抗心律失常药物引起室性心律失常——尖端扭转性室性心动过速（致死率20%）。
抗组胺药是最早被发现与QT延长和Torsades de Pointes明确相关的非心血管药物。
Ø小概率：dofetilide, 2% varying between 0.5 and 4%；cisapride，in the range of 1 to 2/100 000 patient with chronic (months) exposure dofetilide, 2% -TdP发生率（0.5-0.4%）；cisapride，长期服用，100 000 病例中，有1-2为报告出现TdP。
Ø广泛性：抗组胺药，神经精神药物，抗生素(大环内酯类（阿奇霉素）/ 氟喹诺酮类（莫西沙星）），TKI，氯喹, 抗癌药
Ø高成本：Pre-clinical GLP study ; thorough QT/QTc study （TQT）
临床前GLP心电图检测 以及 临床全面QTc研究 （TQT）-- 成本极高
同时，QT延长所表征的心脏安全性，依然是当下新药研发的巨大挑战, 除了肝毒性外，药物引起的可致尖端扭转型室性心动过速的QT间期延长是导致药物退出市场的主要原因。
凡此种种， 我们需要有良好的生物标志物（Biomarker）,综合 In vitro，ex vivo 以及 在体豚鼠心电图研究策略，间接衡量TdP风险，以求有效、低成本的评价乃至规避心脏安全性风险。
监管机构在2005年颁布指导原则，所规范的核心实验 ：The QT and hERG-Centric （biomarker for TdP）
S7B -- 非临床研究in vitro hERG 和动物心电图 （In vivo）
--- 如何综合利用 In vitro，ex vivo 以及 在体豚鼠心电图研究策略，经行有效且低成本的评价乃至规避心脏安全性风险
接下来，就看看我们的“武器库”里有哪些“装备”，可供选择 -- What we can do
2017年Simon等人对北美以及UK的部分大型制药公司所采用的心脏安全性评估方法做了全面的行业研究，包括各种试验类型被采用的频次这个结果提示了工业界的思考逻辑： hERG 以及 QT 中心论 + 针对性的追加试验。
Ø我们能够根据客户具体诉求和场景，设计合适的实验类别
Ø在ICE除了犬的遥测心电图，其他高频使用的试验都可以随时开展
Ø专业的结果分析和解读; 资深的专家团队，会诊分析解读结果
我们已经明确面临的问题 以及 可供选择的试验方法。
接下来，就看看该如何利用这些试验方法来解决问题 -- How we can do
目的：
Ø支持 动物试验（ preclinical study ） 以及 IND申报决策
Ø对于hERG 略有风险药物的进一步评价，支持推进决策
制药工业视角下的综合策略
追加/补充试验:
ØhERG检测：自动膜片钳检测、中高通量检测
Ø多通道检测（CiPA推荐）：Nav1.5，Cav1.2等等
Ø基于动物或动物组织的离体，在体检测
Ø计算机模拟检测
Ø致心律失常模型检测：体外，离体以及在体检测
符合ICH E14/S7B指导原则最新修订的评价测略
在2020年ICH E14/S7B指导原则以问答的形式，进行了深度的修订：强调了体外研究的价值 以及 确定了“双阴性场景”
通过核心试验界定“双阴性场景”体外研究的价值
Ø 进一步明确可能的风险
Ø支持临床前研究和IND申报
Ø明确安全边际 （Safety margin）
定义了非临床数据的两种场景：
Ø“双阴性”场景：in vitro hERG和in vivo QT都是阴性
Ø“非双阴性”场景：in vitro hERG和/或in vivo QT有阳性
ICH E14 和S7B修订的战略性目标
ØQT风险机制评估-- QT liability determination
Ø通过替代实验，减少TQT研究数目
Ø协助监管侧决策 ：IND 以及 NDA
Ø药物风险标签: 更加清晰
Ø定义低风险药物：单抗药物，核酸药物，大分子量中等分子量药物
双阴性场景 ：相对明确hERG 和体内QT 阴性判断标准
Øsafety margin ：安全边际 （hERG IC50 / Cmax）
Ø10倍暴露量下，无明显QT-延长的效应（小于10ms）
E14 5.1 and 6.1 Q&A：在不用设置单独的阳性对照 以及 检测浓度不用做到2XHigh clinical exposure 条件下，可利用CRA分析进行TQT替代
Ø不同场景下追加研究: 多通道hERG动力学抑制，代谢产物，温度，心率 ，阳性程度和权重裁量
e.g. : 体内QT阴性， hERG略有抑制，那么可以采用追加实验
Only routine safety ECG monitoring is needed in later development
--- subject to case-by-case evaluation
在后续的药物研发阶段，只需要常规的安全心电图监测，具体案例，具体分析。
案例分析--2
在2020年ICH E14/S7B指导原则以问答的形式，进行了深度的修订：强调了体外研究的价值 以及 确定了“双阴性场景. 结合指导原则的修订，工业界推荐的综合策略以及我们12+年以上的实践经验，我们推出可综合性的的心脏安全性评评价服务：CardiacOne 。
我们的 CardiacOne 可以从化合物致心律失常 （电生理学）以及 对心肌结构性影响多个方面 以及 化合物处于不同的开发阶段，开展不同的研究，满足客户具体的现实需求。
综合性评价方法：根据具体场景，搭配组合不同试验类型，满足客户现实需求。
CardiacOneTM ---hERG study
hERG的抑制会导致QT间期延长，和TdP的发生直接相关。据统计大约有33%的药物是由于诱发TdP而不得不从市场上撤回。监管机构在2005年颁布指导原则，规范如何进行心脏安全性评价 。
ØS7B -- 非临床研究 in vitro hERG 和 动物心电图 （in vivo）
体外hERG通道抑制检测，始终处于药物安评中的重要位置：所谓hERG中心论 – hERG Centric Models
对于药物针对hERG离子通道靶点的筛选工作， ICE电生理团队已有十多年经验，建立了多种检测方法，可以满足不同类型的需求
--- 能够获得精确的hERG通道抑制的数据，有力地支持申报工作
--- 自动化的电生理检测方法, 能够快速高效的完成检测
---实现了通道open/inactivaed 状态检测的高通量检测方法，因此和电生理检测的数据具有高度相似性。价格友好，检测效率高
--- 2020年开始，ICH的指导原则S7B做出了较大的调整。
---ICE电生理团队密切跟踪指导原则的修订和变化，及时更新试验条件 以及 做出符合不断更新的指导原则的结果解读
手动膜片钳 hERG 测试平台：可以全面支持化合物申报
--- 结合供试品分析 （ UPLC/UPLC+QDA ），获取更精确的数据
供试品分析：在hERG试验中，常规实验中采用标识浓度带入到浓度-效应曲线，由于药物在灌流过程中存在损失，会使得利用标识浓度得到效应剂量曲线产生的数据有较大偏差，本机构结合供试品分析，可以获得对hERG精确的IC50数值。
我们在实验室验证了两个化合物，在低吸附和非低吸附两个条件下，比较了标识浓度以及回收液浓度 产生的hERG数据。
--- Verapamil /维拉帕米
--- Amitriptyline / 阿米替林
结果显示，
Ø采用低吸附的技术处理，可以有效地降低化合物在 配制 和 灌流过程中 的损失
Ø供试品分析对于得到准确的hERG抑制率，具有重要的现实意义
结果显示 ：Verapamil /维拉帕米在化合物配置 以及 灌流给药的过程中，存在明显的化合物损失。
配制液浓度测定, 是指从化合物配制的容器中取样，进行制剂浓度分析
回收液浓度测定，是指从电生理检测的给药物头处取样，进行制剂浓度分析
--- 与标识浓度相比较，从回收液中测定的浓度，在每一个剂量下都存在明显的样品损失
--- 选用不同的浓度数值，得到的IC50具有5倍差异 。
结果显示 ：利用低吸附的处理方案，可以在一定程度上缓解Verapamil /维拉帕米在化合物配置 以及 灌流给药的过程中 的化合物损失。
配制液浓度测定, 是指从化合物配制的容器中取样，进行制剂浓度分析
回收液浓度测定，是指从电生理检测的给药物头处取样，进行制剂浓度分析
--- 采用低吸附处理后，选用不同的浓度数值，得到的IC50差异较小
结果显示 ：利用低吸附的处理方案， Amitriptyline / 阿米替林在化合物配置 以及 灌流给药的过程中的化合物损失在30%左右。
配制液浓度测定, 是指从化合物配制的容器中取样，进行制剂浓度分析
回收液浓度测定，是指从电生理检测的给药物头处取样，进行制剂浓度分析
--- Amitriptyline / 阿米替林在化合物配制以及灌流过程中，产生的 损失较小，IC50偏差也较小
Ø价格友好，检测效率较高：20-30个IC50 /天
hERG通道导心率失常评价中，处于中心的地位。我们的 CardiacOne 中 ，建立的不同类型的试验模式， 可以从成本，效率，精确度等不同维度，满足客户个性化的需求。
Ø基于FLIPR的中等、高通量hERG筛平台：Ti+ flux assay
ØSpotlight ：实现了非电生理学方法下的 open and/or inactivated channel states 检测
基于Ti+离子流检测方法, 通过实验优化，得到良好的灵敏度和准确性，具有和电生理学结果很好的一致性，实现 hERG的“筛选性”检测—real “screening”：
Ø价格十分友好 ：1200 RMB/ IC50曲线
Ø实现 open and/or inactivated state 检测
目的：达到不同去极化的程度，实现 channel Open/ inactivated state
几种化合物对hERG抑制作用的效应剂量曲线 --- Dose response curve
Ø化合物在37℃度下孵育细胞30分钟，符合生理条件，提高了实验体系的敏感度
Ø对于hERG敏感度不同的化合物，Ti+ flux assay 体现出良好的 区分度
CardiacOneTM --- hERG安全边际的评价方法
hERG 结果的安全边际 -- Safety margin
Ø新药的hERG safety margin （hERG IC50/Cmax）应该高于根据已知会引起TdP的 参考药物的safety margin (30倍)。
实验的标准差应纳入hERG safety margin计算中（IC50的标准差可以转化为safety margin的置信区间）
Ø确定hERG IC50应根据Q&A 2.1的“最佳实践”的要求。
ØCmax=最大推荐治疗剂量下的平均稳态最大血浆浓度
Ø如果通过实验确定游离分数<1%，则应将游离分数设置为1%*
Ø如果不能准确评估蛋白质结合，或组织水平可能超过游离血浆浓度，则应同时使用游 离和总Cmax
CardiacOneTM --- Multiple Ion Channel Effects
Nav1.5通道在心肌细胞中发挥了重要的功能。Nav1.5通道被抑制后会显著的降低心肌去极化的速度，这样就会使得兴奋传导速度减缓，在心电图上看到QRS复合波延长, 这有可能导致严重的心律失常 。由于没有在指导原则中被明确要求，Nav1.5 这个心脏系统的重要通道，常常受到不应该的忽视。
中枢神经系统以及疼痛类的药物开发，针对这个靶点的选择性评价，更不应该被忽视。
一些开放的案例中，hERG之外研究者都关注了Nav1.5通道5 。
--- CiPA 推荐的7个通道靶点，可全面评价；
--- CiPA 推荐的7个通道靶点，可全面评价 ；
--在进入动物和/或人类研究之前，对化合物进行风险概括 ；
CardiacOneTM --- action potential assay
--- 作为追加实验，心肌细胞/组织水平动电位可以从更高电位维度评价化合物致心律失常的风险，敏感性好
--- 关注点不仅仅在于单个通道，而是评价更为复杂的电生理指标—动作电位，可以用来对于具有一定hERG抑制的化合物进行深入评价
--- 在进入动物和/或人类研究之前，对化合物进行风险概括 （ risk profile of compounds before going into animal and/or human studies ）
指导原则推荐细胞水平的动作电位试验。具有较高的灵敏度，但iPS-CM也具有一定的不足。
兔心肌动作电位产生的机理与人接近。兔心室表达出与人心室相似的内向和外向离子通道， 同时兔Purkinje fiber对hERG抑制剂的敏感性较高。组织水平生物相关性更高
CardiacOneTM --- Langendorff isolated heart
豚鼠离体心脏灌流检测：Isolated heart perfusion--Langendorff
Ø离体心脏的模拟体表心电图（ECG）：排除了激素、神经等体内因素的干扰，聚焦于化合物对于心脏电生理 （包括致心律失常作用）的影响
Ø左心室内压（LVDP）：可以检查化合物对心肌组织收缩、舒张功能的影响
Ø冠状动脉压或流速：可以检查化合物对冠状血管的直接影响
Ø心率 （自主跳动心脏）: 可以检查化合物对心率的影响
Spotlight：豚鼠离体心脏灌流试验可以为 机制性 探索提供翔实的数据，对解释和预测致心律失常 （包括QT间期延长）以及 心脏系统毒性 提供理论依据 以及 终点信息（ endpoints and information ）。
CardiacOneTM --- In vivo assay
对后选出的化合物，在豚鼠中进行体内试验，检测体表心电图， 可以在进入大动物和/或人类研究之前，对化合物进行风险概括 （ provide more endpoints and information and compound risk profile of compounds before going into large animal and/or human studies ）。作为可选的追加试验，它能够帮助研究者进一步排除风险，帮助后续试验浓度范围设定。
1.Authier S, Pugsley MK, Koerner JE, Fermini B, Redfern WS, Valentin JP, Vargas HM, Leishman DJ, Correll K, Curtis MJ. Proarrhythmia liability assessment and the comprehensive in vitro Proarrhythmia Assay (CiPA): An industry survey on current practice. J Pharmacol Toxicol Methods. 2017 Jul;86:34-43.
2.Lester RM. Update on ICH E14/S7B Cardiac Safety Regulations: The Expanded Role of Preclinical Assays and the "Double-Negative" Scenario. Clin Pharmacol Drug Dev. 2021 Sep;10(9):964-973.
3. Vargas HM, Rolf MG, Wisialowski TA, Achanzar W, Bahinski A, Bass A, Benson CT, Chaudhary KW, Couvreur N, Dota C, Engwall MJ, Michael Foley C, Gallacher D, Greiter-Wilke A, Guillon JM, Guth B, Himmel HM, Hegele-Hartung C, Ito M, Jenkinson S, Chiba K, Lagrutta A, Levesque P, Martel E, Okai Y, Peri R, Pointon A, Qu Y, Teisman A, Traebert M, Yoshinaga T, Gintant GA, Leishman DJ, Valentin JP. Time for a Fully Integrated Nonclinical-Clinical Risk Assessment to Streamline QT Prolongation Liability Determinations: A Pharma Industry Perspective. Clin Pharmacol Ther. 2021 Feb;109(2):310-318.
4. Zhou SB, Wang J, Liu H. [Lead compound optimization strategy(5) – reducing the hERG cardiac toxicity in drug development]. Yao Xue Xue Bao. 2016 Oct;51(10):1530-9. Chinese. PMID: 29932317.
北京爱思益普生物科技股份有限公司2010年成立，专注于从先导化合物筛选，优化到临床前候选分子阶段基于细胞和生化的药物体外筛选技术和早期药物机理研究，关注肿瘤，免疫，心血管，中枢神经系统等疾病领域的生物学和药理学研究技术，打造创新型CRO+的探索者。爱思益普关注新药研发企业对速度、效率和结果的需求，用专业的技术和高效的沟通帮助客户提高新药研发的效率。
爱思益普致力于建立全面的靶点筛选和体外生物学研究平台，建立一系列基于生物学和药理学的研究技术集群，为客户提供涵盖各种靶标和疾病领域的新药研发服务，包括从活性化合物发现，靶标验证，先导化合物优化到临床前候选药物的选择。公司建立了100+离子通道，100+GPCR，800+酶学靶点以及40+核受体筛选细胞系及验证方法，涵盖了大部分成药性靶点，在国内具有领先水平和竞争优势。公司建立了蛋白纯化，生化酶学，肿瘤细胞学，免疫学，电生理学，心脏体外研究，中枢神经系统药理学，药物脱靶效应筛选，药物心脏安全性评价，ADME等平台，全面支持创新药研发的DMTA（设计，合成，测试，分析）一体化服务。爱思益普为国内新药研发机构超过600家以上机构提供服务，得到客户广泛好评。
爱思益普目前拥有7000平方米实验室，200多名员工，仪器设备投入超过5000万元，2人入选北京市“海聚工程”海外高层次人才及北京市特聘专家。是国家高新技术企业，中关村高新技术企业。2021年服务全国创新药研发生物科技企业超过300家，每年数十个项目进行新药临床研究（IND）申报，多个项目通过NMPA的现场核查。
