勢：
提高新藥開發(fā)的成功率NAMs能夠更準確地模擬和預(yù)測人體內(nèi)的藥物作用機制、療效與毒性，從而提升藥物篩選和開發(fā)的科學性和成功率。
降低動物試驗的需求，減少研發(fā)成本并縮短藥物上市時間NAMs能夠在藥物安全性與有效性評估等諸多環(huán)節(jié)，提升預(yù)測準確性的同時，顯著減少乃至替動物實驗，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發(fā)展需求。
美迪西NAMs藥物研發(fā)服務(wù)平臺
核心亮點：三位一體架構(gòu)AI藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)平臺
美迪西AI藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)平臺可提供蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測與模擬、結(jié)合位點發(fā)現(xiàn)、信息提取與清洗，以及定制化項目數(shù)據(jù)庫構(gòu)建等，滿足科研工作者多樣化的需求。此外，平臺還深度助力 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)管線進程。體外安全評估技術(shù)平臺
體外安全譜GPCRs
核受體
離子通道
轉(zhuǎn)運體
酶實驗
細胞毒性CellTiter Glo/LDH/MTT/CCK-8
細胞凋亡/壞死/鐵死亡
HepG2、HUVEC、HEK293、SH-SY5Y等
原代肝細胞、PBMC、紅細胞、血小板等
線粒體毒性ROS 檢測
線粒體膜電位檢測 assay
心臟毒性hERG膜片鉗和放射性配體結(jié)合試驗
Nav1.5和Cav1.2放射性配體結(jié)合試驗
iPSC衍生的心肌細胞-2D/3D細胞毒性檢測
肝毒性肝類器官活力檢測
HepG2/原代肝細胞線粒體應(yīng)激-Seahorse檢測
線粒體膜電位檢測
ROS檢測
腎臟毒性MDCK、HEK293、Vero、HK-2細胞毒性試驗
原代食蟹猴、大鼠或猴腎細胞細胞毒性試驗
遺傳毒性Mini-AMES試驗
AMES試驗
增強AMS試驗
體外染色體畸變試驗
體外微核試驗
腫瘤類器官毒性已建立12個腫瘤類型、43株腫瘤類器官模型
腫瘤類器官毒性試驗-CTG、LDH
腫瘤類器官轉(zhuǎn)錄組學研究-RNAseq
腫瘤類器官免疫組化研究
免疫毒性人全血/PBMC細胞因子釋放試驗
T細胞增殖/活化
B細胞增殖/活化
混合淋巴反應(yīng) (MLR)
PBMC-PDXO共培養(yǎng)
光毒性體外3T3細胞中性紅攝取試驗
制劑安全性體外溶血試驗
證據(jù)權(quán)重分析(WoE)致癌性評估的證據(jù)權(quán)重分析
幼齡動物安全性評估的證據(jù)權(quán)重分析
生殖毒性安全性評估的證據(jù)權(quán)重分析體外3D細胞培養(yǎng)體系-HepG2細胞
案例分享: 體外3D細胞培養(yǎng)體系-HepG2細胞毒性測試
案例分享： 體外3D細胞培養(yǎng)體系-HepG2細胞毒性測試
細胞因子釋放實驗
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》，高風險免疫相關(guān)生物藥（如免疫檢查點抑制劑、激動劑、雙抗等）在IND申報前，必須進行體外細胞因子釋放試驗（CRA）。該試驗通常使用人外周血單個核細胞或全血，在液相或固相環(huán)境中與藥物孵育，以評估其引發(fā)細胞因子風暴的風險。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)計體外細胞因子釋放實驗案例分享： 細胞因子釋放實驗 - 固相法
案例分享： 細胞因子釋放實驗 - 液相法
案例分享： 血小板毒性 - 血小板激活實驗
案例分享： 小核酸脫靶研究 - 轉(zhuǎn)錄組學
HepG2細胞轉(zhuǎn)染不同的siRNA（10 nM）后，收取細胞沉淀，進行轉(zhuǎn)錄組測序，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，藍色表示有顯著下調(diào)的基因，灰色表示無顯著變化的基因。案例分享： PROTAC脫靶研究 - 蛋白組學
Smarca2/4 PROTAC處理MV-4-11細胞(DMSO, 10 nM, 100 nM), 圖A 及 圖B 顯示該PROTAC在10nM條件下主要降解Smarca2以及Smarca4，而其濃度升高至100nM后有過多的脫靶現(xiàn)象發(fā)生。腫瘤類器官PDXO平臺
Patient-Derived Xenograft Organoid (PDXO) 模型，作為新一代腫瘤研究工具，完美契合FDA對“減少動物實驗”的要求，為創(chuàng)新藥物研發(fā)提供關(guān)鍵技術(shù)支持。PDXO用于體外藥效評估
美迪西PDXO庫
美迪西PDXO和PDXOC庫
癌癥類型 PDXO (腫瘤類器官) PDXOC (腫瘤細胞系) 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的多組學研究
案例分享： PBMC/PDXO共培養(yǎng) - 免疫細胞毒性研究
研究發(fā)現(xiàn):
→LDH釋放隨著PBMC數(shù)量的增加而增強，表明抗癌免疫反應(yīng)增強
→使用熒光成像進行的時間過程分析顯示：PBMCs（外周血單核細胞）隨著時間的推移表現(xiàn)出增強的浸潤和殺傷效應(yīng)。隨著PBMC的浸潤，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
生理藥代動力學PBPK平臺
基于生理藥代動力學PBPK模型預(yù)測人體PK
臨床前種屬PBPK模型搭建與ADME特點分析:
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，并建立可以反映臨床前試驗結(jié)果的PBPK模型；
藥物在臨床前種屬體內(nèi)ADME過程的特點分析；
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)測人體PK：
種屬外推建立人體PBPK模型；
根據(jù)劑量，預(yù)測和分析人體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)測人體PK需要的主要數(shù)據(jù)
結(jié)構(gòu)式
分子量
不同pH對應(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、肝細胞、重組酶的數(shù)據(jù)）
體外轉(zhuǎn)運體試驗數(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)平臺總結(jié)- NAMs正在重塑全球藥物研發(fā)范式，主動擁抱NAMs，不僅能與FDA等監(jiān)管機構(gòu)實現(xiàn)更高效的早期對話，更能重塑研發(fā)流程：縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，且以更精準可靠的數(shù)據(jù)支撐監(jiān)管決策。
