ADME即毒藥物動力學,是研究機體對外源化學物的吸收、分布、代謝(metabolism)及排泄過程。臨床前adme可指導前期藥物開發研究,是新藥研發的重要環節,一般采用動物試驗來進行新藥臨床前adme研究。美迪西生物醫藥是一家從事臨床前研究外包服務的公司,專門為客戶提供可定制的臨床前試驗服務方案。臨床前安全性評價是兒科藥物研發的一個必要和獨特的部分,人們會通過幼齡動物毒理學試驗來評估藥物在兒童用藥的安全性。
1、動物試驗的藥品、劑量選擇
試驗藥品選擇:試驗所用藥品應與藥效學和毒理學研究使用的藥品相一致;劑量選擇:藥效學和毒理學研究中所用的劑量,其高劑量最好接近最小中毒劑量,中劑量相當于有效劑量;給藥方式和途徑:應盡可能與擬定的臨床用藥一致。
幼齡動物試驗( juvenile animal study,JAS) ,主要目的是評估受試物對幼齡動物的生長和發育的作用,是否有與受試物相關的新的、獨特的毒性發現,或與年齡有關的敏感性差異,從而確定“關鍵的易感窗口期” ( critical window of
vulnerability);一旦觀察到受試物相關的影響,應確定其持久性和/或可逆性。
2、鑒于具體問題具體分析和科學驅動的原則,幼齡動物試驗的設計會有所不同。
一般情況下,在具備成年動物毒理學資料的情況下,一種動物種屬( 常選用大鼠) 可能足夠,一般在離乳前開始給藥,給藥期限一般為1~3 個月,每組動物數量很多( 取決于評價指標,沒有通用標準) ,取決于安全性擔憂還要包含大量和靈活設計的評價指標。
與常規的成年動物毒理學試驗相比,幼齡動物毒理學試驗更為復雜,沒有一個標準統一的設計,每個非臨床幼齡動物研究數據包都是專門適應于受試物的需求。
JAS 有不同種設計,根據目前所進行試驗的經驗,主要分為3種設計:
(1)在某些情況下,針對從成人/動物研究中已知的或預期的毒性影響,為解決確定的毒性問題/特別擔憂的針對性試驗設計;
(2)在大多數情況所采用的改良的常規毒理學篩選式試驗設計,以評估所有可能潛在的毒性結果;
(3)圍產期發育毒性和幼齡動物毒性的組合式試驗設計。
常規的圍產期發育毒性試驗是通過著床直至子代離乳對母體給藥,子代通過子宮內暴露和出生后哺乳期通過哺乳暴露。而該種組合式試驗子代的暴露方式是,出生前從著床開始通過子宮暴露,直至哺乳期某設定天通過哺乳暴露,在該設定天母體停止給藥、幼仔直接給藥而直接暴露。
在延遲兒科藥物研發計劃的情況下,進行年齡較大的 JAS 一般主要集中在已經確定的毒性靶器官。而進行離乳前 JAS,傾向于遵循篩選式試驗設計,即假定所有器官都是潛在的毒性靶器官。
3、幼齡動物試驗時間安排
關于時間安排,因為一個JAS 不僅需要前期調研、研究和討論,還需要預試驗和后期復雜的結果分析,因此耗費較長時間,從開始非臨床幼齡動物試驗的實施和報告到兒科臨床試驗開始為止,國外的一般經驗是計劃為期15 個月。
由于幼齡動物毒理學試驗的復雜性,且耗資多、 耗時長,所以一個良好的設計至關重要。在試驗設計時需要充分考慮多方面因素,包括比較發育特征、
種屬選擇、劑量選擇、毒理學評價終點指標、給藥期限、劑型開發、藥動學/毒代動力學以及實際操作問題等。
4、幼齡動物毒理學研究評價指標
通常,JAS 包含與成年動物一般毒理學試驗相同的評價指標,如臨床觀察、體重、攝食量、血液學、
血液生化學、尿液分析、眼科檢查、心電圖( 非嚙齒 類動物) 、臟器重量和系數、全面尸檢和組織病理學檢查。攝食量測定在 JAS 中僅限于離乳后動物,除了這些標準參數,還可能包含附加的神經行為功能測試、免疫毒性檢測和生殖功能評價。
JAS 通常包含恢復期,用以研究發現的持久性和/或可逆性,以將急性影響( 如中樞神經系統的變化) 與那些隨著發育的完成可能成為持久性的毒性區分開來。
5、幼齡動物毒理學試驗給藥可逆性研究
在幼齡動物毒理學試驗中,研究給藥所造成影響的可逆性非常重要。在發育臟器系統中的毒性反應,如中樞神經系統和免疫系統毒性,具有成為永久性病變的潛在危險。靈長類動物擴展的圍產期發育毒性試驗( ePPND) 中進行行為功能測試非常耗時,并會顯著增加整個研究周期。
6、毒代動力學采樣和暴露量的檢測
毒代動力學采樣和暴露量的檢測也是JAS 至關重要的部分,TK 數據在結果解釋中非常關鍵而且 TK 結果很難預知,因此整個試驗過程中需要進行 TK 分析。
然而,離乳前的嚙齒動物血液量有限,每個采樣時間點 TK 樣品可能不得不合并樣品,這可能會導致 TK 組動物數很多,甚至超過那些主試驗組。最近 TK 微量采樣技術的出現,使這種情況得以改善。
幼齡動物,特別是離乳前動物,通常對受試物比成年動物更敏感。由于確定性的幼齡動物毒理學試驗所需要的動物數量很多,謹慎的做法是先進行耐受性/劑量范圍探索試驗以選擇合適的劑量。
暴露量數據可能是不可預知的,需要在關鍵階段( 如離乳時) 進行適當的劑量調整,采用之前所進行的劑量范圍探索試驗所選擇的最優劑量水平。
7、種屬選擇
幼齡動物毒理學試驗設計的關鍵是種屬選擇、 對應于與臨床兒科人群的幼齡動物的年齡,以及所關注的靶器官。過去監管的重點是“后期發育中的 器官系統”,如中樞神經系統、骨骼生長、免疫、生殖系統、肺、腎、胃腸道、肝膽系統。然而,隨著針對罕見遺傳疾病的藥物開發的出現,這類藥從一出生即開始給藥就對兒童產生影響;近些年來對兒科專用/ 先是兒科適應癥的關注日益增加,這些適應證從離 乳前即開始治療,而此時兒科患者所有的器官系統正在發育過程中。
雖然在兒童/青少年患者中發現與成年人群不同的新靶器官的情況非常罕見,但是敏感性與成年人相比有顯著差異的情況并不少見。細胞色素 P450 酶、藥物轉運體和激素隨著發育而變化,造成藥物在吸收、分布、代謝和排泄(
ADME) 方面的差 異,是導致毒性反應敏感性不同的主要原因。
由于幼齡動物體積小和一些器官系統發育還不成熟,因此在幼齡動物試驗過程中,應隨著試驗的進展,靈活調整給藥劑量、給藥體積、以及可能的給藥途徑(如腸胃外給藥途徑)等。