相关种属选择是非临床安全性研究很重要的一个课题。对于任何新药来讲，从来没有默认相关种属一说，均需要case-by-case分析。以小分子化药为例，一般重复给药毒性试验需要选择两种相关种属开展，一种啮齿类，一种非啮齿类。那么小分子化药相关种属选择的依据是什么呢？相信大部分朋友第一反应就是药物代谢角度，考察受试物在不同种属中的代谢产物种类和比例与人体的相似性。这个答案，对，但又不全对，就这一话题，稍微展开聊下。

 

本文分体外和体内两部分展开，主要参考《Species selection for nonclinical safety assessment of drug candidates Examples of current industry practice》一文。

 

体外

 

体外药理

 

靶点同源性、信号通路/作用机制、靶点表达、亲和力、功能活性、靶点组织分布是体外药理部分重点考量的6个因素。据统计，药企将以上因素作为新分子实体化药相关种属选择依据的比例分别是85%、85%、69%、62%、54%、54%。

 

以分子胶为例，分子胶化合物发挥作用最关键的因素是与E3连接酶复合物底物，如CRBN的结合。通过不同种属的CRBN序列比对，大鼠/小鼠和人的CRBN相似性为95%，而食蟹猴和人的CRBN的相似性可达100%。如按照生物药的种属相关性比对情况，与人的相似性大于85%以上，可认为该种属与人的相关性高。但是对于分子胶所结合的CRBN来说，因分子胶是小分子，分子量较小，虽然在与蛋白结合时，并未受到靶蛋白作用位点和口袋的制约，但是与CRBN的结合也是尤为关键的一步。而大鼠/小鼠与人的CRBN出现序列差异的位置，却是目前大多数度胺类似物分子胶分子的重要结合位点。所以，不能单纯以序列相似比例作为绝对依据，需要评估具体结合位点的序列异同。

 

再举个亲和力的案例。很多朋友可能奇怪，大部分化药不是通过进入胞内发挥作用吗，在相关种属选择时怎么会涉及亲和力问题呢。其实，有些小分子就结合在受体或靶点蛋白的胞外区。比如有个治疗偏头痛的明显靶点是CGRP受体，针对该靶点既有抗体药物，也有小分子药物，而且已经上市。这个靶点的小分子药物是结合在CGRP受体的胞外区，通过阻断CGRP与CGRP受体的结合发挥药理学作用。以其中一个药物rimegepant为例，为确定相关种属，开展了与人、食蟹猴、狨猴、犬、小鼠和大鼠CGRP受体的亲和力研究，Ki分别为33pM、60pM、90pM、43nM、104nM、209nM。可以看出犬、小鼠和大鼠中的亲和力远低于其他种属。故，一般毒理试验非啮齿类动物种属选择的猴。

 

ADME/PK

 

体外ADME/PK可以分成5个方面进行分析，大部分企业，也就是占比最高的证据是不同种属间代谢产物的相似性，92%的企业会将这一数据作为种属选择的核心依据。占比最低的是靶器官或组织与血浆的药物比例。其它重点考量因素还包括不同种属间的血浆蛋白结合率、药物清除率、预测的消除半衰期，如下表所示。

 

如果有合适的技术手段或工具，69%的企业会将种属特异性毒性考察作为种属选择依据之一。

 

体内

 

体内药理方面，绝大多数企业会选择PK/PD数据（77%）和药效结果（62%）作为相关种属选择的依据。毕竟，受试物如果在一个种属中能够产生药理学活性，发挥预期作用，大概率就是相关种属。为什么说大概率，而不是肯定呢，因为还要考虑到这一模型的临床相关性。

 

体内ADME/PK方面，超过半数企业会将生物利用度（100%）、清除率或t1/2（77%）、药时曲线形状（69%）、剂量比例关系（54%）作为种属选择的依据之一。另有46%企业会将雌雄PK差异作为依据。PK决定了药物能否在目标种属中达到充分暴露，所以生物利用度太低，比如种属中吸收差或者犬对某些口服药物呕吐敏感影响暴露等，均对该种属能否用于毒理学研究造成影响。还有些小分子是通过醛氧化酶、N-乙酰基转移酶或CYP2C9代谢，而犬不表达这些酶，在相关种属选择中需要考虑这个因素，可以转而选择小型猪。如果硫酸化结合是受试物体内的一个重要代谢路径，则小型猪就不在考虑之列，因为小型猪体内葡萄糖醛酸化结合远大于硫酸化。

 

毒理学角度判定种属是否相关的依据包括给药途径的适用性、历史背景数据、毒性敏感程度、解剖学和生理学差异、制剂辅料的耐受性和伦理考量、毒理结果的人体相关性等。比如从毒性敏感程度看，犬对拟交感神经和降压药物敏感，容易产生心脏毒性，通过以上途径发挥作用的受试物就不适合采用犬开展毒理学研究。再看制剂辅料方面的案例，犬对制剂处方中含有吐温80、Kolliphor® HS 15或Kolliphor® ELP的辅料非常敏感，会发生过敏反应，影响毒理评价。有些动物福利和伦理方面的问题也要考虑，比如在小型猪身上重复静脉推注或输注给药，涉及留置套管的手术植入，但这些操作在犬中不适用。又如，某些企业出于伦理考量，在小型猪和犬都是相关种属的情况下，会优先选择小型猪。非人灵长类动物的地位就更特殊了。另外，为什么历史背景数据会作为依据之一呢，很简单，如果同类药物已经有丰富的动物试验经验和数据，相关种属选择就要容易很多。

 

所以，小分子化药的相关种属选择不能只从代谢一个角度分析，需要综合判定。

 

 

 

来源：药理毒理开发

关键词： 化药