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诸如抗体等新型活性成分通常需要在实验动物身上单独测试。苏黎世大学(UZH)的研究人员现已开发出一项突破性技术,可在单只小鼠体内同时测试约25种抗体。这不仅将加速新药的研发进程,还能大幅减少实验动物用量。
抗体药物的临床前测试瓶颈
现代药物研发高度依赖抗体技术。这些蛋白质能够精准识别细胞或分子表面的特定结构(如细胞膜上的受体)并与之结合。然而在进入人体试验前,所有基于蛋白质的生物疗法(包括抗体药物)都需进行大量动物实验。目前行业常规做法是逐个测试候选抗体,导致每项研究需要消耗大量实验动物,临床前测试已成为制药业实验动物使用量的主要来源。虽然理论上可通过单只动物测试多种物质提高效率,但此前技术仅支持每只动物最多测试4种活性成分。
飞码技术突破测试容量限制
由UZH医学微生物研究所Markus Seeger和实验动物科学研究所Johannes vom Berg领衔的研究团队成功突破这一技术壁垒。"我们开发的方案允许在单只小鼠体内同步测试25种不同抗体,既加速流程又减少动物用量," vom Berg表示。该研究使用了已获批药物或处于临床开发阶段的抗体作为验证对象。
蛋白质条形码实现精准分析
为从复杂的小鼠血浆或组织样本中独立分析每种抗体的特性,研究人员开发了基于特定蛋白质片段(称为飞码)的分子条形码系统。通过为每个抗体赋予独特的飞码标记,即便混合给药后也能精确分离并独立分析各候选药物。该技术可同步评估药物的多项关键指标:
长效性:活性成分在体内缓慢释放,维持持久疗效
靶向性:精准结合特定靶标结构并在相应器官富集
安全性:限制在其他组织器官的扩散,降低副作用风险
"数据显示飞码技术能提供高质量的临床前数据," Seeger强调,"我们以更少的小鼠获取更多高质量数据,且标准化实验条件使不同抗体的分析结果具备直接可比性。"
抗癌抗体验证技术可靠性
研究团队特别选用癌症治疗领域的两款抗体进行验证:在混合20种其他抗体的情况下,针对肿瘤细胞表面表皮生长因子受体(EGFR)的两种抗体仍能准确识别靶标并在肿瘤组织有效富集。这证实飞码标记不会影响抗体在活体内的靶向效能。
合成生物分子测试展现技术延展性
该技术还被成功应用于80种类药性合成生物分子(sybodies)的并行测试。"飞码技术能以最小资源实现候选药物的直接对比,未来将显著提升临床前药物发现效率," Seeger补充道。整个研究数据仅需18只小鼠即可完成,相较传统方法实验动物用量最多可减少100倍。
伦理与产业双重价值
这项发表于《自然·生物技术》的研究符合欧盟"3R原则"中的减量(Reduction)与优化(Refinement)要求。据UZH测算,全球推广该技术每年可减少约120万只实验动物使用,同时使抗体药物临床前研发周期缩短6-8个月。目前研究团队正与罗氏、诺华等制药巨头合作,计划将飞码技术整合至AI药物筛选平台,预计三年内有望成为抗体类药物GLP认证的标准化检测方案。