扫一扫 添加小助手
服务热线
13818320332
扫一扫 关注我们
来源
中国新药杂志 2020年 第29卷 第15期
作者
叶旋，张旻，闫莉萍，于冰，王海学
国家药品监督管理局药品审评中心药理毒理学部
摘要
人用药品注册技术国际协调会议( International Council for Harmonisation of Technical Ｒequirementsfor Pharmaceutical for Human Use，ICH) 指导原则《S9 抗肿瘤药物非临床评价》已在国内正式转化实施。为了更好理解和实施S9 指导原则，使抗肿瘤药物研发理念、策略与国际通行规则相适应，本文将结合国内研发现状，分析与讨论抗肿瘤药物非临床研究中药理学研究、动物种属选择、联合用药、杂质评价、临床试验期间的非临床试验等方面的考虑和要求。
关键词
ICH 指导原则; 抗肿瘤药物; 非临床研究
_
正文
_
2017 年6 月原国家食品药品监督管理总局( China Food and Drug Administration，CFDA) 正式加入人用药品注册技术国际协调会议( ICH) 。随后，CFDA 派出专家代表参与ICH 指导原则的起草及修订工作，我国药品监管机构开始正式参与国际药物研发规则的制定。
ICH 于2009 年发布《S9: 抗肿瘤药物非临床评价》( 以下简称S9) ，于2014 年开始起草S9 问答文件，于2018 年4 月正式发布S9 问答文件。国家药品监督管理局( National Medical Products Administration，NMPA) 药品审评中心( Center for Drug Evaluation，CDE) 于2018 年9 月发布《S9 抗肿瘤药物非临床评价》及问答文件中文翻译稿，并公开征求意见;于2019 年7 月就S9 及问答文件的转化实施公开征求意见。在中国注册申报的抗肿瘤药物，其非临床评价将主要参考S9。
S9 及问答文件是药品监管机构与药品研发企业共同探讨确定，旨在促进和加速抗肿瘤药物研发。恶性肿瘤严重威胁生命，尚缺乏有效治疗手段，抗肿瘤药物的研发策略和风险考虑有别于其他适应证药物，S9 也是目前ICH S 系列中唯一针对具体适应证的指导原则。S9 系统介绍了支持抗肿瘤药物非临床评价的研究、支持抗肿瘤临床试验设计和上市的非临床数据，以及研发过程中的特别考虑。
S9 及问答文件已明确了抗肿瘤药物非临床研发中诸多方面的技术要求，但国内抗肿瘤药物研发理念、策略与国际通行规则存在一定差异，对S9 建议的理解也有一些需要细化明确的地方。药理学研究、动物种属选择、联合用药、杂质评价、临床试验期间的非临床试验是抗肿瘤药物实际审评工作中关注和沟通较多的几个问题。本文结合国内抗肿瘤药物研发的情况，针对上述问题进行讨论和说明。S9 及问答文件已在我国正式转化实施，国内创新药物研发应积极调整研发理念，改进研发策略，努力实现我国抗肿瘤药物研发的高质量发展。
1、药理学研究
抗肿瘤药物非临床评价工作主要包括3 个方面: ① 确定药物的药理学特性。② 确定首次人体暴露的安全起始剂量水平。③ 了解药物的毒理学特征( 如确定靶器官、暴露量-反应关系和可逆性) ［1］。通过一系列的药理学研究，确定药物的药理学特征，是抗肿瘤药物非临床评价工作的重要一环。S9 建议，在Ⅰ期临床试验前，药理学需要完成药物作用机制、给药方案及抗肿瘤活性的初步研究。这些药理学研究将提供作用机制的非临床证据，指导用药方案和剂量递增计划，为选择实验动物种属提供信息，帮助选择起始剂量和合适的生物标志物，必要时证明药物联合应用的合理性。
纵观抗肿瘤药物的发展，从细胞毒类药物到信号通路靶向药物，再到免疫调节的抗体类药物，抗肿瘤药物的作用方式越来越特异，对肿瘤细胞与非肿瘤细胞的区分也越来越深入。抗肿瘤药物对于药物靶点的选择性作用越强，一方面意味着更少的不良反应，但另一方面也意味着与药效相关的安全性风险也更需要关注。抗肿瘤药物安全性与有效性评价工作趋于更多的结合。如在具有免疫激动作用的抗肿瘤药物选择首次临床起始剂量时，主要参考的是药效学( 最低预期生物活性剂量) 数据。抗肿瘤药物的药效学研究不应再是单纯地关注体内药效实验的抑瘤率，而是应根据不同产品的药理作用特点，针对药效作用的各个环节，设计不同的药理学实验，综合考察和判断药物的有效性。
药理学研究并不仅仅在临床前阶段开展，在临床试验期间仍应根据不同产品的具体情况，结合临床试验获得的研究信息，继续完善药理学研究。临床期间开展的药理学研究可以丰富产品安全有效性评估数据，为拓展适用范围提供依据，提升产品研发的质量。
以药物有效性为主的药理学研究属于申请人的主体责任。考虑到药物作用机制、作用方式的多样性，监管机构一般不对药物的药理学提出强制性的规范要求，但并不意味着缺少药理学研究的药物可以获准进入临床试验阶段。成熟的申请人应该从产品研发的整体上考虑和安排研发计划，减少潜在风险，增加研发成功概率。
内容由凡默谷小编查阅文献选取，排版与编辑为原创。如转载，请尊重劳动成果，注明来源于凡默谷公众号。
2、相关动物种属选择
药物的非临床安全性研究应在相关动物种属中开展。考虑到安全性风险主要来源的差异，小分子化合物和生物制品在非临床安全性研究中采用不同策略选择相关动物种属。
小分子化合物一般根据不同动物种属中体外药动学结果，选择与人最为接近的动物作为相关动物种属开展非临床安全性研究。在分析不同种属体外药动学数据时，需要考虑小分子化合物在不同种属代谢体系中的代谢程度，同时需要考虑相关动物种属中的代谢谱覆盖了人体中可能的代谢情况。小分子化合物非临床安全性研究通常需要选取2 个动物种属，分别为啮齿类和非啮齿类。小分子化合物的相关动物种属选择一般在开展临床试验之前完成。如果临床试验期间发现人体代谢与动物代谢存在较大差异，已有的非临床试验数据不足以暴露受试物的临床试验风险，则有必要采用与人体代谢更为相近的动物种属开展非临床安全性试验以支持后续的临床研究。
生物制品选择相关动物种属时主要参考ICHS6 的建议进行综合考虑。首先应考虑不同种属间靶点的序列同源性，然后体外定量定性比较不同种属间的亲和力差异、受体/配体结合情况，推荐功能活性评价［2］。所选择的相关动物种属应该能够体现靶点引起的不良后果。由于肿瘤抗原一般在正常生理状态下表达极低，抗肿瘤生物制品选择相关动物种属时，需要着重关注不同种属间靶点的序列同源性、重组蛋白水平的亲和力、细胞水平的亲和力和生物学活性。
生物制品的非临床安全性研究中，当有2 个相关动物种属时，一般进行2 个动物的短期的一般毒性试验。如果这2 个动物种属中的毒性反应相似或者毒性机制已经清楚，更长期的一般毒性试验可采用1 个动物种属进行。当仅有1 个相关动物种属时，一般只在该动物种属中进行一般毒性试验。一般不通过非相关第2 种动物的短期一般毒性试验进行脱靶毒性考察，可以通过人体组织交叉反应试验来考察产品出现脱靶毒性的可能性。
3、联合用药的支持性数据要求
肿瘤适应证的临床治疗中经常采用联合用药。抗肿瘤药物研发过程中，为了达到更好的治疗效果也会采取联合给药的方式。根据单药安全有效性信息的不同，需根据具体情况开展联合用药的非临床研究来支持临床用药方案。
ICH S9 及Q＆A 在抗肿瘤药物联合用药方面进行了专门说明［1，3］。计划联合应用的药物在毒理学评价中应分别进行良好的单个药物研究，足以支持每个药物单独进行临床试验。在开始临床研究之前，应提供支持联合用药合理性的数据。通常为药理学研究( 如动物肿瘤模型、基于靶点生物学机理的体外或体内研究) ，证明药物联合应用可在毒性没有实质增加的情况下提高抗肿瘤活性的数据。这些数据可以来自内部研究或科学文献。对于至少一个化合物仍处于早期研发阶段( 即其人体毒性特征尚未明确) 的联合用药研究，应提供一个药理学试验以支持联合用药。如果单药已有足够的临床资料( 如完成的Ⅰ期试验或Ⅰ期试验中的单药治疗) ，药物的人体毒性特征已经明确，则可能不需要额外的非临床毒理学数据。通常没有必要开展拟用于晚期肿瘤患者联合用药的安全性毒理学研究。
在抗肿瘤药物联合用药研发中，需要根据联合用药具体品种的研究数据评估联合用药的临床试验风险，根据联合用药品种的具体信息确定临床试验的具体注册技术要求。原则上，拟联用的2 个受试物均没有临床研究信息的情况下，应提供联合用药合理性的证明，进行二者联用的药理学研究，证明二者联用在不增加毒性的情况下增强抗肿瘤药效; 如果受试物已有的单药临床研究数据可支持联合用药的临床试验( 如联合应用的剂量选择、给药时序等) ，受试物的人体毒性特征已经明确，则对联用的药效学研究不再要求; 如受试物已有的单药临床研究数据不足以支持联合用药的临床试验，仍需提供联合用药合理性的证明，通常为联合用药的药理学研究。如受试物已有的临床试验数据和非临床数据不足以确定二者联用的临床试验剂量，考虑对药物联用人体安全起始剂量进行专门的毒理学试验。
案例1: nivolumab 和ipilimumab 联用的非临床研究［4 － 5］。nivolumab 为PD-1 单克隆抗体，ipilimumab为CTLA-4 单克隆抗体，二者联用的临床试验于2009 年开始进行。在联用临床试验开始前，除各自的单药临床试验之外，至少完成了下列相关非临床研究( 研究Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ均采用鼠源替代抗体) ，见表1。
非临床有效性( 药效) 方面( 研究Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ)研究显示，在多种移植瘤体内模型中，二者联用可增强抗肿瘤活性，而实验动物的体重并未见明显影响。药效研究主要关注概念性验证，均采用鼠源替代抗体进行，主要目的为联合用药的合理性提供证明，并未过多考虑产品本身的量效关系。
二者合用的非临床安全性研究分为作用机制相关的安全性和具体产品的安全性两方面。作用机制相关的安全性研究( 研究Ⅵ) 仍采用鼠源替代抗体进行概念验证，定性提示二者联用的机制性风险。ipilimumab 和nivolumab 均为免疫激动剂，采取了较为保守的研究策略，在单药临床数据的情况下，仍进行了二者联用的重复给药毒性试验。二者联用的重复给药毒性试验提示出联用的大致安全范围，结合已有的单药重复给药毒性试验数据、单药临床试验数据，为二者联用的临床试验剂量提供一定程度的定量支持。
nivolumab 与ipilimumab 联用的研究策略很好地体现了ICH S9 关于联合用药的建议，对临床试验的安全性和有效性进行了全面考虑。最终，以单药非临床研究数据、单药的临床研究数据、二者联用的药效学合理性证明、二者联用的非临床安全性研究数据支持nivolumab 与ipilimumab 联用的临床试验。
4、杂质研究和评价
杂质研究和评价是新药研发过程中风险评价和药品质量控制的重要内容之一，可分为一般杂质和遗传毒性杂质。一般杂质评价通常遵循的技术指导原则是ICH Q3A/Q3B，遗传毒性杂质或有潜在遗传毒性杂质时应遵循ICH M7。ICH Q3 系列指导原则明确指出，其不适用于临床研究期间/临床开发阶段所用的原料药、制剂、辅料、溶剂和金属元素。ICHM7 适用范围包括IND 和NDA 阶段。在IND 阶段，受试物的生产工艺仍在改进或优化中，新药研发过程中应尽量降低杂质含量。
由于肿瘤属于严重危及生命的疾病，受试者预期生存期较短，为了支持开展用于治疗晚期且治疗有限的抗肿瘤新药研发，抗肿瘤药物可能接受超过ICH 技术指导原则中确定的杂质限度，并应在上市申请时论证其合理性［1］。论证中需综合考虑所治疗的疾病和患者人群、母体药物特性( 药理学特性、遗传毒性、致癌性等) 、治疗周期和降低杂质对生产过程的影响。此外，定量评估可包括非临床试验中给药剂量或浓度水平与临床水平相关性的考虑。
对于抗肿瘤药物而言，杂质评价可重点放在上市申请阶段。对于预期生存期较短的复发难治的晚期肿瘤患者，在IND 阶段不过于关注杂质及其限度，主要关注API +杂质的整体有效性和安全性，评估临床试验起始剂量下的杂质摄入水平是否具有安全性支持依据。若剂量爬坡试验中杂质摄入水平明显高于安全性支持水平，应提醒申请人在人体试验剂量爬坡中控制用药剂量下的杂质总量，原则上不超过动物毒性试验可支持的杂质水平，若超过时应结合早期临床和/或非临床安全性数据进行风险评估。对拟用于预期生存期较短的晚期肿瘤患者的药物，一般杂质、遗传毒性杂质均根据ICH Q3A/B 所述的观点进行控制; 遗传毒性杂质控制不适用ICHM7［3］。当治疗人群转变为更长生存期的不同人群时( 如为减少肿瘤复发风险而长期服用的药物) ，应参考ICH Q3A/B( 一般杂质) 和ICH M7( 遗传毒性杂质) 来进行杂质控制。若存在遗传毒性杂质或潜在遗传毒性杂质，仅当API 遗传毒性试验结果为阴性，且杂质水平超过Q3A/B 质控限度时，考虑开展抗肿瘤药物杂质的遗传毒性试验研究［3］。
案例2: P 胶囊的杂质控制［6］。P 胶囊系用于晚期肿瘤患者的抗肿瘤药物，用药人群为晚期或转移性乳腺癌，用药周期＞ 1 年，其中特定杂质PF 和非特定杂质C( 3 类潜在遗传毒性杂质) 限度制定原则为: 根据ICH S9 Q＆A 指出，治疗ICH S9 适用范围内适应证( 即用于无有效治疗的晚期肿瘤患者时)的产品中的致突变杂质应根据ICH Q3A/B 的建议进行控制，M7 技术指导原则不适用。为此，该品种的杂质限度制定策略基于相关研究数据和整体的获益/风险评估进行综合判断，最终制定的限度及制定依据见表2。
F: 大鼠15 周毒性试验中，MTD 为30 mg·kg －1，杂质剂量30 mg·kg －1 × 0． 23% = 69 μg·kg －1，折算为人体剂量为11 μg·kg －1，可支持的限度为11 μg·kg －1 ÷ ( 125 mg ÷ 60 kg × 1 000) = 0． 52%。大鼠3周毒性试验主要用于支持IND 研究，剂量和杂质含量均高于15 周试验，未按该数据进行计算。此外，分别采用Derek( 基于结构) 和Sarah( 基于统计) 系统对遗传毒性风险进行了评估，认为无警戒结构，无遗传毒性风险; 开展了Ames 试验，结果为阴性，提示无临床相关风险，确认该杂质限度为0． 5%。
C( 潜在遗传毒性杂质) : 经软件评估认定C 为3 类潜在遗传毒性杂质。根据毒理数据，雄性动物MTD 为30 mg·kg －1·d －1，单个非特定杂质的剂量为30 mg·kg －1× 0． 06% = 18 μg·kg－1·d －1，转换为人体剂量为2． 9 μg·kg －1·d －1，可支持的限度为2． 9 μg·kg －1 ÷ ( 125 mg ÷ 60 kg × 1 000) = 0． 13%。结合原研公司申报FDA 和EMA 的限度标准，选择0． 10%作为限度，符合ICH Q3A 中≤0． 10% 或每天摄入1. 0 mg( 取限度低者) 鉴定限度的要求，未要求进一步的遗传毒性试验研究等。
5、临床试验期间开展非临床研究
创新药物的临床试验一般分阶段开展，分阶段释放受试物的潜在风险。在临床试验期间需要开展相应的重复给药毒性试验和特殊毒性试验，以支持更长周期的临床试验乃至上市。开展这些常规非临床研究的时间和周期要求，在S9 中均已有较为明确的建议。需要特别关注的是更长周期重复给药毒性试验中新发现的毒性反应和临床试验期间出现的非预期严重不良反应，二者往往意味着受试物的人体安全性风险在前期非临床安全性研究中未能充分暴露。
由于受试物各项风险因素持续累积，更长周期的重复给药毒性试验中可能会出现新增的毒性反应。对于新增毒性反应，需要分析其临床相关性，结合已有的临床数据综合评估受试者的风险获益。针对新的安全性风险，调整临床试验方案，完善风险控制措施。
临床试验出现非预期严重不良反应，可能是源自受试物在动物与人体内药动学特征差异、作用靶点反应性或分布差异、动物实验观察的局限性等。非预期严重不良反应直接影响临床试验进程和安全性有效性的最终评价。此种情况下需进一步加强临床试验的风险控制措施，甚至暂停或终止临床试验，必要时还需要开展新的非临床研究。通过分析非预期严重不良反应的原因，制定有效的风险管理措施，包括修订临床试验方案和风险最小化措施。
案例3: JV 片非临床研究新增的毒性反应［7］。JV 片为小分子CD4 /6 激酶抑制剂，用于晚期乳腺癌患者的治疗。JV 片在临床试验期间，开展了更长周期的重复给药毒性试验。在大鼠6 个月重复给药毒性试验中，发现了新的毒性反应: 眼科白内障和心脏毒性。雌雄性大鼠均可见剂量相关性视网膜萎缩和晶状体纤维变性，雄性大鼠毒性反应比雌性更为明显; 雄性大鼠心脏瓣膜可见空泡巨噬细胞及炎症。
对于非临床新增毒性反应，开展临床相关性分析，评估受试者风险获益。JV 片新增毒性反应的暴露量约为临床使用剂量下暴露量的3 倍，可能会具有临床意义。对于新增的眼科毒性反应，在多项JV片大样本临床试验中，受试者白内障发生率虽高于对照组，但发生率很低，未出现导致治疗终止的病例。进一步分析显示，受试者出现白内障关键危险因素是年龄，所有出现白内障受试者均＞ 60 岁。对于心脏瓣膜的空泡巨噬细胞，在大鼠毒性试验中并未观测到相应的功能变化; 在多项JV 大样本临床试验中，亦未发现给药相关的瓣膜病安全性信号。综合分析，对于晚期肿瘤患者， JV 片的获益大于风险，临床试验继续推进，需要完善临床试验方案和风险控制措施，增加受试者眼科检查，关注受试者保护。
案例4: TGN1412 的非预期严重不良反应。TGN1412 为CD28 单克隆抗体，与CD28 结合后可直接活化T 细胞，促进T 细胞增殖分化，进一步激活免疫系统，拟用于白血病、类风湿关节炎等疾病的治疗。在TGN1412 的Ⅰ期临床试验中，6例受试者均出现了严重的细胞因子风暴和心血管休克，危及生命。TGN1412 的食蟹猴一般毒性试验并未提示相关风险。调查报告认为，TGN1412 上述严重不良反应并非由于受试物质量或内毒素引起的，非预期原因造成了非临床研究未能提示临床试验的重大风险［8］。
临床试验出现非预期严重不良反应后，TGN1412开展了进一步的非临床研究［9］。体外药效试验改进了试验体系，TGN1412 进行固定后，可明显促进人外周血单核细胞( peripheral blood mononuclearcell，PBMC) 释放TNF-α， IL-6， IL-8，可明显促进人淋巴细胞增殖; TGN1412 促进细胞因子释放的作用明显强于先前未固定的试验体系; 在新试验体系中，TGN1412 仍未引起食蟹猴PMBC 的明显响应。新的非临床研究提示，先前采用的体外活性检测系统可能未能恰当地模拟TGN1412 在体内发挥作用的过程; 食蟹猴白细胞对TGN1412 的反应性远低于人白细胞。以上这2 点可能是TGN1412 非临床研究未能充分暴露风险的原因，进而临床试验出现非预期严重不良反应。TGN1412 事件后，其临床试验中止，EMA 也因此修改了首次临床试验起始剂量相关的指导原则。
6、总结
包括S9 在内的一系列ICH 指导原则将在国内正式实施，旨在协调各监管机构在药物研发中的技术标准，为企业的药物研发实践提供原则性的指导，而并非药物研发工作格式化表格化的要求。企业的药物研发应从具体品种的实际出发，进行合适的非临床研究以支持拟开展的临床试验，减少受试者风险，增加患者获益。
S9 及Q＆A 系统阐述了抗肿瘤药物非临床研究的一般原则、支持临床试验的非临床研究、支持临床试验设计和上市的非临床数据要求。恶性肿瘤严重威胁生命，尚缺乏有效治疗手段，因此S9 及Q＆A 对于药物研发策略和风险考虑有别于ICH 指导原则M3，在药动学、重复给药毒性试验的周期、首次临床试验起始剂量、特殊毒性试验的时间安排、联合用药等方面均采用了更为积极的建议。S9 及Q＆A 从肿瘤患者风险与获益的角度评估药物的非临床研究，希望通过更合理的非临床研究阶段性安排、更合适的临床定位和临床研究方案、更科学的风险控制措施来加速抗肿瘤药物的研发。
本文所讨论的药理学研究、相关动物种属选择、联合用药、杂质的评价、临床试验期间的非临床研究，是目前在国内抗肿瘤药物的实际研发工作中关注较多的几个方面，也是国内抗肿瘤药物研发参与国际竞争遇到的新挑战。本文立足于S9 及其问答在国内的实施，讨论说明了目前监管机构对上述问题的考虑，希望能够减少国内企业在抗肿瘤药物研发中的疑惑和障碍，从而促进国内抗肿瘤药物的研发，使国内药物研发企业能够更为顺利和有效地参与国际竞争。
参考文献
详见 中国新药杂志 2020年 第29卷 第15期
文章来源：凡默谷
本网站刊载的所有内容，包括文字、图片、音频、视频、软件等，如非标注为“原创”，则相关版权归原作者所有，如原作者不愿意在本网站刊登相关内容，请及时通知本站，我们将第一时间予以删除。
分享精彩资讯