次要藥效學研究內容、策略、方法、判定原則及對安全性的可能影響

對于藥企來講，開展次要藥效學研究以確定小分子化藥潛在的脫靶毒性，已經成為藥物開發的標準流程之一。監管機構也越來越強調研究靶點與動物毒理發現之間的關系。眾所周知，小分子的特異性并不好，超過一半的小分子藥物至少結合5個不同靶點。真實數字可能更高，畢竟大部分藥物只開展了有限的靶點結合驗證，實際潛在靶點卻超過數千個。多靶點結合帶來的多藥理作用并不完全是壞事，有可能使藥物具有多個適應癥，比如阿司匹林，結合23個不同靶點，調節多條信號通路，在抗炎、解熱鎮痛、心血管疾病中均發揮作用。也有藥物因為脫靶結合而退市，比如抑制hERG或激活5-HT2b受體引發心臟安全性風險的藥物。

由于靶點實在太多，不同CRO公司根據文獻或者經驗有不同的靶點譜，但究竟怎么開展體外次要藥效學研究比較合理？比如篩選哪些靶點、采用什么技術、遵循什么策略等等，沒有統一標準。來自Sanofi、Pfizer、GSK、Novartis等公司團隊對這一問題進行了深入調研，并發表在《Nature Reviews Drug Discovery》。

次要藥效學研究有一個基本的panel組合，是基于Bowes、Lynch等人早期研究建立的一個組合，包括44個靶點，這些靶點通常在脫靶研究中是要包括的，如下圖所示。橫坐標是次要藥效學研究包含該靶點的公司的比例，參與調研的一共18家公司（14家收入超過100億美金的大型藥企，4家收入10-100億美金的中等藥企）。超過2/3公司開展了44個靶點中的35個，超過一半的公司開展了其中的40個靶點。

除了以上靶點外，根據對18家國際藥企調研結果，還有額外33個新的靶點也建議添加到次要藥理學研究的組合中。具體靶點清單、脫靶累及的組織或器官以及靶點激活或抑制潛在引發的毒性總結在下表之中。

除了靶點選擇以外，次要藥效學研究策略和方法也是值得關注的。比如是采用單一濃度點測試還是評估濃度-效應曲線，比如早期化合物比較多的情況下如何開展脫靶研究。關于這些問題，其實沒有理想的策略。一種策略是將靶點分類，進行序貫研究，先選擇其中的18個（如下表）脫靶率比較高且與臨床關系明確的靶點進行測試，篩掉一些化合物后，再進行其他靶點的研究。檢測模式分為3種，binding、Agonist、Antagonist，從下表中不難看出，binding測試往往會過高估計脫靶率。因此，脫靶研究鼓勵進行功能性測試，而不是單純看下結合與否。

完成以上靶點測試后，按照序貫研究思路，可對剩余化合物開展剩余59個靶點的研究，羅列如下。再回到之前的問題，開展單點研究還是濃度-效應曲線探索，通常的建議是先進行單點研究（比如10μM），對于潛在結合或有阻斷、激活的脫靶靶點再針對性的開展濃度-效應曲線研究，獲得潛在的EC50/IC50，并與臨床擬用游離藥物Cmax進行對比，評估可能的安全性風險。當然，77個靶點只是建議，有些藥企次要藥效學研究的靶點超過100個，理論上脫靶研究的越充分，后續開發風險也相對越低。

當然，并不代表脫靶就一定會產生不可接受的臨床不良反應，也不能因為脫靶就將一個化合物判了死刑，需要基于具體靶點科學判斷。通常采用的原則是“100倍”原則，即100-fold between affinity and maximal free exposure is commonly applied to be confident that a drug candidate will not reach levels high enough to have meaningful activity at the secondary target. 簡言之根據檢測模式不同，選擇相應終點，如Ki，EC50、IC50、Kb，除以預估的人體游離Cmax濃度。但也要考慮一些靶點的特殊情況。比如Kv11.1(hERG)鉀離子通道，至少30倍的安全窗口才認作低致心律失常風險。5-羥色胺5-HT2B受體，當抑制常數Ki與游離血漿藥物濃度<10倍窗口，認為高風險，當10-70倍之間，認為中等風險，當>100倍，則認為是低風險。再比如，有些靶點在胃腸道高表達，藥物口服給藥，這樣就不適合用血藥濃度來評估風險。還有些靶點在顱內表達，藥物不能透過血腦屏障，風險自然也就很低。除了根據靶點風險程度、靶點分布維度考量，還要考慮患者的疾病狀態的影響。比如哮喘和慢性阻塞性肺病患者體內腺苷水平很高，如果藥物脫靶抑制SLC29A1靶點，會使腺苷水平進一步增加，從而經低親和力腺苷受體激活支氣管肺C纖維，導致嚴重呼吸困難和支氣管痙攣風險增加。還有些脫靶靶點潛在引發的臨床不良反應可控，也可以根據獲益-風險原則做下評估。當然，體外研究結果并不一樣完全轉化成體內風險，如果動物試驗結果未發現潛在脫靶靶點介導的毒性，或者觀察到次要藥效的劑量和主要藥效劑量之間窗口足夠大，也不影響候選化合物的推進。

最后

在IND研究中，主要藥效學研究在整個藥理學研究內容中最受重視，直接決定了成藥性中很核心的一環“有效性”，所以無論是體外藥理、體內動物模型，基本都是圍繞候選分子的有效性展開。次要藥效學當然也會做，可能會有些固定的激酶譜、離子通道、受體譜開展一些研究，但更多的是作為“例行公事”的研究。其實，隨著技術的進步以及對更多靶點生物學作用與臨床效應之間的理解加深，次要藥效學在解釋產品可能的安全性風險方面發揮著越來越重要的作用。次要藥效學研究的靶點也不再限于早期Bowes等人公布的44個靶點，而是擴大到77個甚至更多靶點的研究。越是早期能夠將這些潛在的“雷”排查清楚，越是為后續掃除了很多障礙，降低了藥物開發風險。還是那句話，脫靶不一定是壞事，有些可能會獲得其他適應癥的突破。脫靶也不一定將一個分子直接判死刑，而是需要根據靶點安全窗口、靶點分布、動物試驗等綜合評估，做藥永遠離不開的一點就是獲益-風險分析。

引自：The state of the art in secondary pharmacology and its impact on the safety of new medicines一文

藥理毒理開發1-6群已滿，7群還有200名額，進群的加微信，備注姓名+企業名稱+專長領域。比如王**+A企業+注冊或毒理。名額有限，已經在1-6群的朋友就不要跨群了。