藥物致癌性試驗

    S1B增補文件

   草案

    2021年5月10日專家共識

    征求意見中

ICH協調指導原則

藥物致癌性試驗指導原則增補文件

ICH S1B （R1）

ICH共識指導原則

本文件是對S1指導原則的補充，應與ICH S1A《藥物致癌性試驗的必要性》、S1B《藥物致癌性試驗》和S1C（R2）《藥物致癌性試驗的劑量選擇》結合使用。

COP瓶

1. 前言

1.1 適用范圍

本文件涵蓋了所有在S1A中描述的建議進行致癌性評估的小分子藥物。

1.2 增補目的

本文件通過引入原S1B指導原則中未描述的新方法，擴展了小分子藥物人體致癌性風險評估的測試方案。這是一種提供了具體的證據權重（Weight of Evidence，簡稱WoE）標準的綜合方法，該WoE標準可提示兩年大鼠致癌性試驗是否能夠為人體致癌性風險評估提供更多有價值的信息。該文件還增加了基于血漿暴露量比值的方法來設置rasH2-Tg小鼠試驗的高劑量1，與此同時，S1C(R2)指導原則中關于高劑量選擇的其他推薦方法仍然適用。

該綜合方法的應用將遵循3R原則（減少/優化/替代）減少動物的使用，并將資源集中到更加科學的、基于機制的致癌性評估上，同時促進創新性小分子藥物的安全并合乎倫理的開發。

1 rasH2-Tg小鼠由Central Institute for Experimental Animals（簡稱CIEA）的Tatsuji Nomura實驗室研發 (1). 該動物模型在S1B指導原則中被稱為TgHras2轉基因小鼠。該動物模型的官方名稱為CByB6F1-Tg(HRAS)2Jic，該小鼠是由C57BL/6JJic-Tg(HRAS)2Jic半合子雄性小鼠與BALB/cByJJic雌性小鼠交配獲得；同窩動物是tg/wt基因型的rasH2-Tg轉基因小鼠和wt/wt基因型的rasH2-Wt 野生型小鼠。

在過去20年中，與rasH2-Tg小鼠相比，S1B中提到的其他短期模型并沒有得到廣泛的應用，采用這些模型進行的藥物開發經驗非常有限。因此，S1B指導原則中提到的其他短期致癌性模型不符合基于血漿暴露量比值的高劑量選擇標準。

使用rasH2-Tg小鼠的野生型同窩幼仔即rasH2-Wt小鼠進行劑量范圍探索試驗和生成暴露數據是合適的。

1.3 背景

雖然S1B指導原則要求考慮藥物致癌性試驗方法的靈活性，但一般情況下推薦進行一項長期的嚙齒類動物研究。在實踐中通常是兩年大鼠致癌性試驗，伴隨第二種嚙齒類動物即小鼠致癌性試驗（兩年或短期研究）。自ICH S1B指導原則發布以來，隨著對腫瘤作用機制闡述的科學進步，對嚙齒類動物模型所具局限性的深入理解，以及通過對一些藥物數據庫的回顧性分析結果顯示，兩年大鼠致癌性試驗在某些情況下可能不會對人體致癌性風險評估提供更多有價值的信息。在這種情況下，對潛在致癌性風險的充分評估可通過對已有的藥理學、生物學和毒理學數據的全面評估實現(2-9)。

為確定這些回顧性分析得出的結論是否能夠在真實世界（即在獲得兩年大鼠致癌性試驗結果之前）中得到驗證，根據ICH S1（R1）RND《藥物嚙齒類動物致癌性試驗指導原則擬修訂稿-監管通知文件》開展了一項獨立的國際性前瞻性研究。這項研究結論證實：一種綜合的WoE方法可以用來充分評估某些藥物的人體致癌性的風險，替代為期兩年的大鼠致癌性試驗2。

此外， ICH S1C(R2)中兩年嚙齒類動物致癌性試驗高劑量選擇的暴露量比值終點法（動物與人血漿的AUC比值）尚未被全球接受用于rasH2-Tg小鼠試驗中。因此，應用現有信息對rasH2-Tg小鼠試驗的血漿暴露和試驗結果進行了綜合分析3。如第3節所述，分析結果表明，在該小鼠模型中，以超過50倍的暴露量比值作為高劑量選擇依據是沒有價值的。

2 將對前瞻性研究和結果進行總結；引用ICH網站有關RND和PEP的數據更新；以及指向以后的DRA文稿。這些新的引用將出現在第四階段版本中，并在此腳注中修訂。

3 該方法用于判定rasH2-Tg短期致癌性試驗的高劑量選擇是否實現充分暴露，類似于之前介紹的兩年大鼠和小鼠試驗(10,11)，以及與Hisada S, Tsubota K等撰寫的“基于現有數據對rasH2-Tg小鼠和兩年嚙齒類動物模型的致瘤敏感性調查”（稿件準備中）。初步總結如下：對開展6個月rasH2-Tg小鼠致癌性試驗和兩年大鼠致癌性試驗的50項藥物的結果進行分析，其中15項還進行了兩年小鼠試驗。13個rasH2-Tg小鼠試驗出現陽性結果，其中6個遺傳毒性致癌物在AUC暴露量比值或基于體表面積的劑量折算比（嚙齒類：人）0.1~3倍間出現陽性，另7個非遺傳毒性致癌物在1~50倍間出現陽性，且3/7是在暴露量比值超過25倍出現陽性。在13個開展了三種動物模型試驗的藥物中，rasH2-Tg小鼠比兩年大鼠或小鼠模型敏感性高20倍或低于10倍范圍內，而3/13個藥物在兩年大鼠試驗中是陰性結果。8/37個藥物采用rasH2-Tg小鼠在暴露量比值超過50倍（60至>200倍）時仍是陰性結果。11個化合物在兩年大鼠試驗中暴露量比值小于25倍情況下是陽性結果，但是在rasH2-Tg試驗中是陰性結果，其中，9/11是高劑量選擇在最大耐受劑量（MTD）且暴露量比值小于50倍，2/11個藥物暴露量比值超過50倍。11個藥物在大鼠體內觀察到的致瘤性與人體的相關性一直受到質疑。總之，當rasH2-Tg小鼠耐受高劑量暴露時，超過25倍似乎有一定價值，但總體證據表明超過50倍暴露就沒有意義了。（注：該段總結可能在Hisada等文章發表后被刪除）

2.  證據權重法評估小分子藥物的人體致癌性風險

在藥物開發過程中，申請人必須制定科學穩健的致癌性評估策略，該策略應同時考慮到關鍵的生物學、藥理學和毒理學信息。在2.1和2.2章節中介紹的綜合的WoE方法可能支持對受試物做出如下結論之一：

· 可能對人體具有致癌性，因此，將在該藥品的說明書中做相應說明，兩年大鼠致癌性試驗不會提供更多有價值的信息；

· 可能對人體不具有致癌性，因此，兩年大鼠致癌性試驗不會提供更多有價值的信息（對大鼠可能也不具有致癌性，或對大鼠可能具有致癌性，但其致癌機制已被充分了解且已知與人體不相關）；

· 對人體的潛在致癌性尚不明確，兩年大鼠致癌性試驗可能會對人體致癌性風險評估提供更多有價值的信息。

當WoE評估得出人體致癌性不明確的結論時，采用S1B所介紹的策略仍是最合適的，即開展一項兩年大鼠致癌性試驗和一項小鼠致癌性試驗（短期或兩年研究）。

2.1 WoE評估的考慮因素

WoE方法是基于對所有可能與潛在致癌性相關的公開來源數據和常規藥物開發研究數據的綜合評估?？紤]因素包括：

1) 基于藥物靶點生物學及原形化合物和人體主要活性代謝產物主要藥理學機制的提示潛在致癌性的數據。包括大鼠和人體的藥物靶點分布、從轉基因模型獲得的信息、人體基因相關性研究、癌基因數據庫和同類藥物的致癌性信息。

2) 提示脫靶風險。特別是致癌性風險（如：與核受體相結合）的原形化合物和主要代謝產物的次要藥理學篩查結果。

3) 受試物已完成的重復給藥毒性試驗（特別是大鼠長期試驗）的組織病理學數據。包括原形藥物和主要代謝產物的暴露范圍評估4。

4) 激素紊亂的證據。包括對藥物靶點和代償性內分泌反應機制的認知，重復給藥毒性試驗中內分泌和生殖器官的重量、大體和顯微鏡下改變數據，以及生殖毒理試驗的結果5。

5) 采用ICH S2(R1)《人用藥物遺傳毒性試驗和結果分析指導原則》標準進行的遺傳毒性試驗數據。可疑陽性會增加潛在致癌性的不確定性。

6) 符合ICH S8《人用藥物免疫毒性研究》的免疫調節證據。通常認為，標準的大鼠和小鼠致癌性試驗對于識別這種特定的人體風險是不可靠的 (12,13)。

上述WoE因素可能足以得出結論，即兩年大鼠致癌性試驗是否能為風險評估增加價值。然而，當一個或多個WoE因素顯示不確定或提示有致癌性風險時，申請人可開展研究來說明潛在風險與人體的相關性。可行的方法包括但不限于：

1) 追加的調查研究，或對原先研究中已收集標本的分析（如，特殊組織化學染色、分子生物標志物、血清激素水平、免疫調節特征的進一步分析、體外或體內替代實驗系統、新技術獲得的數據等）。

2) 在治療劑量和暴露量下的，提示人體機制相關性的臨床數據（如：尿液藥物濃度和晶體形成證據、臨床血漿激素變化的靶向檢測、人體影像學數據等）。

4 識別兩年大鼠致癌性試驗潛在致癌性需特別關注的大鼠長期毒性試驗的組織病理學結果包括：細胞肥大、細胞增生、持續性組織損傷和/或慢性炎癥、細胞病變、癌前病變和腫瘤。了解這些結果的可能的發病機制和/或說明其與人體的相關性是十分重要的。雖然已經證明大鼠長期毒性試驗數據對于評估兩年大鼠致癌性試驗的可能結果和價值的意義最大，但短期的大鼠試驗有時也能提供有價值的組織病理學結論。

來自非嚙齒類動物和小鼠的長期毒性試驗數據也可能有助于提供額外的背景信息，以說明大鼠研究結果與人體的相關性（例如，種屬特異性的機制差異），以及開展兩年大鼠致癌性試驗是否能提供更多有價值的信息。

5 如果病理學檢查觀察到內分泌和生殖組織的改變，包括萎縮、肥大、增生，或觀察到有統計學意義和生物學意義的與受試物相關的內分泌或生殖器官的重量改變，這類改變可認為是激素功能紊亂的證據，即使缺乏激素水平變化的記錄也是如此。這些發現可能暗示潛在的致癌性風險，除非經人體相關性的研究證實其不相關。

2.2 評估人體致癌性風險的WoE因素的整合

對上述WoE因素的綜合分析確定了標準兩年大鼠致癌性試驗是否有助于人體致癌性風險評估。盡管所有因素都可能有助于綜合分析，每個因素的相對重要性可能根據所評估的特定分子而有所不同。附錄1展示了基于ICH S1（R1）RND研究經驗的主要成果總結和案例，以說明如何將WoE因素整合在一起，以確定兩年大鼠致癌性試驗的必要性。

來自ICH S1 RND研究的經驗表明，同類藥物中其他化合物已明確的特征大大有助于評估與藥理學靶點調節相關的人體致癌性風險。然而，具有新藥物靶點的化合物（即首創藥物）也適合采用WoE綜合評估的方法。對于這類候選化合物，期望建立更高的證據標準，以消除對靶點生物學方面的擔憂。附錄1提供了一個案例，即某個抑制新靶點的藥物，其WoE評估得出結論是兩年大鼠試驗不會為人體致癌性風險評估提供更多有價值的信息。 

當WoE法評估得出結論認為進行兩年大鼠致癌性試驗不是必要的時，申請人應該向各擬申報上市地區的藥品監管機構（Drug Regulatory Agency,簡稱DRA）尋求一致意見。而當申請人決定根據ICH S1B進行兩年大鼠致癌性試驗時，就不必去咨詢DRA是否同意，也不必書面說明其開展該研究的理由。

2.3 小鼠致癌性試驗

采用小鼠進行的致癌性試驗，無論是兩年的還是ICH S1B中指定的短期轉基因模型，仍然是推薦的致癌性評估計劃的組成部分，即使是對那些經WoE綜合評估表明兩年大鼠試驗不會貢獻明顯價值的化合物6 。然而，在某些情況下，例如，當WoE評估強烈表明對人體無致癌性風險，且數據顯示在小鼠體內只能達到低于治療劑量、無藥理學活性的暴露量時，則可能不適合進行任何小鼠致癌性試驗。

針對大鼠的WoE方法不適用于豁免小鼠作為第二種嚙齒類動物致癌性試驗的動物種屬，因為：(1) 一般不采用小鼠進行6個月的長期毒性研究，因此， WoE方法無法實施，也沒有數據庫來證實這種方法；(2) 小鼠致癌性試驗結果往往與相應的大鼠致癌性試驗結果不同，所以無法直接外推；(3) 一項6個月的rasH2-Tg小鼠已經被認為是可接受的致癌性研究模型。

在歐盟（EU），當WoE評估表明兩年大鼠致癌性試驗不會提供更多有價值的信息時，也不推薦采用小鼠進行致癌性研究（無論是兩年試驗還是短期試驗）。

3. rasH2-Tg小鼠致癌性試驗高劑量選擇標準的說明

實踐中，針對該小鼠模型，在缺乏劑量限制性毒性或ICH S1C(R2)中列出的其他劑量設計標準不適用時，采用血漿暴露量（AUC）比值作為高劑量選擇終點的方法尚未被全球接受。因此，對采用rasH2-Tg小鼠模型的50種化合物的試驗數據進行了分析，得出的結論是超過50倍的血漿AUC暴露量比值（嚙齒類動物 :人）對于支持致癌性評估是沒有價值的。因此，S1C(R2)中針對兩年嚙齒類動物致癌性試驗高劑量選擇的所有標準，包括血漿AUC暴露量比值（除了rasH2-Tg小鼠研究要求50倍而非兩年常規嚙齒類動物研究中的25倍外），均適用于rasH2-Tg小鼠致癌性試驗。S1C(R2)中的其他方面也適用于rasH2-Tg小鼠。