这种剧烈疼痛影响全球5000多万人,药明康德团队开发痛风研究新模型
编者按:在全球超过5000万人体内,痛风如同是一枚“定时炸弹”,随时可能引起剧烈疼痛。面对这种未满足的医疗需求,创新药物的研发有着迫切意义。作为全球医药创新的赋能者,药明康德长期以来通过“一体化、端到端”的CRDMO服务赋能助力合作伙伴的新药加速问世,造福广大患者。在这篇文章中,我们将分享药明康德的研究团队在构建痛风模型领域的一项研究进展。研究论文指出,该模型为急性痛风发作的理论和临床评估提供了参考工具。
痛风是一种由尿酸代谢紊乱引起的炎症性关节炎。当血液中尿酸浓度长期偏高,就会在关节和其他组织中形成单钠尿酸盐(MSU)结晶沉积,引起突发的剧烈疼痛。除了可能持续数日的疼痛,痛风的典型症状还包括关节红肿、活动受限等。如果不加以控制,发作会逐渐频繁,严重时尿酸结晶可能形成被称作痛风石的结石,导致关节损伤,治疗难度将会大大增加。
过去几十年间,全球痛风患病率呈现明显上升趋势。2020年全球痛风患者总数已达5580万,与1990年相比增幅达150%。其中,男性患病率明显高于女性。基于模型预测,到2050年全球痛风患病人数可能增至9580万。从发病机制来看,痛风患者体内的MSU结晶会激活NLRP3炎症小体通路,促使免疫细胞释放炎症因子,引发关节的急性炎症反应。即使疼痛缓解,关节内的尿酸盐结晶仍可持续存在,这也是痛风容易复发的重要原因。
如今,这类炎症相关疾病仍面临着未满足需求,尤其是治疗慢性难治性/痛风石性痛风的选择有限。为了优化治疗方法,学术界正在对痛风的复杂病理机制开展更为深入的探索。
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在研究过程中,体内疾病模型是阐明疾病发病机制、在临床前评估疗效与副作用的重要工具。现有的模型可以模拟痛风急性发作期的一些典型症状,比如自限性关节红肿、疼痛以及IL-1β、IL-6、TNFα等促炎因子产生、关节软骨损伤长期形成的痛风石、关节损伤等主要病变过程,但尚不能完全模拟人类痛风的复杂病理进程。随着靶向治疗研究的深入,开发能够模拟人类痛风发展全过程以及各阶段病理特征的模型,就显得尤为关键。
近日,一项刊发于Current Protocols的研究详细描述了药明康德生物学平台研究团队构建的痛风模型。研究团队建立的MSU晶体诱导急性痛风模型模拟了人类痛风性关节炎的主要组织病理特征,为深入探究痛风发病机制和开发新型治疗药物提供了研究工具。
在这篇论文中,研究团队详细描述了MSU晶体的标准化制备流程,并在小鼠、大鼠和家兔等多种实验动物中成功建立了急性痛风模型,同时建立了系统化的表型评估体系。
在模型构建过程中,研究人员克服了一个关键性技术难题:虽然啮齿类动物与人类在多项生理特征上具有相似性,但其体内存在尿酸氧化酶,难以模拟体内长期高尿酸水平引起的痛风临床特征。针对这一限制,研究团队采用关节腔直接注射MSU晶体悬液的方法,诱导出以中性粒细胞浸润为特征的典型急性炎症反应。
实验数据显示,该模型能准确模拟人类痛风的病理进程:MSU晶体注射后12小时炎症反应达到峰值,24小时内即可观察到典型的临床症状,60小时内关节水肿呈现渐进性消退。研究证实,关节直径测量可作为评估疾病严重程度的可靠量化指标。
此外,由于传统啮齿类动物模型中滑膜液采集存在技术难度,难以用于测定炎症因子和浸润的免疫细胞,研究团队还特别开发了空气囊模型,通过将MSU晶体注入人工构建的空气囊来模拟人类关节滑膜腔的炎症反应。这一模型的建立使得研究人员能够动态监测炎症因子谱的变化,评估药物干预效果。
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根据论文,该MSU诱导的急性痛风模型展现出多项优势,包括操作简便、实验周期短、重复性好以及可扩展性强等特性。在理想条件下,仅需3天即可诱导出典型的疾病表型,而完整的实验分析流程可在两周内完成。借助该模型,研究人员可以进行血清和滑膜液生物标志物检测、炎症因子表达谱分析以及组织病理学评估等一系列深入研究。
综上,本研究建立的痛风模型为深入理解痛风发病机制和评估新型治疗策略提供了新工具。
长期以来,药明康德生物学平台的自身免疫性疾病和炎症性疾病平台提供了一系列与神经系统疾病、呼吸系统疾病、关节炎、皮肤病、胃肠道疾病和局部炎症相关的炎症动物模型。其中在痛风领域,该平台开发了多个临床前痛风模型,包括氧嗪酸钾诱导的高尿酸血症模型、MSU诱导的空气囊痛风模型,以及MSU注射诱导的踝/膝关节痛风模型,为痛风治疗药物的研发提供服能支持。
作为全球医药创新的赋能者,药明康德长期为痛风等多种疾病的创新疗法开发提供各种服务,通过一体化、端到端的独特“CRDMO”业务模式,持续赋能全球合作伙伴,助力加速新药问世,让更多突破性的疗法造福全球患者。
参考资料:
[1] Wang, Yufang et al. “Developing Monosodium Urate Monohydrate Crystals-Induced Gout Model in Rodents and Rabbits.” Current protocols vol. 5,3 (2025): e70114. doi:10.1002/cpz1.70114
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