急性毒性研究通过单次高剂量给药（如口服、静脉注射），测定药物的半数致死量（LD50）或比较大耐受剂量（MTD），明确其急性毒性阈值。例如，某中枢的神经系统药物在大鼠急性毒性实验中，LD50为500mg/kg，而MTD为200mg/kg，提示临床试验起始剂量应低于100mg/kg（通常为MTD的1/2-1/3）。重复给药毒性研究则通过多剂量、长期（如28天、90天）给药，观察靶organ毒性（如肝、肾、心脏）及剂量-毒性关系。以抗纤维化药物为例，在90天重复给药毒性实验中，犬在300mg/kg/天剂量下出现肾小管坏死，而100mg/kg/天剂量下无明显异常，提示临床安全剂量应≤100mg/kg。此类研究需结合病理学（HE染色、免疫组化）和临床病理学（血常规、生化指标）分析，明确毒性靶organ及可逆性（如停药后是否恢复）。临床前将斑马鱼分组用药，对比生长、存活，科学评估药物优劣。杭州呼吸临床前安全评价实验室
生物大分子药物（如抗体、蛋白、核酸等）因其高特异性和强的效性，已成为现代医药研发的关键方向。然而，其临床前研究面临独特挑战：分子量大导致膜通透性差、免疫原性风险高、稳定性控制难，且需针对特定靶点设计复杂作用机制。例如，单克隆抗体需通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性（ADCC）或补体依赖细胞毒性（CDC）发挥作用，而双特异性抗体则需同时结合两个抗原表位以实现精细调控。临床前阶段需系统评估这些分子的药代动力学（PK）、药效动力学（PD）及毒性特征，通常采用体外细胞模型（如HEK293、CHO细胞）和体内动物模型（如小鼠、非人灵长类）相结合的策略。数据显示，全球生物大分子药物临床前研发失败率高达40%，其中因免疫原性或药代动力学问题导致的淘汰占比超60%，凸显了临床前研究的重要性。北京新药临床前实验室免疫类药物临床前，借斑马鱼免疫系统，观察机体免疫应答启动状况。
临床前研究的起点是体外活性筛选，通过高通量技术（如96孔板、自动化液体处理系统）从化合物库中筛选出对靶点具有抑制或活动作用的“苗头化合物”。例如，针对EGFR突变型肺ancer，通过酶联免疫吸附试验（ELISA）筛选能抑制EGFR激酶活性的小分子，初始命中率可能低至0.1%。随后，通过构效关系（SAR）研究优化分子结构——通过合成系列类似物（如改变苯环取代基、调整酰胺键位置），结合表面等离子共振（SPR）技术测定结合亲和力（KD值），逐步提升活性（如将IC50从μM级优化至nM级）。这一阶段需平衡活性与理化性质（如logP、溶解度），避免“活性陷阱”（如过度追求高亲和力导致代谢不稳定）。例如，某候选HER2抑制剂通过引入氟原子降低脂溶性，成功将半衰期从2小时延长至8小时，为后续体内研究奠定基础。
毒理学研究是临床前研究的“安全阀”，需通过急性毒性（单次高剂量给药）、重复给药毒性（28天/90天多次给药）、遗传毒性（Ames试验、小鼠淋巴瘤试验）及生殖毒性（胚胎致死性、致畸性）实验，多方面评估分子的安全性。例如，针对抗凝血药物，需通过大鼠尾静脉出血时间实验确定耐受剂量（MTD），避免引发过度出血风险；针对抗tumor药物，则需关注骨髓抑制（通过血常规检测白细胞、血小板计数）及肝毒性（通过ALT/AST酶活性测定）。特殊毒性研究（如光毒性、心脏毒性）也不可忽视——例如，通过hERG通道抑制实验评估药物是否可能引发QT间期延长。毒理学数据的解读需结合医疗窗（有效剂量与毒性剂量的比值），若候选分子的医疗指数（TI）>5，则认为安全性可控；若TI<3，则需重新优化结构或调整给药的方案。开展老年病临床前项目，斑马鱼衰老特征显现早，助探延缓衰老策略。
药效评估是判断化合物是否具备临床医疗价值的关键步骤。在临床前阶段，会构建多种疾病动物模型，如tumor移植模型、炎症模型、心血管疾病模型等，模拟人类疾病状态。以抗糖尿病化合物为例，通过给糖尿病模型小鼠灌胃或注射该化合物，监测其血糖水平、胰岛素分泌量、糖化血红蛋白等指标的变化。同时设置阳性对照组（使用已上市的同类药物）和阴性对照组（给予安慰剂）进行对比。若实验结果显示化合物能有效降低模型动物的血糖水平，且效果与阳性的药物相当或更优，同时不产生严重不良反应，那么该化合物就展现出良好的药效潜力。通过多方面、严谨的药效评估，筛选出真正具有医疗效果的化合物，推动其进入临床研究阶段，为后续临床试验的顺利开展提供有力支撑。临床前以斑马鱼为载体，植入荧光蛋白，可视化追踪药物体内走向。杭州注射液临床前研究项目
肝病药物临床前，斑马鱼肝脏代谢活跃，准确探测药代谢产物毒性。杭州呼吸临床前安全评价实验室
在生物制品临床前安全性试验设计方面，剂量选择至关重要。通常需要确定一个无明显毒性反应剂量（NOAEL）、比较低毒性剂量（LOAEL）以及比较大耐受剂量（MTD）。确定这些剂量的过程需要严谨且逐步探索。起始剂量一般基于体外细胞实验、同类产品数据或相关的理论计算，但往往较为保守。随后，通过剂量递增试验，在不同动物组中逐步增加给药剂量，并密切观察动物的反应。在这个过程中，不*要关注急性毒性反应，还要考虑长期毒性的潜在风险。例如，一些生物制品可能在长期给药后导致肝肾功能的渐进性损害或tumor发生风险的增加。因此，试验周期的设计也需要根据生物制品的特点和预期的临床使用情况合理确定，以充分暴露可能存在的慢性毒性问题。同时，试验过程中的动物饲养环境、饲料和饮水质量等因素也需要严格控制，以避免这些因素对试验结果产生干扰或引入额外的安全风险。杭州呼吸临床前安全评价实验室
