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干货 | 药物研发中人原代肝细胞的选择指南与核心考虑因素
发布时间:2026/01/26 点击数:77

引言

药物研发中如何选择合适的人原代肝细胞?哪些因素会影响选择决策的科学性?本文中,曼博生物团队将结合临床前药物研发实际需求,详细拆解人原代肝细胞的选择逻辑与核心评估要点,为科研人员提供可落地的技术参考。


一、为什么药物研发需优先选择人原代肝细胞?

人原代肝细胞是药物研发中疾病模型构建、药物吸收-分布-代谢-排泄/药物代谢动力学(ADME/DMPK)及毒理学研究的关键工具,其功能更贴近人体生理状态,能良好提升临床前研究数据与人体试验的相关性,为后续研发提供明确可靠的支撑。但需注意,不同批次的原代人肝细胞在功能、稳定性等方面存在差异,科学选择是确保研究结果有效性、降低实验重复性风险的核心前提。


人原代肝细胞在药物研发中的应用

图1.人原代肝细胞在药物研发中的应用


二、人原代肝细胞选择的核心评估维度

(一) 贴壁能力与贴壁程度(Palatability / Degree of Palatability)


1. 核心定义:描述每批细胞的贴壁效率,以及在不同孔板规格的工作效能,是选择成功的关键因素,直接影响药物毒性筛选和体外代谢活性检测的重复性。


2.关键注意点:

  • 24 孔板或6孔板中贴壁效果良好的肝细胞,在96孔板或384孔板未必能有效贴壁或正常发挥作用;

  • 并非每一批次的肝细胞都能良好附着于标准塑料培养器皿或胶原蛋白包被的96孔板。

  • 若采用 384 孔板进行高通量毒性筛选,建议优先选择经该规格孔板验证的肝细胞批次。


3.额外考量问题:

  • 解冻复苏过程中的规范操作;

  • 合适接种密度的评估;

  • 随时间变化的细胞形态特征与肝功能表现

  • 该批次肝细胞适用于悬浮培养还是贴壁培养场景。


(二) 存活时长(Longevity)

1.选择逻辑:实验持续时间决定肝细胞所需存活时长,需结合具体研究周期匹配。


2.分类选择:

  • 短期培养实验需求:短期贴壁型或悬浮型肝细胞(功能维持时间可达72小时)可满足基础代谢稳定性和代谢产物鉴定研究、初步毒性筛查等短周期实验需求;

  • 中/长期培养实验需求:采用 96 孔板或 384 孔板检测,或特定应用场景如体外酶诱导研究(一周的诱导试验)需选择中期贴壁肝细胞,长周期实验研究(如慢代谢化合物的代谢评估等)需选择存活时长可达两周,且功能稳定的贴壁型肝细胞。


原代肝细胞的贴壁时长分类与功能表征

图2. 原代肝细胞的贴壁时长分类与功能表征


(三) 供体相关考量

1.生命阶段(供体年龄)(Life stages, or donor ages):新生儿至 2 岁幼儿的肝细胞表型与成人存在差异,需根据研究目的(如儿科药物研发、成人疾病建模)选择匹配供体年龄的肝细胞批次,建议与供体来源多样化的机构合作。


2.供体信息的广度与深度:需获取详细供体信息,包括病史、传染病暴露史及其他人口统计学特征,这些因素均可能影响肝细胞对特定研究的适用性,是确保肝细胞批次稳定性及临床前药物研发数据可靠的关键。


3.组织与细胞来源:

  • 核心需求:获取健康和疾病供体的高质量人类细胞,对毒性测试、ADME 研究及疾病建模起着关键作用。

  • 选择建议:优先选择垂直整合型机构,其能在捐赠同意、组织回收、保存、分离、鉴定及质量控制全流程提供全面保障和信息,降低细胞来源不确定性带来的实验风险。


4.健康肝细胞与疾病肝细胞(Healthy vs. diseased hepatocytes):

两种选择路径均合理,关键在于明确研究目的:

  • 路径一:在健康细胞中诱导疾病状态,适用于探索疾病发病机制、筛选针对性干预药物的研究;

  • 路径二:直接使用来自疾病组织的肝细胞,更贴近临床疾病状态,适用于疾病特异性药物代谢、毒性评估;

注意事项:两种方法的起点和实验完成结果受研究设计和培养条件影响,需配合规范的鉴定流程,详细的组织病理学报告可提供选择支持。


5.病理学评估:需获取肝细胞相关病理学评级数据,包括纤维化程度、炎性反应程度、脂肪变性、肝细胞气球样变、非酒精性脂肪肝疾病及非酒精性脂肪性肝炎等指标,病理学记录对疾病建模、毒性机制研究具有重要参考价值。


(四) 细胞质量与产量相关

1.解冻后存活率与产量(Post-thaw Viability and Yield):

  • 核心标准:根据行业共识,肝细胞解冻后存活率合格基础标准为70%;LifeNet Health 可提供存活率达80%以上的肝细胞批次,进一步提升实验成功率

  • 产量范围:每个冻存管常规存活细胞产量为500万至1000万个,当前技术可进一步提升该数值。

  • 延伸考量:除存活率外,使用高内涵成像、球体形成、微生理系统(MPS)等高精度技术的研究,还需关注细胞形态均一性、细胞间连接完整性等形态特征和结合特性。


2.每管细胞数量(Number of cells per vial):根据应用场景选择,微芯片及新型流体技术所需细胞数量较少,其他场景(如大规模毒性筛选)或计划开展额外实验时需选择每管细胞数量更多的规格,LifeNet Health提供多种规格批次选择,适配不同实验规模需求。 


3.每批次管数(Number of vials per lot):不同批次管数存在差异,LifeNet Health 的肝细胞批次平均每批450管,可达1200管,能满足长期研究、多重复实验的批次一致性需求。


(五) 细胞功能相关评估

1.酶谱分析(Enzyme Profiling):

  • 核心关注对象:主要细胞色素P450(CYP)酶(药物代谢和药物相互作用关键酶)、7-乙氧基香豆素(行业公认的 II 相代谢标准指标)。

  • 关键询问点:酶谱分析数据是否代表正常或平均水平,是否存在等位基因多态性相关提示,避免因酶活性异常导致药物代谢数据偏差。


2.诱导潜能评估(Induction Potential):依据ICH M12指南要求:体外酶诱导评估需对实验系统进行验证,以证明主要CYP酶具备功能活性,且可被阳性对照药物诱导。指南明确规定,CYP1A2、2B6和3A4阳性对照的响应值(mRNA倍数变化)至少增加6倍,需确认肝细胞批次符合该标准。


3.可选或定制化数据(Optional or Custom Data):需确认供应商是否可提供额外所需信息,如转运蛋白的表达或功能活性、黄素单加氧酶(FMOs)、醛氧化酶(AOs)等相关通路数据,满足特殊药物代谢机制研究需求。


(六) 细胞应用场景适配性

需结合具体应用场景评估肝细胞功能是否满足需求:

  • 3D 模型研究:选择具有良好自黏附性和植入特性、能在体外形成球体结构的肝细胞批次,保障3D培养体系的稳定性;


人原代肝细胞球体形成

图3. 人原代肝细胞球体形成


  • ADME研究(微生理系统 MPS 应用):选择兼具良好贴壁性与代谢酶活性稳定性的肝细胞,适配微流控芯片等技术系统; 

  • 高通量筛选:优先选择贴壁效率均一、功能稳定的肝细胞批次,确保大规模实验的数据重复性。


(七) 供应商支持与服务

选择能提供全周期支持的供应商,LifeNet Health在采购前、采购过程中及采购后均提供全方位支持,涵盖批次筛选、实验方案适配、技术问题解决方案、合规进口流程等,深度合作支持能有效降低实验风险,是确保研究成功的关键因素。


三、不同研发阶段的肝细胞选择侧重点


不同研发阶段的肝细胞选择侧重点



四、 选择肝细胞过程中的常见误区与规避方法

1.误区一:仅以COA报告作为选择依据

规避方法:COA为基础参考起点,需结合实验设计、实验检测体系及研究目标制定额外鉴定策略(如功能预实验、批次稳定性验证)。


2.误区二:只关注解冻后存活率,忽视其他指标

规避方法:根据应用场景补充关注细胞形态均一性、功能活性(如酶活性)、批次稳定性等特征,评估细胞适用性。


3.误区三:忽略供体信息的完整性

规避方法:主动索取供体病史、传染病暴露史、人口统计学特征等详细信息,避免因供体背景差异导致实验数据偏差。


4.误区四:未结合应用场景选择适配细胞

规避方法:明确实验体系(如孔板规格、培养方式)和技术需求(如3D模型、高精度检测),针对性选择细胞特性,提升实验匹配度。


五、 选择肝细胞决策FAQ

1.Q:健康肝细胞诱导疾病状态与直接使用疾病肝细胞,哪种更优?

A:两种方法均合理,核心取决于研究目的:探索发病机制可选择健康细胞诱导疾病状态,评估疾病特异性药物效果可选择直接来源的疾病肝细胞;需注意研究设计和培养条件会影响实验完成结果,且需配合规范鉴定流程。


2.Q:肝细胞解冻后存活率的合格基础标准是什么?

A:根据行业共识,合格基础标准为70%;若使用高精度技术(如 MPS)或对研究可靠性要求较高,建议选择存活率80%以上的批次(如 LifeNet Health 提供的肝细胞)。


3.Q:如何确定每管细胞数量和每批次管数的需求?

A:根据实验技术(如微芯片技术需少量细胞、高通量筛选需更多细胞)、实验规模及是否计划开展额外验证实验判断,供应商可提供多规格批次选择(如 LifeNet Health),建议预留10%-20%的细胞量用于应急补充。


4.Q:选择供应商时,除产品本身外还需关注什么?

A:重点关注供应商的全周期支持能力,包括采购前批次筛选指导、采购中需求对接、采购后技术问题解决、合规文件提供等服务,同时考察供应商的细胞来源质控体系。


5.Q:酶谱分析中需重点关注哪些指标?

A:需重点关注主要细胞色素P450(CYP)酶相关数据、7-乙氧基香豆素指标,同时需确认数据是否为正常 / 平均水平及是否存在等位基因多态性提示,确保药物代谢数据的准确性。


六、 LifeNet品牌信息

LifeNet Health专注于提供高质量原代人肝细胞及专业科研支持,拥有充足肝细胞库存,可提供存活率80%以上的产品、多规格细胞选择及全流程技术服务,适配临床前药物研发中的疾病建模、ADME/DMPK及毒理学研究等多场景需求。每个产品均通过严格的质量控制体系,符合临床前科研实验的合规要求。


作为美国知名的器官获取组织(OPO),LifeNet Health 在高质量组织获取领域依托全流程管控能力、合规体系与技术优势,形成了差异化竞争力,核心优势可概括为以下4点:


1.全周期垂直整合能力,保障组织来源可控性:从捐赠同意环节起,LifeNet Health 实现对组织获取全流程的垂直管理,涵盖组织回收、低温保存、专业分离、功能鉴定及质量控制等关键环节。不同于传统分散式流程,其一体化管控可减少中间环节的信息断层与操作偏差,确保每一批次组织(如原代人肝细胞所需的肝脏组织)从来源到处理的全程可追溯,降低组织污染或功能损伤风险。


2.严格合规与伦理标准,夯实组织获取合法性:严格遵循美国器官植入与组织获取相关法规(如《统一人体组织捐献法》),在捐赠者筛选、知情同意流程、传染病筛查(如乙肝、丙肝、HIV 等)环节建立标准化体系。同时,通过伦理委员会监管,确保组织获取全程符合医学伦理要求,避免因合规问题影响组织质量或科研 / 临床应用合法性,尤其适配药物研发中对“组织来源合规性”的严格需求。


3.专业化技术支撑,提升组织活性与利用率:凭借高性能的组织保存与处理技术(如优化的低温灌注、冷冻保存方案),LifeNet Health能在组织离体后快速维持其生理功能与细胞活力——以肝脏组织为例,可有效减少缺血再灌注损伤,保障后续分离的原代肝细胞存活率(如前文提及的“解冻后存活率达80%以上”)。此外,其对组织的病理学评估(如纤维化程度、炎性反应程度检测)可提前筛选出符合科研/临床需求的高质量组织,提升组织利用率。


4.多样化供体资源与定制化服务,匹配多元需求:依托完善的合作网络,LifeNet Health 可获取涵盖不同年龄(新生儿至成人)、健康状态(健康供体与疾病供体)的多样化组织资源,满足药物研发中“疾病建模”“毒性测试”等不同场景对组织的细分需求(如肝病研究所需的病变肝脏组织)。同时,针对科研机构或企业的定制化需求,可提供组织获取后的专属鉴定报告(如肝细胞酶谱分析、功能活性检测数据),为后续研究提供准确可靠的组织质量依据。


上海曼博生物医药科技有限公司是LifeNet Health的正式授权代理商,若需了解实验细节,可联系曼博生物技术团队,获取专属技术支持。如咨询相关产品,欢迎扫描下方二维码联系我们!


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