离体心脏灌注平台：AZD8601介导VEGF-A表达在人源心肌病模型中的精准评估

为解决心血管药物临床前模型匮乏问题，研究人员利用离体心脏灌注系统（ESHP）结合新型修饰信使RNA（modRNA）技术，首次在移植患者的终末期心肌病心脏中验证了血管内皮生长因子（VEGF-A）靶向治疗药物AZD8601的表达效能。研究证实低/高剂量AZD8601心肌注射可显著提升心内膜下及中层心肌的VEGF-A蛋白浓度（p<0.05），为心血管创新疗法提供了可量化、低成本的人源化测试平台，推动药物研发从动物模型向临床转化。

　　

论文解读

背景：心血管药物研发的瓶颈与突破契机
心血管疾病治疗长期受限于临床前模型的局限性——动物模型难以完全模拟人类病理特征，而传统细胞培养无法反映器官级功能响应。尽管离体心脏灌注（Ex Situ Heart Perfusion, ESHP）技术自1895年Langendorff创立以来已成为心脏生理学研究基石，但其高昂成本（如商用Organ-Care-System）阻碍了广泛应用。与此同时，新型基因疗法如修饰信使RNA（modRNA）药物AZD8601（靶向VEGF-A）虽在IIa期EPICCURE临床试验中证实安全性，却缺乏在人源病变心肌中的疗效验证数据。如何构建低成本、高仿真的终末期心脏病研究模型，成为加速心血管药物转化的关键挑战。

研究设计与技术方法
研究人员利用心脏移植术中的废弃心脏，建立了一套创新研究体系：

1. 样本来源：纳入3例终末期心肌病患者心脏（缺血性/扩张性/肥厚性心肌病各1例），移植后即刻经St Thomas' 2心脏停搏液处理。
2. 核心设备：采用自主研制的多器官灌注仪（m0rgan），通过连续血流泵实现在体模拟（非工作模式：空心室状态；工作模式：全血流循环），成本显著低于商用系统（图1a-f）。
3. 干预方案：左室游离壁心肌分点注射低剂量（0.1mg）、高剂量（1mg）AZD8601及枸橼酸钠对照，灌注6小时（温度34°C、主动脉压50-70 mmHg、起搏频率100 bpm）。
4. 检测手段：分层活检（心内膜下/心肌中层/心外膜下）结合V-PLEX免疫分析法定量VEGF-A蛋白。

研究结果：靶点表达的深度解析
• 心肌病理特征
心脏1（缺血性）：广泛纤维化；心脏2（扩张性）：中肌层替代性纤维化；心脏3（肥厚性）：心肌细胞排列紊乱但无显著纤维化（图未展示）。

• VEGF-A空间分布规律（图3, 表1-2）

心肌层次	低剂量效应	高剂量效应
心内膜下	VEGF-A↑ 6.8倍 (p=0.0297)	VEGF-A↑ 6.6倍 (p=0.021)
心肌中层	VEGF-A↑ 6.2倍 (p<0.001)	表达波动大（p=0.17）
心外膜下	无显著变化	无显著变化

关键发现：

1. 剂量特异性：低剂量AZD8601在心肌中层诱导更稳定、显著的VEGF-A表达（50%样本＞50 pg/mg）。
2. 疾病类型关联：缺血性/扩张性心肌病的VEGF-A表达水平高于肥厚性心肌病，可能与纤维化程度相关。
3. 空间局限性：药物扩散受限（邻近对照区无表达），且心外膜下无响应，提示血流方向（冠脉由外向内）影响药物分布。

结论与展望：重塑药物研发范式
本研究首次利用ESHP平台在人源终末期心脏病模型中证实：

1. AZD8601可有效驱动病变心肌的VEGF-A蛋白表达，且低剂量（0.1mg）在心肌中层的表达效率更优；
2. m0rgan系统为心血管药物测试提供低成本、高保真的人源化方案，克服传统模型的物种差异瓶颈；
3. 该模型可拓展至药物分布、剂量优化及联合疗法（如干细胞-mRNA协同治疗）研究。

深远意义：
全球每年约9000例心脏移植产生的废弃心脏，通过此模型可转化为宝贵的研发资源。鉴于当前90%临床前药物因疗效不足失败（50%归因于模型缺陷），该平台有望显著降低新药研发成本与风险，推动精准心血管治疗时代来临。

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论文发表于《JHLT Open》，研究由阿斯利康全额资助，严格遵循威尔士伦理委员会规范（20/WA/0257）。