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减少实验猴使用:FDA 政策与工业界实践策略回顾

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从FDA现代化法案2.0到3.0,大的趋势是减少药物研发过程中的动物使用,推动行业向“无动物实验”方向发展。2025年4月,FDA宣布计划逐步取消单克隆抗体和其他一些药物的动物试验要求。2025年12月2日,FDA发布了单抗的简化研究指南草案,该草案只针对单抗,不包括多抗、ADC。2026年5月29日,FDA进一步发布了一项指南草案《Oncology Pharmaceuticals: Streamlined Nonclinical Safety Studies for Biologics and Conjugated Products》,即肿瘤药物:生物制品与偶联药物的简化非临床安全性研究。这一次把CD3介导的T细胞衔接器(TCE)、ADC和成熟靶点PD-(L)1均囊括在内。可以看到,FDA的决心很大,动作也很快,层层递进,快速覆盖确定性比较强的生物药种类。融合蛋白、TCE以外的多抗,这些靶点比较复杂,结构也比较多样的产品,虽然难以一以概之,可以套用该草案中的其他建议。群里有朋友也在围绕这一指南展开讨论。今天借这个指南草案的发布契机,结合FDA及工业界已经公开的资料和数据,一起来看下简化非人灵长类使用的一些可能路径。

FDA这个草案重点聚焦于特定肿瘤药物的3个月毒理学研究。企业可就3个月一般毒理学研究提出替代方案,比如开展非致死性毒理学研究(不杀)、旨在减少动物数量的替代研究设计(减量),或针对靶点已充分阐明的产品采用证据权重(WoE)风险评估以替代动物研究(不做)。适当时,这些方案可辅以新方法学(NAMs)。简单说就是红色标记的这三个关键词。不杀其实就意味着动物数量不需要那么多,减量的意思的是杀,但可以减少每组动物数量或者组别数量,不做指的就是单纯的豁免。当然,FDA还建议可以在IND阶段直接开展3个月毒理学研究,以替代分别开展1个月和3个月毒理学研究,从而减少动物使用,算是减量的一种策略。

再看下FDA对具体产品的具体建议:

· 对于生物制品,动物毒理学研究应采用药理学相关种属。药理学研究应证明肿瘤药物与分子靶点的结合并产生预期药理效应。若无药理学相关种属,安全性评价可基于证据权重(WoE)风险评估,替代动物毒理学研究。

解读:这段话的其中一个争议点在于如何处理靶点人源化动物,即生物药不与啮齿类、非啮齿类动物目标靶点结合,但是有靶点人源化动物,是更多依赖体外工具推进,还是依然要用转基因动物开展研究。如果没有靶点人源化动物,是不是企业就不用苦哈哈硬要开发这类工具了。

· 对于在啮齿类与非啮齿类动物中均具有与人相似药理活性的生物制品,一般毒理学(1个月和3个月)研究可仅在一种啮齿类动物中开展,并酌情辅以证据权重风险评估。

解读:这点是一个很大的进步。因为很多生物药具备啮齿类结合能力,过往思路是要在一种啮齿类+一种非啮齿类动物组合中开展研究。如果这个思路落地,以后只需要在啮齿类动物中开展即可了。而且,这个思路一旦落地,除非不同种属靶点差异,客观上不能开发出有啮齿类结合活性的候选分子。否则,企业都会想办法开发具备啮齿类结合活性的候选分子,极大降低后期开发成本。不过,这里面也有个bug存在,如何判断“与人具有相似药理活性”。毕竟,很多生物药即使与啮齿类动物靶点结合,亲和力也不如人类靶点。最好能有些公认的药效、PD或生物标记物等作为证据,并与监管进一步沟通确认。

· 对于PD-(L)1阻断单特异性抗体,产品慢性效应评价可基于证据权重风险评估,替代3个月毒理学研究。此外,在具备合理依据的情况下,1个月毒理学研究可采用非致死性设计并辅以证据权重风险评估。

解读:这点基本没啥太多用。现在基本没有太多PD-(L)1单抗在研了。PD-(L)1/IL-2、PD-(L)1/4-1BB、PD-(L)1/VEGF等多抗是否在覆盖范围内估计还要监管机构申请。这点本质上属于成熟靶点的肿瘤药物减少毒理研究中非人灵长类使用的策略,之前工业界发表过支持性证据,下文细讲,只不过FDA这个指南只放出来PD-(L)1这一个靶点,后续估计会适用于更多成熟肿瘤靶点,包括一些双抗。

· 对于CD3双特异性T细胞衔接器,产品慢性效应评价可基于证据权重风险评估,替代3个月毒理学研究。

解读:这类TCE类药物,FDA此前对2006-2018年期间的相关IND申请开展过回顾性数据库分析。在选取的40项IND中,85%(34/40)未开展3个月毒理学研究。未开展的原因包括:缺乏相关毒理学相关动物种属(34项中有7项因此未开展1个月毒理学研究)、ADA形成影响药物暴露等。而且,34项IND中,超过5000名患者接受了BsAbs治疗,且未开展3个月毒理学研究并未导致不利的监管决策。剩下6项开展了3个月研究的毒理学试验,但这些研究未提供额外价值,因为观察到的效应可通过短期非临床毒理学研究、I期临床数据和/或靶点生物学特征预测。基于此,FDA肿瘤学部门提出,WoE方法或可作为评估患者慢性毒性的可接受方法,且WoE综合评估可基于现有数据,包括靶点特征(来自已发表文献和/或开展的药理学研究)、短期研究数据及临床数据。

· 对于携带细胞毒性有效载荷的抗体药物偶联物(ADC),若有效载荷安全性已充分表征(例如与已上市ADC的有效载荷相同)且有效载荷为毒性主要驱动因素,3个月毒理学研究可仅在啮齿类动物中开展,无论ADC是否与靶点抗原结合。啮齿类研究可酌情使用ADC或有效载荷。若抗体靶点为新靶点且啮齿类动物不发生靶点结合,还应提交证据权重风险评估。

解读:大多数情况下,ADC观察到的毒性主要由载荷驱动,同一连接子-载荷类别的抗体偶联药物,无论其连接的抗体或适应症如何,其毒性特征、剂量限制性毒性和最大耐受剂量通常相似。不过,过往经验认为,当ADC需要开展3个月研究,且ADC的抗体部分可与啮齿类和非啮齿类动物都结合时,且该分子在不同种属中的毒理学特征具有可比性,生物药物的更长周期毒理研究可在啮齿类动物中进行。FDA本次草案,对这一要求进一步放宽,只要满足载荷安全性充分表征,且毒性主要由载荷驱动,那么无论ADC抗体部分是否结合啮齿类靶点,3个月长毒就可以申请只在啮齿类动物中开展。当然,如果抗体是新靶点,自然不能完全确定毒性由载荷驱动,需要提交支持性证据,比如短期重复给药毒性试验结果。

下文附上FDA及工业界过往对于成熟靶点肿瘤药物、T细胞衔接器、ADC类药物减少非人灵长类动物使用的支持性资料。

成熟靶点的肿瘤药物减少毒理研究中猴使用的路径和4个案例

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。

企业依据ICH S9/S6指导原则,通过WoE评估靶点特征,多策略降低非人灵长类(NHP)使用量。

在缩减研究方面,66.7%企业凭WoE获药监机构认可,减少一般毒理研究数量,比如豁免3个月毒理研究。依据包括延长给药未发现新毒性、ADA影响暴露量、参照上市药数据、无交叉反应及合并1个月与3个月研究。44.4%企业多次获批缩小研究规模,通过减少剂量组、取消恢复期动物,结合3R原则与内外数据支撑。77.8%企业借助WoE减免NHP为唯一相关种属时的DART研究,核心依据为靶点生殖毒性风险明确。

针对3个月GLP研究,44.4%企业在1个月研究无新发现或仅有已知毒性时,会考虑缩减规模。这其中,50%减少剂量组,33.3%仅在1个月研究设恢复期,38.9%通过WoE豁免3个月研究。77.8%企业认为实时临床数据优于动物数据,83.3%企业在3个月研究中未发现新临床相关毒性。33.3%企业直接开展3个月研究以替代1个月研究,可减少NHP使用与监管沟通成本,但对试验设计要求更高,受IND申报时间限制,多数企业未常规采用。

所以,对于成熟肿瘤靶点,要么通过WoE,如延长给药未发现新毒性、ADA影响暴露量、参照上市药数据等,争取豁免3个月毒理研究。即使开展3个月毒理试验,也会寻求减少剂量组、取消恢复期等减少动物使用的策略。

这篇资料还给出了4个案例,其中就包括PD-1单抗、PD-1双抗。

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2HER2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4T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。

肿瘤类TCE减少非人灵长类使用的策略

CD3双特异性抗体(CD3‑BsAbs)是重要的肿瘤治疗药物,可同时结合T细胞表面CD3与肿瘤细胞表面抗原,拉近T细胞与肿瘤细胞并激活T细胞,实现肿瘤杀伤。自20世纪60年代概念提出以来,该领域发展迅速,2014年首个CD3双抗blinatumomab获FDA批准,目前已有多款产品获批用于血液肿瘤与实体瘤,临床在研双抗中75%用于血液肿瘤、33%用于实体瘤,部分也探索用于自身免疫病。

CD3在物种间保守性低,非人灵长类(NHP)通常是CD3‑BsAbs唯一相关动物模型,其非临床评价高度依赖食蟹猴。

2023年,FDA与IQ DruSafe联盟针对肿瘤药(含CD3‑BsAbs)开展调查,探讨在保障安全性前提下减少NHP使用的路径,重点关注试验设计、ADA对暴露的影响、证据权重(WoE)方法及监管反馈,已发现多项可优化空间。

调查重点关注CD3-BsAbs较高的ADA发生率如何影响3个月NHP研究的开展(如因暴露丧失[LoE]和/或免疫原性导致过敏反应及/或不良临床或病理发现)。

调查面向IQ DruSafe及3Rs-TPS组的26家成员企业发放,共收到19家企业的回复。其中4家企业表示无CD3-BsAbs开发经验,其余15家企业针对37个项目提交了调查回复,但并非所有参与者都回答了全部问题。

支持首次人体试验(FIH)的研究方法

33个项目(33/37)在非人灵长类动物中开展了支持FIH的研究,且NHP是这些项目唯一药理学相关动物种属。

30个(91%)支持FIH的动物研究周期为1个月。多数项目(19/33,58%)设置4个组(3个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组)。部分项目(10/33,30%)设置3个组(2个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组)。21个项目(21/33,64%)在FIH支持研究中纳入了恢复组,13个项目(62%)的恢复组包含2个组(1个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组),8个项目(38%)的恢复组包含4个组(3个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组)。

总结下,大部分TCE IND阶段开展1个月短期重复给药毒理研究,且多数采用常规的1+3剂量组设计,也有很大比例只设置2个剂量的给药组。大部分项目会设置恢复期,但多数仅在1个给药组和对照组保留恢复期。

支持II/III期试验的研究方法

开展支持II/III期试验的研究时,NHP均为唯一使用的具有药理学相关性的种属。33个项目中,12个(36%)在NHP中开展了支持II/III期的研究,10个项目(83%)研究持续时间为3个月。12个项目中,5个(42%)设2个组(1个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组),4个项目(33%)设3个组(2个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组),3个项目(25%)设4个组(3个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组)。12个研究中,只有4个(25%)纳入了恢复组,3个(75%)的恢复组包含2个组(1个CD3-BsAb剂量组+1个溶媒对照组)。

总结下,只有小比例TCE(36%)开展3个月更长周期给药毒理试验。即使开展,给药剂量组也会做简化,通常是1个或2个,而不是传统的3个。即使开展,只有很少比例研究会设置恢复期,且即使有恢复期设置,也只在1个给药组和对照组保留。再直白点讲,大部分TCE成功豁免3个月毒理,即使开展也会大幅简化设计。这可能也是为什么FDA会在指南草案中提出对于CD3双特异性T细胞衔接器,产品慢性效应评价可基于证据权重风险评估,替代3个月毒理学研究。

不开展支持II/III期试验的理由主要与LoE、免疫原性相关。开展支持II/III期试验的考量除了ADA低,暴露量足够外,还包括需要表征FIH支持研究中未充分明确的毒性发现;符合ICH S9指南要求;咨询后收到美国或非美国监管机构(RA)的预期或要求。当然,开展了3个月毒理研究的TCE,大部分未较1个月毒理发现新毒性。

与监管机构(RA)的沟通互动

(一)证据权重(WoE)评估的提交情况

33个开展FIH支持研究的项目中,17个(52%)向美国和/或非美国RA提交了WoE评估,请求豁免支持II/III期的毒性研究。12个项目(71%)提交WoE评估的理由包括:FIH支持研究中多数动物因ADA出现完全和/或部分LoE;对靶点(表达、药理学、安全风险)理解充分;短期研究中无毒性发现,或毒性发现明确且不随时间进展(如2周与1个月研究结果相似);充足临床数据未显示额外担忧;无交叉反应动物种属。

WoE评估提交时机存在差异:6家企业在I期末提交,3家在I期启动前提交,8家在I期期间提交。

(二)监管机构对WoE评估的反馈

17个项目中,13个项目(76%)的WoE评估被美国及非美国RA接受,同意豁免支持II/III期试验。

1个项目的WoE评估未获FDA认可,理由为:ADA对暴露影响轻微(主要在高剂量组),动物无明确过敏反应可排除继续给药,且1个月研究发现有限,但无法排除长期暴露的新发现(即使靶点水平不随时间升高);此外,当时该项目的肿瘤相关抗原(TAA)研究不足也可能影响反馈。

3个项目(3/17)收到“基于RA反馈的有分歧回应”,非美国机构态度更保守,导致多次沟通和/或未接受WoE评估:

1个项目:最终所有RA认可WoE评估,但需多次沟通。韩国食品药品安全处(MFDS)最初要求3个月研究,理由为人类与NHP靶点亲和力差异不足、ADA对药代/药效影响不明,后因企业提及FDA和EMA已认可而同意;中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)最初依据ICH S6指南提出ADA检测不能单独作为终止研究的依据,企业经额外沟通后达成共识。

2个项目:所有RA未达成一致,最终开展3个月研究。其中1个项目FDA和EMA同意豁免,但中国CDE以“并非所有动物产生ADA、ADA对药效影响不明”为由反对;另1个项目1家RA无异议,1家RA因“ADA对暴露影响不明、临床数据不足”反对。

下表列出了更多的CD3双抗3个月毒理研究开展情况及豁免理由。


FDA回顾性分析与CD3-BsAbs开发的未来建议

为评估在CD3-BsAbs开发中减少动物使用的可能性,FDA此前对2006-2018年期间的相关IND申请开展了回顾性数据库分析,结果于2022年美国毒理学学会(ACT)年会上公布。

3个月毒理学研究开展情况:在选取的40项IND中,85%(34/40)未包含3个月毒理学研究。未开展的原因包括:缺乏相关毒理学物种(34项中有7项因此未开展1个月毒理学研究)、ADA形成影响药物暴露,或药物仍处于早期开发阶段。

临床应用与监管决策:34项IND中,超过5000名患者接受了BsAbs治疗,且未开展3个月毒理学研究并未导致不利的监管决策,表明监管方采用了综合安全性评估方法支持患者治疗。

已开展3个月研究的价值:对6项开展了3个月研究的IND分析发现,这些研究未被认为具有信息价值,因为观察到的效应可通过短期非临床毒理学研究、I期临床数据和/或靶点生物学特征预测。

FDA肿瘤学部门提出,WoE方法或可作为评估患者慢性毒性的可接受方法,且WoE综合评估可基于现有数据,包括靶点特征(来自已发表文献和/或开展的药理学研究)、短期研究数据及临床数据。同时指出,若开发过程中出现特定临床安全性问题,可按需开展额外非临床研究(计算机模拟、体外或体内研究)。

综上,该数据分析表明,在CD3-BsAbs的非临床毒理学研究中,可考虑采用可靠的WoE方法替代3个月毒理学研究进行人体风险评估。决策树如下所示。


ADC类药物减少非人灵长类动物使用的策略

根据ICH S9指南建议,为期4周的毒性研究足以支持癌症患者的I期(或首次人体)试验,而为期3个月的慢性毒性研究则可支持II/III期试验及上市。ADCs由靶向肿瘤抗原的抗体和具有细胞毒性作用的载荷偶联而成。与传统化疗不同,ADCs旨在选择性杀死肿瘤细胞,同时不损伤健康细胞。大多数情况下,观察到的毒性主要由载荷驱动,同一连接子-载荷类别的抗体偶联药物,无论其连接的抗体或适应症如何,其毒性特征、剂量限制性毒性和最大耐受剂量通常相似。Neff-LaFord等人(2024)研究了14种含有相同连接子-载荷部分的ADC,发现毒性特征相似,ADC的毒性通常与分子的抗体部分无关,主要由载荷驱动。所以也有人提出ADCs“平台”式思维,所谓ADC“平台”,指的是ADC的连接子-载荷部分保持恒定,而抗体部分则可变化,以实现对不同肿瘤相关抗原的靶向。

基于ADC非临床毒性和药代动力学的一致性,以及对“ADC的载荷是毒性驱动因素”这一认知,目前存在多种合理的机会来精简ADC毒理学研究方案,实现减少动物使用的目的(早期ADC毒理学研究方案如下图所示)。


ADCs的毒性可通过多种机制产生。它们可通过非特异性机制(如内吞作用和Fc/C型凝集素受体)进入细胞,导致不表达靶抗原的细胞和组织产生毒性。表达靶标的健康细胞在与靶抗原结合并内化后,也可能摄取ADCs。当细胞毒性载荷从抗体偶联药物中释放(无论是从死亡细胞中释放,还是在细胞外环境中释放游离载荷后),可能会发生旁观者毒性。释放的载荷随后可被周围细胞摄取,无论这些细胞是否表达靶抗原。

在为ADCs选择非临床毒性研究种属时,需考虑抗原结合情况、靶标在正常和病变组织中的表达与分布情况,以及连接子和细胞毒性载荷的生物学特征。通常,基于靶标的特异性及其在灵长类动物中的功能,NHP是评估ADCs潜在毒性最相关的种属。然而,对于毒性主要由小分子载荷驱动的抗体偶联药物,在非相关动物种属(通常是啮齿类)中进行毒性研究,可为新型细胞毒性载荷的毒性提供额外有价值的见解。此外,通过研究先前抗体偶联药物的毒性机制,我们可以获得重要知识,为未来抗体偶联药物的潜在毒性提供信息。因此,在抗体偶联药物的毒性测试中,有机会根据3R原则减少动物使用,同时又能保证产生的数据足够进行安全风险评估。

指南中已包含在特定情况下将测试种属从两种减少到一种的可能性。例如,对于针对快速分裂细胞的遗传毒性药物,在一种啮齿类种属中进行重复给药毒性研究可能被认为足够。此外,当抗体偶联药物的抗体部分仅与人及NHP的抗原结合时,仅在NHP中进行毒性评价是合适的(ICH S9和ICH S9 Q&A)。

来自Pfizer、GSK、Abbvie、Genentech、Merck、Eli Lilly、Gilead等药企的IQ相关工作组共计收到14家公司27个ADCs项目的反馈信息。主题包括支持含细胞毒性载荷ADCs研发的毒理试验设计(包括1个月和3个月NHP研究设计)、3个月大鼠研究(若有)与NHP研究结果的可比性、1个月与3个月NHP研究的可比性、大鼠和NHP研究结果对人类的可转化性等。

调查结果

同时在NHP和啮齿类动物中开展3个月毒理研究的项目

共有10个ADC项目同时在NHP和啮齿类动物中进行了3个月的研究。在这10个项目中,8个项目的相关动物种属是NHP,4个项目是啮齿类动物。那么NHP是相关动物种属的,为什么在非相关的啮齿类动物中开展毒理研究呢?不同企业给出的理由不同,部分企业希望评估抗原非依赖性毒性和/或脱靶毒性特征;另一些企业则将使用两种种属视为ADC研发的标准做法。在所有10个项目中,NHP和啮齿类动物中观察到的毒性均是由细胞毒性载荷(与靶向抗原无关)驱动的。

这10个ADC项目中,有8个在不同种属间得出了相似结果,而有2个项目的结果存在种属差异。在8个NHP和啮齿类动物毒性结果相似的项目中,(NHP和啮齿类动物中)观察到的所有毒性均由载荷驱动(与抗原靶点无关),且能转化到人类身上。在2个NHP和啮齿类动物毒性特征存在差异的项目中,两者的毒性均由细胞毒性载荷驱动,但只有NHP中观察到的毒性能转化到人类身上。

在1个月NHP毒理研究设计中,8个ADC项目设有4组(包括3个剂量组和1个对照组)。其中,7个项目每组每性别使用3只动物,2个项目每组每性别使用4只动物,1个项目未明确说明。10个项目中有9个在研究设计中包含了恢复期。

在3个月NHP毒理研究设计中,所有10个ADC项目均设有4组(包括3个剂量组和1个对照组)。这10个项目中,6个项目每组每性别使用3只动物,2个项目每组每性别使用4只动物,2个项目每组每性别使用3至5只动物。值得注意的是,所有这些项目在研究设计中都包含了恢复期。

仅在NHP中开展3个月研究的ADC项目

共有14个ADC项目仅在NHP中开展了长达3个月的毒性研究。其中,12个项目的1个月与3个月NHP研究结果相似:在这12个项目中,11个项目的毒性效应可转化至人类,1个项目的效应无法转化至人类。

另外2个项目的1个月与3个月NHP研究结果存在差异:其中1个项目仅3个月研究中观察到的毒性能转化至人类;另1个项目中,1个月和3个月研究的效应均能转化至人类。

在这14个项目中,11个项目的毒性被认为由细胞毒性载荷(与靶抗原无关)驱动,其余3个项目中毒性与载荷的关联尚不明确。

总体而言,调查结果显示,1个月与3个月NHP研究的靶器官毒性具有一致性,且对人类的可转化性较好。

关于本类项目的研究设计:

1个月NHP研究:11个项目设4组(3个剂量组+对照组),其余3个项目的剂量组数量不等(2-5组);10个项目每组每性别使用3只动物,其余4个项目的每组每性别动物数量差异较大;14个项目中有11个纳入了恢复期动物。

3个月NHP研究:7个项目设4组(3个剂量组+对照组),3个项目设3组及以下,4个项目设4组以上;10个项目每组每性别使用3只动物,其余4个项目每组每性别使用3-5只动物;9个项目纳入了恢复期动物。

仅在啮齿类动物中开展3个月研究的ADC项目

调查显示,有2个ADC项目在NHP和啮齿类动物中均开展了1个月研究,但仅在啮齿类动物中开展了3个月研究(无论大鼠是否为相关动物种属)。这两个项目中,NHP和啮齿类动物的1个月研究均观察到相似的、由载荷驱动的毒性特征,且均能转化至人类。

减少动物使用的可能机会

1)减少3个月NHP毒理研究

10个同时开展NHP和啮齿类3个月研究的项目中,8个项目的NHP与啮齿类毒性表现相似,且无论啮齿类是否为药理学相关动物种属均是如此。这一结果并不意外,因为含细胞毒性载荷的ADC的毒性主要由载荷驱动,通常不依赖于靶抗原。14个仅在NHP中开展3个月研究的项目中,12个项目的1个月与3个月NHP研究靶器官毒性相似,表明长期给药后仅少数项目(7%)发现新毒性。多数情况下,啮齿类和NHP非临床毒性研究中观察到的靶器官毒性能转化至人类。

以vedotin为例,无论vedotin ADC是靶向还是非靶向,其最高非严重毒性剂量(HNSTD)范围和毒理学特征都高度一致。对vedotin非临床毒理学数据的分析表明,3个月的研究所预测的与人类风险评估相关的毒性,与1个月的研究相同或更少。类似地,对142种单克隆抗体产品的评估发现,相对于首次人体(FIH)研究,只有少数(13.5%)慢性毒理学研究发现了影响临床开发的新毒性。这些数据表明,长期(3个月)研究的价值存疑,尤其是对于平台分子。

当然,不开展3个月毒理研究在科学上可能合理,但在现阶段是存在监管风险的。一种中间方案是仅开展3个月毒理研究,以替代传统的支持IND的1个月研究和后续的3个月研究,从而将动物使用数量减半。辉瑞团队认为,对于“平台”式ADC分子,1个月和3个月的研究可能对首个评估的分子具有科学和/或监管价值,但对于后续平台分子,若毒理学特征无差异,则可能仅需一项体内研究(1个月或3个月)。对于非新型且已有足够科学信息支持的载荷,无需重复评估释放的载荷;随着对“普遍可接受的科学知识(GASK)”的认可和明确,减少这些研究的机会可能会在公司间推广,而非仅限于单个公司内部。

综上,种属间毒性的一致性、1个月与3个月NHP研究中新毒性的稀缺性、毒性主要由载荷驱动且对人类具有可预测性等特征,为多数ADC项目取消3个月NHP研究提供了科学依据。需注意的是,肿瘤项目的3个月NHP研究通常用于支持3期试验和上市注册,且多在1/2期临床的初步人类安全数据获得后完成,因此已获得的人类安全性数据可能进一步降低3个月NHP研究的价值。

2)酌情采用低等物种进行ADC的3个月毒理学研究

当需要开展3个月研究,且ADC的抗体部分可与啮齿类和非啮齿类动物都结合时,且该分子在不同种属中的毒理学特征具有可比性,生物药物的更长周期毒理研究可在啮齿类动物中进行。这种方法在全球监管区域均被接受,并支持了一款ADC药物enfortumab vedotin (EV)的上市。由于EV在大鼠和NHP中的毒性特征具有可比性(即靶标相关的皮肤毒性,以及vedotin ADC常见的非靶标相关骨髓毒性),其3个月研究仅在大鼠中进行。

尤其对于无在靶毒性的ADC,鉴于毒性特征由载荷驱动,将啮齿类动物作为3个月毒理学研究的首选物种是合理的。且,已有研究显示,大部分ADC药物在大鼠和NHP中的毒性表现是相似的。

不过,需考虑载荷的代谢特征——需明确载荷在不同物种(包括人类)中的代谢差异,避免其影响该策略的可行性(如若载荷在NHP与人类中的代谢更相似,而与啮齿类存在差异,则需纳入考量)。

3)减少剂量水平或每组动物数

调查还收集了未来减少药物研发(尤其是肿瘤药物研发)中NHP使用的相关信息,重点关注含细胞毒性载荷ADC的NHP非临床研究设计要素,包括每组数量、每组动物数及恢复期组的纳入情况:

组数:1个月和3个月NHP研究的组数相对一致,多数ADC研究设1个对照组和3个给药组,仅少数项目1个月NHP研究使用更少组数。

每组动物数:1个月和3个月NHP研究中,每组每性别3只动物最为常见。尽管OECD指南建议非啮齿类(包括NHP)每组每性别使用4只,但多数制药公司在遵循ICH S9的肿瘤药物研发中采用每组每性别3只,且监管机构普遍接受这一做法,表明该数量能提供足够的安全信息以评估患者风险。当然,可根据科学需求调整动物数量(如考虑毒性发生率低、载荷/抗体靶点新、监管意见等因素)。另外,NMPA《药物重复给药毒性研究技术指导原则》要求更高一些,明确要求非啮齿类一般不少于5只/性别(主试验组3只,恢复组2只)。

恢复期组:多数ADC项目在1个月和3个月NHP研究中均纳入恢复期组。在24个同时开展1个月和3个月NHP研究的项目中,20个在1个月研究中纳入恢复期组,19个在3个月研究中纳入。但ICH S9及Q&A指出,恢复期组并非总是评估效应可逆性的关键,科学评估可逆性可能更合适。因此,基于调查数据,可通过减少恢复期组的使用,进一步减少1个月和/或3个月ADC研究中的NHP数量(具体需结合载荷新颖性、给药方案变化、给药途径变化等因素综合判断)。

此外,ADC的耐受范围通常较窄。当具有共同连接子-载荷的ADC已被充分表征且毒性特征明确后,在重复给药毒性试验中探索多个剂量水平对保障人类安全性的作用有限,也并不合理。故,相同连接子-载荷的平台式分子,更有机会降低组别数。

4)利用ADC载荷评估发育和生殖毒性(DART)及遗传毒性风险

如前所述,载荷驱动ADC毒性是普遍共识。尽管DART研究通常在大鼠和兔子中进行,但由于ADC的抗体部分可能在这些种属中无交叉反应,它们往往不适合用于ADC评估。Brentuximab vedotin(BV)和EV两款ADC的抗体部分均不结合大鼠。在大鼠中开展的MMAE(vedotin ADC的载荷)、BV和EV的胚胎胎儿发育(EFD)研究表明,毒性是非抗原依赖的,主要是MMAE的作用机制识引发的毒性。此外,vedotin ADC的一般毒理学研究已充分评估了生育力终点,无需单独开展研究。

对完整ADC重复进行DART评估(尤其是在有交叉反应的非人灵长类动物中)既无必要,也属于对动物的不当使用。然而,在大鼠中开展载荷的EFD研究具有相关性和合理性。此外,一些新型方法学(NAMs)也可以用于评估药物和化学品的DART风险,这些方法可能成为体内研究的合适补充,并最终替代体内研究。

对于载荷为微管抑制剂或拓扑异构酶抑制剂的ADC,考虑到其作用机制可预期具有生殖和发育毒性,无需动物研究的证据权重评估(WoE)即可充分告知患者潜在风险,尤其是针对晚期癌症开发的分子。

同样,遗传毒性风险评估应主要采用证据权重法、计算机模拟方法和/或体外研究(如Ames试验、微核试验)。若需要体内评估,可考虑将微核评估纳入一般毒理学研究。

5)将临床剂量选择的先验知识纳入特征明确分子的起始剂量推荐

在为同一类别新候选分子选择起始剂量时,应考虑先前评估过的可比分子的所有可用非临床和临床安全性及药代动力学数据。特别是在肿瘤领域,利用平台分子的临床数据可支持安全有效的剂量水平选择,避免为有严重未满足医疗需求的患者进行多次亚治疗剂量递增。例如,vedotin ADC的临床药代动力学和毒性特征高度一致。因此,包含大量临床数据的证据权重法已成功支持了多个vedotin ADC的I期起始剂量。根据给药方案,低于0.75mg/kg或未经体表面积调整、低于一致HNSTD(来自NHP毒理学研究)1/6的剂量水平,具有临床意义活性或安全风险的可能性较低,为患者利益着想应避免使用。

其实还有些策略可用,篇幅所限,不再展开,可以参考之前写的一篇

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