药石科技代理/本地化推广的 Derek & Sarah Nexus 与 Simulations Plus 公司开发的 ADMET Predictor 这两款在药物研发中广泛应用的软件进行的系统性对比分析，聚焦于它们在基因毒性评估、ADMET预测、监管合规、技术原理和适用场景等方面的异同。
一、核心定位与目标用途
| 维度 | Derek & Sarah Nexus | ADMET Predictor (AP) |
|---|---|---|
| 主要目的 | 专用于 ICH M7 指导原则下的基因毒性杂质（GTI）风险评估 | 全面的 ADMET/PK 性质预测与 AI 驱动药物分子设计 |
| 监管焦点 | 满足 FDA/EMA/NMPA 对 致突变杂质分类（Class 1–5） 的要求 | 支持 早期成药性筛选、毒理预测、临床前到临床 PK 模拟 |
| 应用场景 | 药物工艺杂质、降解产物、NDSRI（如亚硝胺）的 基因毒性判定 | 小分子候选化合物的 吸收、分布、代谢、毒性、药代动力学综合评估 |
✅ 简言之：
- Derek & Sarah Nexus = 基因毒性“专家裁判”
- ADMET Predictor = 药物分子“全能体检+优化教练”
二、技术原理与方法论
| 特性 | Derek & Sarah Nexus | ADMET Predictor |
|---|---|---|
| Derek | 基于专家规则（Rule-based） • 内置 890+ 警示结构（structural alerts） • 模拟毒理学家逻辑推理 • 提供机制解释、文献溯源 | ❌ 不包含类似专家规则系统 |
| Sarah | 基于统计模型（SOHN/QSAR） • 使用碎片化假设（Hypotheses） • 输出阳性概率 + 毒性片段贡献 • 覆盖 Derek 未及化学空间 | ✅ 内置多种 ML 模型（ANN, RF, GNN 等） • 包含 Ames 致突变性预测模块 • 但非 ICH M7 专用双模型架构 |
| 双模型互补 | ✅ ICH M7 强制要求：专家规则 + 统计模型必须同时使用 | ⚠️ 可做致突变预测，但不满足 ICH M7 双模型合规性要求（除非额外验证） |
| 透明性与可解释性 | ✅ 极高： • Derek 显示匹配的 Alert 编号与机制 • Sarah 显示 Hypothesis 结构与训练集化合物 | ✅ 提供 SSA（结构敏感性分析）、热图、悬崖分子对等解释工具，但缺乏 ICH M7 所需的“专家可复核”机制 |
三、监管合规性与行业认可
| 项目 | Derek & Sarah Nexus | ADMET Predictor |
|---|---|---|
| 是否符合 ICH M7(R1)/(R2) | ✅ 是，全球公认“黄金标准” • FDA/EMA/NMPA 明确认可用于 Class 1–5 分类 • 支持生成 CTD 3.2.S.3.2 合规报告 | ❌ 否 • 虽可用于初步毒性筛查，但不能单独用于 ICH M7 正式申报 • 需补充实验或结合 Derek/Sarah |
| 监管机构使用情况 | • FDA 审评员直接使用 • EMA 在多个审评指南中引用 | • FDA 使用 AP 进行内部研究、模型开发 • 但不作为 ICH M7 合规工具 |
| 验证标准 | • 符合 OECD QSAR 验证五原则 • QMRF 报告公开（如 Carc_QMRF-2025） | • 模型经内部/外部验证 • 但无专门针对 ICH M7 的双模型验证包 |
四、功能覆盖范围
| 功能 | Derek & Sarah Nexus | ADMET Predictor |
|---|---|---|
| 基因毒性（Ames）预测 | ✅ 核心功能，深度优化 | ✅ 有 Ames 模块，但精度和解释性弱于 Sarah/Derek |
| 其他毒性终点 | • Derek 覆盖 74 种毒性终点（如致癌、皮肤致敏） • 但重点仍在致突变性 | ✅ 覆盖 肝毒性、hERG、磷脂质病、线粒体毒性、CYP 抑制等 50+ 毒性终点 |
| ADME/PK 预测 | ❌ 几乎无 | ✅ 强项： • logP, pKa, 溶解度, 渗透性 (Caco-2, P-gp) • 血浆蛋白结合率, 代谢稳定性, CYP 代谢位点 • PBPK 模拟（需 GastroPlus 联用） |
| AI 分子设计 | ❌ 无 | ✅ AIDD 模块：自动衍生、多目标优化、帕累托前沿筛选 |
| 自建模型 | ⚠️ 有限（依赖 Lhasa 会员数据共享） | ✅ 完全支持用户导入数据构建 QSAR/QSPR 模型 |
五、典型工作流程对比
▶ Derek & Sarah Nexus（ICH M7 合规流程）：
- 输入杂质结构（SMILES）
- Derek 输出：是否有警示结构？匹配 Alert？机制？
- Sarah 输出：阳性概率？匹配哪些 Hypothesis？
- 双阴性 → Class 5（豁免）
- 单阳性 → 专家机制分析 → 可能推翻为 Class 5
- 双阳性 → Class 1/2 → 需控制至 TTC 限值或工艺去除
- 自动生成 ICH M7 分类报告
▶ ADMET Predictor（早期药物筛选流程）：
- 输入一批候选分子
- 一键预测 200+ ADMET 参数
- 热图/星绘/SSA 分析成药性短板
- AIDD 模块自动优化结构（如降低 hERG 风险、提高 solubility）
- 导出 Excel 或对接 GastroPlus 做 PBPK
六、优劣势总结
| 软件 | 优势 | 局限 |
|---|---|---|
| Derek & Sarah Nexus | • 唯一满足 ICH M7 双模型要求的商业工具 • 透明、可辩护、监管接受度高 • 专家可介入推翻预测（关键灵活性） | • 功能高度聚焦，仅适用于基因毒性 • 无法评估 ADME、PK、其他毒性 • 授权费用高（通常按年订阅，含 Lhasa 数据库） |
| ADMET Predictor | • 全方位 ADMET 评估能力 • AI 驱动分子设计闭环 • 被全球 Top 50 药企广泛采用 • 支持自建模型与高通量筛选 | • 不能用于 ICH M7 正式申报 • 基因毒性预测缺乏“专家规则”维度 • 学习曲线较陡，需一定计算药理学基础 |
七、实际应用建议
| 场景 | 推荐方案 |
|---|---|
| 新药申报中需评估工艺杂质是否致突变 | ✅ 必须使用 Derek & Sarah Nexus（或等效双模型组合） |
| 早期苗头化合物筛选，快速排除高毒性分子 | ✅ ADMET Predictor 更高效 |
| 发现某杂质 Sarah 判阳性但 Derek 阴性，需论证安全性 | ✅ Derek & Sarah Nexus 提供完整机制分析路径 |
| 优化先导化合物的溶解度、代谢稳定性、hERG 风险 | ✅ ADMET Predictor + AIDD 是最佳选择 |
| 预算有限的小型 Biotech | • 若专注 ICH M7：租用 Derek & Sarah • 若专注分子设计：考虑 ADMET Predictor 单机版 |
八、结论
- 二者不是竞争关系，而是互补关系：
- Derek & Sarah Nexus 是 基因毒性合规的“法律工具”；
- ADMET Predictor 是 药物分子研发的“科学引擎”。
- 理想药物研发管线应同时配备两者：
- 用 ADMET Predictor 在早期快速迭代优化分子；
- 用 Derek & Sarah Nexus 在后期对关键杂质进行 ICH M7 合规判定。
💡 一句话总结：
要过审，用 Nexus；要设计，用 ADMET Predictor。
