影響藥物臨床前研究結果預測有效性的因素
藥物研發的臨床前評價研究中，除了選擇合適且理想的小鼠疾病模型外，還應該清醒意識到，有許多因素可以直接影響到實驗結果轉化有效性。還是以ALS中樞神經系統疾病損傷研究為例，小鼠年齡、性別和環境等也是重要的影響因素。不同物種品系都有自己獨特壽命、組織特異細胞生命周期、氧化應激反應、以及基因表達譜特征等，而這些特征都與年齡相關，可直接影響到年齡相關疾病進程的差異。

年齡與ALS關系也受到環境因素影響，比如，飲食和緊張壓力等。不同動物飼養環境及研究課題組會有不同動物種群品系的繁育管理體系與方法，對動物緊張壓力和行為反應產生不同影響。性別是ALS的危險影響因素，雄性較雌性更傾向發生ALS疾病，雌性ALS小鼠模型相對活得也更長。

雖然，人與小鼠的基因組有接近98%的相似性，但在DNA甲基化或組蛋白修飾等表觀遺傳學方面，卻存在明顯物種差異，從而影響到基因表達的可變性。物種間器官組織系統的解剖學和生理學不同，比如人與小鼠大腦解剖學上的顯著差異，也會影響到ALS疾病表型（中樞神經系統和骨骼肌）的差異及藥物反應。

如何提高小鼠疾病研究轉化效率，也是藥物臨床前評價研究面臨的挑戰。過去10多年來，在十幾個ALS治療藥物臨床前動物試驗中，都表現有緩解ALS疾病表型效果，但進入人體臨床試驗，最終只有一個成功。藥物臨床試驗失敗率超過80%。

美國ALS治療發展研究所（TDI）曾經對超過100個ALS潛在治療藥物，重新應用ALS小鼠疾病模型進行驗證實驗發現，許多以前在該小鼠疾病模型上驗證有效的藥物，卻多在該研究中無效。我們現在已經知道，TDP-43突變小鼠所表現的疾病病理特征與臨床患者有明顯差異，比如ALS患者時間伴隨的進行癱瘓，而TDP-43突變小鼠疾病模型未出現。并且，小鼠疾病模型的步行與抓力強度等反映肌肉損傷改變也只是呈輕度變化，小鼠最終死亡是因急性腸道平滑肌損傷引起的腸道運動障礙，而非進行性肌肉衰退所致。因此，雖然該TDP-43突變小鼠疾病模型，可以用于藥物作用相關疾病機制性方面的研究，但卻難以勝任針對延長ALS患者壽命的藥物臨床前評價研究。

該ALS TDI研究結構還通過對過去4年近5500只用于ALS藥物治療組與對照組SOD1小鼠，進行大量而系統研究分析發現，所有小鼠都顯示SOD1基因特定突變。幾乎90%SOD1突變小鼠的壽命為134天左右（前后相差10天時間左右）。然而，在仔細分析小鼠相關資料情況后，提出了4個可能影響小鼠壽命長短的干擾因素。這里需要特別強調的關鍵點是，這些影響小鼠壽命長短差異的4個干擾因素，是經過對上百只多代小鼠的仔細檢測分析，才能被挖掘觀察到的。比如，小鼠疾病模型研究中，有沒有將與研究疾病無關的死亡小鼠剔除？有沒有考慮小鼠性別因素？有沒有將同窩小鼠分開至實驗治療組和對照組等？因為SOD1雄性小鼠的疾病癥狀出現時間及死亡發生較雌性小鼠約早一周時間。如此一周時間，就是4%生存變化差異，很容易在藥物效果評價中被誤解。再有，就是小鼠疾病模型構建策略的關鍵問題，即小鼠引入突變基因的拷貝數是多少？這些隨機重復插入的基因，通常并不是按生殖細胞分裂穩定傳遞至下一代的，因此，需要對繁殖小鼠進行常規而持續檢測鑒定，以確保繁殖后代小鼠轉基因拷貝數沒有減少，從而防止可能導致小鼠疾病癥狀減弱的自發性現象。

所以，關于如何降低小鼠藥物臨床前實驗研究中，可能出現結果假陽性問題，研究者建議如下：
1. 排除實驗中無關小鼠，比如實驗結果中，應該去除因錯誤操作而造成的與疾病不相關的小鼠死亡;
2. 平衡小鼠性別，因為雄性與雌性在疾病癥狀表現方面有差異，從而可能干預了溫和藥物的治療效果;
3. 分開同窩后代小鼠到實驗組，因為將同窩后代小鼠放入同一實驗組，可引起實驗結果偏差;
4. 確保研究基因表達及活性，因為引起疾病發生的基因，常常不能穩定可靠遺傳。如果插入基因拷貝數丟失，小鼠疾病癥狀嚴重性會減弱，藥物效果也會隨之表現較其本身更加有效。

應用ALS小鼠疾病模型開展轉化醫學研究，還應考慮到影響藥物臨床前實驗研究結果的其他因素。比如，ALS小鼠疾病模型實驗研究的評價方法，多以定性檢測分析，且受主觀影響較大評價方法為主，包括握力強度、吊掛時間、步態分析，以及神經學分數等。如此缺乏客觀定量檢測分析評價方法，不利于不同實驗研究結果的分析比較。另外，目前的藥物臨床前評價研究，多缺乏隨機分組及非雙盲法操作原則，自然也影響到實驗結果的客觀與完整性。特別需要提醒的是，轉基因小鼠模型是建立在近交系上，具有遺傳背景同質化特點。而臨床ALS患者則都具有多樣化的特征。而且，目前的藥物臨床前評價實驗研究，多在疾病癥狀出現之前，就開始測試了，這也完全有別于實際臨床藥物試驗研究。因此，對于哪些臨床上需要患者疾病癥狀出現后，才使用藥物治療的臨床試驗，小鼠實驗研究中預先給藥的實驗設計策略與操作，明顯缺乏充分理由的。

因此，分析影響ALS藥物臨床試驗失敗的可能原因，除了ALS小鼠疾病模型構建策略與方法本身的原因，以及上面介紹的其他影響因素，也有可能是臨床試驗設計方面的缺陷，包括藥物治療時間選擇，劑量，患者數量與選擇等。另外，臨床研究設計能否真正解答相關問題，比如，有效藥物劑量能否抵達作用靶點？藥物的非特異性作用是否有可能影響其有效性？藥物作用靶點是否真正反映了疾病致病機制過程特征等？

當然，小鼠與人在許多存在的差異，包括解剖學上、代謝免疫學上、中樞神經系統與腸道微生物學組成上，以及實驗小鼠的近交系特征等，都讓我們意識到，小鼠疾病模型與人疾病是存在差異的，不可能完全模擬人疾病致病過程特征。

因此，為了提高小鼠疾病模型轉化可靠性與預測性，也是科學家們一直在努力探索與追求的目標。基于前面介紹的小鼠疾病模型在藥物臨床前評價研究中的成功應用及其經驗教訓，科學家們也在不斷強調選擇正確合適的小鼠疾病模型的重要性與緊迫性，強調不同小鼠疾病模型構建策略與方法特征及其實際應用意義，以及小鼠疾病病理學及癥狀‍表型特征是否與人相關疾病相似或接近等。必須嚴格控制藥物臨床前研究中可能的影響因素，包括小鼠遺傳品系、性別年齡組成、飼養環境、動物遺傳漂移、腸道微生物組成等；警惕基因條件修飾小鼠模型研究中，應用不同Cre小鼠可能引起的非特異性毒性作用，以及誘導劑Tamoxifen本身可能的毒性作用影響等。

將小鼠疾病模型臨床前研究結果有效轉化至人相關疾病研究與臨床治療應用，是生物醫藥研究領域共同奮斗努力的目標。然而，我們必須清楚，小鼠疾病模型畢竟還只是動物模型，有其本身的局限性。但是，應用小鼠疾病開展藥物臨床前評價研究，已經/也并將繼續對生物醫藥領域研究發展，發揮著極其重大而深遠的促進作用。