创新药物的供试品分析与毒代动力学研究高级培训班讲义-药圈论坛05老师中文稿

1、STUDY DESIGN, TECHNOLOGICAL APPROACH ANDEXECUTION OF TOXICOKINETICSHE NONCLINICALSAFETY EVALUATION OF NEW DRUGS代动力学的新药非临床安全性研究实验方案设计, 技术方法与试验实施Song Ren, PhD, Head of DMPK Joe Zhang, MD PhD, Head of NCS Roche pRED纲要总则定义目的实验设计实验开展数据分析案例研究小分子物质生物制剂总结毒代动力学的定义 (TK)毒代代动力学数据用于评估系统作为毒理学研究不可分割的一个组成部分或作为特别制定的

2、支持研究常见的药代动力学参数- AUC, Cmax, Ct药物, 代谢物-血浆，组织中-总体及游离浓度TK的目的主要描述动物实验所获得的系统与毒性剂量水平和时间过程的关系次要联系毒理学研究中获得的与毒性研究结果，帮助评估这些发现与临床安全的相关性用于支持毒理学研究中动物种属和治疗方案的选择结合毒性研究的发现提供相关的资料，帮助后续的毒性研究和临床试验设计实验设计GLP实验开始前全面描绘具有潜在毒性物种的药代动力学测定 PK/PD动物疾病模型和人的有效剂量的效力关系微毒性和DRF研究生物分析检测验证不同物种 PKPD差异蛋白结合，组织吸收，代谢资料，靶点特性剂量水平低：无毒性作用剂量水平，动物中

3、：适当的多次低剂量高：由毒性考虑和吸收限度确定等于或略高于人最大预期剂量TK采样点应按必要的频率，但不能干扰研究的进行。首次和末次剂量应密集采样，中间时间段稀疏采样。研究设计小分子物质案例QD X 14 天, 口服TK 采样时间第 1 和14天: 给药前,药后24 hrBID (12 hr apart) X 28 天, 口服Tmax前1小时, Tmax,Tmax后3小时 至给TK 采样时间第一天 (AM dose) 和 28 (AM dose): 给药前,Tmax后3小时 至给药后24 hrTmax 1小时, Tmax,研究设计生物制片样品QW X 13 周, 皮下TK 采样时间1周: 给药前

4、,Tmax前1小时, Tmax,Tmax 3小时至给药后7天2 至12周: 给药前 和 Tmax13周:给药前 , Tmax前1小时, Tmax, Tmax 3小时, 10, 14, 21, 28 和 42 天 (给药后时间点取决于药物半衰期)ADA采样时间1周: 给药前或更早2 至12周: 给药前13周:给药前,给药后28 和 42 天ADA 采样时间点有时与 TK时间点相同ADA对TK 及安全性的影响研究的开展分析方法需验证方法验证和TK 样品分析应在GLP条件下进行保留残留的TK 样品以备进行代谢产物的鉴定及代谢的研究所的血浆或组织样本应收集发生严重毒性反应动物的非计划内的TK样品数据分

5、析需验证TK 参数估计密集采样：NCA稀疏采样： 观测数据和基于传统资料的模拟TK分析基础剂量，时间和依赖变化变异性，尤口服安全界限 = 动物/人剂量依据Cmax-依据AUC-依据动物剂量转换至 HED人 Cmax 和 M&S的AUC人首剂量的理由案例研究 1: 安全限度计算背景化合物 A & B为结构相似、化学类别相同的2个小分子物质，为慢性指示剂。相同剂量水平下在小鼠体内具有相似的相同小鼠效力模型有效剂量相似剂量6.25, 12,5, 25 和 50 mg/kg/day有效剂量为 12.5 mg/kg/day 及以上.*: Modified from Rocheernal studies案

6、例研究 1: 安全限度计算Minitox Data*: Modified from Rocheernal studies化合物剂量(mg/kg/day)无作用剂量(mg/kg/day)发现Margin Based on HEDA50, 150, 450150FC , BW gain; Reticulocytes , fibrinogen , serum albumin , globulin , total protein levels , ALT activities ; BUN .Centrilobular vacuolation of the liver; cortical tubular

7、 degeneration with inflammatory cells and vacuolation, hyaline/granular tubular casts he kidney24B100, 300, 900300FC , BW loss; WBC and neutrophil , ALT, AST, ALP activities ; Chol. ;Vacuolation/necrosis of hepatocyte; seminiferous thelium degeneration/necrosis of the testes; mucosal theliumhyperker

8、atosis/hyplasia of the stomaucosal thelium48案例研究 1: 安全限度计算Minitox data*: Modified from Rocheernal studies化合物第5天无作用剂量 AUC0-24hr(ng.h/ml)的人的有效AUC0-24hr(ng.h/ml)Margin Based on AUC0-24hrA189,000/237,000 (M/F)1410134-168B32,200/45,240 (M/F)78041-58案例研究 2: ADA 及肾脏损伤背景化合物C是用于代谢疾病的人化单克隆抗体犬2周DRF研究，静脉给药72小时次

9、，剂量高达200 mg/kg，无不良反应基于DRF的研究结果 , 设计并开展 6周 猴GLP研究用以支持 IND的应用剂量0, 100, 200和 400 mg/kg,静脉给药96 小时次*: Modified from Rocheernal studies案例研究 2: ADA 及肾脏损伤6周 GLP 研究6周GLP研究中，部分猴出现肾病症状（剂量为100, 200, 400 mg/kg, 静脉给药96 小时次）()对尿素w影响剂量 200 mg/kg 前肾 (例外：一例高剂量的动物：肾性氮质血症，)尿400 mg/kg渗透利尿蛋白损失性肾病和肾小球疾病：白蛋白 100 mg/kg最低蛋白尿

10、 200 mg/kg-肾小球的空泡化单核细胞/肾小球巨噬细胞出现肾系膜增厚 100 mg/kg*: Modified from Rocheernal studies案例研究 2: ADA 及肾脏损伤肾、空泡肾小球单核细胞/巨噬细胞400 mg/kg/dose, CD68 +Control案例研究 2: ADA 及肾脏损伤单核细胞/巨噬细胞空泡化，肾小球系膜增厚及PAS阳性droplets200 mg/kg/dose*: Modified from Rocheernal studiesPASHE案例研究 2: ADA 及肾脏损伤6周 GLP 研究组织学结果与 ADA 形成关联仅观察可测量ADA的

11、动物患有ADA猴的肾脏也出现免疫复合物的迹象Kidney, IgG immunofluorescence +Animal wiDAControl案例研究 2: ADA 及肾脏损伤6周 GLP 研究由于人出现ADA的风险较低，因此在猴中观察到的肾病可能与人没有相关性继续开发该化合物但临床试验需密切监测 ADA 及肾脏功能如果研究中没有测定ADA ，该化合物的开发可被放弃或者由于猴中而导致开发延迟。肾病*: Modified from Rocheernal studies案例研究：更长及更高的背景CP-31398使p53的DNA结合构象稳定维持p53作为转运因子及肿瘤抑制因子的活性的预防和治疗的动

12、物模型案例研究：更长及更高的大鼠IND-enabling 毒性持续时间 28 天剂量水平0, 40, 80, 160 mg/kg/day, po基于 2-k大鼠DRF 研究结果选择剂量250 and 500 mg/kg/day 导致100 mg/kg/day min 显示毒性50 mg/kg/day 未出现与药物相关的毒性高剂量 (160 mg/kg/day) 预期出现显著毒性低剂量 (40 mg/kg/day) 预期出现较低毒性或无毒性Johnson et al, 2011案例研究：更长及更高的IND-enabling 大鼠毒性MTD = 80 mg/kg/day (中剂量)低剂量温和毒性或

13、可逆毒性(40 mg/kg/day)无毒性反应剂量 NOAEL 未能测定血药浓度 (ng/mL)剂量比例增加积累指数 = 2 - 3 天，从第 1天至第 4周第一天CmaxCmax 周son et al, 2011Dosemalefemalemg/kg/dmeanSDmeanSD401193714523802513522443hn160512149427145Dosemalefemalemg/kg/dmeanSDmeanSD4065177611809616127455案例研究4：小鼠代替抗体背景Efalizumab人源化 抗-CD11a IgG1特定黑猩猩和人类CD11a其他未识别的muM17

14、灵长类动物CD11a嵌合体大鼠抗小鼠CD11a IgG1efalizumab替代分子muM17 结合小鼠 CD11a 的特异性和亲和力类似efalizumab对人亲和力muM17小鼠的药理活性类似efalizumab对的药理活性Wu et al, 2006案例研究4：小鼠代替抗体剂量当量muM17 和efalizumab依据体重的剂量药理活性可能不相同小鼠及人非线性PK和不同IgG1通路介导小鼠及人不同的 CD11a 水平基于机制的PK/ PD模型开发提供小鼠和人之间的定量比较PD资料模拟不同的给药方案PK和PD模拟不同的 PK 和 PD给药方案用于选择muM17毒性研究人剂量当量案例研究4：

15、小鼠代替抗体观察 vs.小鼠PKPD 资料Wu et al, 2006案例研究4：小鼠代替抗体PKPD 模型Wu et al, 2006案例研究4：小鼠代替抗体小鼠及人 PKPD估计参数Wu et al, 2006案例研究4：小鼠代替抗体模拟小鼠 vs. 人 PD观察资料Wu et al, 2006案例研究4：小鼠代替抗体剂量选择小鼠muM17 剂量3 mg/kg/的表达相似k CD11a的表达与efalizumab 1 mg/kg/k临床剂量3 mg/kg/k muM17是多数临床的相关毒性研究采用的最低每周给药剂量Wu et al, 2006案例5：猴的嵌合抗体背景Rituximab是一种

16、人鼠嵌合性单克隆抗体不识别啮齿类动物CD20基于Rituximab与 CD20 Ag 的结合基于rituximab结合CD20抗原和deplete B 细胞能力，食蟹猴是最适合的物种Vaidyanan et al, 2011案例5：猴的嵌合抗体BLA-enabling猴子胚胎，发育毒性周期30 天 (GDs 20 50)剂量LD/MD: 0/0, 15/20, 37.5/50, 75/100 mg/kg, ivLD on GDs 20 22半衰期 8 天 猴快速获得稳定状态每周 MD on GDs 23 - 50剂量选择依据 1.5至10倍安全的临床剂量最大给药量 5 mL/kgVaidyan

17、an et al, 2011案例5：猴的嵌合抗体BLA-enabling猴子胚胎，发育毒性剂量高达 100 mg/kg耐受性良好 (高剂量研究)未检测rituximab治疗动物的ADA孕妇中药物呈剂量依赖增加产 (给药后50 days)研究中,血药浓度比为35% 74%, 出现明显胎GD 100/盘转移案例5：猴的嵌合抗体BLA-enabling 猴分产前及产后毒性交错法给药以维持rituximab在和新生儿关键发育时期的浓度在以往的一般毒性研究中ADA产前及产后延长给药周期（40）al, 2011案例5：猴的嵌合抗体BLA-enabling 猴分产前及产后毒性剂量高达 100 mg/kg耐受性良好 (高剂量研究)接受rituximab治疗动物 ADA或PD无影响= 22%