hERG檢測-藥物臨床前心髒安評

心髒安全性評價是各類新藥進入臨床試驗前必須考察的一個重要的因素，也是創新藥早期臨床研究中最重要，難度較高的環節之一。近幾年，一些已投入臨床應用的藥物因為其潛在的心髒毒性而受到藥物安全管理部門和藥物公司的廣泛關注。hjc黄金城作為一站式醫藥研發綜合外包服務CRO公司，擁有經驗豐富的專家團隊，可提供從細胞到整體動物的多水平臨床前心髒安全性評價服務。
高效預測藥物在早期心髒安全藥理學方麵的成藥可靠性，對降低臨床研究的潛在不良反應尤為重要，目前國內能提供符合GLP標準，且可用於IND申報包含心髒安全性評價的一站式醫藥研發服務公司為數不多，hjc黄金城作為其中一員，服務詳情如下：

體外安全性藥理學研究

闡明化合物的非作用靶點不良反應(ADR)及作用靶點反應不均一所引起的不良反應，將有助於化合物通過後續的體內實驗而避免潛在不良反應。

◆對先導化合物進行作用機理研究；
◆檢測化合物對hERG離子通道的影響，提供其在藥物篩選和開發等各階段中對心髒安全性的綜合性評價；
◆細胞水平的檢測。

體內安全性藥理學研究

◆無創遙測係統觀察整體動物的心電圖和血流動力學變化，可連續監測藥物對心血管係統的影響。

hjc黄金城臨床前心髒安全性評價優勢

◆高性價比，研究周期短，項目啟動快；
◆專家團隊擁有非常豐富的項目經驗，可提供建設性解決方案；

◆作為一站式醫藥研發外包服務公司，早期提供心髒毒性評價信息，有助於hjc黄金城通過化學，藥效、藥代和製劑等一整套技術手段篩選出心髒安全係數更高的候選化合物。

藥物安全性評價是藥物研發過程中極其重要的一個步驟，隨著一些非心血管類藥物相繼被發現會誘發獲得性QT間期延長綜合症(LQTS)，導致嚴重的心律失常而退出市場後，藥物對心髒的安全性受到了更加廣泛的重視。心髒的QT間期是指從QRS波群開始到T波結束的一段時間，包括心室去極化和複極化的過程，QT間期延長正受到越來越多的重視，並且被認為是新藥安全性評價的關鍵指標之一。在心肌細胞中，human Ether-a-go-go Related Gene (hERG)編碼的鉀通道介導一種延遲整流鉀電流(IKr)，IKr抑製是藥物導致QT間期延長最重要的機製。hERG因其特殊的分子結構，使其可被結構多樣化的化合物抑製。目前，檢測化合物對hERG鉀通道的作用已是臨床前評價化合物心髒安全性的關鍵步驟，也是FDA要求的新藥報批必備資料。

hERG簡介

hERG基因最初是由Warmke等在1994年從人類海馬cDNA文庫中分離鑒定得出的，與果蠅EAG基因具有同源性。hERG基因位於人7號染色體上(7q35～q36)，約55kb，有16個外顯子，編碼1159個氨基酸殘基。其在人身體組織心肌、腦、髒肝、脾髒等中均有表達，在心肌組織中表達最高。最近的研究顯示，在許多腫瘤細胞係中hERG基因均有表達。hERG基因編碼Ikr的α亞基與minK編碼的β亞基minK相關蛋白共同組成Ikr，hERG鉀離子通道由4個相同的α亞基組成四聚體，中間型形成離子通道。由於hERG基因編碼的蛋白具有電壓門控型通道蛋白的結構，其中包括6個跨膜α螺旋片段(S1～S6)、S5和S6之間的P環、羧基端(C端)和氨基端(N端)(如圖2)。1995年，Sanguinetti等首次通過在細胞上轉染hERG基因表達hERG蛋白的通道，其生物特性表現與編碼Ikr幾乎一樣。hERG基因在生理過程中發揮著重大作用，它表達的鉀離子通道具有內向整流性質，內向Ikr在心肌細胞動作電位各時相均有開放，在動作電位3期複極和靜息電位期電導性最大。其超極化時表現為明顯的內向電流，輕度除極時表現外向電流，借此維持靜息電位的穩定。hERG鉀離子通道在動作電位除極到-30mV左右時快速激活，並持續到3相動作電位末期。因此，hHERG鉀離子通道能夠調節因來自心肌竇房結或異源興奮性衝動提前到達，有效抑製期前收縮傳播。

hERG檢測方法

我們可采用三種技術方法測試化合物對hERG鉀通道的作用，分別是全自動膜片鉗技術（Automated Patch-Clamp)，傳統膜片鉗技術(Conventional Patch-Clamp) 和FluxORTM Thallium Assay。

全自動膜片鉗技術(hERG Qpatch assay)

傳統膜片鉗技術通過特製的玻璃管吸附於細胞表麵，形成高阻抗千兆歐封接，可精確記錄離子通道介導的電流的變化，被認為是研究離子通道的“金標準”，但其對操作人員的技術要求較高，通量低，無法滿足目前藥物研發對hERG毒性評價的大量需求。工作站引進的丹麥Sophion公司生產的Qpatch16X，使用與傳統膜片鉗類似的玻璃製芯片，可形成千兆歐封接，在精確測量的前提下實現了高通量檢測，每次可同步檢測16個細胞。

傳統膜片鉗技術(hERG manual patch-clamp asssay)

膜片鉗技術(ConventionalPatch-Clamp)是研究離子通道最重要的技術手段，被公認為是離子通道研究的“黃金標準”，是最精確的測量離子通道的實驗方法，適用於研究化合物與離子通道作用的作用機製，亦可用於新藥申報過程中候選藥物的毒性評價和先導化合物的結構優化。

    Cisapride抑製hERG鉀電流的電流圖和hERG峰電流與時間關係圖

Cisapride抑製hERG鉀電流的劑量反應曲線。

FluxORTM Thallium Assay Thallium assay 

使用FluxORTM熒光染料發光的方法測試化合物對hERG鉀通道的影響。對鉈敏感的熒光染料被加載到細胞膜內，細胞外的鉈離子通過開放的hERG鉀離子通道順濃度梯度進入細胞內，與熒光染料結合後產生熒光(圖 3)。FluxORTM thallium assay 在國際上已經被製藥公司及科研機構廣泛用於化合物hERG活性檢測，因其可以在96孔板或384孔板上進行測試，達到高通量的要求，適用於化合物初篩及先導化合物優化。

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