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一、概述 長期毒性試驗(重復(fù)給藥毒性試驗)是藥物非臨床安全性評價的核心內(nèi)容,它與急性毒性、生殖毒性以及致癌性等毒理學研究有著密切的聯(lián)系,是藥物從藥學研究進入臨床試驗的重要環(huán)節(jié)。 在藥物開發(fā)的過程中,長期毒性試驗的目的是通過重復(fù)給藥的動物試驗表征受試物的毒性作用,預(yù)測其可能對人體產(chǎn)生的不良反應(yīng),降低臨床試驗受試者和藥品上市后使用人群的用藥風險。具體包括以下五個方面:①預(yù)測受試物可能引起的臨床不良反應(yīng),包括不良反應(yīng)的性質(zhì)、程度、劑量-反應(yīng)關(guān)系和時間-反應(yīng)關(guān)系、可逆性等;②判斷受試物反復(fù)給藥的毒性靶器官或靶組織;③推測臨床試驗的起始劑量和重復(fù)用藥的安全劑量范圍;④提示臨床試驗中需重點監(jiān)測的指標;⑤還可以為臨床試驗中的解毒或解救措施提供參考。必須強調(diào)的是,長期毒性試驗的最終目的是為臨床試驗和臨床用藥服務(wù)。 本指導(dǎo)原則旨在為長期毒性試驗提供技術(shù)參考,同時也希望能夠?qū)λ幤返募夹g(shù)審評工作提供幫助,促進藥品審評機構(gòu)與藥品注冊申請人之間就長期毒性試驗達成更為廣泛的共識。 本指導(dǎo)原則為化學藥物長期毒性試驗的一般性原則,僅代表目前對于長期毒性試驗的基本認識,其中的內(nèi)容不完全是進行藥物長期毒性試驗時必須完成的內(nèi)容。具體藥物的長期毒性試驗應(yīng)在本指導(dǎo)原則的基礎(chǔ)上,根據(jù)藥物的自身特點制訂試驗方案。 二、立題原則 藥物開發(fā)的背景和基礎(chǔ)研究資料各不相同,在進行長期毒性試驗之前應(yīng)對藥物的已有資料進行綜合分析,判斷是否可以通過已有資料達到長期毒性試驗的目的,為臨床試驗和臨床用藥提供支持。原則上,如果已有資料尚不能達到長期毒性試驗的目的,從保證臨床用藥安全的角度就應(yīng)該進行長期毒性試驗;反之,則可以不必進行長期毒性試驗。 三、基本原則 (一)試驗管理 根據(jù)《中華人民共和國藥品管理法》的規(guī)定,藥物的長期毒性試驗必須執(zhí)行《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》。 (二)整體性 藥物的開發(fā)是一個連續(xù)的、漸進的系統(tǒng)工程,長期毒性試驗是藥物開發(fā)的一個有機組成部分。長期毒性試驗不能與藥效學、藥代動力學和其他毒理學研究割裂,試驗設(shè)計應(yīng)充分考慮其他藥理毒理研究的試驗設(shè)計和研究結(jié)果。長期毒性試驗的結(jié)果應(yīng)該力求與其他藥理毒理試驗結(jié)果互為印證、說明和補充。 (三)具體問題具體分析 長期毒性試驗的試驗設(shè)計應(yīng)該在對受試物的認知基礎(chǔ)上,遵循“具體問題具體分析”的原則進行。試驗設(shè)計應(yīng)根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)特點和理化性質(zhì)、同類化合物在國內(nèi)或國外的臨床使用情況、臨床適應(yīng)證和用藥人群、臨床用藥方案、相關(guān)的藥效學、藥代動力學和毒理學研究信息等綜合考慮。 (四)隨機、對照、重復(fù) 長期毒性試驗的試驗設(shè)計應(yīng)遵循“隨機、對照、重復(fù)”的原則。 四、基本內(nèi)容 (一)受試物 長期毒性試驗應(yīng)采用制備工藝穩(wěn)定、符合臨床試驗用質(zhì)量標準規(guī)定的樣品。受試物應(yīng)注明名稱、來源、批號、含量(或規(guī)格)、保存條件及配制方法等,并附有研制單位的自檢報告。所用輔料、溶媒等應(yīng)注明批號、規(guī)格和生產(chǎn)廠家,并符合試驗要求。 在藥物開發(fā)的過程中,若受試物的制備工藝發(fā)生可能影響其安全性的變化,應(yīng)進行相應(yīng)的安全性研究。 (二)實驗動物 1、實驗動物種屬或品系的選擇 一般化學藥物的長期毒性試驗采用兩種實驗動物,一種為嚙齒類,另一種為非嚙齒類。理想的動物應(yīng)具有以下特點:①對受試物的生物轉(zhuǎn)化與人體相近;②對受試物敏感;③已有大量歷史對照數(shù)據(jù)?;谀壳皣鴥?nèi)的現(xiàn)狀,在大多數(shù)長期毒性試驗開始時,尚無法判斷不同種系實驗動物和人體對受試物的生物轉(zhuǎn)化的一致性,通常以大鼠和Beagle犬或猴作為長期毒性試驗的實驗動物。某些特殊結(jié)構(gòu)的受試物應(yīng)選用特殊種屬或品系的動物進行長期毒性試驗,必要時,也可選用疾病模型動物進行試驗。鼓勵在長期毒性試驗前采用體外試驗體系對實驗動物的種屬或品系進行篩選。 2、實驗動物的質(zhì)量控制 長期毒性試驗一般選擇正常、健康和未孕的動物,動物體重差異應(yīng)在平均體重的20%之內(nèi)。動物應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)定的等級要求,來源、品系、遺傳背景清楚,并具有實驗動物質(zhì)量合格證。 應(yīng)根據(jù)研究期限的長短和受試物臨床應(yīng)用的患者群確定動物的年齡。動物年齡應(yīng)盡量一致,一般大鼠為6~9周齡,Beagle犬為6~12月齡。 3、實驗動物的性別和數(shù)量 一般情況下,長期毒性試驗中每個試驗組應(yīng)使用相等數(shù)量的雌、雄動物。每組動物的數(shù)量應(yīng)能夠滿足試驗結(jié)果的分析和評價的需要。一般大鼠為雌、雄各10~30只,Beagle犬或猴為雌、雄各3~6只。 (三)給藥方案 1、給藥劑量 長期毒性試驗一般至少設(shè)高、中、低三個劑量給藥組和一個溶媒(或輔料)對照組,必要時還需設(shè)立空白對照組或陽性對照組。因為理論上群體中毒性反應(yīng)的發(fā)生率隨暴露量的增加而增加,所以高劑量原則上應(yīng)使動物產(chǎn)生明顯的毒性反應(yīng),甚至出現(xiàn)個別動物死亡。低劑量原則上應(yīng)高于動物藥效學試驗的等效劑量,并不使動物出現(xiàn)毒性反應(yīng)。為考察毒性反應(yīng)劑量-反應(yīng)關(guān)系,應(yīng)在高劑量和低劑量之間設(shè)立中劑量。 2、給藥途徑 原則上應(yīng)與臨床用藥途徑一致,否則應(yīng)說明原因。 3、給藥頻率 原則上長期毒性試驗中動物應(yīng)每天給藥,給藥期限長(3個月或以上)的藥物每周至少應(yīng)給藥6天。特殊類型的受試物由于其毒性特點和臨床給藥方案等原因,應(yīng)根據(jù)具體藥物的特點設(shè)計給藥頻率。 4、給藥期限 長期毒性試驗的給藥期限通常與擬定的臨床療程、臨床適應(yīng)證和用藥人群有關(guān)。 臨床單次用藥的藥物,給藥期限為2周的長期毒性試驗通??芍С制溥M行臨床試驗和生產(chǎn)。 臨床療程不超過2周的藥物,給藥期限為1個月的長期毒性試驗通??芍С制溥M行臨床試驗和生產(chǎn)。 臨床療程超過2周的藥物,可以在臨床前一次性進行支持其進入III期臨床試驗(及生產(chǎn))的長期毒性試驗;也可以通過不同給藥期限的長期毒性試驗來分別支持其進入I期、II期或III期臨床試驗(及生產(chǎn))。一般1個月的長期毒性試驗可支持用藥時間不超過2周的I期臨床試驗,其他情況詳見附錄(一)。 通過給藥期限較短的毒性研究獲得的信息,可以為給藥期限較長的毒性研究設(shè)計提供給藥劑量、給藥頻率等方面的參考;同時,臨床試驗中獲得的信息有助于給藥期限較長的動物毒性研究方案的設(shè)計,降低藥物開發(fā)的風險。 以不同給藥期限的長期毒性試驗來分別支持藥物進入I期、II期或III期臨床試驗(及生產(chǎn))時,不同給藥期限的長期毒性試驗的內(nèi)容應(yīng)完整、規(guī)范,對結(jié)果的分析評價應(yīng)科學、合理。 (四)檢測指標和檢測時間 長期毒性試驗必須檢測的指標詳見附錄二。除必需的檢測指標外,長期毒性試驗應(yīng)根據(jù)受試物的特點,有針對性地增加相應(yīng)的檢測指標。 試驗前,嚙齒類動物至少應(yīng)進行5天的適應(yīng)性觀察,非嚙齒類動物至少應(yīng)馴養(yǎng)觀察1~2周,應(yīng)對實驗動物進行外觀體征、行為活動、攝食量和體重檢查,非嚙齒類動物還至少應(yīng)進行2次體溫、心電圖、血液學和血液生化學指標等的檢測。此外,實驗動物相關(guān)指標的歷史背景數(shù)據(jù)在長期毒性試驗中也具有重要的參考意義。 試驗期間,應(yīng)對動物進行外觀體征、行為活動、攝食量、體重、糞便性狀、給藥局部反應(yīng)、血液學指標、血液生化學指標等的觀測。非嚙齒類動物還應(yīng)進行體溫、心電圖、眼科檢查和尿液分析。應(yīng)根據(jù)試驗周期的長短和受試物的特點確定檢測時間和檢測次數(shù)。原則上應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)毒性反應(yīng),并反映出觀測指標或參數(shù)的變化與給藥期限的關(guān)系。 給藥結(jié)束后,應(yīng)對動物(除恢復(fù)期觀察動物)進行全面的大體解剖,主要臟器應(yīng)稱重并計算臟器系數(shù)。組織病理學檢查對判斷動物的毒性靶器官或靶組織具有重要的意義,病理學檢查報告應(yīng)經(jīng)檢查者簽名和病理檢查單位蓋章,如發(fā)現(xiàn)有異常變化,應(yīng)附有相應(yīng)的組織病理學照片。非嚙齒類動物對照組和各給藥組主要臟器組織均應(yīng)進行組織病理學檢查;嚙齒類動物對照組和高劑量給藥組動物,以及尸檢異常者應(yīng)詳細檢查,如某一組織發(fā)生病理改變,其他劑量組動物該組織也應(yīng)進行組織病理學檢查。 長期毒性試驗應(yīng)在給藥結(jié)束后對部分動物進行恢復(fù)期觀察,以了解毒性反應(yīng)的可逆程度和可能出現(xiàn)的延遲性毒性反應(yīng)。應(yīng)根據(jù)受試物的代謝動力學特點、靶器官或靶組織的毒性反應(yīng)和恢復(fù)情況確定恢復(fù)期的長短。 (五)毒物代謝動力學 本指導(dǎo)原則中的毒物代謝動力學(簡稱毒代動力學)系指結(jié)合長期毒性試驗進行的考察藥物系統(tǒng)暴露的代謝動力學研究。毒代動力學可以描述實驗動物的系統(tǒng)暴露與暴露劑量、暴露時間和毒理學結(jié)果之間的關(guān)系。本指導(dǎo)原則中毒代動力學研究的主要目的在于解釋長期毒性試驗的結(jié)果。 毒代動力學試驗應(yīng)選擇合適的時間點采樣測定,從而獲得藥時曲線下面積(AUC)、峰濃度(Cmax)、達峰時間(Tmax)等參數(shù)。某些藥物應(yīng)結(jié)合藥物血漿蛋白結(jié)合率來評價系統(tǒng)暴露量。毒代動力學數(shù)據(jù)可以來自長期毒性試驗的全部動物,也可以來自部分動物。建議此部分動物應(yīng)包括低、中、高劑量組的動物,以便估算高劑量藥物在動物體內(nèi)的動力學過程是否屬非線性動力學過程。 鼓勵創(chuàng)新性藥物進行毒代動力學研究。 五、結(jié)果分析和評價 長期毒性試驗的最終目的在于預(yù)測人體可能出現(xiàn)的毒性反應(yīng)。只有通過研究結(jié)果的科學分析和評價才能夠清楚描述動物的毒性反應(yīng),并推斷其與人體的相關(guān)性。長期毒性試驗結(jié)果的分析和評價是長期毒性試驗的必要組成部分,必須對研究結(jié)果進行科學和全面的分析和評價。 (一)研究結(jié)果的分析 分析長期毒性試驗結(jié)果的目的是判斷動物是否發(fā)生毒性反應(yīng),描述毒性反應(yīng)的性質(zhì)和程度(包括毒性起始時間、程度、持續(xù)時間以及可逆性等)和靶器官,確定安全范圍,并探討可能的毒性作用機制。 1、正確理解試驗數(shù)據(jù)的意義 在對長期毒性試驗結(jié)果進行分析時,應(yīng)正確理解均值數(shù)據(jù)和單個數(shù)據(jù)的意義。嚙齒類動物長期毒性試驗中組均值的意義通常大于單個動物數(shù)據(jù)的意義,實驗室歷史背景數(shù)據(jù)和文獻數(shù)據(jù)可以為結(jié)果的分析提供參考。非嚙齒類動物數(shù)量少、個體差異大,因此單個動物的試驗數(shù)據(jù)往往具有重要的毒理學意義。此外,非嚙齒類動物試驗結(jié)果必須與給藥前數(shù)據(jù)、對照組數(shù)據(jù)和實驗室歷史背景數(shù)據(jù)進行多重比較,文獻數(shù)據(jù)參考價值有限。 在分析長期毒性試驗結(jié)果時應(yīng)綜合考慮數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學意義和生物學意義。正確利用統(tǒng)計學假設(shè)檢驗有助于確定試驗結(jié)果的生物學意義,但具有統(tǒng)計學意義并不一定代表具有生物學意義。在判斷生物學意義時應(yīng)考慮到參數(shù)變化的劑量-反應(yīng)關(guān)系、其他相關(guān)參數(shù)的改變,以及與歷史背景數(shù)據(jù)的比較。 此外,在對長期毒性試驗結(jié)果進行分析時,應(yīng)對異常數(shù)據(jù)進行合理的解釋。 2、正確判斷毒性反應(yīng) 給藥組和對照組之間檢測參數(shù)的差異可能來自于與受試物有關(guān)的毒性反應(yīng)、動物對藥物的適應(yīng)性改變或正常的生理波動。在分析試驗結(jié)果時,應(yīng)關(guān)注參數(shù)變化的劑量-反應(yīng)關(guān)系、組內(nèi)動物的參數(shù)變化幅度和性別差異,同時綜合考慮多項毒理學指標的檢測結(jié)果,分析其中的關(guān)聯(lián)和作用機制,以正確判斷藥物的毒性反應(yīng)。單個參數(shù)的變化往往并不足以判斷化合物是否引起毒性反應(yīng),可能需要進一步進行相關(guān)的研究。此外毒代動力學研究可以為毒性反應(yīng)和毒性靶器官或靶組織的判斷提供重要的參考依據(jù)。 (二)動物毒性反應(yīng)對于臨床試驗的意義 將長期毒性試驗結(jié)果外推至人體時,不可避免地會涉及到受試物在動物和人體內(nèi)毒性反應(yīng)之間的差異。首先,不同物種、同物種不同種屬或個體之間對于某一受試物的毒性反應(yīng)可能存在差異;其次,由于在長期毒性試驗中通常采用較高的給藥劑量,受試物可能在動物體內(nèi)呈非線性動力學代謝過程,從而導(dǎo)致與人體無關(guān)的毒性反應(yīng);另外,長期毒性試驗難以預(yù)測一些在人體中發(fā)生率較低的毒性反應(yīng)或僅在小部分人群中出現(xiàn)的特異質(zhì)反應(yīng);同時有些毒性反應(yīng)目前在動物中難以檢測,如頭痛、頭昏、頭暈、腹脹、皮膚搔癢、視物模糊等。鑒于以上原因,動物長期毒性試驗的結(jié)果一般不會完全再現(xiàn)于人體臨床試驗。但如果沒有試驗或文獻依據(jù)證明受試物對動物的毒性反應(yīng)與人體無關(guān),在進行藥物評價時必須首先假設(shè)人最為敏感,長期毒性試驗中動物的毒性反應(yīng)將會在臨床試驗中再現(xiàn)。 進行深入的作用機制研究將有助于判斷動物和人體毒性反應(yīng)的相關(guān)性。 (三)綜合評價 長期毒性試驗是藥物非臨床安全性研究的有機組成部分,是藥物非臨床毒理學研究中綜合性最強、獲得信息最多和對臨床指導(dǎo)意義最大的一項毒理學研究。對其結(jié)果進行評價時,應(yīng)結(jié)合受試物的藥學特點,藥效學、藥代動力學和其他毒理學研究的結(jié)果,以及已取得的臨床研究的結(jié)果,進行綜合評價。對于長期毒性試驗結(jié)果的評價最終應(yīng)落實到受試物的臨床不良反應(yīng)、臨床毒性靶器官或靶組織、安全范圍、臨床需重點檢測的指標,以及必要的臨床監(jiān)護或解救措施。 六、結(jié)語 長期毒性試驗的試驗設(shè)計,以及對于結(jié)果的分析和評價都應(yīng)圍繞其目的而進行。通過長期毒性試驗,應(yīng)該能夠?qū)τ谑茉囄锏呐R床不良反應(yīng)、臨床毒性靶器官或靶組織、安全范圍、臨床需重點檢測的指標,以及必要的臨床監(jiān)護或解救措施做出合理的預(yù)測和判斷。 七、參考文獻 1、Michael A. Dorato and Melvin E. Andersen. The Toxicological Assessment of Pharmaceutical and Biotechnology Products. A. Wallace Hays. Principles and Methods of Toxicology. The Fourth Edition. Philadelphia: Taylor & Francis, 2001. 243~283. 2、Nelson H. Wilson, Jerry F. Hardisty, etal. Short-Term, Subchronic, and Chronic Toxicology Studies. A. Wallace Hays. Principles and Methods of Toxicology. The Fourth Edition. Philadelphia: Taylor & Francis, 2001. 917~957. 3、化藥藥品重復(fù)給藥毒性研究指導(dǎo)原則(試行). 國家藥品監(jiān)督管理局,2001. 4、Non-clinical safety studies for the conduct of human trials for pharmaceuticals. ICH/M3, 1997. 5、Duration of chronic toxicity testing in animals (rodent and non-rodent toxicity testing). ICH/S4, 1998. 6、Note for Guidance for Repeated Dose Toxicity. EMEA,2000. 7、Carla L. Bregman , Rick R. Adler, Daniel G. Morton, etal. Recommended tissue list for histopathologic examination in repeat-dose toxicity and carcinogenicity studies: a proposal of the Society of Toxicologic Pathology ( STP ). Toxicol. Pathol. 2003, 31: 251~253. 8、Note for guidance on toxicokinetics: the assessment of systemic exposure in toxicity studies. ICH/S3A, 1994. 9、周宗燦. 毒理學基礎(chǔ). 第二版. 北京醫(yī)科大學出版社,2000. 第81頁。 10、Harry Olson, Graham Betton, Denise Robinson, etal. Concordance of the Toxicity of Pharmaceuticals in Humans and in Animals. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2000, 32: 56–67. 11、Curtis D. Klaassen. Casarett & Doull’s Toxicology: the basic science of poisons. The fifth Edition. United States of America: The McGraw-Hill Companies, inc, 1996. 27. 八、附錄 (一)長期毒性試驗的給藥期限
注1:此表為分別支持臨床療程超過2周的藥物進行II期和III期臨床試驗的長期毒性試驗的給藥期限。 注2:表中長期毒性試驗給藥期限不包括恢復(fù)期。應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計恢復(fù)期(詳見“檢測指標和檢測時間”部分)。 (二)長期毒性試驗中必須檢測的指標 1、血液學指標
2、血液生化學指標
3、尿液分析指標
4、組織病理學檢查的臟器組織 長期毒性試驗中需稱重并計算臟器系數(shù)的器官:
長期毒性試驗中需進行組織病理學檢查的組織或器官:
注:*為嚙齒類動物可不進行組織病理學檢查的組織或器官。 九、著者 《化學藥物長期毒性試驗技術(shù)指導(dǎo)原則》課題研究組 |
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