体外活性需通过体内模型验证其医疗潜力。根据疾病类型选择合适的动物模型是关键：例如，针对自身免疫病，常用NOD小鼠或胶原诱导性关节炎（CIA）模型；针对tumor，则采用患者来源异种移植（PDX）模型或基因工程小鼠（如KRAS突变型肺ancer模型）。以抗纤维化药物为例，将候选分子（如TGF-β1抑制剂）通过腹腔注射给予博来霉素诱导的肺纤维化小鼠，通过Micro-CT扫描量化肺密度变化，结合羟脯氨酸含量测定评估胶原沉积，可明确药物能否逆转纤维化进程。体内实验需设置严格对照组（如阳性的药、溶剂对照），并采用盲法评估以减少偏差。若候选分子在动物模型中显示出剂量依赖性疗效（如降低tumor体积30%以上），且效果优于或非劣于已上市药物，则可推进至毒理学研究。专业的临床前研究可大幅降低新药研发的风险成本。湖北候选成药分子临床前新药评价中心项目
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。浙江眼科药临床前评价机构环特生物凭借丰富经验，助力企业高效推进临床前研发进程。
药代动力学（PK）研究聚焦药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄（ADME）过程，是决定药物剂量的关键。体外实验中，Caco-2细胞模型可预测药物肠道渗透性，肝微粒体或肝细胞孵育系统则用于评估代谢稳定性。例如，某候选抗ancer药物在肝微粒体中半衰期15分钟，提示需结构优化以提高代谢稳定性。活的体PK研究依赖大鼠或犬模型，通过液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）测定血浆、组织中的药物浓度。环特生物开发的斑马鱼PK模型，可实时观察药物在胚胎体内的分布，发现某化合物在脑部的蓄积量是血浆的3倍，提示其可能穿透血脑屏障。PK/PD（药效动力学）整合分析进一步关联药物浓度与疗效，例如在antibiotic研发中，通过PK模型确定给药间隔，使血药浓度维持在小抑菌浓度（MIC）以上，显著提高杀菌效果。
环特生物通过转化医学研究将临床前数据与临床需求紧密衔接，例如基于斑马鱼模型筛选的抗纤维化候选分子，在临床前研究中显示出对肺、肝纤维化的明显改善作用，其作用机制（抑制TGF-β1/Smad通路）与临床生物标志物（羟脯氨酸含量）高度相关，为后续临床试验设计提供了科学依据。在监管科学领域，环特参与制定了多项斑马鱼实验技术标准，其开发的“斑马鱼模型在药物心脏安全性评价中的应用”团体标准已被NMPA纳入创新药申报指南。此外，环特与FDA、EMA等监管机构保持密切沟通，通过提供符合GLP规范的斑马鱼及类organ数据，支持“条件性批准”或“快速通道”申请，例如某抗tumor双抗药物凭借环特提供的斑马鱼药效及安全性数据，获得FDA突破性疗法认定，研发周期缩短18个月。未来，环特将持续深化“临床前-临床”数据整合平台建设，推动创新药开发从“经验驱动”向“数据驱动”转型。扎实的临床前数据，是新药进入临床试验阶段的重要依据。
毒理学评价旨在识别药物的潜在毒性，包括急性毒性、慢性毒性、遗传毒性及生殖毒性等。传统方法依赖大鼠、犬等哺乳动物模型，但存在周期长、成本高的局限。斑马鱼模型因其胚胎透明、发育快速，成为急性毒性筛选的优先。例如，OECD指南将斑马鱼胚胎急性毒性测试（FET）纳入标准方法，通过观察胚胎死亡率、畸形率，72小时内可完成初步评估。遗传毒性评价采用Ames试验（细菌回复突变）或小鼠淋巴瘤细胞试验，检测药物是否诱发基因突变。生殖毒性研究则通过斑马鱼胚胎发育毒性测试，评估药物对心脏、神经系统的发育影响。环特生物建立的“斑马鱼-类organ”联合毒理平台，可模拟药物对肝、肾等organ的特异性损伤，提高毒性预测的准确性。例如，某候选药物在类organ中显示肝细胞凋亡率升高30%，而在斑马鱼模型中观察到肝区荧光减弱，两者结合提示需调整剂量或结构。环特生物为化妆品研发，提供专业临床前实验安全评价。湖北候选成药分子临床前新药评价中心项目
完善的质量体系，保障临床前实验全过程符合行业规范。湖北候选成药分子临床前新药评价中心项目
近年来，技术融合推动了小分子药物临床前研究的革新。人工智能（AI）在靶点预测、化合物筛选中发挥关键作用，例如DeepMind的AlphaFold2预测蛋白质结构，加速了靶点发现；生成对抗网络（GAN）设计新型分子骨架，将先导化合物优化周期缩短60%。类organ与器官芯片（Organ-on-a-Chip）技术模拟人体微环境，提高药效学与毒理学评价的临床相关性。例如，肺类organ可重现入侵过程，用于筛选抗病毒药物；肝脏芯片则动态监测药物代谢产物对肝细胞的损伤。此外，3D生物打印技术构建复杂组织模型，如tumor血管化模型，可评估药物对tumor微环境的调控。这些创新技术使临床前研究从“经验驱动”转向“数据驱动”，明显提升了研发效率与成功率。湖北候选成药分子临床前新药评价中心项目
