生物藥物靜脈給藥改皮下對應(yīng)的非臨床藥理毒理研究內(nèi)容

很多抗腫瘤生物藥初始上市給藥途徑是靜脈注射（IV），后續(xù)為提高給藥便利性，會開發(fā)皮下（SC）給藥途徑，那么從IV切換到SC會涉及哪些非臨床研究呢？不同群友，觀點(diǎn)不一。有說要重新開展全面的新給藥途徑藥理毒理研究？有說可以考慮開展簡化的毒理試驗，比如單一種屬或組別或恢復(fù)期優(yōu)化？也有說如果IV給藥非臨床暴露量可以覆蓋SC，是不是開展局部毒性即可？關(guān)于這個問題從三個角度嘗試做下討論，一是FDA于2015年頒布的《Nonclinical Safety Evaluation of Reformulated Drug Products and Products Intended for Administration by an Alternate Route》，里面對于制劑變更和給藥途徑變更給出了基本原則；二是NMPA早年發(fā)表過一些電子刊物，如《改良型新藥非臨床研究的一般考慮及需要關(guān)注的問題》、《橋接研究在藥物非臨床研究與評價中的應(yīng)用》等；三是目前已經(jīng)有多款已上市IV給藥生物制品增加SC給藥劑型，可作為案例參考。

先看下FDA指導(dǎo)原則給出的建議。三個關(guān)鍵詞—暴露量、給藥周期、給藥途徑。如果單純制劑處方變更，但給藥周期、給藥途徑不變，前期非臨床暴露量能覆蓋新制劑，需要補(bǔ)充的非臨床研究很少，視具體情況，可能局部毒性或者短期重復(fù)給藥毒性試驗即可支持上市（For a new formulation that will be used by the same route as the previously approved product, shorter duration toxicity studies than those outlined in ICH M3(R2) may be appropriate）。如果給藥途徑出現(xiàn)變化，無論制劑處方變更與否，無論暴露量是否覆蓋，均需要補(bǔ)充開展非臨床研究。那么具體需要開展哪些非臨床研究呢？

首先，要看已批準(zhǔn)制劑的非臨床研究是否符合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)，如果不符合，新的非臨床研究既要評估新給藥途徑的安全性，還要彌補(bǔ)之前的缺陷。比如有些藥物上市時間早，上市后很多年才涉及給藥途徑或制劑變更，早年的毒理終點(diǎn)指標(biāo)可能不完善。

其次，F(xiàn)or all drug product reformulations and for all drug products with new routes of administration, acute and/or repeat-dose toxicity studies with complete histological evaluation should be conducted using the clinical route of administration. Acute studies may not be needed when repeat-dose studies are conducted. In general, durations of the toxicity studies should follow the recommendations outlined in ICH M3(R2) or ICH S9.更換新給藥途徑一般需要開展急性和/或重復(fù)給藥毒性試驗，伴隨開展組織病理學(xué)檢查。如果開展重復(fù)給藥毒性試驗，可以不做急毒。給藥周期參考ICH M3(R2)或ICH S9規(guī)定。那么，新給藥途徑毒理研究有簡化空間嗎？還是按照傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)研究，如果有兩個相關(guān)動物種屬，需要在兩個種屬中均開展毒理試驗，需要設(shè)置4個組別（vehicle+3劑量），需要開展完整的毒理終點(diǎn)評估？

關(guān)于毒理終點(diǎn)，F(xiàn)DA指南中僅涉及組織病理學(xué)檢查的描述，If systemic exposure by a new route of administration is equivalent to or less than that of the approved route, histological evaluation may be limited to locally exposed tissues.即如果新給藥途徑的暴露量≤原給藥途徑，僅開展局部組織的病理即可。NMPA 2008年孫濤等發(fā)表的文章《化學(xué)藥口服改靜脈注射給藥非臨床安全性研究評價要點(diǎn)》中提到，對于化學(xué)藥物口服改靜脈，如果新途徑下Cmax/AUC不高于原途徑，則開展進(jìn)一步非臨床評價的意義不大。不過，該文章已經(jīng)發(fā)布16年，不確定是否代表當(dāng)下監(jiān)管思路，也不確定是否能借鑒到生物藥靜脈改皮下這個場景，畢竟皮下給藥的Cmax/AUC通常低于靜脈。

關(guān)于動物種屬，F(xiàn)DA 2008年草案中其實(shí)有提及，根據(jù)給藥途徑的不同，或用單一種屬動物（例如，經(jīng)皮給藥制劑或貼片的皮膚；應(yīng)用吸入給藥制劑的肺臟；應(yīng)用口服給藥制劑的胃腸道；應(yīng)用靜脈注射、皮下注射、腹腔內(nèi)注射、或者肌內(nèi)注射給藥制劑的注射部位；緩釋注射或者植入給藥制劑；海綿體內(nèi)或尿道內(nèi)給藥；膀胱內(nèi)給藥），或用兩個種屬動物（例如，眼部給藥，椎管注射或硬膜外注射）。但是，在2015年最終的指導(dǎo)原則中，這段描述不見了，不確定是各方未達(dá)成一致，還是很多給藥途徑開展單一種屬毒理研究不能覆蓋所有情況?？傊@代表早年監(jiān)管機(jī)構(gòu)的一個思路。

NMPA孫濤、王慶利2014年發(fā)表的《橋接研究在藥物非臨床研究與評價中的應(yīng)用》一文中提出，對于改變給藥途徑的藥物，非臨床研究的考察重點(diǎn)是藥物改變給藥途徑后物質(zhì)基礎(chǔ)的變化，包括與原給藥途徑相比藥物暴露形式是否發(fā)生改變，藥物的吸收、暴露量、組織分布等是否有所改變，是否形成新的代謝產(chǎn)物，藥動學(xué)的改變是否會帶來有效性和/或安全性的改變。因此非臨床橋接研究首先進(jìn)行與原給藥途徑的藥動學(xué)比較，根據(jù)比較的結(jié)果設(shè)計后續(xù)藥效學(xué)和/或毒理學(xué)研究項目。對于生物利用度或暴露量降低的情況，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注改變給藥途徑后有效性是否能滿足治療需要。反之應(yīng)關(guān)注改變給藥途徑后藥物的毒性是否增加。對于組織分布改變和形成新代謝產(chǎn)物的情況，亦應(yīng)重點(diǎn)考察安全性方面的變化，關(guān)注是否出現(xiàn)新的毒性靶器官或新的毒性反應(yīng)。

解讀下，按照CDE這個邏輯，IV改SC，生物利用度或暴露量通常會降低，應(yīng)該更關(guān)注有效性是否滿足。按照FDA的邏輯，改變給藥途徑通常需要開展毒理研究，新途徑暴露量低于原途徑，可以簡化試驗設(shè)計。綜合來看，IV和SC兩種給藥途徑的藥代動力學(xué)對比研究是有必要的，對比暴露量變化。藥效對比和簡化的毒理研究也需要開展。

結(jié)合近年上市的幾個具體案例看下IV改SC的非臨床開發(fā)思路。

案例一：Rituxan and Rituxan Hylecta

Rituxan是一款靶向CD20的人鼠嵌合單抗，靜脈注射給藥，于1997年11月26日被FDA首次獲批上市，先后獲批了成人、兒童非霍奇金淋巴瘤，成人慢性淋巴細(xì)胞白血病等適應(yīng)癥。給藥方案根據(jù)適應(yīng)癥和聯(lián)用藥物不同有很大區(qū)別，劑量從250mg/m2到1000mg/人不等，給藥頻率有QW、Q2W、Q4W等多種方式。Rituxan Hylecta是其皮下制劑，2017年6月22日上市。Rituxan Hylecta是Rituxan與重組人透明質(zhì)酸酶共制劑，后者可以降解皮下的透明質(zhì)酸，促進(jìn)前者的吸收。Rituxan Hylecta臨床給藥劑量1400mg-1600mg/人。從IV給藥的Rituxan到SC給藥的Rituxan Hylecta，開展了哪些非臨床支持性研究呢？

二者雖然制劑處方不同，Rituxan Hylecta多了透明質(zhì)酸酶這一活性成分。不過，單獨(dú)的Rituxan（1997年）和透明質(zhì)酸酶（2005年）均已經(jīng)上市。

為支持Rituxan Hylecta上市，額外開展了非臨床藥理學(xué)、藥代動力學(xué)和毒理學(xué)研究，同時橋接已上市Hylenex、Rituxan兩個個產(chǎn)品的資料。Rituxan Hylecta應(yīng)該是首個含透明質(zhì)酸酶的共制劑產(chǎn)品，圍繞透明質(zhì)酸酶和Rituxan+透明質(zhì)酸酶共制劑開展了大量藥理毒理研究。篇幅所限，透明質(zhì)酸酶相關(guān)研究暫且不表，重點(diǎn)看下圍繞Rituxan Hylecta整體制劑開展了哪些非臨床研究。主要包括2項主要藥效學(xué)研究，3項藥代動力學(xué)研究和2項毒理學(xué)研究。

藥效學(xué)研究主要考察了IV制劑和SC制劑在抗腫瘤藥效和PD指標(biāo)方面的可比性。小鼠Z138 CDX模型證明了二者雖然暴露量略有差異，但SC制劑劑量提高60%即可實(shí)現(xiàn)藥效與IV制劑的可比。食蟹猴PD研究則證明同樣劑量下，兩種制劑清除B細(xì)胞的能力相當(dāng)。

藥代動力學(xué)對比研究顯示，SC制劑劑量提高40%可以實(shí)現(xiàn)與IV制劑AUC和消除半衰期的一致性（小型豬120mg約等于14mg/kg）。

毒理研究則證明高劑量SC給藥毒理學(xué)表現(xiàn)與前期IV制劑結(jié)果一致。家兔SC給藥局部耐受未見異常。

所以，SC制劑臨床劑量較原IV制劑提高40%-60%，實(shí)現(xiàn)同樣治療效果，未見新的安全性方面的擔(dān)憂。

案例二：Herceptin and Herceptin Hylecta

Herceptin是一款靶向HER2的單抗，靜脈注射給藥，于1998年9月25日被FDA首次獲批上市，先后獲批了HER2過表達(dá)乳腺癌輔助治療、轉(zhuǎn)移性HER2過表達(dá)乳腺癌和HER2過表達(dá)胃癌適應(yīng)癥。首劑量4mg/kg，之后2mg/kg，每周給藥1次?；蛘呤讋┝?mg/kg，之后6mg/kg，每3周給藥1次。Herceptin Hylecta是其皮下制劑，2019年2月28日上市。Herceptin Hylecta是Trastuzumab與重組人透明質(zhì)酸酶共制劑，后者可以降解皮下的透明質(zhì)酸，促進(jìn)前者的吸收。Herceptin Hylecta每3周給藥1次，每次2-5分鐘，給藥劑量600mg/人，如果用于乳腺癌輔助治療，應(yīng)至少給藥52周或至疾病復(fù)發(fā)，以先出現(xiàn)為準(zhǔn)。如果用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌治療，給藥直至疾病出現(xiàn)進(jìn)展。可以看出Herceptin Hylecta在乳腺癌中的適應(yīng)癥與Herceptin一致，但未申請胃癌適應(yīng)癥，主要原因是PK差異。從IV給藥的Herceptin到SC給藥的Herceptin Hylecta，開展了哪些非臨床支持性研究呢？

二者雖然制劑處方不同，Herceptin Hylecta多了透明質(zhì)酸酶這一活性成分。不過，單獨(dú)的Herceptin和透明質(zhì)酸酶均已經(jīng)上市，且CD20單抗Rituxan Hycela也使用過透明質(zhì)酸酶作為制劑組分。言外之意，不需要針對制劑輔料開展額外的非臨床研究。

為支持Herceptin Hylecta上市，額外開展了非臨床藥理學(xué)、藥代動力學(xué)和毒理學(xué)研究，同時橋接已上市Hylenex、Herceptin、Rituxan Hycela三個產(chǎn)品的資料。Herceptin Hylecta試驗資料總結(jié)如下表所示，一共開展了5項研究，藥理學(xué)試驗1項，藥代動力學(xué)試驗2項，毒理學(xué)試驗2項。

藥效試驗的目的是確認(rèn)皮下制劑和靜脈制劑同樣劑量抗腫瘤效果是否類似，每種制劑開展了3個劑量的對比，結(jié)果證明二者在各劑量下的谷濃度相似且抗腫瘤效果一致。

小型豬藥代動力學(xué)試驗結(jié)果顯示，加入透明質(zhì)酸酶的皮下制劑吸收更快（平均Tmax=24-29h vs 67h）,加入透明質(zhì)酸酶對藥物的暴露量如Cmax和AUC0-inf，或者生物利用度沒有影響。

食蟹猴重復(fù)給藥毒理研究結(jié)果顯示，皮下給藥制劑與之前靜脈制劑毒理結(jié)果一致，均未見明顯供試品相關(guān)的異常。值得一提的是，本研究較傳統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了簡化，僅設(shè)計了1組給藥組。

兔局部耐受性試驗也未見異常。

案例三：Darzalex and Darzalex Faspro

Darzalex是一款靶向CD38的單抗，靜脈注射給藥，于2015年11月16日被FDA首次獲批上市，用于多發(fā)性骨髓瘤的治療。給藥劑量16mg/kg。Darzalex Faspro是其皮下制劑，2020年5月1日上市。Darzalex Faspro是Darzalex與重組人透明質(zhì)酸酶共制劑，同樣用于多發(fā)性骨髓瘤治療，給藥劑量1800mg/人。

Darzalex Faspro開展的非臨床研究比較有限。主要因為daratumumab僅與人和猩猩的CD38結(jié)合，沒有合適的相關(guān)動物種屬開展毒理研究。Darzalex Faspro僅開展了兔和小型豬皮下給藥局部耐受試驗。FDA同意并接受了企業(yè)的觀點(diǎn)。Darzalex Faspro最終臨床劑量是通過與靜脈給藥制劑非劣臨床對比研究確定，證明1800mg/人的Darzalex Faspro與16mg/kg的靜脈給藥制劑Darzalex藥效相當(dāng)（ORR，41.1% vs 37.1%），谷濃度（Ctrough at pre-dose of Cycle 3 Day 1）也相當(dāng)。

案例四：TECENTRIQ and TECENTRIQ HYBREZA

Tecentriq是一款靶向PD-L1的抗體，開發(fā)了靜脈和皮下兩種給藥途徑。靜脈給藥制劑2016年5月18日上市，皮下給藥制劑2024年9月12日上市。

支持皮下制劑上市的藥理毒理研究中，未開展藥理學(xué)研究，而是參考的靜脈給藥制劑的上市資料。靜脈制劑僅采用替代抗體開展了腹腔注射給藥的抗腫瘤藥效學(xué)研究。FDA接受不需要額外開展皮下制劑的藥理學(xué)研究。同樣的，皮下制劑也未額外開展非臨床ADME/PK研究。當(dāng)然，也未開展遺傳毒性、生殖毒和致癌性試驗。僅開展了一般毒理研究。不過，這項毒理研究并不是專為皮下制劑而設(shè)立。實(shí)際上是在開發(fā)靜脈給藥制劑時開展的食蟹猴重復(fù)給藥毒理研究中，帶上了兩組皮下給藥，如下表所示。結(jié)果證明，本品皮下和靜脈給藥毒性學(xué)研究結(jié)果相似。FDA接受這一毒理學(xué)設(shè)計和結(jié)果。

最后

Rituxan Hylecta和Herceptin Hylecta的思路還是比較相似的，基本按照單模型藥效對比+多種屬PK對比+簡化的一般毒理試驗+局部耐受性的思路開展的研究，即暴露量未增加，藥效等效，系統(tǒng)毒性未增加，給藥局部可耐受。Tecentriq Hylecta則要簡化很多，僅開展了一般毒理/TK試驗，主要引用的Tecentriq和Hylenex的資料。