药物毒理学生物药物安全性评价PPT精品文档

1、1 生物生物/ /基因类药物安全性评价基因类药物安全性评价 李玉倩李玉倩郑州大学药学院临床药学系郑州大学药学院临床药学系2生物技术药物的定义生物技术药物的定义广义广义: :生物技术药物一般是指利用生物技术药物一般是指利用DNADNA重组技术或其重组技术或其他生物技术生产的药物。他生物技术生产的药物。狭义：狭义：生物技术药物生物技术药物（biotechnology drugsbiotechnology drugs）是指）是指以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织作起始以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织作起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物

2、学技术和分析技术控制中间产物和成品质以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量制成的生物活性制剂。量制成的生物活性制剂。 34生物技术药物的发展现状生物技术药物的发展现状l发达国家生物技术增长速度约发达国家生物技术增长速度约25%30%，是，是整个经济增长平均数的整个经济增长平均数的810倍倍左右。左右。l超过超过60%的生物技术研究成果集中在医药领域，的生物技术研究成果集中在医药领域，并使生物技术药物成为制药产业中并使生物技术药物成为制药产业中发展最快、发展最快、技术含量技术含量最高的领域。最高的领域。l2006年的全球生物制药销售已超过年的全球生物制药销售已超过600亿亿美元，美元，其中

3、其中22个产品年销售额超过个产品年销售额超过10亿亿美元美元。52008年全球最畅销药物销售额排行榜年全球最畅销药物销售额排行榜 l医药市场上发生的一个医药市场上发生的一个重大变化重大变化是，在最畅销的处方药中，是，在最畅销的处方药中，生物生物技术药物正在崛起技术药物正在崛起。根据市场研究机构。根据市场研究机构Evaluate PharmaEvaluate Pharma公司提公司提供的市场汇编资料，供的市场汇编资料，20002000年，在全球十大畅销药物中，生物技术年，在全球十大畅销药物中，生物技术药物只有安进的药物只有安进的EpogenEpogen和强生的和强生的Procrit Procri

4、t （epoetin alfaepoetin alfa）。）。20082008年，在年，在Evaluate PharmaEvaluate Pharma列出的十大畅销药物中，有列出的十大畅销药物中，有5 5种生物种生物技术产品技术产品（AvastinAvastin，EnbrelEnbrel，Epogen/ProcritEpogen/Procrit，RemicadeRemicade和和RituxanRituxan）名列其中。）名列其中。Evaluate PharmaEvaluate Pharma预测，到预测，到20142014年，全球年，全球前前六大畅销药物均为生物技术药物六大畅销药物均为生物技术

5、药物，分别是，分别是AvastinAvastin，EnbrelEnbrel，HumiraHumira，RituxanRituxan以及赛诺菲安万特的以及赛诺菲安万特的LantusLantus（insulin insulin glargineglargine）和罗氏的）和罗氏的HerceptinHerceptin（trastuzumabtrastuzumab），而），而RemicadeRemicade在这份榜单上将占据第九位。这意味着，届时在这份榜单上将占据第九位。这意味着，届时全球十大畅销药物全球十大畅销药物中有中有7 7种是生物技术药物。种是生物技术药物。 时间时间: 2009-08-24

6、: 2009-08-24 来源来源: : 医药经济报医药经济报 6生物技术药物的发展现状生物技术药物的发展现状l国外：国外： 美国，美国，生物技术生物技术产产业化业化，在世界上处于领，在世界上处于领先地位。先地位。哺乳动物细胞哺乳动物细胞成为生物技术药物最重成为生物技术药物最重要的表达或生产系统。要的表达或生产系统。 欧盟国家，欧盟国家，生物技生物技术术工业工业紧跟美国，处于紧跟美国，处于蓬勃发展的开始阶段。蓬勃发展的开始阶段。7生物技术药物的发展现状生物技术药物的发展现状其它国家：古巴，日本，新加坡等。其它国家：古巴，日本，新加坡等。中国：生物技术行业整体水平已接近，部分领域中国：生物技术行

7、业整体水平已接近，部分领域达到国际先进水平。达到国际先进水平。同一产品，欧盟与美国批准时间比较同一产品，欧盟与美国批准时间比较发展初期，晚发展初期，晚56年年90年代后期，晚约一年年代后期，晚约一年最近两年，同步最近两年，同步8生物技术药物的特殊性生物技术药物的特殊性 1.1.结构确证不完全性：分子量较大，空间结构复杂。结构确证不完全性：分子量较大，空间结构复杂。 2.2.种属特异性：不同种属的动物的同类受体在结构种属特异性：不同种属的动物的同类受体在结构或功能上可能存在差异，导致或功能上可能存在差异，导致活性的差异活性的差异，甚至，甚至不不同的反应同的反应。需要采用相关动物进行安全性评价。需

8、要采用相关动物进行安全性评价。 3.3.多功能性：受体的广泛分布导致广泛的药理活性多功能性：受体的广泛分布导致广泛的药理活性和毒性作用。和毒性作用。 9生物技术药物的特殊性生物技术药物的特殊性 4. 4.免疫原性：指药物刺激机体形成特异性抗体或致敏淋免疫原性：指药物刺激机体形成特异性抗体或致敏淋巴细胞的性质。免疫原性是药物本身具有的性质巴细胞的性质。免疫原性是药物本身具有的性质, , 其其诱导的抗体反应常可以影响对药物毒性的客观评价。诱导的抗体反应常可以影响对药物毒性的客观评价。 5.5.免疫毒性免疫毒性: :指受试品引起免疫抑制或增强、过敏反应指受试品引起免疫抑制或增强、过敏反应或自身免疫反

9、应或自身免疫反应, ,可能与药理活性相关可能与药理活性相关( (如抗排斥药物如抗排斥药物) ) 或不相关或不相关( (如部分抗肿瘤药物如部分抗肿瘤药物) ) 。 免疫毒性和免疫原性评价意义重大免疫毒性和免疫原性评价意义重大, ,如免疫抑制可如免疫抑制可能会导致感染或对肿瘤的防御能力降低能会导致感染或对肿瘤的防御能力降低; ;免疫增强可能免疫增强可能会放大自身免疫反应或过敏反应。会放大自身免疫反应或过敏反应。10生物技术药物的临床前安全性评价生物技术药物的临床前安全性评价l目的：目的： 1.1.确定潜在的毒性靶器官和毒性反应的性质、确定潜在的毒性靶器官和毒性反应的性质、 程度以及可逆性；程度以及

10、可逆性； 2.2.推测人体使用的安全起始剂量以及随后的推测人体使用的安全起始剂量以及随后的 剂量递增方案；剂量递增方案； 3.3.确定临床监测的安全性参数确定临床监测的安全性参数。11生物技术药物的临床前安全性评价生物技术药物的临床前安全性评价l一般性要求一般性要求 1.1.毒性研究应以下列为基础毒性研究应以下列为基础：理化性质，生物学特性，：理化性质，生物学特性，作用方式及药理作用，药代动力学等。作用方式及药理作用，药代动力学等。 2.2.动物种属的选择动物种属的选择：尽可能选择与人接近或对活性物质：尽可能选择与人接近或对活性物质呈现特异性的生理或药理反应的动物（相关种属）。应呈现特异性的生

11、理或药理反应的动物（相关种属）。应明确选择动物种属及动物的数量。明确选择动物种属及动物的数量。 3.3.给药途径、次数及周期给药途径、次数及周期：应尽可能与临床一致并应参：应尽可能与临床一致并应参考药代动力学生物利用度的结果和药品的总量。考药代动力学生物利用度的结果和药品的总量。12生物技术药物的临床前安全性评价生物技术药物的临床前安全性评价 4. 4.重复给药时，必须检查抗体是否产生，以及形成重复给药时，必须检查抗体是否产生，以及形成抗体后药理效应影响方面的分析，搞清楚产生抗抗体后药理效应影响方面的分析，搞清楚产生抗体的抗源来源。选择不易产生抗体的实验动物进体的抗源来源。选择不易产生抗体的实

12、验动物进行实验。行实验。 5.5.有些情况下一些毒性试验有些情况下一些毒性试验可省略可省略。 6.6.可参考可参考化学药品化学药品毒性试验指导原则。毒性试验指导原则。13生物技术药物的临床前安全性评生物技术药物的临床前安全性评价价 1.1.急性毒性实验（单剂量）：原则上所有新的有效成分均应急性毒性实验（单剂量）：原则上所有新的有效成分均应实施该实验。实施该实验。 已证明与人型的单一多肽或蛋白质在自然状态下已证明与人型的单一多肽或蛋白质在自然状态下相同相同 的产品的产品 临床上使用临床上使用生理剂量生理剂量的激素类产品的激素类产品 虽有特定的性质，但在允许范围内并对虽有特定的性质，但在允许范围内

13、并对人人已进行过适已进行过适 当的安全性评价当的安全性评价 原则上应选择两种以上的动物，实验重点为掌握中毒症原则上应选择两种以上的动物，实验重点为掌握中毒症状及随时间推移的变化及剂量反应关系上，不要求测定状及随时间推移的变化及剂量反应关系上，不要求测定LD50.免免 做做14生物技术药物的临床前安全性生物技术药物的临床前安全性评价评价2. 亚急性毒性实验（重复给药）：亚急性毒性实验（重复给药）：原则上所有有效成分原则上所有有效成分均应实施该实验。均应实施该实验。 免做：免做：与已知有效成分完全相同，并已进行过毒理学与已知有效成分完全相同，并已进行过毒理学评价的药品评价的药品 已证明与人型的单一

14、多肽或蛋白质在自然已证明与人型的单一多肽或蛋白质在自然 状态下相同的产品状态下相同的产品 临床上使用生理剂量的激素类产品临床上使用生理剂量的激素类产品 临床上给药次数及给药时间受限制的疫苗临床上给药次数及给药时间受限制的疫苗3. 慢性毒性实验（重复给药）：临床上长期使用的药品，慢性毒性实验（重复给药）：临床上长期使用的药品，亚急性毒性实验结果不能充分的评价其安全性的实验。亚急性毒性实验结果不能充分的评价其安全性的实验。 不一定不一定15生物技术药物的临床前安全性评生物技术药物的临床前安全性评价价4.4.生殖毒性实验：临床上孕妇、妊娠及授乳期可能使用生殖毒性实验：临床上孕妇、妊娠及授乳期可能使用

15、 的药品原则上应实施该实验。的药品原则上应实施该实验。 与人型自然状态下相同的的单一多肽或蛋白质与人型自然状态下相同的的单一多肽或蛋白质 临床上使用生理剂量的激素类产品临床上使用生理剂量的激素类产品5.5.致突变实验：已证明与人型在自然状态下相同的单一多致突变实验：已证明与人型在自然状态下相同的单一多肽或蛋白质及疫苗肽或蛋白质及疫苗不一定要求不一定要求该实验。应优先考虑使该实验。应优先考虑使用哺乳类细胞的实验。用哺乳类细胞的实验。6.6.局部刺激实验：临床上局部使用的药品及血液制品均应局部刺激实验：临床上局部使用的药品及血液制品均应实施该实验。实施该实验。不一定不一定16生物技术药物的临床前安

16、全性评生物技术药物的临床前安全性评价价 7. 7.致癌性实验：大部分不适宜用啮齿类动物，鼓励使用致癌性实验：大部分不适宜用啮齿类动物，鼓励使用转基因动物模型。转基因动物模型。 有效成分与人无关有效成分与人无关 在前期研究中有肿瘤细胞增殖样作用在前期研究中有肿瘤细胞增殖样作用 在前期研究中发现毒性作用方式特殊或在体在前期研究中发现毒性作用方式特殊或在体 内长期蓄积内长期蓄积 临床上长期用于无生命威胁疾病的药品临床上长期用于无生命威胁疾病的药品 该药品中含未知杂质该药品中含未知杂质 8.8.免疫原性实验：监测抗体及抗体的中和能力。免疫原性实验：监测抗体及抗体的中和能力。 9.9.安全药理学实验安全

17、药理学实验10.10.毒代动力学研究毒代动力学研究17非临床安全性研究的比较非临床安全性研究的比较 生物技术药物生物技术药物l药理作用可用于相关动物药理作用可用于相关动物筛选筛选l可以用单一种属可以用单一种属l有免疫原性有免疫原性l不要求遗传毒性不要求遗传毒性 l不要求致癌实验不要求致癌实验 小分子药物小分子药物l代谢参数用于相关动物筛代谢参数用于相关动物筛选选l要求啮齿和非啮齿类要求啮齿和非啮齿类l一般没有免疫原性一般没有免疫原性l要求遗传毒性要求遗传毒性l要求致癌实验要求致癌实验18疫疫 苗苗l疫苗（疫苗（vaccinevaccine）：指含有抗原、能够诱导人）：指含有抗原、能够诱导人体产

18、生体产生主动免疫主动免疫的制剂，它可以保护机体免受的制剂，它可以保护机体免受感染原、毒素以及感染原引起的抗原性物质的感染原、毒素以及感染原引起的抗原性物质的损伤。损伤。 疫苗疫苗是一种特殊的药物，它不是用于治疗是一种特殊的药物，它不是用于治疗疾病，而是用于疾病，而是用于预防疾病预防疾病。19生物技术疫苗生物技术疫苗l类类 型型：传统疫苗传统疫苗灭活疫苗灭活疫苗减毒疫苗减毒疫苗亚单位疫苗亚单位疫苗新型疫苗新型疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗血清类免疫制剂血清类免疫制剂生物技术疫苗主要是指基因工程疫苗生物技术疫苗主要是指基因工程疫苗20基因工程疫苗基因工程疫苗l优点：优点：可删除细菌和病毒中抗原物质的

19、基因可删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片断。或基因片断。可大量生产可大量生产l生产过程：生产过程：将病原体的某个或某几个将病原体的某个或某几个抗原基抗原基因转入因转入适当的适当的宿主细胞宿主细胞，进行表达，进行表达，获得获得的的表达表达产物产物就可以作为疫苗。就可以作为疫苗。l多肽疫苗、重组载体疫苗、多肽疫苗、重组载体疫苗、 DNADNA疫苗疫苗21疫苗的临床前安全性评价的内容疫苗的临床前安全性评价的内容l种属：敏感或相关动物，两种以上，最好是远交系种属：敏感或相关动物，两种以上，最好是远交系l年龄：啮齿类年龄：啮齿类6-86-8周，猴周，猴2-42-4岁，家兔岁，家兔3-43-4个月个月

20、l动物数：取决于所选择动物的种属动物数：取决于所选择动物的种属 非人类灵长动物非人类灵长动物 6-8/6-8/组组 啮齿类：最少啮齿类：最少1010只只长期毒性试验长期毒性试验动物动物应符合国家有关规定的等级要求，来源、应符合国家有关规定的等级要求，来源、品系、遗传背景清楚，并具有实验动物质品系、遗传背景清楚，并具有实验动物质量合格证量合格证22给药途径给药途径l临床拟用途径临床拟用途径l临床拟用途径困难时，可选择与该途径临床拟用途径困难时，可选择与该途径的预期暴露量比较接近的给药途径的预期暴露量比较接近的给药途径l采用途径毒性明显时，考虑采用暴露量采用途径毒性明显时，考虑采用暴露量较大的给药

21、途径较大的给药途径23剂量和分组剂量和分组 l给药剂量：应使疫苗在动物体内达到最佳的免给药剂量：应使疫苗在动物体内达到最佳的免 疫应答（峰抗体反应剂量）。疫应答（峰抗体反应剂量）。l阴性对照组和佐剂对照组阴性对照组和佐剂对照组l2-32-3个剂量组个剂量组l接种次数：至少比临床拟定的的接种次数多一次。接种次数：至少比临床拟定的的接种次数多一次。l接种频率：接种频率：2-32-3周的暴露间隔。周的暴露间隔。24观察指标及时间观察指标及时间l每日：外观体征，行为活动，腺体分泌，粪便性状每日：外观体征，行为活动，腺体分泌，粪便性状l每周：摄食量和体重每周：摄食量和体重l血液学和血液生化学指标血液学和

22、血液生化学指标l免疫原性和免疫毒性指标免疫原性和免疫毒性指标l实验结束后，进行大体解剖和组织病理学检查实验结束后，进行大体解剖和组织病理学检查25疫苗的临床前安全性评价的内容疫苗的临床前安全性评价的内容 急性毒性试验：可以采用一种动物。急性毒性试验：可以采用一种动物。 局部刺激性试验：试验内容与相关化学药品一致。局部刺激性试验：试验内容与相关化学药品一致。 过敏试验：豚鼠主动过敏试验。过敏试验：豚鼠主动过敏试验。 生殖毒性试验：拟用于妊娠妇女的疫苗必须进行生殖毒性试验：拟用于妊娠妇女的疫苗必须进行此试验。此试验。 免疫原性试验和保护力试验免疫原性试验和保护力试验26n佐剂：非特异性免疫增强剂，

23、可以增加抗原在体佐剂：非特异性免疫增强剂，可以增加抗原在体内的潴留时间、增强机体对抗原的处理和提呈能内的潴留时间、增强机体对抗原的处理和提呈能力或刺激淋巴细胞增殖分化，从而增强了机体对力或刺激淋巴细胞增殖分化，从而增强了机体对抗原的免疫应答或引导特异的免疫反应。抗原的免疫应答或引导特异的免疫反应。n使用佐剂的疫苗需在长期毒性试验、免疫原性试使用佐剂的疫苗需在长期毒性试验、免疫原性试验和保护力试验中设立模拟疫苗对照组。验和保护力试验中设立模拟疫苗对照组。佐佐 剂剂27疫苗类非临床安全研究注意问题疫苗类非临床安全研究注意问题o毒性实验前要完成免疫原性研究，确定相关毒性实验前要完成免疫原性研究，确定

24、相关动物和免疫程序动物和免疫程序o考虑相关动物、免疫途径、剂量、暴露的频考虑相关动物、免疫途径、剂量、暴露的频率和时程、终点评价的时间率和时程、终点评价的时间 o重点考虑免疫毒性，根据疫苗的特性确定免重点考虑免疫毒性，根据疫苗的特性确定免疫学指标。疫学指标。28疫苗类非临床安全评价注意问题疫苗类非临床安全评价注意问题一般不对剂量反应关系进行评价，但在前期一般不对剂量反应关系进行评价，但在前期实验中要确定在动物中引起最高抗体反应的实验中要确定在动物中引起最高抗体反应的剂量，尽可能选用临床拟用剂量，尽可能选用临床拟用最高剂量最高剂量。如果。如果注射的注射的总体积总体积受到限制，可以采用受到限制，可

25、以采用多点注射多点注射的方式。的方式。最好模拟临床免疫程序，给药次数最好模拟临床免疫程序，给药次数等于或大等于或大于于临床给药次数。给药间隔可以缩短，也可临床给药次数。给药间隔可以缩短，也可以根据动物上观察到的抗体反应动力学确定。以根据动物上观察到的抗体反应动力学确定。29疫苗类非临床安全研究注意问题疫苗类非临床安全研究注意问题l应设阴性对照组和佐剂对照组，必要时设立卫应设阴性对照组和佐剂对照组，必要时设立卫星组星组l血液和生化指标的评价：在第血液和生化指标的评价：在第1 1次和最后次和最后1 1次给次给药，以及恢复期结束后的药，以及恢复期结束后的1-31-3天天l恢复期一般恢复期一般2 2周

26、或更长，要根据具体情况而定周或更长，要根据具体情况而定30基因类药物基因类药物l概念：概念： 基因工程药物（基因工程药物（genetic engineering genetic engineering drugsdrugs）指利用重组）指利用重组DNADNA技术或基因工程生产的技术或基因工程生产的药物，也称基因类药物（药物，也称基因类药物（genetic drugsgenetic drugs）。）。31 干扰素的生产：干扰素的生产： 什么是干扰素？什么是干扰素？ 传统方法：从人血液中的白细胞内提取传统方法：从人血液中的白细胞内提取 每每300L300L血液才能提取血液才能提取1mg 1mg 基

27、因工程：将干扰素基因转移到大肠杆菌中基因工程：将干扰素基因转移到大肠杆菌中 每千克培养液可提取每千克培养液可提取20-40 mg20-40 mg32干扰素生产车间干扰素生产车间33基因工程药物的生产过程基因工程药物的生产过程获得目获得目的基因的基因构建基因构建基因工程菌工程菌工程菌大工程菌大规模培养规模培养产物分产物分离纯化离纯化除菌除菌过滤过滤半成品半成品检测检测成品成品加工加工成品检测成品检测34基因类药物非临床安全性评价基因类药物非临床安全性评价l评价的一般原则评价的一般原则 1. 1. 试验目的试验目的：与其它药物安全性评价的目的一致。：与其它药物安全性评价的目的一致。 2. 2. 供试品供试品：需要使用制剂，而不是原料药，能够代：需要使用制剂，而不是原料药，能够代 表拟用于人体临床试验研究的样本。表拟用于人体临床试验研究的样本。 3. 3. 动物选择动物选择：非灵长类动物并非一定是首选动物。：非灵长类动物并非一定是首选动物。 选择相关种属的动物，动物或模型对表达的基因选择相关种属的动物，动物或模型对表达的基因 产物和基因转运系统的生物反应要与在人体上期产物和基因转运系统的生物反应要与在人体上期 望出现的反应相关。望出现的反应相关。 4