非酒精性脂肪肝炎（NASH）被大家視為腫瘤免疫治療后的又一個(gè)新藍(lán)海。但眼下的NASH新藥開發(fā)和診斷治療仍然存在較大挑戰(zhàn)。本文采訪了一家從事早期3D細(xì)胞模型開發(fā)的企業(yè)InSphero公司的CEO Jan Lichtenberg以及美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院肝病研究所主任Scott L. Friedman博士，主要探討了制藥行業(yè)對(duì)開發(fā)NASH藥物日益高企的興趣，該疾病建模的復(fù)雜性以及這對(duì)藥物開發(fā)的意義。

       之所以選擇這2位受訪嘉賓，一是因?yàn)镮nSphero自2009年以來就為行業(yè)開發(fā)出模擬人體3D細(xì)胞技術(shù)平臺(tái)，其中就包括模擬NASH的復(fù)雜性，提高藥物發(fā)現(xiàn)和安全性測試效率的3D細(xì)胞模型；二是Friedman自1986年開始就一直得到NIH資助，主攻肝纖維化的發(fā)病機(jī)制研究。

       Friedman在分離和表征肝星狀細(xì)胞方面發(fā)揮了重要作用，肝細(xì)胞是慢性肝病中最重要的瘢痕或細(xì)胞外基質(zhì)來源，同時(shí)Friedman擔(dān)任西奈山纖維化研究中心的負(fù)責(zé)人，該中心的建立是為了促進(jìn)肝纖維化的新型診斷方法和治療方法的開發(fā)。

       問：制藥行業(yè)最近非常關(guān)注NASH。您覺得是什么原因促使這股熱情日益高漲？

       Scott Friedman：我認(rèn)為促使業(yè)內(nèi)對(duì)NASH興趣上升的可歸因于一些趨同事件。其中之一是肥胖的患病率非常高，且越來越多的人認(rèn)識(shí)到，罹患肥胖有關(guān)的代謝綜合征會(huì)使肝 臟疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)迅速上升。

       另一因素是在肝 臟領(lǐng)域，有多家制藥公司潛伏多年，它們接二連三地開發(fā)了多個(gè)治療病**肝炎的抗病毒 藥物和其他治療方法。

       隨著丙肝最終被治愈，那些長期研究肝病的企業(yè)肯定會(huì)去尋找這個(gè)領(lǐng)域存在的未滿足需求的新機(jī)遇。毫無疑問，NASH是最引人注目的。

       Jan Lichtenberg：《華爾街日?qǐng)?bào)》直截了當(dāng)?shù)貙ASH描述為“大藥企的一個(gè)大肥差”。盡管目前還沒有獲得批準(zhǔn)的治療方法，但該疾病領(lǐng)域的市場規(guī)模到2025年可能達(dá)到200~350億美元。大約30%~40％的美國人口患有與2型糖尿病密切相關(guān)的非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）。

       據(jù)估計(jì)，這些患者中有30％將繼續(xù)發(fā)展為NASH。如果不治療，NASH可導(dǎo)致肝硬化，在某些情況下，還需要肝 臟移植。

       不幸的是，最近的III期試驗(yàn)結(jié)果令人失望。無論是成功或者失敗的候選化合物，臨床表現(xiàn)不過是模棱兩可的結(jié)果，其中為NASH患者帶來的獲益也被潛在的肝 臟**所抵消。

       事實(shí)上，這不僅是研發(fā)公司的挫折，也是許多患者等待有效治療干預(yù)的關(guān)注點(diǎn)。

       問：之所以沒有FDA批準(zhǔn)的NASH治療，部分歸因于缺乏生物學(xué)相關(guān)的臨床前人體模型。為什么會(huì)這樣？

       Scott Friedman：從概念上講，NASH是一種比病**肝炎更復(fù)雜的疾病。病**肝炎是一種外源性感染，而非內(nèi)源性疾病。

       NASH是全身性代謝綜合征的一部分，因此復(fù)雜性要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。在NASH中，存在許多異常，并且我們無法準(zhǔn)確地建立一種導(dǎo)致或者驅(qū)動(dòng)肝病進(jìn)展的病因優(yōu)先級(jí)機(jī)制。

       患有高脂血癥的患者，他們會(huì)產(chǎn)生胰島素抵抗；他們有改變的微生物組，這些增加了氧化應(yīng)激；同時(shí)由于肥胖，也導(dǎo)致了其他激素信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)。但我們目前還不知道準(zhǔn)確識(shí)別出是哪個(gè)是首先發(fā)生的，哪些是必要的，哪些是充分條件。

       與人源化模型相比，NASH動(dòng)物模型中需要對(duì)人類疾病的所有元素進(jìn)行建模，這顯然具有較大挑戰(zhàn)性。

       Jan Lichtenberg：缺乏可預(yù)測的體外模型的確阻礙了新療法的開發(fā)，這些模型反映了NASH起始和進(jìn)展的復(fù)雜機(jī)制。

       肝組織是異型的，并且許多細(xì)胞類型在該疾病的起始和發(fā)展期間相互作用，包括肝細(xì)胞、星狀細(xì)胞、竇狀內(nèi)皮細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞（Kupffer cell）以及常駐巨噬細(xì)胞。

       NASH的自然病程非常緩慢；從脂肪變性到NASH的進(jìn)展階段以及最終纖維化——肝 臟瘢痕的形成平均超過10年。一個(gè)體外細(xì)胞模型則是在加速的時(shí)間內(nèi)模擬這個(gè)病程，這是有效和實(shí)用的。

       歷史上，肝纖維化的體外模型是星狀細(xì)胞的2D培養(yǎng)物，其在肝纖維化的起始、進(jìn)展和消退中起關(guān)鍵作用。

       然而，這種方法忽略了其他細(xì)胞類型和整體肝 臟微環(huán)境的貢獻(xiàn)和相互作用，并且它帶來了一些具有諷刺意味但又是嚴(yán)重的責(zé)任：星狀細(xì)胞附著到培養(yǎng)物中的塑料表面時(shí)會(huì)發(fā)生自發(fā)活化。

       問：您在哪里看到有影響的3D疾病模型？

       Scott Friedman：在臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)物模型必須解決幾個(gè)關(guān)鍵問題：我們能否忠實(shí)地復(fù)制疾病的所有特征？動(dòng)物對(duì)特定藥物的反應(yīng)是否表明患者可能有反應(yīng)？你能快速做到這一點(diǎn)并篩選大量藥物或化合物，甚至進(jìn)行組合？

       最后一個(gè)要求是動(dòng)物模型開始無法滿足實(shí)驗(yàn)需求的原因。因?yàn)槿绻阆胫酪环N藥物是否很有可能在人類中工作，你想要使用忠實(shí)的動(dòng)物模型，但是你可以使用多少種不同的藥物和劑量現(xiàn)實(shí)地測試？動(dòng)物模型的表征一般需要幾個(gè)月的時(shí)間，我們會(huì)做很多表征，所以我們知道這些限制。

       另一個(gè)挑戰(zhàn)是嚙齒類動(dòng)物對(duì)藥物的反應(yīng)比人類更敏感。并且有一些有趣的數(shù)據(jù)可以說明這一點(diǎn)。

       Barbara Rehermann在《細(xì)胞》（cell）雜志上發(fā)表了一項(xiàng)研究：在藥物開發(fā)中使用的近交系小鼠品系往往有一個(gè)相對(duì)簡單的微生物，以某種方式已關(guān)聯(lián)到疾病的嚴(yán)重程度更高，治療也可能獲得更高的響應(yīng)率。

       如果您研究具有野生型或野生微生物組的小鼠，它們往往更具有抗性，至少在幾種不同的疾病模型中。這甚至可能會(huì)出現(xiàn)一種現(xiàn)象，就是我們從小鼠模型中能夠看到比人類實(shí)際中更多種類的疾病，這樣也使得實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)治療反應(yīng)更敏感。

       如果像InSphero等3D細(xì)胞模型可以提供藥物和藥物組合的速度和可預(yù)測性，那么它們或可以在市場上占有一席之地。

       請(qǐng)記住，脂肪肝是全身性疾病的一部分。當(dāng)你分離肝 臟球體并且您只是在肝 臟或肝 臟細(xì)胞中工作時(shí)，您將排除源自異常代謝的循環(huán)激素的潛在影響。

       但這是一個(gè)限制，我認(rèn)為如果它是準(zhǔn)確的話，大多數(shù)人都可以忍受。這些3D系統(tǒng)的基本原理非常清晰且引人注目，只要它轉(zhuǎn)化為體內(nèi)功效即可。

       Jan Lichtenberg：大多數(shù)人，無論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界，都同意從生理角度來看，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型轉(zhuǎn)向3D細(xì)胞模型更有意義，它具有很多技術(shù)和實(shí)踐優(yōu)勢。他們也一致認(rèn)為，這是我們?cè)虚_發(fā)手段里的一種有效補(bǔ)充，能夠幫我們創(chuàng)建更多的預(yù)測分析。

       通過對(duì)NASH適應(yīng)癥開發(fā)，我們通過尋求滿足兩個(gè)重要關(guān)鍵要求且具有前瞻性的技術(shù)，同時(shí)具有快速和可擴(kuò)展性。特別是后者將有助于以組合方式研究抗NASH或其他代謝相關(guān)化合物的潛在協(xié)同作用。如果我們想進(jìn)一步將肝 臟和其他與這種復(fù)雜疾病相關(guān)的組織結(jié)合起來。

       問：對(duì)于有興趣轉(zhuǎn)向使用3D模型的制藥公司，您有什么建議？

       Jan Lichtenberg：第一步始終是確定您需要解決的真正問題。這應(yīng)該是每次討論的起點(diǎn)。

       在2D培養(yǎng)中生長的用于毒理研究的肝細(xì)胞在2天后失去其肝 臟特異性功能，因此，您只能看到急性毒理學(xué)方面。如果你想采取更生理的姿態(tài)并且做7天或14天，那就沒辦法了。這一挑戰(zhàn)促使我們開發(fā)用于毒理學(xué)研究的3D肝 臟微組織。

       回到NASH，有非常具體的需求和客戶問題需要新的解決方案。未來幾十年，NASH將對(duì)醫(yī)療保健成本產(chǎn)生重大影響，但目前尚無藥物干預(yù)措施。目前沒有適當(dāng)?shù)捏w外模型來了解正在發(fā)生的事情，藥物如何單獨(dú)或組合起作用以及哪些藥物能夠正常工作。

       因此，在這種情況下，使用3D模型的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)?shù)?。一方?D動(dòng)物模型在翻譯方面存在局限性；另一方面從2D動(dòng)物模型獲取數(shù)據(jù)需要4到6個(gè)月，而使用正確設(shè)計(jì)的3D體外動(dòng)物模型僅需要3周。