本文件提供了評價藥物潛在致癌性方法的指導原則。
迄今為止,對于評價藥物的潛在致癌性,歐盟、日本、美國三方的管理要求均規定進行兩種嚙齒類動物的長期致癌試驗,一般為大鼠和小鼠。由于這些試驗費用高并需使用大量動物, ICH有責任探討是否能在不影響藥物對人體安全性的前提下減少用于進行長期致癌試驗的動物種類。
本指導原則應與其他指導原則一起閱讀,特別是:
S1A:藥物致癌試驗必要性的指導原則
S1C:藥物致癌試驗的劑量選擇
是否可以長期嚙齒類動物的致癌性試驗來評價化合物(包括藥物)對人類的潛在致癌性,目前正在接受關鍵性的考察。從 70 年代早期開始,很多研究顯示試驗程序的多樣性可使一些物質在嚙齒類動物中出現致癌性反應,但其中一些物質現在被認為與人類致癌危險性無關或相關性極小。本指導原則概括了評價致癌性的方法,可使需要進行此類評價的藥物避免了進行兩個常規長期嚙齒類動物致癌性試驗。大鼠和小鼠致癌性研究的相對價值,以及單用大鼠或小鼠是否會丟失評價藥物對人類致癌危險性的信息, 以上問題已在六項人用藥物數據的調查中提及。該調查由國際癌癥研究署(IARC)、美國食品和藥物管理局(FDA)、美國醫師參考手冊(PDR)、日本制藥商協會(JPMA)、歐盟藥品ZL協會(CPMP)和英國醫藥研究中心(CMR)進行。調查的范圍及其主要分析結論參見第 3 屆ICH會議(1995)紀錄。
如果在長期致癌試驗中得到與藥物治療不相關的陽性結果,將使所有當事人——注冊審評人員、藥物開發公司和公眾均進退兩難。進行一項長期致癌試驗(而不是兩項)可將部分資源用于其他方法,以揭示與人類相關的潛在致癌性。對一項長期致癌試驗和其他適當的試驗研究所得到的全部數據進行科學的評價和判斷,此方法被稱為“證據權重法”,可以提高判斷受試物對人體致癌的正確性。
本指導原則適用與所有在指導原則S1A中指出的需要進行致癌試驗的藥物。
對于生物制品參照指導原則S6。
藥物潛在致癌性試驗僅在獲得一定的關鍵信息后才進行,包括遺傳毒性研究的結果(指導原則 S2A 和 S2B)、用藥人群、臨床用藥方案(指導原則 S1A)、動物和人體藥效動力學(選擇性、劑量-反應關系)(指導原則 S1C)和重復給藥毒性試驗結果。如果任何種屬動物(包括非嚙齒類)的重復給藥毒性試驗可能表明受試物具有免疫抑制作用、激素活性或其他被認為對人體是一種危險因素的活性,那么這種信息就應在進一步評價潛在致癌性的試驗設計中予以考慮(注 1)。
選擇具體致癌試驗方法時應具體問題具體分析。鑒于致癌過程的復雜性,任何單一的試驗方法都不能預測所有人用藥物的潛在致癌性。
基本原則:
基本方案包括一項長期嚙齒類動物致癌試驗,加上另一項在 4.2.2 中提及的其他類型的試驗作為補充,以提供長期致癌試驗不易得到的其他信息。
應根據下述考慮選擇合適的動物種屬:
(a) 藥理學
(b) 重復給藥毒性
(c) 受試物的代謝特性(另見指導原則 S1C和S3A) (d) 毒代動力學(另見指導原則 S1C、S3A和S3B)
(e) 給藥途徑(如不常用的皮膚和吸入給藥途徑)
在缺乏確鑿證據時,推薦選擇大鼠,這一觀點在本文第 6節將有所討論。
附加試驗可選(a)或(b)(注2):
(a) 短期或中期嚙齒類動物體內試驗系統
應盡量使用能提供致癌終點的體內模型,可包括嚙齒類啟動-促進模型,或用轉基因嚙齒類動物致癌模型或新生嚙齒類動物致癌模型(注3)。
(b) 第二種嚙齒類動物長期致癌試驗仍認為是可以接受的(見參見第 4.2.1節) 。
應重點選擇一種有助于提供有價值的評價潛在致癌性的“證據權重法”作為首選的試驗方法。應闡述方法選擇時已獲得的信息,如藥效動力學、相對于人的暴露量以及其他相關信息。 方法選擇的合理性闡述應包括對所選方法的優缺點進行的科學討論(注 4)。
機理研究常有助于解釋一項致癌試驗中發現的腫瘤,并可預測其與人類的相關性。機理研究的試驗設計需要考慮受試物的特性和/或致癌試驗的相關結果。
進行這些試驗時,應評價劑量依賴性和致癌試驗的條件,建議包括:
可用形態學、組織化學或功能指標對有關組織進行細胞水平的研究。如果可能,可直接檢測細胞凋亡、細胞增生、肝細胞灶性變性或細胞間傳導的改變,并確定這些改變與受試藥物間的劑量反應關系。
血漿激素水平,如:T3/T4、TSH、催乳素;
生長因子;
蛋白結合,如與α2μ-球蛋白的結合;
組織酶活性等。
在某些情況下,可以驗證一種假設,例如激素失衡在另一個試驗中已經或至少部分已經得到補償。
對于標準遺傳毒性試驗組合結果為陰性,而致癌試驗有反應但無明確作用機理的化合物,可用合適的模型進行附加遺傳毒性試驗。附加試驗可包括改變代謝活化條件的體外試驗或測試誘導腫瘤靶器官的遺傳毒性損傷的體內試驗(如DNA損傷和修復試驗、32P 后標記、轉基因動物誘導突變)。
修改試驗方案有助于闡明受試物的致癌作用方式。此種試驗方案可包括采用多組受試動物,以研究中斷給藥的結果或給藥停止后細胞變化的可逆性。
在缺乏其他明確依據時,從以下幾點考慮,建議長期致癌試驗一般選用大鼠。
在六方面的研究分析中,應重視遺傳毒理試驗數據、腫瘤發生率、動物種系、給藥途徑和給藥方案、藥理或治療活性、開發和/或注冊狀況以及相關的終止開發的原因等信息。當然,這些信息可能會有相當部分的交叉重疊,但并不會妨礙得出有效的結論。
從分析中得到的主要結論是:
a.雖然小鼠腫瘤很少被視為藥物致癌性評估決策的唯一依據,但這種動物的數據有助于“證據權重”的判斷,并識別在兩種嚙齒類動物中引起腫瘤的化合物。
b.對僅在一種動物中有致癌作用的化合物,“僅在大鼠”中發生腫瘤的化合物數量約是“僅在小鼠”中發生腫瘤的化合物的兩倍。簡單地看,似乎大鼠比小鼠更敏感。
c.如文獻中的其他研究所述,藥物引起嚙齒類動物肝腫瘤發生率高,小鼠肝臟對非遺傳毒性化合物的高敏感性曾經是許多專題討論會的主題。現在已得出結論,這些腫瘤并不總與人類致癌危險性具有相關性,且可能引起誤導。
非遺傳毒性化合物在嚙齒類動物中的致癌作用以高度的種屬、 品系和靶器官特異性為特征,在致瘤閾值以上存在劑量-反應關系。近年來,機理研究使人們可以區分嚙齒類動物模型的特有反應和可能與人相關的反應。研究進展往往與對種屬特異性和組織特異性了解的增加有關。例如,受體介導致癌的重要性正進一步得到認識。這些進展大部分在大鼠研究中獲得,在小鼠研究中罕見。
就代謝特性考慮,大鼠和小鼠似乎都不很適合用于進行長期致癌試驗。但目前對藥代-藥效動力學的關系極為關注, P-450同工酶介導藥物生物轉化的研究發展迅速。大多數研究限于大鼠和人類,因此,參與生物轉化的 P-450同工酶的種屬信息對藥物評價很重要,但小鼠提供這一有關機理的信息的可能性很小。
6.2、 6.3兩個論題是關于試驗研究的可行性問題。 選用小鼠有很多不利因素,試驗需要采集一系列血樣、進行顯微手術或插管、稱取臟器等。采血時往往需要處死動物,這會需要增加很多額外的動物。
小鼠是目前短期和中期體內致癌試驗最多選用的動物。 當需要在一種以上動物中進行潛在致癌性試驗時,常選大鼠進行長期致癌試驗。
除上述情況外,可能在某些條件下,小鼠或另一種嚙齒類動物在作用機理、代謝或其他方面更適合用于長期致癌試驗進行評估人類風險評估(參見第 4.2.1節)。在這種情況下,也可使用小鼠進行短期或中期致癌試驗。
藥物對嚙齒類動物模型致癌作用的評價應依據腫瘤發生率和潛伏期、藥物在嚙齒類模型與在人體的藥代動力學比較以及其他輔助研究或機理研究(這些研究能提示已發現的作用與人體的相關性)結果。
考慮到試驗系統的科學性,應把上述任何試驗得到的結果看作為總的“證據權重”中的一部分。
1.體外試驗如細胞轉化試驗數據可用于化合物篩選階段。
2.短期或長期致癌試驗和遺傳毒性試驗以及其他數據提示一種藥物明確對人類具有致癌風險,通常不用再次進行致癌試驗。
3.致癌性評價的幾種試驗方法正處于研究評價階段。通常,這些方法的選擇應基于致癌機制,如其機制被認為與人類致癌有關,可用于人體危險性評估。這類試驗應作為對長期致癌試驗的補充并提供長期致癌試驗不能得到的額外信息。同時應考慮一定的動物數、動物福利和致癌性評價過程的總體經費問題。下面是一些符合標準的代表性方法,可根據進一步信息加以修改:
(a) 嚙齒類動物的啟動-促進模型。 一種檢測肝致癌原(和肝致癌因子修飾體)的啟動-促進模型,首先給予啟動劑,再給予數周的受試物。另一種為多器官致癌模型,首先給予 1~5種啟動劑,再給予受試物數月。
(b) 轉基因小鼠模型,包括 p53+/-缺失模型、 TgAC 模型、TgHras2 模型、XPA缺失模型等。
(c) 新生嚙齒類動物致腫瘤模型。
4.盡管附加體內試驗方法一般都符合注釋 3 所描述的標準,但對某些特定藥物并不一定全部適用。下面列舉一些應考慮的因素:
(1)模型得到的結果能否提供長期致癌試驗所不能得到的新的信息,以驗證致癌性損害和/或評價致癌風險?
(2)模型得到的結果是否與藥物、與藥物結構類似和/或作用機制相似化合物的已知致癌信息相關?這些相關信息包括遺傳毒性、有絲分裂原性、促進或受體介導作用等。
(3)藥物在動物模型中的代謝是否影響對人類致癌的風險評估?
(4)系統或局部暴露量是否足以與人暴露量相關?
(5)該模型應用于其期望用途的廣泛性如何?在使用任何新的體內方法測試人用藥物的潛在致癌性之前,評價該方法對于證據權重的價值非常重要。很多評價潛在致癌性的新的短期或中期試驗的方法學研究正在進行中(1997 年統計),包括選擇一些已知在嚙齒類動物中有致癌性且致癌機理明確但對人類認為是非致癌物的藥物。當這些研究有了結果時,有可能提出更明確的指導原則,以指出哪些試驗與人體致癌性評估最具相關性。
指導原則 S2A:遺傳毒性試驗的特殊性指導原則注釋
指導原則 S2B:藥物遺傳毒性試驗標準組合
指導原則 S3A:毒代動力學指導原則注釋:毒性研究中全身暴露的評價
指導原則 S3B:重復給藥的組織分布研究指導原則
指導原則 S6:生物制品的非臨床試驗