药物非临床药理毒理研究与评价张晓颖2013/11/01内容概要•药物非临床药理毒理研究主要内容•非临床指导原则体系的历史和现状•对修订后的非临床药理毒理指导原则的分析–药物非临床药代动力学研究技术指导原则–药物毒代动力学研究技术指导原则–药物单次给药毒性研究技术指导原则–药物重复给药毒性研究技术指导原则–QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则•毒理学研究中应考虑的关键问题•个人感悟药物非临床药理毒理研究主要内容•有效性：药效学研究–体内和体外–多种模型–没有具体的指导原则（除了细胞毒类抗肿瘤药物）•毒性：毒理学研究–药物一般药理学研究技术指导原则–药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则–药物毒代动力学研究技术指导原则–药物单次给药毒性研究技术指导原则–药物重复给药毒性研究技术指导原则–QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则•PK行为：药代动力学研究–药物非临床药代动力学研究技术指导原则非临床指导原则体系的历史•1993版：卫生部药政局–新药药理毒理学研究指导原则（西药、中药）–系统总结，探索经验•1999版：ICH指导委员会–药品注册的国际技术要求–系统介绍，制定全新指导原则•2005版：国家食品药品监督管理局–转化国外现有指导原则–丰富指导原则体系非临床指导原则体系的现状（2013版）•关键点：–中化药合并–毒代动力学常规要求–动物数增加–阶段性符合国际现状–方法学问题–受试物方面分别表述–GLP相关要求•现有指导原则的修订/合并：–一般药理学研究合并修订–急性毒性研究合并修订–长期毒性研究合并修订–刺激性研究合并修订–药代动力学研究修订•新指导原则的制定：–供试品分析–毒代动力学–QT间期研究对修订后的非临床药理毒理指导原则的分析•药物非临床药代动力学研究技术指导原则•药物毒代动力学研究技术指导原则•药物单次给药毒性研究技术指导原则•药物重复给药毒性研究技术指导原则•QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则药物非临床药代动力学研究技术指导原则1.关于中药、天然药物2.生物样品分析方法–稀释可靠度–残留–组织分布样品–需提供的色谱图3.物质平衡4.药物代谢酶及转运体研究5.放射性同位素标记技术6.关于采样点7.关于胆汁排泄8.术语变更1. 关于中药、天然药物•修订前：供药物研究开发机构进行化学药物新药的非临床药代动力学研究的参考•修订后：供药物研究开发机构进行中药、天然药物和化学药物新药的非临床药代动力学的参考1. 关于中药、天然药物•研究对象：活性成分、活性代谢产物–活性成分单一的：方法和技术要求和化学药物基本一致–非单一活性成分但物质基础基本清楚的：其中药效或毒性反应较强、含量较高的成分，一般需进行药代动力学探索性研究–活性成分复杂且物质基础不太清楚的：应在其中部分已知成分文献研究的基础上，重点考虑是否进行有明确毒性成分的非临床药代动力学研究（如某类结构相似的成分中某一个成分的药代动力学属性可以代表该类成分的药代动力学特征）2. 生物样品分析方法：a. 稀释可靠性（增加）•目的：样品稀释不应影响准确度和精密度•方法：通过向基质中加入分析物至高于标准曲线上线浓度，并用空白基质稀释该样品（每个稀释因子至少5个测定值），来证明稀释的可靠性•要求：准确度和精密度应在±15%之内；稀释的可靠性应该覆盖试验样品所用的稀释倍数a. 稀释可靠性（增加）•Case study本实验考察超出定量上限的大鼠血浆样品，经空白血浆稀释后的准确度。
取XXX的稀释质控样品，用大鼠空白血浆稀释10倍后，进行6样本分析，根据当日标准缺陷计算每一个样本测得浓度。
测得的XXX精密度和准确度分别为6.9%和3.3%，该结果表明XXX大鼠血浆样品经空白血浆稀释10倍后，测定不影响结果的准确性。
b. 残留（增加）•目的：残留最小化•方法：在方法验证期间，测定标准曲线定量上线浓度后测定空白样品；在样品分析期间，测定高浓度样品和分析下一个样品之前测定空白样品•要求：通常残留应不大于定量下限的20%c.组织分布样品（变更的要求）•修订前：每个分析批应建立标准曲线（组织分布试验时，可视具体情况而定）•修订后：–只需验证特异性、日内精密度和准确度等–通常选择一、两种代表组织进行验证–同一天内进行不同组织样品测试时，用代表性组织作为基质建立标准曲线，但质控样品应采用目标空白组织制备–根据当日标准曲线计算质控样品的浓度，若相对偏差在±15%之内，则可共用一条标准曲线，否则采用和待测组织样品的空白组织建立标准曲线c.组织分布样品（变更的要求）•Case Studyd. 需提供的色谱图（变更的要求）•修订前：提供20%受试物样品测试的色谱图或其他原始数据的复印件•修订后：在现场考核中，应能提供全部受试物样品测试的色谱图或其他原始数据3. 物质平衡•修订前：–创新性的药物，应阐明其在体内的生物转化、消除过程及物质平衡情况。
–对于前体药物或有活性代谢产物的药物，建立方法时应考虑能同时测定原形药和代谢物，以考察物料平衡。
–记录药物自粪、胆汁排出的速度及总排出量，提供物质平衡的数据。
•修订后：–研究方法：放射性同位素标记技术4. 药物代谢酶及转运体研究•修改前：对药物代谢酶活性的影响•修改后：药物代谢酶及转运体研究–药物吸收和主要消除途径的确定–代谢酶和转运体对药物处置相对贡献的描述–基于代谢酶或转运体的药物-药物相互作用的评估4. 药物代谢酶及转运体研究•体外试验体系：–人源化材料：人肝微粒体、肝S9、原代肝细胞等；P450酶、葡萄糖醛酸结合酶、硫酸转移酶等–具有重要临床意义的外排和摄入转运体：P-gp、BCRP、OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3和OCT2等5. 放射性同位素标记技术•修订前：仅在组织分布研究中简单提及•修订后：正文中多处提及；附录2 应用放射性同位素标记技术进行药物非临床药代动力学研究5. 放射性同位素标记技术•Case study：采用放射性同位素标记技术获得的不同种属肝细胞体外代谢产物谱6. 关于采样点•修改前：一般在吸收相至少需要2-3个采样点，在Cmax附近至少需要3个采样点，消除相需要4-6个采样点。
•修改后：–在Cmax附近需要3个时间点，尽可能保证Cmax的真实性–应注意采血途径和整个试验周期的采血总量不影响动物的正常生理功能和血液动力学，一般不超过动物总血量的15%-20%。
在采血方式上，同时也要兼顾动物福利。
7. 关于胆汁排泄•修订前：一般用大鼠在乙醚麻醉下作胆管插管引流，待动物清醒后给药，并以合适的时间间隔分段收集胆汁，进行药物测定。
•修订后：一般在动物麻醉下作胆管插管引流，待动物清醒且手术完全恢复后给药，并以合适的时间间隔分段收集胆汁，进行药物和主要代谢产物测定。
8. 术语变更•方法学确证-方法学验证•生物介质-生物基质•物料平衡-物质平衡药物毒代动力学研究技术指导原则1. TK研究的目的2. TK研究的内容和方法3. TK研究的应用实例4. TK研究的挑战与存在问题1. TK研究的目的•获知受试物在毒性试验中不同剂量水平下的全身暴露程度和持续时间，用于解释毒性反应–用AUC推断安全范围：NOAEL（AUC)/Efficacy（AUC）•预测受试物在人体暴露时的潜在风险，用于毒性监控–毒性的定量和定性推导（如安全范围预测、毒性靶器官的确定、为临床I期剂量选择提供依据、其他毒性特点的阐述等）2. TK研究的内容和方法•TK试验基本原则–需执行《药物非临床研究质量管理规范》–通常伴随毒性试验进行，常被称为伴随毒代动力学试验•暴露量评估–分析物：原形药，代谢物？–生物基质：血样，尿样，靶器官？•给药方案–应完全参照毒性试验研究方案•研究报告–比较分析受试物的药效、毒性、药代和临床拟定用药的暴露量，采用暴露量来评估受试物的安全范围3. TK研究应用实例a. 化合物的毒性反应与暴露量呈比例关系3. TK研究应用实例b. TK显示有蓄积性和性别差异3. TK研究应用实例c. TK显示化和物因半衰期长而产生蓄积性3. TK研究应用实例d. TK显示药物体内被灭活，暴露量降低，解释为何无毒性反应3. TK研究应用实例e. TK显示不同给药方案的毒性反应不同3. TK研究应用实例f. TK显示应关注代谢产物毒性和相关动物种属3. TK研究应用实例g. TK推算安全范围更科学4. TK研究的挑战与存在问题•PK与TK•靶组织毒性的TK研究•如何用于人体风险预测，如曲线特征则•LD50值要求的弱化，不应以死亡作为预期终点指标•对重复给药毒性试验的剂量设计和某些药物I期临床试验起始剂量的选择具有重要参考价值•能提供一些与人类药物过量所致急性中毒相关的信息则1.动物数目2.给药期限3.阶段试验1. 动物数目•每个剂量组的动物数–修改前：一般大鼠雌雄各10-30只；犬或猴雌雄各3-6只–修改后：啮齿类一般不少于15只/性别（主试验组10只，恢复组5只）；非啮齿类一般不少于5只/性别（主试验组3只，恢复组2只）3. 阶段试验研究与筛选阶段：：在早期的发现阶段，仅进行短期毒理试验和非临床•研究与筛选阶段药效学研究以便从大量的候选化合物中筛选出最佳的化合物•临床研究I期：支持人体初次给药的毒理研究是非临床安全性研究中关键的阶段。
主要提供与拟用临床给药周期相对应的单次、多次重复给药安全性评价信息和安全药理药理评价结果•临床研究II和III期：进一步的重复给药毒理研究资料是为了支持更长给药周期临床试验。
根据入选病人，提供相应的遗传毒性和生殖毒性评价结果申请上市前：：完成并提供所需的所有非临床安全性研究资料，致癌性•申请上市前试验通常是在申请上市时提供上市后：：为支持用于特殊人群，改变给药体系或增加新适应症等，可•上市后能需要进行附加的非临床毒理研究（桥接性研究）QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则1.起草背景2.研究内容3.风险评估1. 起草背景2. 研究内容•体外hERG试验•体内心血管安全性药理学试验：测定清醒或麻醉动物的心电图参数•在离体心脏标本或动物进行致心律失常作用测定3. 风险评估•体外hERG试验的局限性：–不是所有QT间期延长均影响hERG–不是所有致心律失常的风险均属hERG例子通道阻滞•心血管安全性药理试验的局限性：–心血管功能评价：主要关注QT变化，其他离子通道，心肌收缩力？–试验高剂量相对较低–通常单剂量–无生物标记物数据毒理学研究中应考虑的关键问题1.受试物2.动物种属3.给药期限4.综合评价1. 切实了解供试品特征•与临床试验受试物和上市药品符合同一质量标准•如果受试物为复方制剂，建议进行各成分单独给药的试验和按复方制剂比例联合给药的试验•如果受试物在储存条件下易发生降解，建议以含降解产物最高的受试物进行试验•杂质应考虑中试工艺的标准•注意原料的稳定性•注意供试品配制后稳定性、均一性切实了解供试品特征：Case studies2. 动物选择依据充分•动物与人的代谢差异：肝脏及其他部位代谢均需要考虑•体内暴露水平（生物利用度）•靶器官的敏感性•已有大量历史对照数据动物选择依据充分：Case studies3. 剂量设计•长期毒性研究一般至少设高、中、低三个剂量给药组和一个赋形剂对照组，必要时还需设立正常对照组或阳性对照组•高剂量原则上应使动物产生明显的毒性反应•低剂量原则上应高于同种动物药效学试验的有效剂量或预期临床治疗剂量的等效剂量，并不使动物出现毒性反应•中剂量应在高剂量和低剂量之间设立剂量设计：Case study•舒尼替尼（Sunitinib）药效、毒理和临床剂量。