斑马鱼(Zebrafish, Danio rerio)是近年来应用越来越广泛的重要模式生物。斑马鱼是一种脊椎动物，与人类基因同源性高达85%，其信号传导通路与人类基本近似，生物结构和生理功能与哺乳动物高度相似，具有饲养成本地、体积小、发育周期短、体外受精、透明易观察、单次产卵数较高等特点。目前斑马鱼已被美国国家卫生研究院（NIH）列为继人和小鼠之后的第三大模式生物。目前，在美国及欧洲共有2000多家机构从事斑马鱼相关技术的基础和应用基础研究，并有9家斑马鱼新药筛选公司向全球范围提供商业化服务。斑马鱼模型现已广泛应用于包括急性毒性、发育毒性与致畸性、胚胎毒性、心血管毒性、肝毒性、神经毒性、肾毒性、行为毒性和生殖毒性等在内的一系列药物毒性评价中。2009年欧洲斑马鱼药物筛选技术服务公司Biobide（www.biobide.es）获得了美国食品与药品管理局（FDA）和欧洲药品评估局（EMEA）的GLP认证，标志着斑马鱼药物毒理学与安全性评价模型已经得到了欧美国家政府的正式认可。2013年4月8号，美国FDA在其官网刊文报道斑马鱼在药物早期毒性评价中的作用。中国也已在2011将斑马鱼技术列入“重大新药创制专项”十二五计划。

 

斑马鱼已被大量应用于心血管疾病研究和药物心血管毒性评价当中。2003年，Langheinrich等人首先公开证实临床导致QT间隙延长的药物会引起斑马鱼严重的心率不齐。之后，Milan（2003）等用斑马鱼评价了100种小分子化合物的心血管毒性，发现在23种临床会上引起QT间隙延长的药物中，有22均会导致斑马鱼心动过缓和房室传导阻滞，预测准确率超过95%。2006年，Milan等人开创了成年斑马鱼心电图测量方法，并评价了一些已上市药物对斑马鱼心脏复极化的影响。2009年，Chan等人首先建立了在斑马鱼上进行无创测量心跳规律的方法。Park（2012）等人通过比较15种药物对斑马鱼心跳、hERG偏振以及例子内流改变的影响，证实斑马鱼模型能够预测药物引起的与心动过缓相关的毒性。2013年，Dhillo等建立了对斑马鱼幼鱼进行无创心电图测量的方法，并评价5种已知药物对斑马鱼心电图的影响。我们（Jun-Jin Zhu，2012）用斑马鱼模型评价了9种已上市药物的心血管毒性，通过6项评价指标的分析（心率、心节律、心包膜水肿、血液循环、出血和血栓形成），证实斑马鱼模型在心血管毒性预测方面你具有非常好的敏感性和特异性。美国FDA和欧洲EMA已经接受用斑马鱼心血管毒性评价数据进行药物临床申报。

 

由于斑马鱼幼鱼通体透明，因此，建立一种基于形态学评价终点的无创性中等通量的肝毒性评价方法成为当前斑马鱼药物肝毒性评价方法研究的热点。2012年，辉瑞、默克和强生联合发表了一篇用斑马鱼进行药物早期肝毒性评价的综述文章，积极评价了斑马鱼模型在药物早期肝毒性评级中的作用。2013年，辉瑞再次发表了一篇用斑马鱼评价非类固醇类抗炎药肝毒性的文章，对斑马鱼药物肝毒性评价替代方法做了进一步的验证。我们用斑马鱼评价6种已知对人有肝毒性的药物以及2种无肝毒性药物的肝毒性，评价指标为：肝变性、肝肿大（萎缩）以及卵黄囊吸收延迟（意味着肝功能受到影响）。单盲法评价结果显示，斑马鱼评价结果预测准确率为100%，组织病理学分析证实了斑马鱼表型观察对药物肝毒性预测的可靠性。目前，美国FDA和欧洲EMA已经接受用斑马鱼肝毒性评价数据进行药物临床申报。

 

自从上世纪60年代出现“沙利度胺致海豹儿事件”后，化合物（药物）的发育毒性与致畸性越来越被研究者所重视。EPA将斑马鱼列为唯一一种的评估环境污染物的动物模型，其中发育毒性可作为最初的筛选步骤，并建立了斑马鱼胚胎发育毒性的评价模型。在斑马鱼胚胎及幼鱼阶段，用化合物处理斑马鱼，可观察到斑马鱼一系列的身体、心、肝、胃肠道发育异常，结合半致死率评价方法，并与哺乳动物的致畸作用进行比较，这样就可以对化合物毒性获得较为准确的评估，该评价系统的特异性（70%~ 80%）和敏感性（>80%）非常突出。斑马鱼药物评价系统识别非致畸物质成功率为75%，识别致畸物质成功率则高达100%。我们利用斑马鱼模型评价了包括乙醇等6种化合物的发育毒性与致畸性，结果发现这些化合物会诱发斑马鱼发育畸形，包括：不同程度的心包水肿、血流减慢、身体水肿、脑部变小、眼变小、肝脏发育延迟、肌肉变性、身体着色滞后及鱼鳔不充气等等。2012年，Elsevier旗下期刊ReproductiveToxicity曾做了一个“Zebrafish Tetratogenesis”专题，刊登了一系列用斑马鱼评价药物和化学品发育毒性与致畸性的文章。2013年，OECD正式颁布了用斑马鱼评价化学品急性胚胎毒性的指导原则236。2014年初，阿斯利康等5家跨国医药巨头联合发表了一篇用斑马鱼进行先导化合物早期发育毒性评价的文章，对58种化合物的发育毒性进行评价，整体的预测准确定超过80%。目前，已有多家跨国医药巨头在使用斑马鱼模型进行先导化合物早期发育毒性与致畸性的评价。

 

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