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01 前言
药物研发进程中,非临床药理毒理评价是评估候选化合物安全性的基石,为首次人体试验(FIH)提供至关重要的科学依据。该评价体系需遵循《药物非临床研究质量管理规范》(GLP),其核心在于系统揭示药物的吸收、分布、代谢、排泄(ADME)特性及潜在毒性风险。不同类型药物的研究策略虽有差异,但核心评价框架保持一致。
临床前药理毒理评价有哪些内容?
• 《药物非临床研究质量管理规范》(国家食品药品监督管理总局令第34号) 指出非临床安全性评价研究,指为评价药物安全性,在实验室条件下用实验系统进行的试验,包括:安全药理学试验、单次给药毒性试验、重复给药毒性试验、生殖毒性试验、遗传毒性试验、致癌性试验、局部毒性试验、免疫原性试验、依赖性试验、毒代动力学试验以及与评价药物安全性有关的其他试验。
单次给药毒性试验(急性毒性)
目的:明确单次或24小时内多次给药后产生的急性毒性反应特征及其可逆性,识别主要毒性靶器官。
意义:为重复给药毒性试验的剂量设计、临床起始剂量选择及急性中毒风险评估提供关键参考。
实验设计:需采用两种相关动物种属(特定情况如部分中药可用一种)、两种性别、健康成年动物。剂量设计方法多样(如最大耐受量法、固定剂量法、上下法等)。观察期通常不少于14天,密切监测临床症状、死亡、体重变化,终末进行大体解剖和组织病理学检查。
结果分析与评价:反应(时间、程度),剂量-反应关系,初步判断靶器官MFD、MTD、LD50。
《药物单次给药毒性研究技术指导原则》,CDE,NMPA,2014年.
重复给药毒性试验(长期毒性)
目的:全面描述动物长期重复暴露于受试物后的毒性反应谱,确定毒性靶器官、剂量依赖性和时间进程。
意义:预测临床不良反应、毒性靶器官、未观察到有害作用水平(NOAEL)、推测FIH和安全剂量范围。
实验设计:要求两种相关种属、两种性别动物。设置低(通常接近或略高于预期有效暴露量)、中、高(应能诱导明显毒性反应)剂量组及溶剂对照组。给药频率通常每日一次,试验周期需覆盖并支持拟开展临床研究的期限。监测指标全面,包括行为学、摄食量、体重、眼科、体温、心电图(ECG)、临床病理学(血液学、血生化、尿液分析)及详尽的组织病理学检查。
结果分析与评价:正确理解数据意义(均值/个体),正确判断毒性(剂量-反应关系/组内/性别差异);动物与人毒性反应差异;综合评价(药学、药效、药代、其他毒理学结果)。
《药物重复给药毒性研究技术指导原则》,CDE,NMPA,2014年.
遗传毒性试验
目的:检测DNA损伤及其损伤的固定,评估潜在的致突变和致癌风险。
适用范围:中药、天然药物、化学药物。
实验设计:通常采用以下组合之一:
标准组合试验(一):细菌回复突变试验(Ames试验) + 体外哺乳动物细胞遗传损伤试验(如染色体畸变试验、微核试验) + 一项体内遗传毒性试验(通常为啮齿类骨髓微核试验);
标准组合试验(二):Ames试验 + 两项使用不同组织的体内遗传毒性试验(如骨髓微核试验 + 肝脏彗星试验。
结果分析与评价:综合判断受试物是否具有遗传毒性潜力。
《S2(R1):人用药物遗传毒性试验和结果分析指导原则》,CDE,NMPA,2019年.
生殖毒性
目的:预测其药物可能产生的对生殖细胞、受孕、妊娠、分娩、哺乳等亲代生殖机能的不良影响,以及对子代胚胎-胎儿发育、出生后发育的不良影响。
意义:是药物非临床安全性评价的重要内容,是药物进入临床研究及上市的重要环节,对临床用药人群(尤其是育龄人群)的风险管理至关重要。
适用范围:所有药物,包括生物制品、用于传染性疾病的疫苗等。
不适用于:细胞治疗、基因治疗和组织工程产品。
试验安排:S5(R3)、ICH M3、ICH S6和ICH S9
评估范畴:完整生命周期(交配受孕、着床、硬腭闭合、妊娠结束、离乳、性成熟);Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段。毒代动力学(TK):妊娠动物、胚胎或胎仔、乳汁。
安全药理学
目的:识别药物在治疗剂量及以上范围内,对生理功能(特别是生命体征相关系统)产生的非预期药效学作用(不良反应)。
适用范围:所有药物,包括生物制品。
评价系统:重点关注中枢神经系统(FOB)、心血管系统(清醒动物血压、心率、ECG,体外hERG)和呼吸系统(频率、潮气量等)的功能评价
实验设计:通常在清醒动物上进行,单次给药,剂量需涵盖并超出治疗剂量范围以达到充分暴露。根据核心组合结果或化合物特性,可能需进行追加或补充试验(如对泌尿、胃肠系统的影响)。
《S7A:人用药品安全药理学试验指导原则》,CDE,NMPA,2019年.
致癌性试验
目的:识别受试物在动物中的潜在致癌性,并评估其对人体的相关风险。
实施情况:通常基于长期用药(≥6个月或频繁间歇性长期使用)、特定担忧因素(如阳性遗传毒性结果、明确免疫抑制或激素活性、特定患者人群、高全身暴露、结构警示、光致癌潜力等)进行评估。
危险因素:免疫抑制作用、激素活性
试验系统:大鼠首选,致癌模型动物,通常需第二种啮齿类(小鼠)。
潜在致癌性评价:评估肿瘤发生率、类型、潜伏期、剂量-反应关系,并与人体药代动力学特征进行关联性分析,判断人体风险。
《S1A:药物致癌性试验必要性指导原则》,《S1B:药物致癌性试验》 CDE,NMPA,2019年.
局部毒性试验
目的:评估非口服给药途径(如注射、皮肤、粘膜、眼、吸入等)对用药局部组织产生的刺激性、腐蚀性、过敏性反应,以及对全身产生的过敏性、溶血性等不良反应。
关键内容:局部刺激性/过敏性试验、全身过敏性试验、溶血性试验。
关键产出:明确给药途径相关的局部和全身安全性风险。
《药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则》,CDE,NMPA,2014年.
免疫原性试验
目的:评估治疗性蛋白、多肽及其衍生物(如抗体偶联药物ADC)诱发抗药抗体(ADA)的能力及其潜在后果(如中和活性、过敏反应、影响药效/清除)。
表现形式:中和药物活性,交叉免疫反应,过敏反应,细胞因子释放综合征。
研究内容:聚焦在抗药抗体的检测和表征,发生率、滴度、存续时间和中和能力。
检测策略:多层级分析(筛选,确证,滴度,中和活性)
分析方法:直接法、桥联法、均相结合法
《药物免疫原性研究技术指导原则》,CDE,NMPA,2021年.
依赖性试验
目的:评估药物产生精神依赖(渴求)和躯体依赖(戒断症状)的潜力,警示潜在滥用倾向。
适用范围:主要针对作用于中枢神经系统(CNS)的药物。
评估策略:早期评估(结构分析、靶点预测、PK特性)结合依赖性行为学试验(药物辨别、自身给药、戒断评价),常用大鼠模型。
依赖性潜力早期评估:化学结构、相关靶点、可通过血脑屏障
早期评估试验:受体-配体结合试验、药代动力学、药理和毒理学
试验系统:常用大鼠、两种性别;最高治疗剂量Cmax;阳性和阴性对照;Tmax时检测行为学
《药物非临床依赖性研究技术指导原则 》,CDE,NMPA,2022年.
毒代动力学
目的:在毒性试验中同步测定受试物在动物体内的全身暴露水平(AUC, Cmax等)及其持续时间,建立暴露量与毒性效应的关系。
意义:解释毒性反应、支持种属选择合理性、优化给药方案、量化靶器官暴露、桥接动物与人体安全性(为FIH剂量选择提供依据)、指导临床安全监测。
实施:通常伴随毒性试验,暴露量评估、毒代动力学参数(AUC0-T、Cmax、C(time) )、给药方案按长毒、样本采集、分析方法、数据统计与评价、报告(自身评价/毒性反应解释)。
《药物毒代动力学研究技术指导原则》,CDE,NMPA,2014年.
支持IND申报所需的试验
支持IND申报的关键非临床研究概览
为成功提交IND申请,需整合并提供以下关键非临床研究数据:
• 药理学:体内外主要药效学(作用机制验证、概念验证POC)。
• 分析学:经过验证的药物制剂分析方法和生物样品分析方法。
• 药代动力学:全面的体内ADME研究及体外代谢/相互作用研究。
• 毒理学(安全性评价核心):
- 安全药理学(核心组合:CNS、心血管、呼吸系统)。
- 一般毒性试验:剂量范围探索试验(DRF)及符合GLP规范的单次和重复给药毒性试验(试验期限不短于拟开展的临床研究给药期)。
- 遗传毒性试验(标准核心组合)。
- 根据药物特性和临床计划,可能需要的其他试验(生殖毒性早期试验、局部耐受性、免疫原性、依赖性潜力初步评估等)。
• 制剂安全性:根据给药途径和制剂类型,完成相应的局部耐受性/刺激性/过敏性等试验。
总结
非临床药理毒理评价是一个系统、严谨且高度法规化的过程。通过精心设计和执行上述关键研究,旨在全面阐明候选药物的安全性特征,识别潜在风险点(毒性靶器官、安全范围、特殊毒性如遗传、生殖、致癌、依赖风险等),并利用毒代动力学数据建立动物与人体暴露关联,为首次人体临床试验的安全启动奠定坚实的科学基础,最终保障受试者安全。各项研究的具体实施需严格遵循国内外相关技术指导原则的要求。
试验清单

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