編者按:在全球超過5000萬人體內,痛風如同是一枚“定時炸彈”,隨時可能引起劇烈疼痛。面對這種未滿足的醫療需求,創新藥物的研發有著迫切意義。作為全球醫藥創新的賦能者,藥明康德長期以來通過“一體化、端到端”的CRDMO服務賦能助力合作伙伴的新藥加速問世,造福廣大患者。在這篇文章中,我們將分享藥明康德的研究團隊在構建痛風模型領域的一項研究進展。研究論文指出,該模型為急性痛風發作的理論和臨床評估提供了參考工具。
痛風是一種由尿酸代謝紊亂引起的炎癥性關節炎。當血液中尿酸濃度長期偏高,就會在關節和其他組織中形成單鈉尿酸鹽(MSU)結晶沉積,引起突發的劇烈疼痛。除了可能持續數日的疼痛,痛風的典型癥狀還包括關節紅腫、活動受限等。如果不加以控制,發作會逐漸頻繁,嚴重時尿酸結晶可能形成被稱作痛風石的結石,導致關節損傷,治療難度將會大大增加。
過去幾十年間,全球痛風患病率呈現明顯上升趨勢。2020年全球痛風患者總數已達5580萬,與1990年相比增幅達150%。其中,男性患病率明顯高于女性。基于模型預測,到2050年全球痛風患病人數可能增至9580萬。從發病機制來看,痛風患者體內的MSU結晶會激活NLRP3炎癥小體通路,促使免疫細胞釋放炎癥因子,引發關節的急性炎癥反應。即使疼痛緩解,關節內的尿酸鹽結晶仍可持續存在,這也是痛風容易復發的重要原因。
如今,這類炎癥相關疾病仍面臨著未滿足需求,尤其是治療慢性難治性/痛風石性痛風的選擇有限。為了優化治療方法,學術界正在對痛風的復雜病理機制開展更為深入的探索。
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圖片來源:123RF
在研究過程中,體內疾病模型是闡明疾病發病機制、在臨床前評估療效與副作用的重要工具。現有的模型可以模擬痛風急性發作期的一些典型癥狀,比如自限性關節紅腫、疼痛以及IL-1β、IL-6、TNFα等促炎因子產生、關節軟骨損傷長期形成的痛風石、關節損傷等主要病變過程,但尚不能完全模擬人類痛風的復雜病理進程。隨著靶向治療研究的深入,開發能夠模擬人類痛風發展全過程以及各階段病理特征的模型,就顯得尤為關鍵。
近日,一項刊發于
Current Protocols的研究詳細描述了藥明康德生物學平臺研究團隊構建的痛風模型。研究團隊建立的MSU晶體誘導急性痛風模型模擬了人類痛風性關節炎的主要組織病理特征,為深入探究痛風發病機制和開發新型治療藥物提供了研究工具。
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在這篇論文中,研究團隊詳細描述了MSU晶體的標準化制備流程,并在小鼠、大鼠和家兔等多種實驗動物中成功建立了急性痛風模型,同時建立了系統化的表型評估體系。
在模型構建過程中,研究人員克服了一個關鍵性技術難題:雖然嚙齒類動物與人類在多項生理特征上具有相似性,但其體內存在尿酸氧化酶,難以模擬體內長期高尿酸水平引起的痛風臨床特征。針對這一限制,研究團隊采用關節腔直接注射MSU晶體懸液的方法,誘導出以中性粒細胞浸潤為特征的典型急性炎癥反應。
實驗數據顯示,該模型能準確模擬人類痛風的病理進程:MSU晶體注射后12小時炎癥反應達到峰值,24小時內即可觀察到典型的臨床癥狀,60小時內關節水腫呈現漸進性消退。研究證實,關節直徑測量可作為評估疾病嚴重程度的可靠量化指標。
此外,由于傳統嚙齒類動物模型中滑膜液采集存在技術難度,難以用于測定炎癥因子和浸潤的免疫細胞,研究團隊還特別開發了空氣囊模型,通過將MSU晶體注入人工構建的空氣囊來模擬人類關節滑膜腔的炎癥反應。這一模型的建立使得研究人員能夠動態監測炎癥因子譜的變化,評估藥物干預效果。
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根據論文,該MSU誘導的急性痛風模型展現出多項優勢,包括操作簡便、實驗周期短、重復性好以及可擴展性強等特性。在理想條件下,僅需3天即可誘導出典型的疾病表型,而完整的實驗分析流程可在兩周內完成。借助該模型,研究人員可以進行血清和滑膜液生物標志物檢測、炎癥因子表達譜分析以及組織病理學評估等一系列深入研究。
綜上,本研究建立的痛風模型為深入理解痛風發病機制和評估新型治療策略提供了新工具。
長期以來,藥明康德生物學平臺的自身免疫性疾病和炎癥性疾病平臺提供了一系列與神經系統疾病、呼吸系統疾病、關節炎、皮膚病、胃腸道疾病和局部炎癥相關的炎癥動物模型。其中在痛風領域,該平臺開發了多個臨床前痛風模型,包括氧嗪酸鉀誘導的高尿酸血癥模型、MSU誘導的空氣囊痛風模型,以及MSU注射誘導的踝/膝關節痛風模型,為痛風治療藥物的研發提供服能支持。
作為全球醫藥創新的賦能者,藥明康德長期為痛風等多種疾病的創新療法開發提供各種服務,通過一體化、端到端的獨特“CRDMO”業務模式,持續賦能全球合作伙伴,助力加速新藥問世,讓更多突破性的療法造福全球患者。
參考資料:
[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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