药物代谢产物安全性试验技术指导原则

药物代谢产物安全性试验技术指导原则默克药业有限公司翻译北核协会审核药审中心最终核准 1 1III.代谢产物安全性试验的一般考虑 2A.评价代谢产物安全性的一般方法 3B.代谢产物鉴别 3C.非临床试验设计的一般考虑 4IV.推荐的评价代谢产物安全性的试验 4A.一般毒理试验 5B.遗传毒性试验 5C.胚胎-胎仔发育毒性试验 5D.致癌性试验 5V.安全性评估的时间安排 6 7 8 91药物代谢产物安全性试验技术指导原则本指导原则针对那些需要进行非临床毒性评估的药物代谢产物，为企业提供何时以及如何鉴定药物代谢产物并研究其特征。药物代谢产物可能需要在非临床试验中进行安全性评估，其原因是这些代谢产物可能仅出现在人体中，或在人体中浓度远高于标准非临床毒理学试验所用的动物种属中的浓度2。本指导原则适用于小分子的非生物药物。本指导原则不适用于一些抗肿瘤药物，这些药物需要考虑其风险利益评估。食品药品监督管理局（FDA）正在制订针对抗肿瘤药物代谢产物安全性评估的指导原则。FDA指导原则中应用的“应该”一词，意思是建议，并不是强制性要求。药物安全性的非临床评估通常由标准的动物毒理学试验构成3。这些试验通常包括药物暴露量的评估，原母体药物的血浆浓度。一般情况下，将非临床试验中获得的血浆药物浓度和系统暴露量，与人体的系统暴露量进行比较，以评估非临床试验发现提示的潜在风险和指导临床试验的监控。当人体中的代谢特征与非临床试验中使用的至少一种动物种属相似时，这种试验模式是充分的，但是不同动物种属的代谢特征在质和量上均可能会存在差异。有些情况下，临床相关性的代谢产物在非临床安全性试验中未被识别或被充分评估。如果某种代谢产物仅在人体中出现而在受试动物种属中不存在，或者某种代谢产物在人体中的浓度远高于采用母体药物进行标准毒理学试验的动物种属中浓度，这时就会出现上述情况。的结果，代谢产物在母体药物总体毒性中的作用，通常仍不明确。缺乏代谢药物毒性中作用的评价，其部分原因可能是用于检测和显示母体药物代谢产物的分析方法的灵敏度不够。过去10年的技术进步，使得分析方法有了显著提高，2能检测、鉴别代谢产物并显示其特征，并允许更好地认识代进入机体的药物通过I相和II相代谢途径，进行生物转化。根据涉及的化学反可能更需要安全性评估。一种活性代谢产物可能与治疗靶点受体或其他受体结合，与其他靶点相互作用（如酶，蛋白），引起非期望的效应。尤其当这样一种代谢产物仅在人体中形成而不在动物中存在时更为重要。但是，仅在人体中存在而不在任何试验动物种属存在的代谢产物的出现几率是很低的。更为常见的情况是，人体中形成代谢产物的浓度远高于母体药物安全性试验采用的动物种属中的浓度，其原因是人体和动物代谢特征存在质和/或量上差异。如果在母体药物的毒理学试验过程中，至少有一种测试动物种属中形成这种代谢产物的暴露量水平足够高（大体体暴露量相当或更高），则可为该代谢产物对总体毒性的作用得到了评估4。它们可以形成能被检测的稳定产物（如谷胱苷肽结合II相结合反应通常会使一个化合物的水溶性增加和无药理学活性，故不再需要进一步评估。但是，如果结合反应形成一种毒性化合物，如乙酰葡糖糖醛酸（acylglucuronide），则可能会需要进一步的安全性评估5。如果研究发现一种代谢产物在靶受体上无药理学活性，并不此，它可能需要在非临床毒理学试验中进行评估6。III.代谢产物安全性试验的一般考虑我们鼓励在药物开发过程中，尽早发现非临床安全性评估中间药物代谢的差异7。在药物开发晚期发现非比例的高水平药物代谢产物（Disproportionatedrugmetabolite），可能会导致药物开发或上市延迟。一般情况下，对于仅在人体中出现的代谢产物，或人体何经过测试的动物种属时，应考虑进行安全性评估。在人体中的代谢产物，如3A.评价代谢产物安全性的一般方法如果在动物中发现的一种代谢产物在人体中不存在，意味着察到该代谢产物引起的毒性，可能与人体无相关性。相反，在临床开发过程中的一种代谢产物，如果测试动物种属中不存在，或动物中水平远低于人体，则议进行进一步的动物试验以确定该代谢产物的潜在毒性。这种情况下，有两种可以考虑用于评估药物代谢产物。第一种方法是确认一种在常规毒理学试验中的动物种属，该动物种属能形成充足暴露水平的该代谢产物（与人体暴露量相当或更高然后在该动物种属中研究药物毒性。第二种方法是，如果不能确认一种形成该代谢产物的相关动物种属，则可合成该代谢产物，直接给予动物以进一步的安全性评估。在该方法中，需要建立能在非临床毒理学试验中识别和检测该代谢产物的分析方法。应该承认，特定代谢产物的合成存在困难，代谢产物直接给杂性。直接将代谢产物给予动物，可能会存在后续代谢，因而可能不会反映临际情况，这样使得毒理学评估变得复杂起来。此外，以代谢产物给药可能会出现在母体药物中未观察到的新的和不同的毒性。尽管可能有这样的复杂问题，但还为识别和评估药物代谢产物潜在的毒性，对于保障临床安全性是重要的。确定直接进行代谢产物的安全性试验，应基于对母体药物的数据以及代谢产物现有信息的综合评估。在附录B中，提供了有关在人体中形成的药物代谢产物水平远高于非临床试验测试动物中的水平的3个案例，以及如何进不需要进行代谢产物试验，其原因是在母体药物的非临床毒理学试验中对该代谢产了母体分子未观察到的新毒性。B.代谢产物鉴别4代谢产物的浓度不能通过测定母体药物的浓度进行推断。在药物确定药物的代谢特征，可在不同开发阶段通过体外和体内方法完成代谢特征的确定。体外试验可采用动物和人体的肝微粒体、肝脏切片或肝细胞，通常应在临床试验开始前进行。在非临床试验动物种属中的体内代谢试验结果通常应在药物开发早期获得，这些结果可以证实体外试验获得的结果，或者提示动物种属间代谢存在的定性和/或定量差异，而后者可能会带来安全性担忧。人体的体内代谢试验通常是在药物开发的相对后期进行，但强烈建议人体体内代谢评估尽早进行。对于在非临床试验动物中水平远低于人体的代谢产物，其暴露是问题具体分析。通常情况下，通过测定稳态时血清或血浆中母体药物的浓度来评估系统暴露量。但是，如果由于某种原因而不能在受试动物种属的血浆中测定时，则可通过测定其他生物基质来验证暴露是否充分，如尿液、粪便或胆汁10。我们鼓励在早期药物开发时与FDA讨论这些问题。C.非临床试验设计的一般考虑当为一种非比例的高水平代谢产物设计非临床试验时，应考虑以下重要因素：•该代谢产物与母体分子的相似性•药理学或化学分类•溶解性•在胃酸pH下的稳定性•I相或II相代谢产物•人体中检测到的相对含量与动物中检测到的含量其他需要考虑的因素包括药物拟定适应症和患者人群（例如对于严非临床试验可以简化，如肌萎缩性侧索硬化症（ALS））。在为代谢产物设计非临床试验时，还要考虑拟定的用药持续时间（短期，中期，或长期用药）以及治疗剂IV.推荐的评价代谢产物安全性的试验5需要进行安全性评估的药物代谢产物的非临床试验应符合GLP指导原则（21CFRpart58）。可能需要进行以下试验来评估非比例的高水平代谢产物的安全性。A.一般毒理试验应评估非比例的高水平代谢产物的潜在毒性，使代谢产物与其母行比较。代谢产物直接给药的一般毒理试验的期限，应符合ICH企业指导原则推倍于人体暴露量或者在至少与人体中检测到暴露量的相当水平下，评估代谢产物的毒性。我们也建议采用母体药物拟定的临床给药途径给药。但是，根据判断，如果可以使非比例的高水平代谢产物的达到足够暴露量，也可以采用其他途径。如果临床给药途径为口服，确证代谢产物在胃酸环境中稳定性是十分重要的。在该类试验中收集毒代动力学数据，对于保证充分暴露是十分关键的。B.遗传毒性试验应以一项检测点突变的体外试验和另外一项检测染色体畸变的试验来评估代谢产物潜在的遗传毒性。这些试验应符合ICH企业指导原则推荐的S2A药物审评如果其中1项试验或两项试验结果是可疑和/或阳性时，可能需要进行完整的遗传毒性标准组合试验（ICHS2A）。C.胚胎-胎仔发育毒性试验如果药物拟定的用药人群包括有生育可能的妇女时，代谢产物应进行胚胎-胎仔发育毒性试验。根据一般毒理试验和胚胎-胎仔发育毒性试验的结果，我们要具体情况要求进行其他生殖毒性试验。生殖毒性试验应按照ICH企业指导原则进行能形成该代谢产物的动物种属中进行胚胎-胎仔发育毒性试验。D.致癌性试验果在母体药物的致癌性试验中不能对代谢产物的致癌性进行充分评估，6代谢产物的致癌性试验。应进行一项致癌性试验或一项替代试验，这些试验应按照V.安全性评估的时间安排尽早确证人体中存在的非比例的高水平代谢产物，可以帮助判验，帮助阐明和制定临床研究计划，防止药物开发进程的延迟。如果需要进行代谢产物的毒理学试验，应该完成这些试验，并在大规模临床试验开始前向FDA提交试验报告。为了优化和加快研发用于除肿瘤以外的严重或危及生命疾病（如ALHIV）的药物，对于那些具有重大治疗利益的药物，或用于尚缺乏批准的有效治疗手段的疾病的药物，代谢产物非临床试验的数量和类型应根据具体情况确定。此种情况下，申办人应联系相关审评部门进行讨论。7非比例的高水平代谢产物（Disproportionatedru存在的代谢产物，或人体血浆中浓度高于非临床试验所用动物中浓度的代谢产物。一般情况下，以稳态的曲线下面积（AUC）计算，血浆水平高于母体药物系统暴露量10%的代谢产物应给予关注。代谢产物（metabolite）—母体药物经过I药理活性代谢产物（pharmacologicallyactivemetabolite）—在靶受体具有药理学活性的代谢产物。其活性可能高于、等于或低于母体药物。8非比例的高水平代谢产物Disproportionatedrugmetabolite母体药物系统暴露量（AUC）母体药物系统暴露量（AUC）无需进一步试验评估代谢产物是否在测试动物种属中形成？是否产生多少？在动物试验中的暴露量能达到人在动物试验中的暴露量能达到人体暴露量露量不能达到人体暴露量不需要进一步的代谢产物试验进行代谢产物不需要进一步的代谢产物试验9从起初的物料平衡试验中发现，1种代谢产物在大鼠血浆中约占总放射性剂量根据上述数据，人体中该代谢产物的暴露量比动物高达20倍，因此建议进行非临床安全性试验。但是，大鼠和犬中母体药物一般毒理试验的数据提示，测试的最高剂量下产生的代谢产物暴露量，至少与最大推荐人用剂量时的治疗暴露量相当。同时，以母体药物进行的在体遗传毒性试验、胚胎-胎仔发育毒性试验、致癌性试验中，检测该代谢产物的血浆浓度，发现有足够的暴露水平和该代谢产物的特征。因此，不需要对该代谢产物进行其他试验。采用人、猴、大鼠、犬、家兔和小鼠的肝细胞和肝微粒体检测发羟基化代谢产物M1和M2进一步氧化形成次级代谢产物M3和M4。后续体内试验数据也证实了该代谢特征。结果如下：•M1与M4是人体、猴和犬微粒体中的主要代谢产物，而大鼠、小鼠和家兔微粒体中是M2和M3。•在人体中形成的M4水平比母体药物高4倍，但M4在啮齿类动物中的表1：最高剂量下的AUC0-24hr人体（MRHD）猴母体药物M4•在猴中母体药物出现了重度药物相关的、新的靶器官毒性，而大鼠中未•在药物靶受体中M4无药理学活性。代谢产物M4进行了以下附加试验：•重复给药毒性试验：大鼠，3个月。•大鼠胚胎-胎仔发育毒性试验。•体外遗传毒性试验：代谢产物M4的点突变和染色体畸变试验结果为阳性；母体药物为阴性。•由于遗传毒性试验结果为阳性，建议进行M4的致癌性试验。M2是一种I相氧化代谢产物，在人体中高达母体药物暴露量的50%，在小鼠中约为母体药物暴露量的10%，犬中约为母体药物暴露量的15%，大鼠中仅为痕与母体分子比较，该代谢产物预期不会产生任何不同的毒性或加重毒性。在安全性评估试验中测试的所有动物种属中，母体药物未见明显毒性，未见可确定的毒性靶器官。但是，由于人体中出现了非比例的高水平的代谢产物暴露量，故需要进一步涉及所有剂量和所有受试犬。M2对治疗靶受体无药理学活性。1本指导原则由FDA的药品审评与研究中心（CDER）的药理学与毒理学协调委员会（PharmacologyandToxicologyCoordinatingCommittee，PTCC）的药代动力学小组起草。2参见词汇表中有关非比例的高水平代谢产物（disproportionatedrugmetabolite）的3参见ICH企业指导原则S6生物技术药物的临床前安全性评价和S7A人用药物安全药理学研究指导原则（icache/compo/276-254-1.html）。4参见附录A：决策流程图。该流程图描述了测定药物代谢产物可能需要进行的试5Faed,EM,1984,PropertiesofAcylGlucuronides.ImplicationsforStudiesofthePharmacokineticsandMetabolismofAcidicDrugs,DrugMetabRev,15,1213-1249.6参见附录B：药物代谢产物案例。7Baillie,TA,MNCayen,HFouda,RJGerson,JDGreenetal.,2002,DrugMetabolitesinSafetyTesting,ToxicolApplPharmacol,182,188-196.Hastings,KL,JEl-Hage,AJacobs,JLeighton,DMorse,ROsterberg,2003,DrugMetabolitesinSafetyTesting,ToxicolApplPharmacol,190(1),91-92.8应该为稳态时的暴露量，除非有其他合理的检测暴露量的不同方法。人体与动物暴露量的比较，通常基于曲线下面积，但是有些情况下采用Cmax可能更合理。9U.S.EnvironmentalProtectionAgency,1998,HealthEffectsTestGuidelines,OPPTS870.7485,Metabolismand