在将新药推向市场的过程的几乎所有阶段——从早期发现到临床试验——生物制药科学家都希望获得更多信息：对疾病的更深入洞察，对靶点的更多数据，对候选药物的更全面表征，以及关于该候选药物在动物模型和试验参与者中表现的多层次信息。
额外的数据可以提高成功率，更容易尽早淘汰不良候选药物，更有效地识别最佳研究参与者，并明确任何不良事件或意外结果。
为了实现这些目标，更高性能的生物标志物至关重要。识别、开发、验证和查询这些生物标志物需要高效的检测方法——理想情况下是可以同时定量数十甚至数百种分析物的多重检测方法。
多重检测对于创建灵活、经济高效的检测方法以及从每个样本或分析中获取最多信息至关重要。这种方法在药物发现和开发过程的许多领域都可能证明是有益的。
多重检测在生物制药中的应用
在整个药物发现管线中，多重生物标志物检测被广泛用于表征疾病生物学、识别和了解新靶点，以及发现将推动药物开发和临床研究前进的生物标志物。
正是这些后期阶段，多重检测在生物制药科学家中吸引了新的兴趣。在临床前开发中，多重检测可以从动物模型样本中生成大量信息，以帮助阐明毒理学、剂量水平等。从单个样本中查询数百种生物标志物的能力可以提供比传统检测远为全面的视角。
在早期临床研究中，从宝贵的人类样本中尽可能多地获取信息至关重要。例如，广泛的细胞因子面板可用于告知在1期和2期试验中必须做出的剂量决策，而其他生物标志物可以帮助检测脱靶效应并预测患者反应。这种方法在疫苗测试中已经非常成功，其中多重方法能够深入测量疫苗接种引发的免疫反应。
需要考虑的检测开发因素
当然，任何检测的选择都取决于必须测量的生物标志物及其使用方式。通常，有几个因素应纳入检测开发或选择过程。
- 使用场景：定义生物标志物的使用方式及其预期目的，决定了检测的选择。这个“使用场景”包括生物标志物的身份、生物标志物类别、它将如何应用、生物标志物功能的描述、关于生物标志物在研究期间将如何变化的假设，以及最后，测量到的变化将如何利用的描述。
- 生物标志物测量：检测的选择基于待测生物标志物的性质[蛋白质（细胞因子）、分子（RNA）、影像学（肿瘤大小）、生理学（血压）等]。此外，检测必须能够测量使用场景中定义的生物标志物具体变化，并且必须足够严谨以提供可靠数据。
- 生物标志物数量：在药物发现的最早阶段，科学家可能需要测量数百种生物标志物以更好地了解其靶点或候选分子。在临床试验中，少量生物标志物可能就足够了。拥有一个单一的检测平台，能够经济高效地查询从几种到数百种标志物，是跨发现和开发阶段维持一致可靠结果的好方法。
- 样本体积：当在临床试验阶段需要更多生物标志物时，样本体积可能相当有限。能够从单个低体积样本中产生大量分析物结果的多重技术，可以大大扩展从临床研究中生成的数据量，而无需获取可能不可行或不可用的更大样本量。
- 实验室专业化：即使检测是在内部开发的，它们通常也会被转移给外部实验室进行临床研究。所需的技术可能会产生很大差异：是有许多实验室可以运行该检测，还是只有一小部分专业实验室能够完成这项工作。通常，运行任何类型的定制检测而不是“现成的”商业研究专用测试，都会减少能够作为合作伙伴的实验室数量。
- 未来的临床应用：在某些情况下，生物标志物检测可能需要在临床试验之后继续进行，例如必须运行的伴随诊断以匹配患者与合适的疗法。发生这种情况时，选定的检测和检测平台必须获得FDA批准或作为体外诊断测试得到认可。
此列表旨在作为考虑检测选择和开发需求的高层概述。对于更具体的信息，生物制药科学家无疑会参考FDA的M10指南、适用于目的的验证协议，以及提供针对使用场景定制的生物标志物验证最佳实践的行业白皮书。
多重检测选项
此外，考虑多重检测方法的好处也很重要。在大多数情况下，同时查询多个生物标志物将是有用的。如果没有多重检测，研究人员可能不得不根据可用的样本量做出困难的选择。不得不通过跳过某些生物标志物来妥协研究目标，对大多数生物制药科学家来说是一个熟悉的概念。
多重技术可以克服这个问题，使得在单个测试中从单个样本测量数十甚至数百种分析物成为可能。这种方法允许用户从临床研究中生成更丰富的数据集，或者在发现和开发阶段测试数百种潜在分析物以识别有前景的生物标志物。
有几种多重检测平台可用，但它们分为两大类：固相或平面阵列，以及微球悬浮检测。第一类可以很好地实现生物标志物的多重检测，尽管对于蛋白质靶点来说更有限，其缺点是固定格式，如果过程中需要添加或删除任何生物标志物，则无法更改。
另一方面，基于微球的多重技术允许从单个样本分析多达500种分析物（无论是蛋白质还是核酸），并且在需要改变时高度灵活。
最终，基于微球的多重技术为生物制药研究人员提供了许多好处，使他们能够从每次分析或样本中生成更多的信息。
参考文献
- Roberts C, Green T, Hess E, Matys K, et al. Development of a human papillomavirus competitive Luminex immunoassay for 9 HPV types. Hum Vaccin Immunother. 2014;10(8):2168-74. doi:10.4161/hv.29205.
- Gaylord MA, Larrier M, Giordano-Schmidt D, Grube CD, et al. Development and validation of a 6-plex Luminex-based assay for measuring human serum antibodies to group B streptococcus capsular polysaccharides. Hum Vaccin Immunother. 2024;20(1):2311480. doi:10.1080/21645515.2024.2311480.
- Rhyne PW, Sunshine J, Hogrefe W, Roscia G, et al. Development and qualification of a multiplexed immunoassay to assess the immunogenicity of Shigella vaccines. Vaccine. 2025;68:127896. doi:10.1016/j.vaccine.2025.127896.
- U.S. Food and Drug Administration. About biomarkers and qualification. Last updated July 7, 2021. Accessed February 2, 2026.
- U.S. Food and Drug Administration. Bioanalytical Method Validation for Biomarkers: Guidance for Industry. January 2025. Docket No. FDA-2017-D-6821.
- U.S. Food and Drug Administration. M10 Bioanalytical Method Validation and Study Sample Analysis: Guidance for Industry. November 2022.
- Jani D, Allinson J, Berisha F, Cowan KJ, et al. Recommendations for use and fit-for-purpose validation of biomarker multiplex ligand binding assays in drug development. AAPS J. 2016;18(1):1-14. doi:10.1208/s12248-015-9820-y.
- Lee JW, Devanarayan V, Barrett YC, Weiner R, et al. Fit-for-purpose method development and validation for successful biomarker measurement. Pharm Res. 2006;23(2):312-28. doi:10.1007/s11095-005-9045-3.
- Hickford ES, Dejager L, Yuill D, Kotian A, et al. A biomarker assay validation approach tailored to the context of use and bioanalytical platform. Bioanalysis. 2023;15(13):757-771. doi:10.4155/bio-2023-0110.
- Cowan KJ, Kunz U, Blattmann P, Gulati P, et al. A European Bioanalysis Forum recommendation for requiring a context-of-use statement for successful development and validation of biomarker assays. Bioanalysis. 2024;16(16):835-842. doi:10.1080/17576180.2024.2376436.
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