过去40年里，已有数百种单克隆抗体获批上市，其中59种获美国FDA批准用于癌症治疗。肿瘤领域单抗的非临床开发通常以非人灵长类动物（NHP，主要为食蟹猴或恒河猴）为相关种属。然而，NHP供应始终紧张，新冠疫情更使可用资源大幅受限。FDA于2022年发布临时指导原则，建议“只要科学上成立，可用其他种属替代NHP”，并可用经科学论证的替代模型完成发育与生殖毒理（DART）评价。该指南虽已被撤回，但其影响依然存在。除供应问题外，使用NHP还涉及伦理争议，国际上正推进“3R”原则（替代、减少、优化）。

 

另外，很多肿瘤治疗单抗靶向已知抗原，如CD20、HER2、VEGF、EGFR、CTLA-4以及PD-1/PD-L1等。单抗对选定抗原具有高度特异性，且已有现成的非临床和临床药理学及毒理学数据。对于这类成熟靶点的单抗药物，进一步开展大量非临床安全性研究不太可能为人体风险评估提供新信息，因为基于现有数据即可明确新分子的靶点特异性毒性/安全性特征，这与生物类似药的研究方法类似。因此，采用简化的非临床安全性策略（如减少研究数量、剂量组数量或每组动物数量）以减少NHP使用是合适的，且应得到鼓励。IQ DruSafe工作组面向会员企业发起调查，探索肿瘤药物减少NHP使用的可能性，并分享了4个案例，一起来看下。

 

1、通过WoE分析减少毒理学研究NHP用量

企业依据ICH S9/S6指导原则，采用多种策略降低NHP使用量，核心方法是“证据权重”（WoE）评估靶点特征，从而缩减非临床毒理学研究规模。

 

1.1减少研究“数量”

12家企业（66.7%）凭借WoE获得药监机构（DRA）认可，成功减少了一般毒理学研究的项目数。其中4家指出延长给药周期不会发现新的毒性；2家以“抗药抗体（ADA）影响暴露量”为由豁免3个月毒性研究；2家引用已上市药物的大量毒理/临床数据；1家因候选抗体对NHP无交叉反应而缩减研究；1家将1个月与3个月研究合并，在3个月研究中设置1个月中期解剖组。

 

1.2缩小研究“规模”

8家企业（44.4%）获得≥2次DRA认可，可减少剂量组数或取消恢复期动物；2家（11.1%）获得1次认可。大多数企业结合内部/公开的非临床与临床数据，并以3R原则为依据，减少剂量组或删除恢复期。

 

1.3晚期开发阶段DART研究的减免

当NHP是唯一相关种属时，是否开展DART研究取决于多重因素。企业同样采用WoE评估：77.8%的受访者至少一次利用WoE获得DRA认可，得以减少或豁免非临床DART研究。最常见依据为靶点已知生殖毒性风险。

 

2、减少NHP使用的具体实践经验

2.1首次人体试验（FIH）前的剂量探索（DRF）或非GLP毒理学研究

 

绝大多数公司（94.4%）会在1个月GLP毒理学研究前进行DRF或非GLP研究，其中：11.1%（2家）“始终”进行；55.6%（10家）“经常”进行；27.8%（5家）“偶尔”进行；仅5.6%（1家）“从不”进行。

研究类型方面：50%（9家）为终末性研究（需处死动物）；33.3%（6家）为非终末性（动物存活）；11.1%（2家）不适用。

非终末性研究的再利用：27.8%（5家）将NHP用于后续非生物药毒理学研究；22.2%（4家）用于药理学、PK/PD或培训；3家公司若可行（如检测ADA），会将NHP用于其他生物药研究。

 

2.2 NHP 1个月GLP毒理设计

66.7%（12家）维持3个剂量组；33.3%（6家）根据靶点生物学和预期安全性减少剂量组。

动物数量：无公司减少至每组<3只动物/性别；5.6%（1家）偶尔增加动物数量。

 

2.3 NHP3个月GLP毒理研究策略

若1个月研究无新发现或仅有已知毒性，44.4%（8家）会缩减3个月研究规模：比如减少剂量组，50%（9家）减少至<3个剂量组。又如取消恢复期，33.3%（6家）仅在1个月研究中设恢复期；16.7%（3家）在1或3个月研究中择一设置；27.8%（5家）仍坚持两项研究均设恢复期。再如，38.9%（7家）通过WoE评估争取豁免3个月研究（如ADA影响暴露、无毒性、与预期毒性一致等）。

 

临床数据的关键作用：77.8%（14家）认为实时临床数据比动物数据更有意义，原因包括：

1）临床剂量可能超过NHP剂量（种属敏感性差异）；

2）患者治疗周期已超4周；

3）临床无安全性问题可豁免长期动物研究。不过，如果临床有新的发现，应补充开展动物研究。

 

实际上，83.3%（15家）在3个月研究中未发现新的临床相关毒性；即使出现新发现，也多为预期药理作用，未影响临床计划。

 

2.4直接开展3个月研究的替代策略33.3%（6家）曾跳过1个月研究，直接进行3个月研究（基于长期暴露的潜在风险）。未采用此策略的公司大多因IND申报时间限制，若无时间压力，更多公司愿考虑此路径以减少NHP使用。相比于根据1月GLP毒理研究结果，再行调整3个月毒理研究设计，直接开展3个月毒理研究的策略至少会减少很多与监管机构的沟通成本和注册风险。不过，如果没有充分的预试验或者对靶点和药物的充分了解和信心，直接开展3个月毒理研究对剂量、给药频率等设计要求还是很有挑战的。

 

案例

案例一：PD-1单抗

这是一个在帕博利珠单抗（Keytruda）与纳武利尤单抗（Opdivo）获批上市几年后进入临床的PD-1单抗项目。其非临床毒理学研究方案遵循ICHS6与S9指南，用于支持后续的生物制品上市申请（BLA）。

 

研究设计与动物使用

 

DRF：终末性设计，2个剂量组+1个溶媒对照组（1只/性别），共使用6只NHP。

 

IND申报的1个月GLP毒性研究：3个剂量组+1个溶媒对照组。主研究组，3只/性别/组。恢复期组，溶媒对照和高剂量组各2只/性别/组。中、低剂量未设置恢复期组动物。总计：32只NHP（较传统涉及节约8只动物）。

 

6个月长期毒性研究：2个剂量组+1个溶媒对照组（4只/性别/组），不设恢复期。总计：24只NHP。省却1个剂量组和恢复期动物，16只。

 

选择6个月而非3个月是为了支持未来可能超出ICH S9范围的适应症。

 

生殖与发育毒性评估：采用文献为基础的WoE方法满足监管要求；同时在6个月研究中纳入性成熟猴，以评估潜在生育力影响。

 

监管反馈：完整毒理学数据包已获美国FDA与欧洲EMA的初步认可，可支持BLA与上市许可（MAA）申请。

 

案例2：HER2双抗固定剂量皮下复方制剂

本项目为一种含渗透增强剂、用于皮下注射（SC）的两种重组人源化抗HER2单抗固定剂量复方制剂的开发案例。猜测为曲妥珠单抗、帕妥珠单抗或类似物。

 

适应症：联合化疗用于HER2阳性乳腺癌患者的新辅助与辅助治疗；联合多西他赛用于HER2阳性转移性乳腺癌患者。

 

单抗背景：两种单抗分别靶向HER2胞外域的不同、非重叠表位，无竞争结合；两药均已作为静脉注射单药上市（一种按体重给药，一种固定剂量）；其中一种单抗也已获批固定剂量SC给药；两药虽获批联合使用，但尚未以固定剂量复方制剂形式上市。

 

重组人渗透增强剂本身也已获批用于SC给药。

 

非临床策略（IND→BLA/MAA）

 

基于两单抗既往完整的NHP毒理学数据；

 

仅需补充以下两项研究：

 

小鼠HER2阳性乳腺癌异种移植模型中的联合药效概念验证研究；

 

哥廷根小型猪中的桥接药代动力学研究（模拟SC给药后的生物利用度）。

 

监管沟通：未事先与监管机构达成正式协议，但在审评过程中，成功回应了所有监管问题，最终BLA与MAA均获批。

 

案例3：靶向PD-L1的双抗

本品用于实体瘤免疫治疗。

 

靶点：两个免疫检查点，结合两条已临床验证的通路，旨在提高疗效、降低“on-target off-tumor”毒性；

 

开发策略符合ICH S9。

 

非临床挑战：其中一个结合臂不与NHP交叉反应，缺乏相关动物种属；传统需做1个月重复给药毒性研究（ICH S9），但无可评价种属。

 

毒理替代策略：使用与临床候选分子结构/功能相似的与NHP有交叉反应的前体分子开展了16天NHP研究，显示耐受良好，所见效应均为预期药理作用。

 

体外数据：

1）临床候选分子已完成体外药效、特异性、选择性验证；

2）文献与同类分子证据；

3）汇总3个同靶点双抗的非临床数据（亲和力等同或更高）：结果与16天NHP毒理研究结果一致，未发现新风险。

 

PK建模：用前体分子建立PK模型，模拟临床候选分子的暴露与受体占位。结合已上市单抗的临床PK数据，估算受体表达水平，推算安全起始剂量。

 

监管沟通（FDA）：无需重复给药毒性研究，但IND须完整提供体外药理学数据；无可评价种属的证明；文献WoE分析（两个单靶点在生理/疾病中的作用及潜在毒性）；PK建模细节与假设；用于支持起始剂量的已发表临床数据，需附直接比较的药理学数据。最后，FDA同意开展人体试验。

 

案例4：T细胞衔接器（TCE）

该分子为第二代“后备”T细胞衔接器（TCE），靶向实体瘤；

 

与已获批的首代分子作用机制、靶点相同，仅结合域经工程改造以提升制剂稳定性；

 

开发时，首代分子已完成BLA申报并获得FDA正面反馈，随后正式获批。

 

根据ICH S9，理论上，Ⅰ期临床需提交1个月重复给药毒性研究。

 

首代分子已按ICH S9完成了1个月+3个月NHP研究，结果仅见极轻微靶点相关效应，无药物相关不良反应。

 

后备分子的简化策略：

1）体外药理、靶点结合、非临床PK与首代分子高度一致；

2）可直接利用首代分子的临床PK与安全性数据推算安全起始剂量；

3）无需再开展新的NHP毒性研究（理由：重复研究不会提供额外安全信息）。

 

FDA反馈：同意豁免1个月NHP毒性研究；IND中只需汇总首代分子的毒理学结果；说明后备分子与首代分子的差异（若可能影响安全性解读）；若用模型推算首次人体剂量，需提交模型细节与假设；若引用首代分子或其他同靶点/同机制抗体的临床数据，需提供直接可比的药理学数据。

 

来源：药理毒理开发

关键词： 肿瘤药物 毒理研究