缅因州巴港2025年12月8日——新药研发是科学领域风险最高、成本最昂贵的工程之一。今日，杰克逊实验室（JAX）宣布启动一项突破性计划，凭借美国健康高级研究计划署（ARPA-H）计算药物代谢动力学与毒理学分析项目（CATALYST）提供的最高3000万美元合同，致力于改善这一现状。该计划名为CARDIOVERSE，将利用模拟人类基因背景多样性的鼠源与人体干细胞，结合先进人工智能技术，构建人类心脏的计算"数字孪生体"。通过创建虚拟跳动心脏模型，JAX科学家旨在大幅减少大型动物实验需求，简化FDA审批流程，确保新疗法更安全快速地惠及患者。
"这是个登月计划式愿景，"杰克逊实验室计算生物学家、项目负责人马特·马奥尼表示，"试想未来计算模型能如此可靠地预测药物安全性，仅凭计算证据推进研发在伦理上完全可行。这将彻底革新药物开发，使其成本更低、可及性更高。"
直击心脏毒性核心问题
尽管通过早期安全标准，超过90%的新药仍会失败——常因临床试验后期暴露出乎意料的毒性。CARDIOVERSE项目聚焦药物研发中最顽固且影响深远的挑战：心脏毒性，即潜在药物干扰心脏功能的问题。这既是临床试验失败的主因，也导致FDA批准后约15%的新药被迫撤市。个体差异引发的不良反应进一步 complicates 审批流程。
为解决此问题，马奥尼团队将利用模拟人类心脏功能的鼠源与人体细胞数据训练AI算法，这些细胞能捕捉患者群体中的基因变异。作为小鼠研究与人体干细胞应用的世界领导者，JAX近期收购了纽约干细胞基金会（NYSCF），将借助尖端机器人自动化以前所未有的规模分析这些细胞模型。
这些数据将驱动超越安全预测的AI模型：它们将揭示基因差异如何控制个体治疗反应，提供更完整的心脏毒性全景图。成果是可预测广泛人类基因构成中药物安全性的先进AI模型。
"太多 promising 药物因无法早期预判受益者与风险者而未能惠及患者，"JAX总裁兼首席执行官隆·卡登表示，"CARDIOVERSE构建的虚拟心脏更精准反映真实人群的广泛基因背景，这意味着我们能识别对特定患者安全有效的药物，让每个人获得正确治疗的几率大幅提升。"
与密歇根大学、InSilicoTrials Technologies及康涅狄格大学健康中心合作，马奥尼团队还将深入研究心脏内部分子机制。他们将分析药物暴露后的基因活性与代谢变化——这些洞见或可揭示使特定人群更易中毒的生物标志物与基因风险因子。
基于此基础，CARDIOVERSE团队将构建同类最大规模数据资源。通过代表广泛基因谱系的鼠源与人体细胞，生成训练AI模型所需关键数据，打造比以往更精准预测心脏毒性的强大工具。
"我们的AI模型将展示一群虚拟心脏，每个对同一药物的跳动与反应各不相同，"马奥尼解释道，"这种反应差异使我们能捕捉跨患者群体的心脏毒性结果，识别风险人群比例并发现潜在风险生物标志物。"
该知识有望优化临床试验患者分层，增强企业推进药物至后期阶段的信心，为疗法选择提供更安全精准的决策依据。
捕获罕见但危险的反应
对心脏药物而言，罕见毒性是失败主因。即使临床试验或药物上市后仅千分之一患者出现严重反应，监管机构也必须严肃对待风险。
现有计算模型仅能估算药物被判定不安全的总体概率，却无法预测受影响人群或反应严重程度。"这就像天气预报说50%概率下雨，却不说明是毛毛雨还是飓风，"马奥尼比喻道。
通过模拟不同基因背景下的数百乃至数千个虚拟心脏，CARDIOVERSE将在人体试验前识别这些罕见但严重的反应。
"若能用尖端计算平台替代大型动物实验将是重大突破，"马奥尼指出，"这将剔除昂贵实验环节，让更多资金有限的初创企业药物候选物进入人体试验，CARDIOVERSE或助其实现。"
项目联合负责人包括JAX科学家娜迪亚·罗森塔尔（以小鼠心脏高分辨率成像见长）、保罗·罗布森（干细胞生物学专家及基因多样性人体iPSC组开发者）以及心脏病专家特拉维斯·欣森（研究导致心力衰竭的遗传性疾病）。纽约干细胞基金会的丹尼尔·保尔（高通量自动化iPSC规模化生成先驱及全球干细胞阵列®负责人）也加入团队。
关于杰克逊实验室
杰克逊实验室（JAX）是拥有国家癌症研究所指定癌症中心的独立非营利生物医学研究机构。JAX通过研究、教育与资源的独特组合践行其使命：发现疾病精准基因组解决方案，并赋能全球生物医学界共同改善人类健康。该机构1929年成立于缅因州巴港，现为拥有近3000名员工的全球组织，在缅因州、康涅狄格州、加利福尼亚州、佛罗里达州、纽约州及日本设有园区与设施。
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