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生物技术药物非临床安全性评价的基本内容

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:生物技术药物非临床安全性评价的内容主要有急性毒性试验、长期毒性试验、局部药物毒性试验、生物活性评价试验、免疫原性评价试验、遗传毒性试验、生殖毒性试验、致癌试验等,具体内容如下。免疫原性的评价是生物技术药物申请临床试验和注册的重要内容,对于药物的研究和开发具有重要的意义。

生物技术药物非临床安全性评价的基本内容

生物技术药物非临床安全性评价的内容主要有急性毒性试验、长期毒性试验、局部药物毒性试验、生物活性评价试验、免疫原性评价试验、遗传毒性试验、生殖毒性试验、致癌试验等,具体内容如下。

(一)急性毒性试验

急性毒性试验是药物安全性评价早期阶段的试验,具体指24 h内一次或多次给予试验动物待检测药物后观察一定时间内产生的毒性反应,目的是为其他试验提供剂量参考、鉴别异常毒性、确定药物靶点、推算致死剂量等。良好的急性毒性试验可为Ⅰ期临床试验提供安全的试验剂量参考,同时可提供如药物作用靶点、潜在毒副作用等有价值的信息。

人用药品注册技术管理国际协调会(ICH)认为传统毒性试验存在一定局限性,建议采用至少两种非啮齿类动物或一种非啮齿类动物加一种啮齿类动物的严格设计、单次给药、逐渐增加剂量的耐受性研究。

急性毒性试验检测指标一般包括最小致死剂量、半数致死剂量(medial lethal dosage 50,LD50)、最小毒性反应剂量(observed adverse effect level,OAEL)、最大耐受量(no observed effect level,NOEL)、最大无反应剂量(no observed adverse effect level,NOAEL)等。

(二)长期毒性试验

长期毒性试验,又称慢性毒性试验,指长期给予试验动物低剂量药物,观察其对试验动物所产生的毒性效应。长期毒性试验的目的是确定待测药物的毒性下限,即长期接触该药物可能引起机体损伤的阈值和无作用剂量,为进行该药物的危险性评价与制定安全限量标准提供毒理学依据,如最高允许剂量和每日允许摄入量等。

试验的设计一般应包括恢复期,用以观察毒性的可逆性、潜在的延迟性及反应加剧性。对于药理/毒理作用持续时间较长的生物制品,其恢复期应适当延长,直至毒性反应的恢复被证实。长期毒性试验目前已广泛应用于新药的非临床研究之中,但仍然存在如试验动物浪费、不同动物模型间存在差异等问题,相关机构应加快技术的开发革新,攻克技术难题,使试验结果更加符合临床试验的要求并提高动物的利用率。同时,动物与人在遗传背景上的差异可能导致毒性反应的错误评价,从而影响了长期毒性试验的准确性和效率。因此,在评价药物长期毒性效果时,必须更加客观、科学、合理地评价试验结果。

(三)局部药物毒性试验

局部药物毒性试验,又称局部药物耐受试验,指针对药物的刺激性和局部耐受性所进行的研究,旨在评估药物经注射或滴注时对身体局部的短期危害。对于局部或肠胃外给药途径等类型的药物,局部药物毒性试验是必不可少的一类非临床安全性评价内容,其具体的试验内容包括以下几种。

(1)皮肤刺激性试验,指药物经皮肤给药后,在皮肤上产生的局部炎症病变,包括可逆性炎症病变和不可逆性组织损伤。皮肤刺激性试验观察内容为动物皮肤接触受试药物后是否出现局部反应,如红肿、渗出、充血、腐烂等。

(2)血管刺激性试验,指受试药物经静脉、动脉或肌内注射给予动物后,观察动物血管的炎症反应情况。

(3)眼部刺激性试验,指受试药物经眼部给药后,在动物眼球表面产生的可逆性炎症反应或不可逆性组织损伤。眼部刺激性试验的目的是评价受试药物对哺乳动物眼部的刺激/腐蚀作用及程度。

(4)肌肉刺激性试验,指受试药物经静脉、动脉或肌内注射给药后,给药部位如动物肌肉部位的炎症反应情况。

(5)溶血试验,指给予受试药物后,观察短时间内是否会引起动物体内溶血和红细胞凝集等反应。

(四)生物活性评价试验(www.xing528.com)

生物活性评价是对生物活性药物进行效价评测的过程,分为体内评价和体外评价,此评价可衡量药物的功能性,评估药物的效价,为后期研究提供直观的统计数据。生物活性评价是生物技术药物重要的质控标准,活性测定必须采用国际通用方法,同时需要利用相关国家/国际标准品进行结果校正,最后应由制定单位或国际单位对药物活性进行评判。

生物活性评价的内容包括活性物质间的结合及其所介导的系列活性反应,合理设计的评测方法能估计生物分子和活性分子的对应关系,包括配体-受体结合、信号转导过程和目的生物学效应等。根据待测药物的性质和活性特点等,可将药物的生物活性测定分为体外测定法、体内测定法、免疫活性测定法和酶促反应测定法等。

(五)免疫原性评价试验

药物的免疫原性是药物刺激机体产生体液免疫和细胞免疫而形成特异性抗体或致敏淋巴细胞的过程。免疫原性的评价是生物技术药物申请临床试验和注册的重要内容,对于药物的研究和开发具有重要的意义。根据我国目前的指导原则,对具有免疫原性的生物技术药物的比对试验,应尽可能采用与参照样相似的技术和方法。对于部分具有多种免疫原性的药物,应该分别进行相关活性的比对研究试验,设置相似的评价方法。

免疫原性的评价内容主要包括抗体出现时间、抗体滴度及其动态变化、抗体中和活性、补体激活情况、致敏淋巴细胞形成与否、免疫复合物出现情况、同期药效/毒性变化过程、临床意义分析。其中抗体的检测应建立科学的方法,并对方法学进行验证,尽量排除血清样品中杂质的干扰,以免造成假阳性的结果。在免疫原性评价的试验中,检验出抗体的产生不可单独作为终止非临床安全性试验或改变试验期限的依据,除非多数动物中免疫反应的产生消除了生物技术药物自身的作用。若抗体的产生不影响药物的生物活性,且不带来相应毒副作用,可根据相关数据合理解释非临床安全性试验。

在动物中进行的免疫原性试验推及至人体具有一定的局限性,药物即使在动物中诱导了相应抗体的产生,仍不一定在人体内引起相关的免疫反应。例如,重组蛋白药物极少在人体内引起严重的过敏反应,因此对蛋白药物呈阳性的豚鼠过敏试验结果不能完全预测人体反应。但若待检测生物制品对试验动物和人体均为外源性物质时,豚鼠等动物的免疫原性试验结果对预测人体临床过敏反应仍具有一定意义。

(六)遗传毒性试验

药物的遗传毒性试验是指通过体内和体外的相关试验检测受试药物对基因表达、染色体结构和数量的变化和对DNA/染色体毒性作用的影响,旨在预测药物的遗传毒性,控制药物的潜在遗传毒性对人体的伤害。国际环境诱变剂和致癌剂防护委员会(International Commission for Protection against Environment Mutagens and Carcinogens,ICPEMC)在1983年发文阐明了五种遗传毒性指标:DNA损伤与修复、基因突变、DNA断裂、非整倍体和多倍体的出现、DNA重组和染色体结构异常。根据其规定,在上述五种遗传毒性检测中,任意一项呈现阴性结果的为非遗传毒性物质,获得阳性结果的为遗传毒性物质。但由于技术限制,目前没有任何一类单独试验可同时检测上述五种遗传毒性。近年来,一些用于检测药物遗传毒性的体外试验方法逐渐出现,目前比较成熟的检测方法超过200种,其中应用较多的检测方法主要有单细胞凝胶电泳试验、姐妹染色单体交换试验、DNA修复合成试验、原噬菌体诱导试验、SOS显色试验、鼠伤寒沙门菌回复突变试验等。

遗传毒性试验应符合相应原则:应通过试验组合,涵盖多种遗传毒性指标的检测;应将体内试验和体外试验相结合,其中体内试验需考虑遗传毒性作用相关内部因素,如机体对药物的吸收、分布、代谢和排泄等;试验方法对遗传毒性的预测需具有灵敏度和特异性,且准确度有一定保障。

(七)生殖毒性试验

生殖毒性试验是指通过相关试验评价药物对哺乳动物(首选啮齿类)生殖功能、胚胎发育功能和胎儿/婴儿早期发育的影响,是药物非临床安全性评价的重要内容。其研究内容包括受试药物对生殖细胞增殖、受精卵形成、胚胎形成、妊娠、分娩和哺乳过程的影响及其评价,主要通过致畸试验等生殖毒性试验评估受试药物的生殖毒性。药物的生殖毒性具体的表现包括发育生物体死亡,指受精卵未经发育即死亡,胚胎未着床即死亡或生长发育到一定阶段死亡;胎儿生长发育迟缓;胎儿器官、免疫、生长发育等功能的缺失;胚胎异常,分为畸形和变异。我国现行《药品注册管理办法》中规定,针对育龄人群的药物,应对其生殖毒性特点进行评估,必要时还需要提供生殖毒性研究资料。2006年我国发布的《药物生殖毒性研究技术指导原则》中详细阐述了关于生殖毒性研究的总体考虑、试验内容、结果分析与评价及阶段性要求等。2016年8月发布的《关于在新药非临床研究评价中参考使用ICH M3指导原则的专家共识意见》中,明确了生殖毒性的阶段性数据要求,对申请临床试验和上市申请新药的生殖毒性的阶段性数据要求达成共识,与ICH M3中的内容基本保持一致。这一系列法规的颁布实施,表明了生殖毒性试验的重要意义,同时也标志着生殖毒性试验在国内的规范化和流程化。

药物生殖毒性试验需观察其对动物成年期和从受孕到幼仔性成熟的发育各阶段的影响,从而更加完整地评价药物的速发和迟发效应。其观察应持续一个完整的生命周期,即从母代的受孕至其下一代受孕的时间周期。生命周期可划分为以下六个阶段:交配前到受孕(主要检测成年雄性和雌性生殖功能、配子的发育和成熟、交配行为、受精等);受孕到胚胎着床(主要检测成年雌性生殖功能、着床前发育、着床等);从着床到硬腭闭合(主要检测成年雌性生殖功能、胚胎发育、主要器官形成等);从硬腭闭合到妊娠终止(主要检测成年雌性生殖功能、胎儿发育和生长、器官发育和生长等);从胎儿出生到脱离母乳(主要检查成年雌性生殖功能、幼仔对宫外生活的适应性、离乳前发育和生长等);胎儿离乳至性成熟(主要检测胎儿离乳后发育和生长、独立生活的适应能力、达到性成熟的情况等)。

(八)致癌试验

药物致癌试验指在试验动物寿命范围内,给予其一次或多次受试药物,测定其潜在良性/恶性肿瘤的试验,其目的为评价药物潜在的致癌性质,为新药的开发提供完整翔实的临床前数据。根据试验持续时间的长短,致癌试验一般可分为短期快速筛查试验和长期致癌试验等,其中短期快速筛查试验包括致突变试验、DNA修复合成试验和哺乳动物细胞体外转化试验等;长期致癌试验多在哺乳动物中进行,多采用小鼠和大鼠等啮齿类动物,完整的哺乳动物长期致癌试验结果更加真实可靠,但费用较高且持续时间较长。

ICH目前提出的致癌试验基本方案主要分为两种:第一种方案为长期啮齿类动物致癌试验和另一项体内致癌试验相结合,包括短期或中期啮齿类动物体内试验系统,能提供致癌终点的体内模型、P53+/-缺损模型(模拟肿瘤产生)、Tg、AC模型(反映已知人类致癌阳性物)等模型、XpA缺损(模拟基因稳定性异常)等转基因小鼠模型等;第二种方案为利用两种啮齿类动物所进行的长期致癌试验。

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