基于證據(jù)權重法重新審視治療性單抗更長周期毒理研究策略

對于擬用于慢性病治療的生物藥物，根據(jù)ICH S6要求，最高持續(xù)6個月的毒理研究是可以支持產(chǎn)品上市的。而且，對于治療腫瘤的產(chǎn)品，根據(jù)ICH S9規(guī)定，3個月重復給藥毒理試驗即可支持產(chǎn)品上市。對于治療性單抗產(chǎn)品，慢性重復給藥毒性研究與臨床的相關性如何呢？是否一定需要6個月長周期的重復給藥？圍繞這一話題，來自Medicines Evaluation Board、NC3Rs、Abbvie、UCB、Lilly、BMS、GSK等藥企的人員聯(lián)合發(fā)布了一篇文章《Re-evaluating the need for chronic toxicity studies with therapeutic monoclonal antibodies, using a weight of evidence approach》。

共計收集了11家公司的142個單抗產(chǎn)品數(shù)據(jù)。其中，69款為標準單抗（standard mAbs），即Fc未經(jīng)修飾或改造的單抗，60款為Fc改動后的單抗(modified mAbs)，還有些其它類型抗體如雙抗、Fab片段等。治療領域以炎癥為主，腫瘤、呼吸、CNS等次之，如下圖所示。

當然，并不是所有142個單抗的數(shù)據(jù)均能使用。有的抗體數(shù)據(jù)不全（比如僅有短期，無長期毒理數(shù)據(jù)），雙抗等其它類型抗體樣本量太少，最后共111個單抗納入分析。

結果發(fā)現(xiàn)，79/111（71%）抗體，在更長周期毒理試驗中未見毒性或新的毒性出現(xiàn)。32/111（29%）的抗體發(fā)現(xiàn)新的毒性，但17/32抗體出現(xiàn)的新毒性的人體安全性擔憂比較小。這17個抗體中，8/17抗體出現(xiàn)的新毒性要么是藥理作用放大所致，要么根據(jù)文獻數(shù)據(jù)、過往經(jīng)驗可以預測，要么是短期重復給藥毒性試驗中毒性的合理進展。另外9/17抗體中，更長周期毒理的新發(fā)現(xiàn)主要與ADA形成有關，而眾所周知，人源蛋白在非臨床種屬的免疫原性結果與人體相關性不大。那么32個抗體中，除了這17個新的毒性引起人體安全性擔憂小的抗體外，剩余15個抗體呢？是不是在動物更長周期毒理研究中出現(xiàn)了新的更嚴重的毒性呢？

15個抗體中，7個出現(xiàn)的是藥理作用放大，5個是免疫介導的毒性，3個為脫靶毒性或原因未知的毒性。那么最終造成的后果或影響如何呢？

其中2款抗體因出現(xiàn)肝毒性、免疫毒性終止了臨床開發(fā)。出現(xiàn)肝毒性的抗體，猴和人TCR結果顯示肝臟結合為陰性。另外，從藥理作用機制也解釋不通為何出現(xiàn)肝毒性。而且，臨床病理參數(shù)未見異常，這類肝毒性無法監(jiān)測。故，最終停止了這款抗體的開發(fā)。另外一款免疫毒性抗體，ADA發(fā)生率并不高，在多個組織中出現(xiàn)劑量-反應性炎癥，但免疫復合物沉積不多。猴血清ex vivo數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該抗體與補體C1q的高水平結合。雖然動物ADA介導的毒性對人體的預測性不強，然而補體形成的免疫復合物介導的疾病卻具備較好的臨床相關性。重要的是，這2款抗體分別出現(xiàn)的肝毒性、免疫毒性，通過FIH-enabling試驗是無法預測的，間接體現(xiàn)更長周期毒理研究對人體風險評估的關鍵作用。

有臨床終止的，也有臨床暫停的。3款抗體因更長周期毒理研究出現(xiàn)新的毒性導致臨床暫停推進。其中2款抗體出現(xiàn)的毒性體現(xiàn)為藥理作用的放大，1款抗體為ADA介導的毒性。同樣的，這些毒性的發(fā)生率和嚴重程度，通過FIH-enabling研究無法預測。按理講，動物免疫原性無法預測人體，但這款抗體的情況比較特殊，一是非臨床出現(xiàn)高水平的中和ADA，二是FIH-enabling同樣發(fā)現(xiàn)高水平的ADA，呈現(xiàn)了非臨床和臨床的相關性。所以，再也不要絕對的講動物免疫原性與人體不相關了。非臨床特別高滴度高發(fā)生率的ADA，還是能提示產(chǎn)品可能的臨床免疫原性高風險。另外2款出現(xiàn)藥理作用放大的抗體，1款視為具備臨床風險，暫停入組，在患者知情同意書中增加PD/安全性監(jiān)測后再行推進。另外1款抗體的藥理作用放大經(jīng)評估后不認為具備臨床風險，臨床短暫暫停后，未修訂方案和知情同意書即重新推進。

除了終止開發(fā)和臨床暫停的，其它更長周期毒性試驗中出現(xiàn)新毒性的抗體就相對好處理了，通過修改臨床研究方案中的終止標準、入排標準和/或知情同意書、修改PD/安全性監(jiān)測內容、或者修改免疫原性監(jiān)測內容等即可。

111款抗體中，僅有2款因更長周期毒理研究中出現(xiàn)新的毒性導致臨床終止，大部分抗體并未因更長周期毒理研究結果過多影響后續(xù)開發(fā)。所以，對于大多數(shù)抗體而言，6個月長毒研究相較于短期重復給藥毒理試驗，僅提供有限價值，甚至有些未提供額外價值。當然，強調一下，這里短期重復給藥毒性試驗指的是1個月和3個月給藥周期。其實，對于腫瘤藥物，ICH S9有明確規(guī)定，3個月給藥周期的非臨床毒理研究可以支持產(chǎn)品晚期臨床開發(fā)和上市。那么，對于風險較低的非腫瘤產(chǎn)品，是否可以考慮僅開展3個月給藥周期的毒理研究呢？為什么要區(qū)別風險呢，畢竟還是有產(chǎn)品在6個月更長周期毒理試驗中發(fā)現(xiàn)新的毒性，并導致臨床終止或暫停。

當然，這就引入另外一個話題，如何鑒定低風險和高風險？可以考慮采用證據(jù)權重分析模型（weight-of-evidence, WoE）。

如下圖所示，可以先根據(jù)擬開發(fā)產(chǎn)品的靶點和作用機制進行判斷。比如對于成熟靶點、可溶性靶點、僅限于疾病組織表達的靶點，更傾向于3個月毒理給藥周期可以充分支持產(chǎn)品進行晚期臨床開發(fā)。同樣的，作用機理方面，對于免疫抑制劑、Fc功能沉默或不具備效應功能的產(chǎn)品，也屬于低風險產(chǎn)品，可以考慮3個月給藥周期。反之，從WoE角度，則依然建議開展6個月給藥周期的毒理研究。

除了以上，產(chǎn)品過往經(jīng)驗、毒理結果也可以作為WoE證據(jù)鏈的一部分。對于文獻資料顯示同類分子毒性風險較低或無風險，或擬開發(fā)產(chǎn)品非臨床研究未見人體相關毒性，或擬開發(fā)產(chǎn)品已有臨床經(jīng)驗未見明顯不良反應的擔憂，則傾向于認為3個月毒理是可以充分表征風險的。對于毒理研究中，雖然有毒性，但毒性嚴重程度輕微或毒性可逆，或者出現(xiàn)的毒性比較容易監(jiān)測（風險可控），或者安全窗口比較大的分子，也可以視為低風險，即可以接受3個月的給藥周期。

治療領域當然也是一個關鍵考量點。腫瘤適應癥就是一個很好的案例，ICH S9認為3個月動物毒理研究足以支持產(chǎn)品上市。其它威脅生命或嚴重疾病也可以參考。

以上證據(jù)可以根據(jù)優(yōu)先級形成如下圖所示的決策樹。先根據(jù)靶點和作用機制進行初步評估，再結合已經(jīng)產(chǎn)生的體外/體內數(shù)據(jù)進行進一步鑒別，最后根據(jù)產(chǎn)品的治療領域做最后的決策。

分享三個案例

案例一、Evolocumab

第一步：靶點和作用機制評估

Evolocumab是一款PCSK9抗體。PCSK9是一個研究比較成熟的靶點，背景資料很充分，且已有人體數(shù)據(jù)，即PCSK9功能完全缺失或突變的健康人未見不良后果，與PCSK9基因敲除小鼠結果一致。PCSK9雖然在大腦、肝臟、腎臟等多個組織表達，但該靶點是可溶性靶點，且不需要Fc效應功能。整體認為對該靶點的擔憂較小。

第二步：體內/體外數(shù)據(jù)

首先，未見調節(jié)PCSK9靶點的相似分子的非臨床和臨床數(shù)據(jù)，故從這個角度不確定該靶點的風險。不過，Evolocumab的早期體內數(shù)據(jù)未見毒性。

第三步：治療領域

很明顯，高膽固醇血癥和混合性血脂異常并不屬于威脅生命的疾病。

綜合以上，本品作用靶點背景資料豐富，且早期3個月非臨床毒理數(shù)據(jù)未見安全性風險，但不屬于威脅生命疾病，故最終歸類為下圖中的黃色區(qū)域，即WoE和替代研究設計。然而，考慮到人體完全喪失PCSK9功能，未見任何安全性風險，最終認為3個月毒理試驗可以充分表征本品的長期給藥毒性風險。

案例二、Tanezumab

第一步：靶點和作用機制評估

Tanezumab是一款NGF抗體。該靶點的生物學作用不完全清楚。文獻資料顯示，NGF基因的破壞導致人體無髓和有髓神經(jīng)纖維的嚴重/中度損失，以及發(fā)育過程中小鼠交感神經(jīng)和感覺神經(jīng)元的減少。雖然成年人神經(jīng)元的存活不依賴NGF，但NGF卻能引起這類神經(jīng)元的生化和形態(tài)學變化。NGF屬于可溶性靶點，對應治療性抗體也不需要效應功能。

第二步：體內/體外數(shù)據(jù)

文獻資料顯示，NGF抗體長期給藥可以使小鼠交感神經(jīng)元嚴重損失，短期給藥會引起大鼠背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元形態(tài)變小，數(shù)量減少。這些變化不被認為是臨床可監(jiān)測、可管理或可緩解的。另外，兩項為期一個月的食蟹猴研究顯示，沒有與供試品Tanezumab相關的毒性發(fā)現(xiàn)。

第三步：治療領域

很明顯，慢性疼痛并不屬于威脅生命的疾病。

綜合以上，認為本品需要開展6個月重復給藥毒理研究，決策模型如下圖所示。

案例三、Erenumab

第一步：靶點和作用機制評估

Erenumab是一款CGRP抗體。該靶點的生物學作用不完全清楚。來自敲除小鼠的文獻數(shù)據(jù)表明，CGRP可能參與血流動力學穩(wěn)態(tài)的長期調節(jié)。不過另一組數(shù)據(jù)顯示，CGRP不是調節(jié)基礎血管活動所必需的。

第二步：體內/體外數(shù)據(jù)

CGRP受體的小分子抑制劑已有健康人和偏頭痛患者的臨床數(shù)據(jù)，未見安全性擔憂。Erenumab自身開展的食蟹猴4周重復給藥毒性試驗，除了注射位點反應和ADA導致的血管炎癥，未見藥理學相關的毒性發(fā)現(xiàn)。

第三步：治療領域

很明顯，偏頭痛并不屬于威脅生命的疾病。

綜合以上，考慮到現(xiàn)有關于CGRP靶點生物學作用互相矛盾或有爭議，體內數(shù)據(jù)及治療領域，建議采用alternative study designs（modified approach），即優(yōu)化設計這一折中方案，決策模型如下圖所示。具體怎么優(yōu)化的呢？本品的更長周期毒理研究將3個月和6個月毒理試驗進行了合并開展，但對方案作了優(yōu)化。首先試驗共三組，Control+2個給藥組。其次，試驗設置3個月的中期組，6只/組和6個月的主研究組，8只/組，雌雄各半。最后，僅在Control和高劑量組設置了恢復期動物。僅用了50只動物，比3個月和6個月分別完整開展所需動物數(shù)量大幅優(yōu)化。

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