生物藥物的臨床前安全性評(píng)價(jià)-中文版

1生物藥物的非臨床安全性評(píng)價(jià)

生物藥物一般把通過(guò)基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)工程、DNA重組技術(shù)或其他生物技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的藥物叫做生物藥物利用微生物、細(xì)胞組織、動(dòng)物毒素、寄生蟲等一些生物體作為原始材料，通過(guò)生物化學(xué)技術(shù)和生物工程工藝獲得的具有生物活性的中間產(chǎn)物或制劑生物藥物的分類ProteinderivedRecombinantandfusionproteinsEnzymereplacementtherapiesCytokinesMonoclonalantibodiesandderivativesPeptides(hormoneandother)

NucleicacidderivedsiRNAOligonucleotidesGenetherapiesOtherCell-basedtherapiesVaccinesBloodandtissueproductsYeastCHOcellsE.ColiStructuralComplexityofBiopharmaceuticalsAttributeInterventionPointBiopharmaceuticalsSmallmoleculesIntracellular±++Ligand-Receptor+++Cell-Cell++±Cell-Matrix++±BiopharmaceuticalsComplementSmallMoleculesinAccessingTargetRepertoires生物藥物的特點(diǎn)（區(qū)別于化藥）(1)空間結(jié)構(gòu)很復(fù)雜致使結(jié)構(gòu)確定存在不完整性(2)生理結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致生物活性差異(3)生物藥物受體廣泛決定其具有多功能性(4)生物藥物是異源性大分子，具有免疫原性生物藥物的安全性評(píng)價(jià)特殊性

藥物研發(fā)的安全性評(píng)價(jià)-循序漸進(jìn)

安全評(píng)估試驗(yàn)–基本試驗(yàn)生物藥物與小分子化藥的安全性評(píng)價(jià)策略有何不同？總的基本框架是一致的特別需要考慮的問(wèn)題選擇最相近的動(dòng)物物種進(jìn)行研究組織交叉反應(yīng)性細(xì)胞因子釋放免疫原性表遺傳（非遺傳毒性）致癌新的用藥技術(shù)的安全性問(wèn)題根據(jù)ICH指導(dǎo)原則，如S6,M3,S9，實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)包括劑量的選擇確定潛在的毒性靶器官及可復(fù)性研究確定預(yù)測(cè)毒性的指標(biāo)在臨床上是可以監(jiān)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)性交流VaccinesGenetherapyLipoproteinsRecombinantproteinsPeptidesMonoclonalantibodiesTissueengineeringStemcelltherapyAntisensetherapyRNAiAptamers生物藥物的特別關(guān)注點(diǎn)：安全藥理學(xué)：ICHS6:“在合適的動(dòng)物模型觀察可能的非預(yù)期藥理活性是非常重要的。一般用猴子作為動(dòng)物模型進(jìn)行研究ICHS7A：“對(duì)于到達(dá)高度特異性受體靶點(diǎn)的生物藥物，在毒理學(xué)研究中評(píng)價(jià)安全藥理學(xué)終點(diǎn)是重要的生殖毒性如果藥理活性只有在非人的靈長(zhǎng)類動(dòng)物出現(xiàn)：1.可以在一般毒性研究中觀察生育力終點(diǎn)和生殖器官毒性，如生殖周期和病理組織學(xué)檢查。2.如果需要進(jìn)行圍生期和出生后毒性研究，則可以在猴子觀察胚體-胎體發(fā)育毒性，一般考慮將這兩個(gè)階段合并起來(lái)進(jìn)行觀察。生物藥物的特別關(guān)注點(diǎn)：致癌性

ICHS6對(duì)于生物藥物，標(biāo)準(zhǔn)的致癌試驗(yàn)不適用于其評(píng)價(jià)，但是有關(guān)致癌可能性的產(chǎn)品特異性的評(píng)估還是需要根據(jù)以下方面來(lái)考慮進(jìn)行的。臨床用藥時(shí)間病人的特征產(chǎn)品的生物學(xué)活性生物藥物的特別關(guān)注點(diǎn)：生物藥物致癌性試驗(yàn)潛在的致癌性表遺傳機(jī)制：增強(qiáng)細(xì)胞增殖、器官增生、干擾激素分泌、減少細(xì)胞凋亡和免疫抑制目前登記的80個(gè)生物藥物中有29個(gè)評(píng)估了致癌性或者體內(nèi)/體外試驗(yàn)觀察的生長(zhǎng)促進(jìn)效應(yīng)在這29個(gè)藥物中，有10個(gè)進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型或者2年的嚙齒類致癌試驗(yàn)。主要是多肽激素和生長(zhǎng)因子致癌試驗(yàn)?zāi)Ｊ教卣餍》肿踊幧锼幬锬Ｊ綐?biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)2-年大鼠&小鼠實(shí)驗(yàn)個(gè)案原則嚙齒類動(dòng)物試驗(yàn)體外/體內(nèi)細(xì)胞增殖試驗(yàn)策略法規(guī)需求,ICHS1科學(xué)需求,ICHS6觀察效應(yīng)遺傳毒性和表遺傳毒性作用非遺傳毒性（表遺傳）作用與人類風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)有爭(zhēng)議的需要更多的數(shù)據(jù)/經(jīng)驗(yàn)組織交叉反應(yīng)性抗體及相關(guān)產(chǎn)品對(duì)于人和動(dòng)物組織的免疫組化標(biāo)記模式主要是針對(duì)單克隆抗體和一些相產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，目的是為了了解靶分布或者可能的靶器官目前針對(duì)這些研究的價(jià)值性還存在一定的爭(zhēng)議會(huì)出現(xiàn)非特異性陽(yáng)性的染色染色與體內(nèi)觀察到的效應(yīng)或者預(yù)期效應(yīng)的關(guān)聯(lián)度不高細(xì)胞因子釋放對(duì)于某些產(chǎn)品推薦使用體外實(shí)驗(yàn)，確定引起細(xì)胞因子釋放或者細(xì)胞因子風(fēng)暴的可能性如果產(chǎn)品與細(xì)胞表面的受體結(jié)合并且具有激動(dòng)劑活性時(shí)，該實(shí)驗(yàn)很重要挑戰(zhàn) 實(shí)驗(yàn)條件的一致性或者穩(wěn)定性結(jié)果的解釋以及與人的相關(guān)性生物藥物的特別關(guān)注點(diǎn)：免疫原性許多生物藥物在動(dòng)物和人類具有免疫原性的風(fēng)險(xiǎn)刺激產(chǎn)生抗藥抗體（ADA）和抗人抗體刺激其他效應(yīng)功能——如細(xì)胞因子，補(bǔ)體，溶血免疫系統(tǒng)識(shí)別藥物為異物，從而產(chǎn)生針對(duì)藥物的抗體結(jié)合性ADA——幾乎沒有影響清除抗體——增加藥物清除，減少組織的分布中和ADA——降低藥物的藥理活性維持性ADA——降低藥物清除，延長(zhǎng)半減期與內(nèi)源性蛋白的交叉反應(yīng)性ADA——抑制或者改變藥物的功能動(dòng)物的免疫原性不能很恰當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)人的免疫原性動(dòng)物產(chǎn)生的ADA有助于解釋毒理學(xué)研究的結(jié)果，但是不能預(yù)測(cè)在人體的免疫原性。在不同器官免疫復(fù)合物沉積及相關(guān)的病理學(xué)變化生物藥物的特別關(guān)注點(diǎn)：

安全評(píng)估試驗(yàn)-生物藥物與化學(xué)藥物毒性模式-生物藥物與化學(xué)藥物毒性研究類型靶器官特性SmallMolecule脫靶毒性由于分子小易于進(jìn)入細(xì)胞可能在任何組織和細(xì)胞引起毒性常規(guī)的—腎臟、肝臟、肺、骨髓、免疫器官、消化道Protein免疫復(fù)合物沉積只能進(jìn)入有限的細(xì)胞和組織主要影響表達(dá)作用靶的器官免疫復(fù)合物病—如：腎小球腎病、血管炎，Oligonucleotide局部靶器官毒性只能進(jìn)入有限的細(xì)胞和組織給藥的靶器官：腎臟、肝臟、肺、骨髓影響免疫和穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，如補(bǔ)體活化StemCell異常基因整合異位細(xì)胞增生和致癌性免疫原性和宿主/移植物排斥異位基因整合或者異常細(xì)胞生長(zhǎng)畸胎瘤Vaccine過(guò)強(qiáng)的免疫效應(yīng)局部反應(yīng)影響免疫系統(tǒng)和穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，如：過(guò)敏、補(bǔ)體活化、細(xì)胞因子釋放給藥部位局部的變化（靜脈、肌肉和皮下）TroponinLevels60mg/kg靶器官和物種特異性的安全性問(wèn)題mAb腫瘤治療靶安全性綜述懷疑心臟，但是在重復(fù)暴露毒性嚙齒類研究未發(fā)現(xiàn)心臟毒性無(wú)交叉反應(yīng)（嚙齒類）猴子研究證實(shí)損傷效應(yīng)Heart:乳頭肌纖維變性(H&E).電鏡顯示肌間盤的損傷Control蛋白類藥物的安全性關(guān)注:潛在的放大的藥理作用mAb腫瘤治療多器官的慢性結(jié)締組織炎癥影響的心臟瓣膜、非瓣膜心內(nèi)膜心肌、鞏膜、肌腱、韌帶、骨膜和膝關(guān)節(jié)滑膜免疫介導(dǎo)的，但是與ADA沉積相關(guān)性不高隨著劑量和時(shí)間的增加嚴(yán)重程度增加Controlmitralv.Aorticv.aortaLVmitralv.HighDoseHeart:ValvularEndocarditisEye:Scleritis,posteriorsclera/choroid隨著時(shí)間延長(zhǎng)ADA可能減少藥物的暴露和藥理活性-可能導(dǎo)致長(zhǎng)期毒性和藥效研究的結(jié)果在動(dòng)物試驗(yàn)中難以解釋蛋白類藥物的關(guān)注問(wèn)題:免疫原性21Anti-drugantibody(ADA)DrugmAbDrugmAbADAneutralizesdrugantibodyanddecreasedrugexposureTime(day)071421SerumConcentration(ng/mL1101001000100001stDoseADANegative3rdDoseADAPositiveClearanceADA-IncreasesdrugclearanceanddecreasesexposureandtissuedistributionFrom“PreclinicalDevelopmentHandbook:Toxicology”-SafetyAssessmentofBiotechnology-DerivedBiopharmaceuticals,ShaneGadEd.,2008蛋白類藥物的關(guān)注問(wèn)題:急性血清病樣反應(yīng)重復(fù)暴露毒性研究中系統(tǒng)性的III型超敏反應(yīng)最初是在病人接受大劑量的外源性動(dòng)物/人血清（治療感染性疾?。┏霈F(xiàn)的反應(yīng)。一般在暴露于外源血清/抗原10天后開始出現(xiàn)（常常是一次給藥）：持續(xù)的產(chǎn)生抗體、抗原抗體復(fù)合物及其沉積。– 發(fā)熱、皮疹、出血– 急性系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)（包括較低程度的凝集性病變）– 藥物和ADA形成同時(shí)迅速清除– 尸檢缺乏內(nèi)生性的疾病免疫原性/過(guò)敏性往往在非自身蛋白的動(dòng)物研究中會(huì)出現(xiàn)，但是不能代表在人類就會(huì)出現(xiàn)。(TomBrown)23治療性的單克隆抗體免疫復(fù)合物疾病ControlTreated膜性腎小球腎病中免疫復(fù)合物的相關(guān)性TrendforCICintreatedgroupsandanassociationwithglomerulonephropathy與人的相關(guān)性?動(dòng)物研究的免疫原性不能用來(lái)預(yù)測(cè)人的情況

第一步血液中是不是有ADA藥理活性減弱？受試物清除？第二步腎小球中是不是有IgM,IgG,或C3?給藥后血液中補(bǔ)體活化的證據(jù)?第三步在腎小球的免疫組化檢測(cè)中能否觀察到受試物?

第四步腎臟或腎小球檢測(cè)到受試物片段免疫沉淀觀察什么物質(zhì)與受試物結(jié)合在一起(確定與ADA無(wú)關(guān))Yes!推測(cè)可能是ADA免疫復(fù)合物介導(dǎo)的腎小球病變Yes腎小球病變的探索YesYesYesNoNoNoNoNo!ADA不參與這個(gè)病變過(guò)程Lymphoidproliferationinmonkeyspleensassociatedwithaanti-CD28monoclonalantibodyControlmonkeyspleen,IHCstainwithCD79aforBcellsNormalgerminalcenter(GC)Controlmonkeyspleen,HEstain.Normal-sizedgerminalcenters(GC)andredpulp(RP)GCGCCGGCCGCGGCGCRPRPRPRPRPRPRPRPTreatedmonkeyspleen,IHCstainwithCD79aforBcellsenlargedgerminalcenter(GC)duetoBcellproliferation(circle)Treatedmonkeyspleen,HEstainEnlargedgerminalcenter(GC)duetoBcellproliferation(circle)26蛋白類藥物的安全性關(guān)注問(wèn)題:免疫激活免疫激活-抗-CD28單克隆抗體在

猴子的脾臟中引起的淋巴細(xì)胞增生

NanoparticlesaccumulatesinmacrophagesandmayaffectmacrophagefunctionsRattreatedwithaPEGylatedmonoclonalantibodydrug,HEstain.Intrahepatocytevacuoles(arrows)RattreatedwithaPEGylatedmonoclonalantibodydrug,HEstain.Vacuolesintubularepithelialcells(arrows)RatkidneyRatliverRatlungRatliverRattreatedwithananoparticlesdrug,HEstain.VacuolesorgranulesinKupffercellswerenanobodyconjugate(arrows)Rattreatedwithananoparticlesdrug,HEstain.Vacuolesorgranulesinmacrophageswerenanobodyconjugate(arrows)腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)空泡中的聚乙二醇結(jié)合物27蛋白類藥物的安全性關(guān)注問(wèn)題:載體或者結(jié)合物毒性

安全性的問(wèn)題：藥理效應(yīng)過(guò)大非-藥理學(xué)（脫靶）毒性聚陰離子效應(yīng)–在高劑量的時(shí)候通過(guò)替代途徑活化補(bǔ)體；抑制凝集鏈反應(yīng)（寡核苷酸適配子）免疫激活：依賴于序列信息，基元/TLR介導(dǎo)的免疫活化；刺激細(xì)胞因子和趨化因子產(chǎn)生靶器官和組織蓄積-肝臟毒性、腎臟毒性和骨髓抑制血液稀釋–聚乙二醇連接的寡核苷酸寡核苷酸的安全性關(guān)注問(wèn)題28寡核苷酸藥物是較短的單鏈或者雙鏈DNA或者RNA分子作用機(jī)制不同10-50核苷酸,有時(shí)候有結(jié)合物支持(e.g.PEG)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)/蛋白質(zhì)翻譯/功能Kidney–Proximaltubule,oligonucleotidestainnedbrown(DougKornbrust)Ratkidney:Bluisholigonucleotidematerialinthecytoplasmofepithelialcells(arrow)(JohnKruger)靶器官主要是肝臟、腎臟毒性和骨髓抑制肝毒性小鼠更為敏感大鼠對(duì)腎臟毒性更為敏感組織蓄積在不同組織廣泛分布常見于肝臟、腎臟和骨髓嗜堿性粒細(xì)胞和/或空泡化——寡核苷酸物質(zhì)肝臟、脾臟、淋巴結(jié)和其他器官的單個(gè)核吞噬細(xì)胞腎小管上皮細(xì)胞寡核苷酸藥物的安全性關(guān)注問(wèn)題:組織蓄積29–Distributionofanantisenseoligonucleotide多能干細(xì)胞能夠無(wú)目的性的自我更新和分裂胚胎干細(xì)胞–胚胎源性內(nèi)細(xì)胞團(tuán)成年干細(xì)胞–血液、骨髓、脂肪、臍帶等可誘導(dǎo)干細(xì)胞-在體外可以誘導(dǎo)分化成成年細(xì)胞干細(xì)胞可以分化成許多不同的細(xì)胞類型：內(nèi)胚層、中胚層和外胚層生物藥物研究的重要工具共同的安全性問(wèn)題：免疫原性細(xì)胞遷移和移植

畸胎瘤和異位性組織形成干細(xì)胞治療藥物的安全性問(wèn)題：EmbryonicstemcellsAdultstemcellsInduciblestemcells30體內(nèi)畸胎瘤實(shí)驗(yàn)一個(gè)物種即可標(biāo)準(zhǔn)組織的組織病理學(xué)檢查，注射部位和靶器官干細(xì)胞的生物學(xué)分布，其它毒理學(xué)和病理學(xué)終點(diǎn)生物學(xué)分布-

測(cè)定異常分化細(xì)胞的組織病理學(xué)檢查中干細(xì)胞的存在情況 在組織中標(biāo)記干細(xì)胞 人特異性抗原的免疫組化 利用原位雜交觀察人特異性的AluDNA