本文為2026年3月22日至25日CN Bio在SOT2026毒理學(xué)博覽會上的三張海報之一，關(guān)于SOT2026毒理學(xué)博覽會原文獲取可咨詢曼博生物。

本文亮點
CN Bio肝器官芯片+PBMC共培養(yǎng)，準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)單抗藥物的免疫驅(qū)動肝毒性，為臨床前風(fēng)險評估提供高轉(zhuǎn)化價值模型。

一、什么是“免疫肝毒”？
藥物誘導(dǎo)肝損傷（DILI）是藥物研發(fā)失敗的主要原因之一，其中特發(fā)性、免疫介導(dǎo)型肝損傷構(gòu)成的挑戰(zhàn)十分嚴(yán)峻¹。免疫相關(guān)藥物誘導(dǎo)肝損傷（iDILI）的發(fā)病機制為：活性代謝產(chǎn)物或藥物-蛋白復(fù)合物觸發(fā)抗原呈遞、T細(xì)胞活化及炎癥通路放大，從而導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷²。遺傳因素（比如人類白細(xì)胞抗原（HLA）多態(tài)性）進(jìn)一步影響個體易感性³。

傳統(tǒng)臨床前研究系統(tǒng)缺乏捕捉這些人類特異性機制所需的免疫復(fù)雜性，這推動了肝臟微生理系統(tǒng)（MPS）的應(yīng)用。將外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）整合到該系統(tǒng)中，可對免疫驅(qū)動的肝毒性進(jìn)行機制性評估。

根據(jù)美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）2025年支持新方法學(xué)（NAMs）的路線圖⁴，本研究描述了將PhysioMimix微流控器官芯片系統(tǒng)DILI檢測方法與循環(huán)PBMCs相結(jié)合，為評估單克隆抗體（mAbs）及其他藥物形式提供更高的轉(zhuǎn)化相關(guān)性。您可點擊了解曼博生物代理PhysioMimix系統(tǒng)詳情。

二、PhysioMimix肝臟芯片復(fù)現(xiàn)iDILI的實驗材料與方法
冷凍保存的原代人肝細(xì)胞（PHHs）和外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）分別購自LifeNet Health（點擊了解）和STEM CELL Technologies公司。細(xì)胞以1:10的比例接種，其中原代人肝細(xì)胞在PhysioMimix多芯片Liver-12板中按每芯片400,000個細(xì)胞的密度接種，并使用PhysioMimix系統(tǒng)在灌注條件下培養(yǎng)8天（圖1）。

圖1：用于肝毒性（DILI）檢測的肝臟微生理系統(tǒng)（MPS）實驗設(shè)置，含原代人肝細(xì)胞（PHHs）和外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）。A）PhysioMimix Core系統(tǒng)B）Liver-12板示意圖，包括灌注路徑、支架及支架內(nèi)肝臟微組織的橫截面C）毒性實驗的時間線及所用細(xì)胞：內(nèi)部驗證的原代人肝細(xì)胞（PHH）與人類白細(xì)胞抗原（HLA）匹配的外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）（共培養(yǎng)）。檢測終點包括細(xì)胞健康指標(biāo)（LDH和ALT）、細(xì)胞因子表達(dá)（IL-6、IL-2、IL-10、TNF-α、IFN-γ和CRP）、PBMCs的細(xì)胞計數(shù)及活力評估，以及支架的代表性光學(xué)顯微鏡圖像。

培養(yǎng)第4天，將PBMCs與肝臟微組織共培養(yǎng)，并給予兩種濃度的單克隆抗體——伊匹木單抗（Ipilimumab）或英夫利昔單抗（Infliximab），這兩種抗體均有明確的肝損傷風(fēng)險記錄，且一種為內(nèi)在肝毒性作用，另一種為特發(fā)性肝毒性作用。

每日給藥，每個實驗條件設(shè)置3個重復(fù)樣本。通過酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測白蛋白生成，使用細(xì)胞毒性檢測試劑盒檢測乳酸脫氫酶（LDH）釋放，采用人丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）檢測試劑盒測定ALT活性，并通過ELISA檢測C反應(yīng)蛋白（CRP）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）及干擾素-γ（IFN-γ）的水平。

三、肝芯片體系中PBMC介導(dǎo)單抗藥物iDILI的實驗結(jié)果
1. PBMCs與PHHs在微生理系統(tǒng)（MPS）中共培養(yǎng)的健康及功能生物標(biāo)志物譜
該實驗為了驗證預(yù)激活 PBMC + 單抗藥物是誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷的核心組合，并通過LDH和ALT兩個關(guān)鍵肝損傷標(biāo)志物量化損傷程度。結(jié)果顯示，只有預(yù)激活PBMC+單抗藥物才會觸發(fā)肝細(xì)胞損傷，LDH和ALT兩個核心肝損傷標(biāo)志物均明顯升高；CN Bio模型準(zhǔn)確模擬臨床免疫介導(dǎo)肝損傷機制，數(shù)據(jù)可靠、可量化，能幫您在臨床前更早發(fā)現(xiàn)藥物的免疫肝毒性風(fēng)險。

圖2：A）與PHHs和PBMCs共培養(yǎng)組相比，在預(yù)激活PBMCs與單克隆抗體（伊匹木單抗和英夫利昔單抗）共同作用下，PHHs出現(xiàn)細(xì)胞應(yīng)激跡象，表現(xiàn)為乳酸脫氫酶（LDH）生成增加。B）具有臨床相關(guān)性的PHH健康生物標(biāo)志物——丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）顯示，當(dāng)PHHs與預(yù)激活PBMCs和單克隆抗體共培養(yǎng)時，出現(xiàn)細(xì)胞應(yīng)激。

2. 外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）的回收率及活力
該實驗是驗證CN Bio器官芯片系統(tǒng)是否適合進(jìn)行免疫相關(guān)肝毒性（iDILI）研究的關(guān)鍵質(zhì)控數(shù)據(jù)，圖 3 直接證明了CN Bio 方案的兩大核心優(yōu)勢：可回收性和特異性機制驗證。48 小時共培養(yǎng)下，PBMC約40%細(xì)胞成功回收，支持后續(xù)下游分析PBMC活力均維持在80%左右，體系安全無毒。細(xì)胞在芯片內(nèi)存活良好，藥物未直接殺傷免疫細(xì)胞，確保后續(xù)檢測到的肝毒性是真實的免疫介導(dǎo)反應(yīng)（iDILI）。

圖3：左圖接種4×10⁶個細(xì)胞后，從Liver-12板中可回收約40%的細(xì)胞；右圖在48小時共培養(yǎng)期間，細(xì)胞活力維持在較高水平。

3. 在存在伊匹木單抗或英夫利昔單抗的情況下，共培養(yǎng)于MPS中的PHHs與PBMCs的IL-2、IL-6和TNF-α細(xì)胞因子表達(dá)
結(jié)果顯示，預(yù)激活 PBMC 是單抗觸發(fā)免疫肝損傷的關(guān)鍵，只有在這個組合下才會釋放 IL-2/IL-6/TNF-α等炎癥因子；伊匹木單抗（Ipilimumab）的促炎效應(yīng)更強更持久，與臨床 iDILI 風(fēng)險更高的觀察完全吻合；CN Bio 模型能準(zhǔn)確區(qū)分不同單抗的免疫毒性差異，為您的新藥安全評估提供更貼近臨床的可靠數(shù)據(jù)。

圖4：A）在預(yù)激活PBMCs存在的情況下，兩種藥物均使IL-2表達(dá)升高，并在第5天達(dá)到峰值，但伊匹木單抗誘導(dǎo)的IL-2表達(dá)隨時間推移保持穩(wěn)定。B）在預(yù)激活PBMCs存在的所有條件下，IL-6表達(dá)均隨時間升高，其中伊匹木單抗與預(yù)激活PBMCs共同作用組的IL-6表達(dá)水平更高。C）高濃度伊匹木單抗使TNF-α表達(dá)升高且隨時間維持穩(wěn)定，而低濃度英夫利昔單抗在第5天使TNF-α表達(dá)出現(xiàn)峰值。

四、肝芯片-PBMC共培養(yǎng)體系的iDILI研究結(jié)論
將人類白細(xì)胞抗原（HLA）匹配的外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）整合到原代人肝細(xì)胞（PHH）肝臟微生理系統(tǒng)（MPS）中，為評估單克隆抗體（mAbs）的免疫相關(guān)藥物誘導(dǎo)肝損傷（iDILI）潛力提供了一種具有人類相關(guān)性的可靠方法。

PhysioMimix Core系統(tǒng)能夠通過3D肝臟微組織持續(xù)灌注營養(yǎng)物質(zhì)、氧氣和免疫細(xì)胞，維持生理流動狀態(tài)，支持肝細(xì)胞長期功能穩(wěn)定，并促進(jìn)動態(tài)免疫-肝臟相互作用，更貼近體內(nèi)人類肝臟生理特征。僅在預(yù)激活PBMCs與單克隆抗體共同作用下，PHH應(yīng)激標(biāo)志物（ALT）升高且細(xì)胞因子表達(dá)增加，其中伊匹木單抗作用組的標(biāo)志物水平更高且隨時間維持穩(wěn)定，這一結(jié)果證實了單克隆抗體特異性的iDILI效應(yīng)。重要的是，該系統(tǒng)可回收免疫細(xì)胞用于下游表型分析，從而支持更深入的機制研究。總體而言，本研究數(shù)據(jù)凸顯了肝臟微生理系統(tǒng)（MPS）在模擬免疫相關(guān)藥物誘導(dǎo)肝損傷（DILI）中的優(yōu)勢，可為風(fēng)險評估提供支持，并推動新型抗體療法的研發(fā)及監(jiān)管認(rèn)可。

文獻(xiàn)參考
1.Gerussi,A.,Natalini,A.,Antonangeli,F.,etal.Immune-MediatedDrug-InducedLiverInjury:ImmunogeneticsandExperimentalModels.InternationalJournalofMolecularSciences,2021.

2.Tasnim,F.,Huang,X.,Lee,C.Z.W.,etal.RecentAdvancesinModelsofImmune-MediatedDrug-InducedLiverInjury.FrontiersinToxicology,2021.

3.Onaciu,A.,Grama,A.,Agoșton,Ș.,etal.HumanLeukocyteAntigen(HLA)SignaturesandIdiosyncraticDrug-InducedLiverInjury.InternationalJournalofMolecularSciences,2026.

4.FDA.FDARoadmap:NAMsinPreclinicalSafetyStudies(April2025)

擴展閱讀
LifeNet Health人類肝臟原代細(xì)胞與培養(yǎng)體系：讓每一次研究都貼近生理真相
CN Bio微流控器官芯片系統(tǒng)｜在多種MPS中領(lǐng)跑膽汁淤積性DILI預(yù)測