综述:发育神经毒性作为新方法学(NAMs)可持续监管实施的六步框架案例

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Opinion in Toxicology 6.1

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  这篇综述系统阐述了以发育神经毒性(DNT)体外测试组合(IVB)为例的新方法学(NAMs)从开发到监管落地的六步框架,涵盖人类相关模型构建、测试路线图设计、方法可靠性验证、科学适配性评估、OECD认可及CRO商业化转化等关键环节,为替代动物实验的下一代风险评估(NGRA)提供结构化路径。

  

发育神经毒性测试的革新之路:NAMs六步框架解析

引言
过去几十年间,新方法学(NAMs)在毒理学领域取得突破性进展,涵盖非哺乳动物模型、计算模拟(in silico)及体外(in vitro)技术。这些方法为替代传统动物实验、实现人类中心化的下一代风险评估(NGRA)奠定基础。本文以发育神经毒性(DNT)体外测试组合(IVB)为范例,揭示NAMs从实验室走向监管应用的完整生命周期。

Step 1:构建人类相关测试系统
NAMs的核心在于人类细胞模型。借助诱导多能干细胞(hiPSC)技术,2D培养已升级为3D微生理系统(MPS)和器官芯片。DNT测试需覆盖神经前体细胞增殖、迁移、突触形成等7个关键神经发育过程(KNDPs)。目前,三个实验室联合开发了8种测试系统,例如hiPSC衍生的神经网络模型。未来,欧洲PARC项目正推动DNT IVB 2.0开发,整合人类星形胶质细胞和髓鞘化功能。

Step 2:制定NAMs测试路线图
2014年国际利益相关方网络(ISTNET)会议确立了DNT测试战略:聚焦"共同关键事件"而非分子起始事件,通过功能扰动检测提高效率。该路线图被用于构建人类神经网络形成检测方法,并正拓展至发育与生殖毒性(DART)领域。

Step 3:测试方法就绪度评估
NAMs的可靠性取决于13项指标,包括细胞系统、暴露方案、标准操作规程(SOPs)等。DNT IVB通过"测试方法开发指南"和OECD 211格式文档实现标准化。值得注意的是,Good In Vitro Method Practices(GIVIMP)为方法开发提供通用规范。

Step 4:科学适配性验证
突破传统OECD验证模式,DNT IVB采用五维评估框架:

  • 用途适配性:覆盖欧盟与美国从优先排序到风险评估全流程
  • 人类相关性:KNDPs均与人类脑发育直接相关,转录组分析证实人鼠神经前体细胞差异
  • 技术表征:已完成17种检测方法的实验室间转移,性能指标收录于OECD 377号文件
  • 独立评审:通过OECD公开咨询和美国EPA专家小组审查
  • 数据透明:原始数据公开于EPA ToxCast数据库

Step 5:OECD官方认可
2023年OECD发布DNT IVB建议书,描述检测方法神经发育相关性,并纳入综合测试与评估(IATA)框架。目前正推进指南文件制定,最终目标是成为OECD测试准则。

Step 6:CRO商业化转化
德国DNTOX GmbH和美国Cyprotex等合同研究机构(CRO)承担方法转化,确保符合良好实验室规范(GLP)。这一环节常被忽视,却是监管采纳的关键瓶颈。

展望
DNT IVB正推动欧盟"淘汰动物实验路线图"实施,支持"绿色新政"下的安全可持续设计(SSbD)框架。随着OECD协调的全球合作深化,该电池将助力各国完善化学安全评估,守护下一代大脑健康。当前挑战包括微胶质细胞功能整合、检测方法优化,以及更多化合物的测试验证。

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