成熟靶點的腫瘤藥物減少毒理研究中猴子使用的路徑和4個案例分享

過去40年里，已有數百種單克隆抗體獲批上市，其中59種獲美國FDA批準用于癌癥治療。腫瘤領域單抗的非臨床開發通常以非人靈長類動物（NHP，主要為食蟹猴或恒河猴）為相關種屬。然而，NHP供應始終緊張，新冠疫情更使可用資源大幅受限。FDA于2022年發布臨時指導原則，建議“只要科學上成立，可用其他種屬替代NHP”，并可用經科學論證的替代模型完成發育與生殖毒理（DART）評價。該指南雖已被撤回，但其影響依然存在。除供應問題外，使用NHP還涉及倫理爭議，國際上正推進“3R”原則（替代、減少、優化）。

另外，很多腫瘤治療單抗靶向已知抗原，如CD20、HER2、VEGF、EGFR、CTLA-4以及PD-1/PD-L1等。單抗對選定抗原具有高度特異性，且已有現成的非臨床和臨床藥理學及毒理學數據。對于這類成熟靶點的單抗藥物，進一步開展大量非臨床安全性研究不太可能為人體風險評估提供新信息，因為基于現有數據即可明確新分子的靶點特異性毒性/安全性特征，這與生物類似藥的研究方法類似。因此，采用簡化的非臨床安全性策略（如減少研究數量、劑量組數量或每組動物數量）以減少NHP使用是合適的，且應得到鼓勵。IQ DruSafe工作組面向會員企業發起調查，探索腫瘤藥物減少NHP使用的可能性，并分享了4個案例，一起來看下。

1、通過WoE分析減少毒理學研究NHP用量

企業依據ICH S9/S6指導原則，采用多種策略降低NHP使用量，核心方法是“證據權重”（WoE）評估靶點特征，從而縮減非臨床毒理學研究規模。

1.1減少研究“數量”

12家企業（66.7%）憑借WoE獲得藥監機構（DRA）認可，成功減少了一般毒理學研究的項目數。其中4家指出延長給藥周期不會發現新的毒性；2家以“抗藥抗體（ADA）影響暴露量”為由豁免3個月毒性研究；2家引用已上市藥物的大量毒理/臨床數據；1家因候選抗體對NHP無交叉反應而縮減研究；1家將1個月與3個月研究合并，在3個月研究中設置1個月中期解剖組。

1.2縮小研究“規模”

8家企業（44.4%）獲得≥2次DRA認可，可減少劑量組數或取消恢復期動物；2家（11.1%）獲得1次認可。大多數企業結合內部/公開的非臨床與臨床數據，并以3R原則為依據，減少劑量組或刪除恢復期。

1.3晚期開發階段DART研究的減免

當NHP是唯一相關種屬時，是否開展DART研究取決于多重因素。企業同樣采用WoE評估：77.8%的受訪者至少一次利用WoE獲得DRA認可，得以減少或豁免非臨床DART研究。最常見依據為靶點已知生殖毒性風險。

2、減少NHP使用的具體實踐經驗

2.1首次人體試驗（FIH）前的劑量探索（DRF）或非GLP毒理學研究

絕大多數公司（94.4%）會在1個月GLP毒理學研究前進行DRF或非GLP研究，其中：11.1%（2家）“始終”進行；55.6%（10家）“經常”進行；27.8%（5家）“偶爾”進行；僅5.6%（1家）“從不”進行。

研究類型方面：50%（9家）為終末性研究（需處死動物）；33.3%（6家）為非終末性（動物存活）；11.1%（2家）不適用。

非終末性研究的再利用：27.8%（5家）將NHP用于后續非生物藥毒理學研究；22.2%（4家）用于藥理學、PK/PD或培訓；3家公司若可行（如檢測ADA），會將NHP用于其他生物藥研究。

2.2 NHP 1個月GLP毒理設計

66.7%（12家）維持3個劑量組；33.3%（6家）根據靶點生物學和預期安全性減少劑量組。

動物數量：無公司減少至每組<3只動物/性別；5.6%（1家）偶爾增加動物數量。

2.3 NHP3個月GLP毒理研究策略

若1個月研究無新發現或僅有已知毒性，44.4%（8家）會縮減3個月研究規模：比如減少劑量組，50%（9家）減少至<3個劑量組。又如取消恢復期，33.3%（6家）僅在1個月研究中設恢復期；16.7%（3家）在1或3個月研究中擇一設置；27.8%（5家）仍堅持兩項研究均設恢復期。再如，38.9%（7家）通過WoE評估爭取豁免3個月研究（如ADA影響暴露、無毒性、與預期毒性一致等）。

臨床數據的關鍵作用：77.8%（14家）認為實時臨床數據比動物數據更有意義，原因包括：1）臨床劑量可能超過NHP劑量（種屬敏感性差異）；2）患者治療周期已超4周；3）臨床無安全性問題可豁免長期動物研究。不過，如果臨床有新的發現，應補充開展動物研究。

實際上，83.3%（15家）在3個月研究中未發現新的臨床相關毒性；即使出現新發現，也多為預期藥理作用，未影響臨床計劃。

2.4直接開展3個月研究的替代策略

33.3%（6家）曾跳過1個月研究，直接進行3個月研究（基于長期暴露的潛在風險）。未采用此策略的公司大多因IND申報時間限制，若無時間壓力，更多公司愿考慮此路徑以減少NHP使用。相比于根據1月GLP毒理研究結果，再行調整3個月毒理研究設計，直接開展3個月毒理研究的策略至少會減少很多與監管機構的溝通成本和注冊風險。不過，如果沒有充分的預試驗或者對靶點和藥物的充分了解和信心，直接開展3個月毒理研究對劑量、給藥頻率等設計要求還是很有挑戰的。

案例

案例一：PD-1單抗

這是一個在帕博利珠單抗（Keytruda）與納武利尤單抗（Opdivo）獲批上市幾年后進入臨床的PD-1單抗項目。其非臨床毒理學研究方案遵循ICHS6與S9指南，用于支持后續的生物制品上市申請（BLA）。

研究設計與動物使用

DRF：終末性設計，2個劑量組+1個溶媒對照組（1只/性別），共使用6只NHP。

IND申報的1個月GLP毒性研究：3個劑量組+1個溶媒對照組。主研究組，3只/性別/組。恢復期組，溶媒對照和高劑量組各2只/性別/組。中、低劑量未設置恢復期組動物。總計：32只NHP（較傳統涉及節約8只動物）。

6個月長期毒性研究：2個劑量組+1個溶媒對照組（4只/性別/組），不設恢復期。總計：24只NHP。省卻1個劑量組和恢復期動物，16只。

選擇6個月而非3個月是為了支持未來可能超出ICH S9范圍的適應癥。

生殖與發育毒性評估：采用文獻為基礎的WoE方法滿足監管要求；同時在6個月研究中納入性成熟猴，以評估潛在生育力影響。

監管反饋：完整毒理學數據包已獲美國FDA與歐洲EMA的初步認可，可支持BLA與上市許可（MAA）申請。

案例2：HER2雙抗固定劑量皮下復方制劑

本項目為一種含滲透增強劑、用于皮下注射（SC）的兩種重組人源化抗HER2單抗固定劑量復方制劑的開發案例。猜測為曲妥珠單抗、帕妥珠單抗或類似物。

適應癥：聯合化療用于HER2陽性乳腺癌患者的新輔助與輔助治療；聯合多西他賽用于HER2陽性轉移性乳腺癌患者。

單抗背景：兩種單抗分別靶向HER2胞外域的不同、非重疊表位，無競爭結合；兩藥均已作為靜脈注射單藥上市（一種按體重給藥，一種固定劑量）；其中一種單抗也已獲批固定劑量SC給藥；兩藥雖獲批聯合使用，但尚未以固定劑量復方制劑形式上市。

重組人滲透增強劑本身也已獲批用于SC給藥。

非臨床策略（IND→BLA/MAA）

基于兩單抗既往完整的NHP毒理學數據；

僅需補充以下兩項研究：

小鼠HER2陽性乳腺癌異種移植模型中的聯合藥效概念驗證研究；

哥廷根小型豬中的橋接藥代動力學研究（模擬SC給藥后的生物利用度）。

監管溝通：未事先與監管機構達成正式協議，但在審評過程中，成功回應了所有監管問題，最終BLA與MAA均獲批。

案例3：靶向PD-L1的雙抗

本品用于實體瘤免疫治療。

靶點：兩個免疫檢查點，結合兩條已臨床驗證的通路，旨在提高療效、降低“on-target off-tumor”毒性；

開發策略符合ICH S9。

非臨床挑戰：其中一個結合臂不與NHP交叉反應，缺乏相關動物種屬；傳統需做1個月重復給藥毒性研究（ICH S9），但無可評價種屬。

毒理替代策略：使用與臨床候選分子結構/功能相似的與NHP有交叉反應的前體分子開展了16天NHP研究，顯示耐受良好，所見效應均為預期藥理作用。

體外數據：1）臨床候選分子已完成體外藥效、特異性、選擇性驗證；2）文獻與同類分子證據；3）匯總3個同靶點雙抗的非臨床數據（親和力等同或更高）：結果與16天NHP毒理研究結果一致，未發現新風險。

PK建模：用前體分子建立PK模型，模擬臨床候選分子的暴露與受體占位。結合已上市單抗的臨床PK數據，估算受體表達水平，推算安全起始劑量。

監管溝通（FDA）：無需重復給藥毒性研究，但IND須完整提供體外藥理學數據；無可評價種屬的證明；文獻WoE分析（兩個單靶點在生理/疾病中的作用及潛在毒性）；PK建模細節與假設；用于支持起始劑量的已發表臨床數據，需附直接比較的藥理學數據。最后，FDA同意開展人體試驗。

案例4：T細胞銜接器（TCE）

該分子為第二代“后備”T細胞銜接器（TCE），靶向實體瘤；

與已獲批的首代分子作用機制、靶點相同，僅結合域經工程改造以提升制劑穩定性；

開發時，首代分子已完成BLA申報并獲得FDA正面反饋，隨后正式獲批。

根據ICH S9，理論上，Ⅰ期臨床需提交1個月重復給藥毒性研究。

首代分子已按ICH S9完成了1個月+3個月NHP研究，結果僅見極輕微靶點相關效應，無藥物相關不良反應。

后備分子的簡化策略：1）體外藥理、靶點結合、非臨床PK與首代分子高度一致；2）可直接利用首代分子的臨床PK與安全性數據推算安全起始劑量；3）無需再開展新的NHP毒性研究（理由：重復研究不會提供額外安全信息）。

FDA反饋：同意豁免1個月NHP毒性研究；IND中只需匯總首代分子的毒理學結果；說明后備分子與首代分子的差異（若可能影響安全性解讀）；若用模型推算首次人體劑量，需提交模型細節與假設；若引用首代分子或其他同靶點/同機制抗體的臨床數據，需提供直接可比的藥理學數據。

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