探索性新藥臨床試驗的回顧與展望

崔英子，謝雁鳴，楊海淼*，楊　薇

(1.長春中醫藥大學附屬醫院，長春 130021;2.中國中醫科學院臨床基礎研究所博士后流動站，北京 100070)

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探索性新藥臨床試驗的回顧與展望

崔英子1,2，謝雁鳴1，楊海淼1*，楊薇1

(1.長春中醫藥大學附屬醫院，長春 130021;2.中國中醫科學院臨床基礎研究所博士后流動站，北京 100070)

基于創新藥物研發成本-效益風險的控制訴求，除了一種以早期獲得人體PK/ADME 信息以及高效篩選先導化合物為目的藥物研發的新方法(也被稱為0期臨床試驗/探索性臨床試驗)，國內外亦開展了一些利用0期臨床試驗方法的研究，為探討0期臨床試驗作為一種新的藥物研發技術在實際應用的可行性提供了參考。

探索性臨床試驗；回顧；展望

基于醫生、患者對高效、安全的創新藥物熱切期盼，以及制藥企業對藥物研發成本-效益風險的控制的訴求。“早發現、早淘汰”成為藥物研發的新趨勢，藥研人員不斷尋找新的方法來評估那些潛在的新藥，并不斷優化現有的開發策略。基于上述需求，一種以早期獲得人體PK/ADME信息以及高效篩選先導化合物為目的研發新理念逐漸形成，由于其基本理念是在正式開展Ⅰ期臨床前，給予受試者遠低于預期臨床劑量的微劑量，進行先導化合物的篩選和生物標志物的評估，也被稱為0期臨床試驗/探索性臨床試驗。

1　概念

FDA在《探索性臨床試驗指導原則》明確了探索性臨床試驗(exploratory investigational new drug，eIND)的概念，即eIND研究是早于I期臨床試驗、非常有限的人體藥物暴露，且無治療和診斷意圖的研究，亦稱為“篩選研究”或“微劑量研究”，也被稱為“0期臨床試驗”。其特點在于“3 個有限”，即有限的受試人數、有限的劑量范圍、有限的研究周期[1]。

2　研究設計思路及適用范圍

2.1eIND研究方案比較eIND研究最初僅有一種方案設計，即EMA最初提出的微劑量試驗，經過不斷的探索和實踐，ICH公布了5種eIND臨床研究設計方案。

2．1．1微劑量試驗微劑量試驗又可細分成2種不同的方案設計。第一種方案設計使用的較為普遍，是應用不產生藥理作用的極低劑量的候選化合物，評估其在受試者體內的藥代動力學(pharmaco kinetics,PK)或藥效動力學(pharmaco dynam-PD)參數。FDA指南定義的微劑量是指低于根據動物實驗數據獲得的候選藥物產生藥理學作用劑量的1/100的劑量，最大劑量≤100 μg。并規定蛋白制品的最大劑量≤30 nmol。ICH進一步明確微劑量的定義是單次給藥劑量，或是多次給藥劑量的總和。無論是起始劑量還是最大劑量，總劑量不能超過100 μg。第二種設計方案則是指可以給予受試者5種以內的候選化合物，每種藥物最大劑量≤100 μg，每種藥物劑量小于理想藥理劑量的1/100，且5種藥物的總量≤500 μg(每種藥物之間要有超過實際或預期的半衰期的洗脫期)。這兩種方案設計均可以探索人體PK參數，研究候選藥物與靶點結合受體的結合效果以及應用正電子發射型計算機斷層技術(positrom emission tomograghy,PET)研究給藥后組織的分布情況。而后一種方案可以使用更少的放射性標記物[2]。這兩種方案需要的臨床前數據測試要求較少，進行結構活性評估后，一般不需要進行基因毒性試驗(抗癌藥物)[3]。

2．1．2單劑量試驗第三種方案為亞治療劑量或是達到預期治療劑量的單劑量研究。起始劑量需要建立在臨床前試驗中對高敏感物種的毒性測試以及藥理學有效劑量的預期之上。并且需要考慮地域問題和人體初始劑量的情況。最大劑量不能超過安全性暴露劑量的1/2。并且必須考慮臨床試驗前的毒性研究結果。

2．1．3多劑量試驗第四種方案則是應用接近治療范圍的給藥劑量給藥14 d以內，探索人體的PK及PK參數，且不以耐受性研究為目的。此外還給出了起始劑量和最大劑量的設計思路，最大給藥劑量不超過無可見有害作用水平的1/50，或達到1/2藥時曲線下面積/血藥濃度。并要求在臨床前試驗中選擇嚙齒類和非嚙齒類動物進行連續14 d的毒性研究。第五種方案也是應用接近治療范圍的給藥劑量，給藥14 d以內且不超過非嚙齒類動物實驗的給藥時間，探索人體的PK及PK參數，且不以耐受性研究為目的。對于臨床前實驗的要求劑量遞增試驗，并且檢測體質量、生化學、血液學和組織病理學指標。結合現有研究結果，認為eIND研究適用范圍有以下幾點[4]：1)治療窗較寬，有助于起始劑量的篩選，增加探索性臨床試驗的安全性。2)作用靶點明確，在試驗中可以產生預期效果，尤其是在極低劑量和短時間暴露的情況下能夠產生預期的效果，得到理想的PK/PD數據。3)生物標記物明確，由于研究樣本數量小，具有確切的生物標記物，方可靶向觀測。因此一般認為只有在極低劑量給藥和治療劑量給藥條件下呈現線性特征，eIND才具有研究的意義和價值。尤其適合于一些沒有治療藥物或治療方案不合理的疾病，特別是罕見病的治療更具意義。目前eIND研究較多的應用在腫瘤、艾滋病領域。

2.2優勢和意義1)有限的人體暴露、有限的給藥劑量、有限的研究時間探索候選藥物的靶標特征，淘汰無效候選藥物，節省時間、經費資源，集中應用在更有優勢的候選藥物上。2)提供了一種對于候選藥物進行選擇的途徑，選擇出最具潛力的先導化合物。可以用于某些研發失敗的藥物的二次開發，開展藥物定位，增加藥物可利用性。3)盡早了解候選化合物在人體的代謝特征，確定其臨床前研究中觀察到的作用機制與人體研究中作用機制一致。對于非臨床安全性研究的動物選擇、提高動物實驗結果的預測價值[5]，應提高臨床研究的安全性。4)應用影像技術探索候選藥物的生物學分布特征。5)提早獲得的PK信息可有助于規劃Ⅰ期臨床研究的給藥劑量，減少Ⅰ期臨床研究用于選擇劑量及劑量范圍的受試者數量，也可以使Ⅱ期臨床研究的患者及早接觸到更安全有效的藥物并及早淘汰藥物特性差的藥物[6]。6)提早獲得的PD信息可有助于探討藥物的潛在效果，明確疾病相關治療靶點，提高研究成功的可能性，并進一步驗證其臨床前實驗數據得到的藥效作用機制。7)所需要的臨床前研究資料有限，縮短實驗室研究與臨床研究的轉化時間。

3　實施難點和局限性

目前而言，eIND研究多數集中在腫瘤、艾滋病、心血管疾病、神經系統疾病等個別研究領域。鑒于其實施需要明確的生物標記物和生物靶點，因此使用范圍相對有限，需要研究方法的深入探索以擴大其使用范圍。

微劑量檢測需要一定的技術條件配備，這些技術方法在應用時各有利弊。目前應用的主要分析方法包括定量分析方法:加速器質譜儀測定法(zccelerator mass spectrometry AMS)、高效液相色譜串聯質譜儀測定法(liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry，LC/MS/MS)和電感耦合等離子體光學發射光譜儀測定法(inductively coupled plasma-optic emission spectrometer，ICP-OES);半定量分析方法：正電子發射計算機斷層顯像儀(positron emission tomography，PET-CT)、免疫測定法(Immunoassays)和分子印跡(molecular imprinting polymer，IMP)。AMS檢測靈敏度最高，可以檢測到fg/ml水平的血藥濃度，但需要標記同位素限制了其廣泛開展[7]。

如果候選藥物的微劑量和臨床劑量的PK呈非線性，則eIND研究可能很難預測臨床劑量，其產生的陰性結果可能導致候選化合物的探索失敗，這種失敗反而會延緩研發速度，推遲藥物的上市時間，無形增加了研發負擔。由于eIND研究不以治療獲益為目的，因此對于此種研究的倫理學討論亦是爭論所在，并且可能會影響到受試者參與研究的動機[8]。

4　研究進展

eIND研究提出后，相關研究開展并不多。美國國家癌癥研究所于 2007 年首次開展了雅培制藥有限公司研制的抗腫瘤藥 ABT-888 的0期臨床試驗。從批準到研究完成并獲得了關鍵性的生物化學及人體藥動力學數據只用了 5 個月的時間。試驗完成后可直接進行與其他抗癌藥聯合使用的Ⅰ期試驗，為研究者至少節約了 1 年時間[5]。Tripep 公司在研制一種治療艾滋病的創新藥物進退兩難之際，選擇了微劑量研究，給予8名健康受試者口服或靜脈注射100 μg的藥物，評價該藥物的ADME。結果顯示該藥具有良好的生物利用度，大大降低了其后續研究的風險[9]。此后陸續有研究人員就不同的研究目的開展0期臨床試驗探索。CREAM研究是一項大型全面的微劑量研究，評估了華法林、ZK253、地西泮、咪達唑侖及紅霉素這5種臨床前資料難以預測PK參數的藥物，結果顯示其中3種藥物的微劑量PK結果很好的預測了治療劑量下藥物的PK參數。其中華法林和紅霉素沒有得到如期結果，考慮原因是紅霉素血藥濃度變異因素太多，華法林在治療劑量給藥時結合度已經成飽和狀態[10]。LaPPIN等對18種藥物進行微劑量試驗與治療作用劑量下試驗比較，發現其中15種具有線性關系[11]。Chen等對兩種抗艾滋病藥物進行了線性藥動學研究。結果顯示，替諾福韋具有較好的藥動學特征，齊多夫定在微劑量給藥和正常劑量給藥下不具有線性特征[12]。此外還有很多研究人員就0期臨床試驗實施的技術手段進行了研究，例如放射性14C 標記的化合物可以用來在人體內測定腸道對藥物的吸收[13]。高敏度液相色譜-質譜聯用法(LC-MS /MS)可以用來在人體內測定微量化合物及有關的代謝物[14]。

國內亦有團隊就0期臨床試驗開展了各種探索。鄭維義等在臨床前研究中發現了3個備選化合物生物等效性和藥效均優于已上市的降壓藥，因此采用0期臨床試驗來進行化合物的優選。并建立了定量檢測下限為5pg/ml LC-MS/MS方法，同時采用原化合物口服，穩定性同位素13C的化合物靜脈注射計算絕對生物利用度。實驗結果顯示與上市藥物相比，三個備選化合物均有較好的生物利用度，其中一個化合物被選擇進行I期臨床試驗[15]。王進等選用已上市的抗腫瘤藥物甲磺酸伊馬替尼作為研究藥物開展了0期臨床試驗，研究結果顯示，伊馬替尼0期微劑量研究的藥代動力學參數能夠在一定程度上反映藥物的分布和消除特點，且微劑量研究中無任何臨床和實驗室不良事件發生，提示0期臨床試驗從保護受試者角度具有特別的意義[16]。

5　應用展望

近年有研究對全國73家醫院近5年藥物臨床試驗情況進行了初步調查，結果顯示目前2 000個創新藥臨床試驗中，首次人體試驗僅占調查項目總數的13.9%[17]。提示目前我國創新藥物臨床試驗大部分是非首次人體試驗。這也與國內長期以來的藥物研發思路有關，大多數制藥企業多是以仿制藥研發為主，缺少具有自主知識產權的新藥。一方面是與制藥企業的研發能力有關，另一方面也與藥物研發的高風險使得對于藥物研發投入的缺失有關。

0期臨床研究試驗前僅需要有限的毒理研究，且給藥劑量極低，有限的受試者和有限的研究周期，以及較小的潛在臨床試驗風險使得新藥早期研發和篩選的成本能夠得到控制。由于其可以較早的獲得候選化合物對靶點的活性和毒性、人體 PK(藥代動力學)數據，因此有利于更早地進行研發決策，以及預測后續臨床試驗的劑量等，對創新藥物的研發有很大的幫助。

基于“十二五”和“十三五”“重大新藥創制”科技重大專項的推動，2020年我國在新藥專項上的總投入將達到上千億人民幣。因此需要鼓勵更快更有效的研發新藥，使患者更早的獲益，不斷尋求新的思路和方法完善和發展快速篩選、降低成本、減少風險的創新藥物研發體系，促進更多的創新藥物上市。而0期臨床試驗不失為一項較好的手段，對于提升醫藥創新能力具有極大的推動作用。中醫藥在國內應用源遠流長，且國內中藥資源豐富，中藥現代化與二次開發更是推動醫藥產業快速發展的重要命題。然而目前我國創新藥物臨床試驗主要以化學藥品為主，中藥占比不到10%，且以中藥6類(未在國內上市的重要、天然藥物復方制劑)為主[17]。提示我們更需要大力加強中藥創新藥物研究。中藥在長期的臨床使用中已經積累了相當多的經驗，具有可操作性，可控性較高，因此可以考慮應用亞臨床劑量或微劑量試驗來幫助確定中藥研發的方向性。特別是對重大疾病如腫瘤、艾滋病等進行藥物的早期篩選。

但是作為一種新的探索性研究方法，我國尚沒有適合國內創新藥物研發的臨床試驗指導原則，也尚未出臺有關探索性臨床試驗研究的規范和法規。指導原則中一般要求使用相對成熟的技術、方法，能夠被業內廣泛接受。但0期臨床試驗對于研究方案的設計、實施、測試儀器的靈敏度和精確性以及對結果確認的可靠方法學驗證均有較高的要求，這也是國內開展0期臨床試驗的一個制約瓶頸。但任何新生事物都需要在具體的實踐中進行檢驗，相信隨著國內對于創新藥物需求的不斷提升，藥物研發相關法律政策的出臺，以及研究人員對于0期臨床試驗方法學的不斷探索，0期臨床試驗定能在創新藥物的研發中發揮其重要的作用。

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Retrospect and prospect of exploratory new drug clinical trials

CUI Yingzi1,2,XIE Yanming1,YANG Haimiao1*,YANG Wei1

(1.The Affiliated Hospital to Changchun University of Chinese Medicine,Changchun 130021,China;2.Institute of Basic Research in Clinical Medicine,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100070,China;)

Based on innovative drug research cost-benefit risk control demands.Except an early human PK/ADME information and efficient new method for screening lead compounds for the purpose of drug development,also known as the 0 phase of clinical trial/exploratory clinical trials.At domestic and abroad has carried out some study conducted by 0 phase of clinical trial method,and to explore 0 phase of clinical trials as a new drug research and development technology in the reference for the feasibility of practical application.

exploratory clinical trials;retrospect;prospect

10.13463/j.cnki.cczyy.2016.05.059

“重大新藥創制”科技重大專項-中藥新藥臨床評價研究技術平臺建設(2012JX09303017-002);吉林省中醫藥重點研究室“中醫藥臨床評價重點研究室”。

崔英子(1981-)，女，博士,主治醫師,中國中醫科學院博士后流動站，主要從事藥物臨床試驗及臨床科研相關研究。

楊海淼,博士研究生導師，電話-(0431)86177876

R288

A

2095-6258(2016)05-1046-04

2016-03-07)