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。临床前实验时，斑马鱼幼鱼体型小，微量药物即显药效，节省珍贵样本。深圳呼吸临床前毒理上市cro公司
体外药效评估是临床前研究的起点，通过高灵敏度技术（如荧光标记、流式细胞术）量化候选药物对靶点的直接作用。针对激酶抑制剂，常用酶联免疫吸附试验（ELISA）或表面等离子共振（SPR）测定其对靶酶的抑制活性（如IC50、Ki值）；针对抗体药物，则通过流式细胞术检测其与抗原的结合亲和力（KD值）。细胞水平实验进一步验证药物对疾病相关细胞的功能影响，例如：抗tumor药物需在多种ancer细胞系（如A549肺ancer细胞、MCF-7乳腺ancer细胞）中测试增殖抑制率（通过MTT法或Brdu掺入法）；抑炎药物需在巨噬细胞中检测炎症因子（如TNF-α、IL-6）的分泌抑制效果。此外，3D细胞模型（如tumor球体、类organ）可模拟体内微环境，更真实地反映药物穿透性及细胞间相互作用。例如，某EGFR抑制剂在2D细胞实验中IC50为10nM，但在3Dtumor球体中需50nM才达同等效果，提示需优化结构以提升穿透性。北京注射液临床前实验室耳科药临床前，利用斑马鱼内耳结构，测试药改善听力、平衡功能。
患者来源的异种移植（PDX）模型为临床前研究提供了更贴近临床的实验对象，大幅提升了临床前研究数据的转化价值。杭州环特生物科技股份有限公司将PDX模型（包括斑马鱼PDX与小鼠PDX）广泛应用于临床前研究，尤其在tumor药物研发领域成效明显。在临床前研究中，PDX模型可重现患者tumor的病理特征与异质性，更精细地评估药物的疗效，避免传统细胞系模型与临床实际情况脱节的问题；同时，可用于个性化医疗方案筛选，为临床医疗提供参考。例如在tumor药物临床前研究中，通过PDX模型筛选对特定患者tumor有效的药物组合，提高临床医疗成功率。环特生物的PDX模型技术，让临床前研究更贴近临床实际，为药物研发与精细医疗提供了有力支撑。
小分子药物临床前研究的关键目标是验证靶点生物学功能、明确药物作用机制，并为后续开发提供科学依据。靶点验证通常结合基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）与细胞模型，通过敲除或过表达目标基因，观察细胞表型变化。例如，在BRAF突变型黑色素瘤研究中，研究者利用CRISPR敲除BRAF基因后，发现细胞增殖明显受抑，而回补突变型BRAF则恢复增殖，证实了该靶点的致ancer性。机制探索则依赖蛋白质组学、代谢组学等技术，解析药物对信号通路的调控。如EGFR抑制剂吉非替尼通过抑制下游AKT/mTOR通路，诱导肿瘤细胞凋亡，这一机制在临床前模型中得到验证，为后续临床试验设计提供了关键理论支持。此外，类organ模型因其保留患者tumor组织异质性的特性，成为机制研究的理想工具，可模拟药物在复杂微环境中的动态作用。临床前用斑马鱼建立药代动力学模型，准确准推算药物体内代谢参数。
候选成药分子的临床前研究是药物开发链条中的关键环节，其关键目标是通过系统评估分子的安全性、有效性及药代动力学特性，为后续临床试验提供科学依据。这一阶段需回答三个关键问题：分子是否具备医疗潜力？是否安全可控？能否在目标组织中达到有效浓度？研究内容涵盖体外活性筛选（如酶抑制、细胞增殖实验）、体内药效验证（如疾病动物模型）、毒理学评估（急性/慢性毒性、遗传毒性）及药代动力学（ADME：吸收、分布、代谢、排泄）分析。例如，针对阿尔茨海默病的候选分子Aβ寡聚体抑制剂，临床前需在转基因小鼠模型中验证其能否改善认知功能，同时通过肝微粒体孵育实验评估其代谢稳定性。这一阶段的成功标准是获得“安全有效”的初步证据，支持向IND（新药临床研究申请）申报迈进，其决策准确性直接影响药物开发成功率（据统计，临床前研究充分的分子进入临床后的成功率可提升40%）。临床前斑马鱼细胞培养结合药物，体外初测毒性，筛除高毒候选物。国内临床前 药物
临床前斑马鱼神经元成像，加药后看神经发育、修复及药物刺激反应。深圳呼吸临床前毒理上市cro公司
生物大分子临床前研究的后续目标是实现从实验室到临床的转化。转化医学通过整合临床前数据与早期临床试验结果，优化药物设计。例如，基于临床前药代动力学模型预测人体剂量，可减少I期临床试验的剂量探索范围。监管科学则聚焦于建立符合国际标准的评价体系，FDA的“动物法则”（Animal Rule）允许在特定情况下（如生物影响袭击药物开发）以动物数据替代临床数据，而EMA的“适应性许可”路径则支持基于早期临床前数据的条件性上市。此外，人工智能（AI）技术正重塑临床前研究范式，通过机器学习算法分析海量临床前数据，可预测药物在人体中的疗效及安全性，例如DeepMind的AlphaFold已用于预测抗体-抗原复合物结构，加速候选分子筛选。未来，随着类器官芯片、单细胞测序等技术的融合，生物大分子临床前研究将迈向更精细、高效的阶段。深圳呼吸临床前毒理上市cro公司
