新药安全药理学研究及进展课件

新药安全药理学研究与进展第二军医大学药物安全性评价中心陆国才袁伯俊新药安全药理学研究与进展第二军医大学药物安全性评价中心内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求安全药理学：研究药物治疗范围内或治疗范围以上的剂量时，潜在不期望出现的对生理功能的不良影响次要药效学：主要研究药物非期望的、与治疗目的不相关的效应和作用机制概念CFDA要求安全药理学：研究药物治疗范围内或治疗范围以上的剂量时，潜在不核心组合试验(CoreBattery)中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统研究追加的安全药理学研究（Follow-up）对中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统进行深入的研究补充的安全药理学研究（Supplemental）研究药物对三大系统以外器官(如泌尿系统、自主神经系统、胃肠道系统和其它器官组织)功能的影响概念CFDA要求核心组合试验(CoreBattery)概念CFDA要确定药物可能存在的非期望药效作用评价药物在毒理学和/或临床研究中所观察到的药物不良反应和/或病理生理作用研究所观察到的和/或推测的药物不良反应机制目的CFDA要求确定药物可能存在的非期望药效作用目的CFDA要求有助于了解新药的药理作用特点和机制有助于发现新药理作用，一药多用，药尽其用为毒理学研究打下基础，是各种毒性实验的必要补充目的CFDA要求有助于了解新药的药理作用特点和机制目的CFDA要求贯穿在新药研究全过程中，可分阶段进行在药物进入临床试验前，应完成CoreBatteryStudies追加和/或补充的安全药理学研究可在申报生产前进行阶段性CFDA要求贯穿在新药研究全过程中，可分阶段进行阶段性CFDA要求内容要求CFDA要求神经系统运动功能、行为改变、协调功能、感觉运动反射和体温等的变化(小鼠)心血管系统

给药前后血压（包括收缩压、舒张压和平均压）、心电图（包括QT间期、PR间期、ST段和QRS波等）和心率等变化(Beagle犬)呼吸系统呼吸频率和呼吸幅度(Beagle犬)根据情况增加其它系统或指标内容要求CFDA要求神经系统1.动物选择可采用不同类型动物(正常或模型，清醒或麻醉)。一般多用正常动物2.剂量途径产生主要药效作用及以上的3个剂量，临床给药途径3.观察时间

药效学和药代动力学特性、受试动物、临床研究方案等因素选择观察时间点和观察时间CFDA要求有关问题1.动物选择CFDA要求有关问题4.系统指标中枢神经系统心血管系统呼吸系统根据情况增加其它系统或指标5.体外研究

应确定受试物的浓度-效应关系。无明显影响作用时，应说明浓度选择范围CFDA要求有关问题4.系统指标CFDA要求有关问题中枢神经系统：对行为、学习记忆、神经生化、视觉、听觉和电生理等的影响心血管系统：对心输出量、心肌收缩作用、血管阻力等指标的检测呼吸系统：对气道阻力、肺动脉压力、血气分析等指标的检测CFDA要求追加安全药理学中枢神经系统：对行为、学习记忆、神经生化、视觉、听觉和电生理泌尿系统：对肾功能的影响，如对尿量、比重、渗透压、pH、电解质平衡、蛋白质、细胞和血生化（如尿素氮、肌酐、蛋白质）等指标的检测自主神经系统：有关受体的结合、体内或体外对激动剂或拮抗剂的功能反应、对自主神经的直接刺激作用和对心血管反应、压力反射和心率等指标的检测CFDA要求补充安全药理学泌尿系统：对肾功能的影响，如对尿量、比重、渗透压、pH、电解胃肠系统：观察药物对胃肠系统的影响，如胃液分泌量和pH、胃肠损伤、胆汁分泌、离体回肠收缩、胃液pH等指标的测定其它研究：潜在的依赖性、骨骼肌、免疫和内分泌功能等的影响CFDA要求补充安全药理学胃肠系统：观察药物对胃肠系统的影响，如胃液分泌量和pH、胃肠体内血药浓度低，或其它组织器官分布很少的局部用药（如皮肤、眼科用药）只用于治疗晚期癌症病人的细胞毒类药物，在首次用于临床前可不做一般药理学研究，但不包括具有新作用机制的此类药物CFDA要求免做安全药理学体内血药浓度低，或其它组织器官分布很少的局部用药（如皮肤、眼内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求 “Safetypharmacologyincludestheassessmentofeffectsonvitalfunctions,suchascardiovascular,centralnervoussystemandrespiratorysystems,andtheseshouldbeevaluatedpriortohumanexposure.”

ICHM3:Nonclinicalsafetystudiesfortheconductofhuman

clinicaltrialsforpharmaceuticals.(July1997)

ValueofsafetypharmacologyacknowledgedbyregulatorsandsponsorsICH要求ICHGuidelineM3,1997 “Safetypharmacologyincludes “[Safetypharmacologystudies]..investigatethepotentialforundesirablepharmacologicalactivityinappropriateanimalmodelsand,wherenecessary,toincorporateparticularmonitoringfortheseactivitiesinthetoxicitystudiesand/orclinicalstudies.” “..thesestudiesmayallowforamechanistically-basedexplanationofspecificorgantoxicities,whichshouldbeconsideredcarefullywithrespecttohumanuseandindication(s).”

ICHS6“PreclinicalSafetyEvaluationofBiotechnology-Derived

Pharmaceuticals”(July1997)PharmacologicalactivityinanimalsshouldbeconsideredintoxicologyandclinicalstudiesMechanism-basedunderstandingoftoxicities(orpharmacologicalactivities)shouldbecarefullyconsideredintheriskassessmentICH要求ICHGuidelineS6,1997 “[Safetypharmacologystudies “Thisguidancewasdevelopedtohelpprotectclinicaltrialparticipantsandpatientsreceivingmarketedproductsfrompotentialadverseeffectsofpharmaceuticals,whileavoidingunnecessaryuseofanimalsandotherresources.”

ICHS7A“SafetyPharmacologyStudiesforHuman

Pharmaceuticals”(July2001)SafetypharmacologystudieshavethepotentialtoreduceuseofanimalsandotherresourcesICH要求ICHGuidelineS7A,2001 “Thisguidancewasdeveloped清醒动物----遥测系统检测清醒状态下、自由活动动物的安全药理学指标节省动物符合动物福利要求适合不同给药方式连续动态、长时间检测指标ICH要求清醒动物----遥测系统检测清醒状态下、自由活动动物的安全药AnimalIDCompound/DosePeriodDosePeriod1Day1DosePeriod2Day4DosePeriod3Day8DosePeriod4Day11No.1LHCMNo.2HMLCNo.3CLMHNo.4MCHL4x4拉丁方实验设计ICH要求AnimalIDCompound/DosePeriodDAnimalIDCompound/DosePeriodDosePeriod1Day1DosePeriod2Day4DosePeriod3Day8DosePeriod4Day11No.1LHCMNo.2HMLCNo.3CLMHNo.4MCHLNo.5LHCMNo.6HMLCNo.7CLMHNo.8MCHL4x8拉丁方实验设计ICH要求AnimalIDCompound/DosePeriodDDrugtoincreasegastrointestinal(GI)motilityOver5.4millionprescriptionsin1996(US)34patientsTdP,23longQT(1993-1996)CardiotoxicityreportedwhenusedwithKetoconazoleand/orErythromycinCasereportof8-yearoldgirl–intensivecareICH要求CisaprideStoryDrugtoincreasegastrointestiICH要求DrugInteractionsLeadingtoQTICH要求DrugInteractionsLeadingDrugtoincreasegastrointestinal(GI)motilityOver5.4millionprescriptionsin1996(US)34patientsTdP,23longQT1993-1996CardiotoxicityreportedwhenusedwithKetoconazoleand/orErythromycinCasereportof8-yearoldgirl–intensivecare4deathsand16resuscitatedfrom1993to1996DrugwithdrawnfromUSmarket–July,2000ICH要求CisaprideStoryDrugtoincreasegastrointestiFDArecommendedremovalofTerfenadinecontainingproductsfromthemarketin01/1997FDAissuedwarninglettertoDoctorsaboutcardiacsafetyofCisapridePost-marketingsurveillancebecamemoreimportant–MedwatchreportingsystemSafetypharmacologyguidanceswereapprovedtolookatcardiovascular,respiratoryandCNSside-effectsofdrugcandidates–ICHS7AandS7BScreeningforQTprolongationisnowanintegralpartofdrugdevelopment(leadoptimizationtoclinical)ICH要求RegulatoryResponseFDArecommendedremovalofTer “Thestudyresultscanbeusedtoelucidatethemechanismofactionand,whenconsideredwithotherinformation,estimateriskfordelayedventricularrepolarizationandQTintervalprolongationinhumans.”

ICHS7B:NonclinicalEvaluationofthePotentialforDelayedVentricular

Repolarization(QTIntervalProlongation)byHumanPharmaceuticals

(October2005)MechanismofactioncanbeagoalofstudiesUsedatawithotherdatatoestimateriskforQTprolongationinhumansICH要求ICHGuidelineS7B,2005 “ThestudyresultscanbeuseQTc(msec)Male FemaleNormal<430<450Borderline 431-450451-470Prolonged>450>470Bazett:QTc=QT/RR0.5

Fridericia:QTc=QT/RR0.33ICH要求QTcIntervalQTc(msec)Male FemaleNormal<43ICH要求QTcInterval心率年龄性别种属HR/RR公式ICH要求QTcInterval心率HR/RR公式心肌动作电位时的离子通道ICH要求IKr:快速延迟整流K+电流心肌动作电位时的离子通道ICH要求IKr:快速延迟整流K+心肌动作电位时的离子通道ICH要求hERG(人类Ether-a-go-go相关基因)(KCNH2)编码Kv11.1钾离子通道，使心脏动作电位Ikr流复极化心肌动作电位时的离子通道ICH要求hERG(人类EtherQT/QTcProlongation

IKr

InhibitionDelayedVentricularRepolarizationArrhythmia

ADDITIONALRISKFACTORSIKrinhibitorypotency:canhelppredictriskofQT/QTcprolongationisabiomarkerforincreasedriskofVentricularArrhythmiasisnotabiomarkerforTorsadedePointesICH要求IKr&TdPQT/QTcProlongationIKrInhibiICH要求Earlyafter-depolarization（早后去极化）TdPICH要求Earlyafter-depolarizatio

Drug

Class

DateWithdrawn Terfenadine Antihistamine Feb

1998

Sertindole Antipsychotic Dec

1998 Astemizole Antihistamine Jun1999 Grepafloxacin

Antibiotic Nov1999 Cisapride GIProkinetic July2000ICH要求DrugsWithdrawnforTdPriskDrug Class DateWithd采用离体动物或人体心脏细胞、培养心脏细胞系或克隆人离子通道的异种表达体系测定离子流在离体心脏标本进行动作电位参数测定，或在麻醉动物中进行能体现动作电位周期的特异性电生理参数检测测定清醒或麻醉动物的ECG参数在离体心脏标本或动物进行致心律失常作用测定QT间期延长非临床研究方法ICH要求采用离体动物或人体心脏细胞、培养心脏细胞系或克隆人离子通道的QT间期延长非临床研究方法ICH要求Langendorff系统QT间期延长非临床研究方法ICH要求Langendorff系QT间期延长非临床研究方法ICH要求ECGPR间期,QRS时间,QT间期等心脏功能左心室压变力性,松弛性,变时性变更神经传导性A-V传导单级动作电位APD30

APD50

APD90QT间期延长非临床研究方法ICH要求ECGQT间期延长非临床研究方法ICH要求QT间期延长非临床研究方法ICH要求QT间期延长非临床研究方法ICH要求一般来说，临床上易诱发Tdp的药物的hERGIC50和有效游离治疗血浆浓度ETPCunbound之间的比值大多小于30，因此药物对hERG作用的IC50是Cmax的30倍时，认为是可以接受的安全程度，出现假阳性结果的可能性也很低安全窗应该考虑疾病的严重性和治疗的需要对于如果不给予治疗就会死亡的疾病，如肿瘤，AIDS，一些感染性疾病等，IC50是Cmax的10倍可认为是安全的对于较为严重的疾病，如中风、帕金森病、精神分裂症、癫痫症、哮喘症、关节炎等，30倍可以认为是安全的对于较轻的疾病，如雷诺病、季节性鼻炎、湿疹等，100倍甚至更高的倍数才可认为是安全的QT间期延长非临床研究方法ICH要求一般来说，临床上易诱发T内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2009趋势展望安全药理学政策法规不断完善2009趋势展望安全药理学政策法规不断完善趋势展望QT间期研究策略趋势展望QT间期研究策略体外电生理IKr研究采用原代或表达的IKr通道蛋白(如由hERG编码的蛋白)评价药物对离子电流的影响体内对QT的研究从体内测定心室复极化，如QT间期检测结果进行评价化学/药理的分类可诱导人QT间期延长作用的药物如抗精神病类药物，组胺H1受体拮抗剂、氟喹酮类QT间期研究策略趋势展望体外电生理IKr研究QT间期研究策略趋势展望追加试验离体心脏麻醉动物重复给药试验动物种属和性别的选择用代谢性诱导剂或用拮抗剂用阳性药和参比化合物其他通道的抑制作用在多个时间点测定电生理参数模拟病理状况和心律失常综合风险评估QT间期研究策略趋势展望追加试验QT间期研究策略趋势展望QT间期延长的问题在很大程度上已得到解决药物对血压的影响非常重要药物对心脏功能（收缩能力）的影响非常重要很多化合物，通过重复给药的毒理实验来获得心血管系统的安全药理实验数据，而不需要再单独进行安全药理实验特别是生物类药品如单克隆抗体等大多采用此法通过设计周全的安全药理实验和毒理实验，大大提高了整体动物模型的心血管系统药理实验的研究水平和数据质量QT间期研究策略QT间期延长的问题在很大程度上已得到解决QT间期研究策略为什么血压检测很重要？降低高血压患者的血压可以降低死亡率微小血压的变化的重要性：“哪怕只是降低2mmHg的系统血压，中风死亡率就会降低10%，中年IHD患者和其他血管疾病患者的死亡率会减少7%为什么血压检测很重要？降低高血压患者的血压可以降低死亡率为什么心肌耗氧很重要？心肌全靠有氧代谢，不能生成乳酸，不能负担超氧负荷因此，心肌细胞耗氧量能提供非常准确的，实时的能量消耗状况心肌耗氧量也是判断冠状血流的一个重要指标为什么心肌耗氧很重要？心肌全靠有氧代谢，不能生成乳酸，不能负心肌耗氧的三大决定因素心脏收缩期室壁张力（压力）心率收缩力心肌收缩VS心肌变力状态正性肌力类药物可以增加心肌收缩负性肌力作用类药物则可以降低心肌收缩心肌耗氧的三大决定因素心脏收缩期室壁张力（压力）改变心肌收缩力的结果心肌收缩减弱意味着心脏做功能力降低心肌收缩力的显著降低，临床体现可为急性或慢性心衰心肌收缩力增强可增加心脏的做功量，通常来说是在身体需求增加时的正常生理反应但是心肌收缩力增强的同时会急剧增加心肌耗氧量改变心肌收缩力的结果心肌收缩减弱意味着心脏做功能力降低心肌耗氧升高三大因素收缩期室壁张力（血压）哪怕平均血压只是微小地缓慢上升都会引起死亡率的明显升高心率心率的微小缓慢上升也会引起死亡率明显升高心肌收缩心肌收缩力的长期缓慢增强会导致什么结果呢？心肌耗氧升高三大因素收缩期室壁张力（血压）HESI心肌收缩力评价项目综合策略：收集实验数据和提出建议，以改善非临床心血管数据的预提示能力（从动物到人类，从短期到长期用药）心肌收缩力被选定为一个重点研究项目目的：用已知药效的药物，评估犬类和大鼠整体动物模型在检测药物正性和负性肌力作用应用上的灵敏度该研究同时也对比了啮齿类模型和犬类模型在此类应用中的相对灵敏度实验研究将由美国和欧洲的HESI成员来完成健康和环境科学研究所（HESI）HESI心肌收缩力评价项目综合策略：健康和环境科学研究所（H心肌收缩能力实验设计比格犬双4X4拉丁方交叉设计(N=8)正性&负性肌力药物

空白溶剂&3个剂量

测试药物和剂量选择植入式遥测DSI&ITS系统LVP,AoP,ECG,TempdP/dtmaxdP/dt40,dP/dtmin,QASD或者Wistar大鼠双4X4拉丁方交叉设计(N=8)正性&负性肌力药物空白溶剂&3个剂量测试药物和剂量选择植入式遥测DSIHD-S21系统LVP,AoP,ECG,TempdP/dtmaxdP/dt40,dP/dtmin,QA心肌收缩能力实验设计比格犬SD或者Wistar大鼠计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTIMUTAGENESISANDMUTANTSHighlyEfficientENUMutagenesisinZebrafishProductionofPseudotypedRetrovirusandtheGenerationofProviralTransgenicZebrafishUndertakingaSuccessfulGynogeneticHaploidScreeninZebrafishCryopreservationandInVitroFertilizationattheZebrafishInternationalResourceCenter计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTIITRANSGENESISTransientandStableTransgenesisUsingTol2TransposonVectorsAnalysisofGenesandGenomebytheTol2-MediatedGeneandEnhancerTrapMethodsBacterialArtificialChromosomeTransgenesisforZebrafishSimpleandEfficientTransgenesiswithMeganucleaseConstructsinZebrafish计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTIIITISSUE-SPECIFICMANIPULATIONSNitroreductase-MediatedCellAblationinTransgenicZebrafishEmbryosFocalElectroporationinZebrafishEmbryosandLarvaeTissueMicromanipulationinZebrafishEmbryos计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTIVANALYZINGGENEEXPRESSIONZebrafishSpotted-MicroarrayforGenome-WideExpressionProfilingExperiments.PartI:ArrayPrintingandHybridizationPartII:DataAcquisitionandAnalysisValidatingmicroRNATargetTranscriptsUsingZebrafishAssays计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTVIMAGINGMultipleEmbryoTime-LapseImagingofZebrafishDevelopmentLiveCellImagingofZebrafishLeukocytesImagingZebrafishEmbryosbyTwo-PhotonExcitationTime-LapseMicroscopyMorphologicalAnalysisoftheZebrafishDigestiveSystemInTotoImagingofEmbryogenesiswithConfocalTime-LapseMicroscopy计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法生物标志（物）生物标志的应用可分为四大类筛查诊断监测病情发展和指导治疗病情预测生物标志（物）生物标志的应用可分为四大类生物标志特点----敏感性高灵敏度在组织中高度集中在早期可迅速释放有合适的半衰期与损伤程度成正比生物标志特点----敏感性高灵敏度生物标志特点----特异性对组织有特异性对疾病有特异性对疾病各类型有特异性生物标志特点----特异性对组织有特异性生物标志特点----测定法准确可重现实施简单，操作性强报告时间迅速良好的成本效益比诊断临界值明确清晰生物标志特点----测定法准确心脏损伤生物标志心脏损伤进展可分为三个阶段炎症急性损伤心脏应激这三个阶段可能连续、也可能同时发生心脏损伤生物标志心脏损伤进展可分为三个阶段炎症标志CRP、IL、TNF-α&Fas、CD40Ligand、基质金属蛋白酶MMP、髓过氧化物酶MPO急性损伤标志肌钙蛋白cTn、髓过氧化物酶CK-MB、心脏型脂肪酸结合蛋白H-FABP心脏应激标志BNP&NT-proBNP、肾上腺髓质素Adrenomedullin、ST2心脏损伤生物标志炎症标志心脏损伤生物标志LancetVol378July30,2011心脏损伤标志LancetVol378July30,20安全药理在生物学的发展单抗不要求进行单独的安全药理实验(ICHS6)安全药理CV整合到重复给药的毒理学研究中呼吸系统整合到CV中遥测系统引进视频记录临床试验采用体内体外仿真模型获得安全药理数据安全药理其它新进展安全药理在生物学的发展安全药理其它新进展趋势展望小结New,Robust,Reliable,Reproducible,Predictiveassay趋势展望小结New,Robust,Reliabl新药安全药理学研究及进展课件放映结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。放映结束！无悔无愧于昨天，丰硕殷实的今天，充满希望的明天。新药安全药理学研究与进展第二军医大学药物安全性评价中心陆国才袁伯俊新药安全药理学研究与进展第二军医大学药物安全性评价中心内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求安全药理学：研究药物治疗范围内或治疗范围以上的剂量时，潜在不期望出现的对生理功能的不良影响次要药效学：主要研究药物非期望的、与治疗目的不相关的效应和作用机制概念CFDA要求安全药理学：研究药物治疗范围内或治疗范围以上的剂量时，潜在不核心组合试验(CoreBattery)中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统研究追加的安全药理学研究（Follow-up）对中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统进行深入的研究补充的安全药理学研究（Supplemental）研究药物对三大系统以外器官(如泌尿系统、自主神经系统、胃肠道系统和其它器官组织)功能的影响概念CFDA要求核心组合试验(CoreBattery)概念CFDA要确定药物可能存在的非期望药效作用评价药物在毒理学和/或临床研究中所观察到的药物不良反应和/或病理生理作用研究所观察到的和/或推测的药物不良反应机制目的CFDA要求确定药物可能存在的非期望药效作用目的CFDA要求有助于了解新药的药理作用特点和机制有助于发现新药理作用，一药多用，药尽其用为毒理学研究打下基础，是各种毒性实验的必要补充目的CFDA要求有助于了解新药的药理作用特点和机制目的CFDA要求贯穿在新药研究全过程中，可分阶段进行在药物进入临床试验前，应完成CoreBatteryStudies追加和/或补充的安全药理学研究可在申报生产前进行阶段性CFDA要求贯穿在新药研究全过程中，可分阶段进行阶段性CFDA要求内容要求CFDA要求神经系统运动功能、行为改变、协调功能、感觉运动反射和体温等的变化(小鼠)心血管系统

给药前后血压（包括收缩压、舒张压和平均压）、心电图（包括QT间期、PR间期、ST段和QRS波等）和心率等变化(Beagle犬)呼吸系统呼吸频率和呼吸幅度(Beagle犬)根据情况增加其它系统或指标内容要求CFDA要求神经系统1.动物选择可采用不同类型动物(正常或模型，清醒或麻醉)。一般多用正常动物2.剂量途径产生主要药效作用及以上的3个剂量，临床给药途径3.观察时间

药效学和药代动力学特性、受试动物、临床研究方案等因素选择观察时间点和观察时间CFDA要求有关问题1.动物选择CFDA要求有关问题4.系统指标中枢神经系统心血管系统呼吸系统根据情况增加其它系统或指标5.体外研究

应确定受试物的浓度-效应关系。无明显影响作用时，应说明浓度选择范围CFDA要求有关问题4.系统指标CFDA要求有关问题中枢神经系统：对行为、学习记忆、神经生化、视觉、听觉和电生理等的影响心血管系统：对心输出量、心肌收缩作用、血管阻力等指标的检测呼吸系统：对气道阻力、肺动脉压力、血气分析等指标的检测CFDA要求追加安全药理学中枢神经系统：对行为、学习记忆、神经生化、视觉、听觉和电生理泌尿系统：对肾功能的影响，如对尿量、比重、渗透压、pH、电解质平衡、蛋白质、细胞和血生化（如尿素氮、肌酐、蛋白质）等指标的检测自主神经系统：有关受体的结合、体内或体外对激动剂或拮抗剂的功能反应、对自主神经的直接刺激作用和对心血管反应、压力反射和心率等指标的检测CFDA要求补充安全药理学泌尿系统：对肾功能的影响，如对尿量、比重、渗透压、pH、电解胃肠系统：观察药物对胃肠系统的影响，如胃液分泌量和pH、胃肠损伤、胆汁分泌、离体回肠收缩、胃液pH等指标的测定其它研究：潜在的依赖性、骨骼肌、免疫和内分泌功能等的影响CFDA要求补充安全药理学胃肠系统：观察药物对胃肠系统的影响，如胃液分泌量和pH、胃肠体内血药浓度低，或其它组织器官分布很少的局部用药（如皮肤、眼科用药）只用于治疗晚期癌症病人的细胞毒类药物，在首次用于临床前可不做一般药理学研究，但不包括具有新作用机制的此类药物CFDA要求免做安全药理学体内血药浓度低，或其它组织器官分布很少的局部用药（如皮肤、眼内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求 “Safetypharmacologyincludestheassessmentofeffectsonvitalfunctions,suchascardiovascular,centralnervoussystemandrespiratorysystems,andtheseshouldbeevaluatedpriortohumanexposure.”

ICHM3:Nonclinicalsafetystudiesfortheconductofhuman

clinicaltrialsforpharmaceuticals.(July1997)

ValueofsafetypharmacologyacknowledgedbyregulatorsandsponsorsICH要求ICHGuidelineM3,1997 “Safetypharmacologyincludes “[Safetypharmacologystudies]..investigatethepotentialforundesirablepharmacologicalactivityinappropriateanimalmodelsand,wherenecessary,toincorporateparticularmonitoringfortheseactivitiesinthetoxicitystudiesand/orclinicalstudies.” “..thesestudiesmayallowforamechanistically-basedexplanationofspecificorgantoxicities,whichshouldbeconsideredcarefullywithrespecttohumanuseandindication(s).”

ICHS6“PreclinicalSafetyEvaluationofBiotechnology-Derived

Pharmaceuticals”(July1997)PharmacologicalactivityinanimalsshouldbeconsideredintoxicologyandclinicalstudiesMechanism-basedunderstandingoftoxicities(orpharmacologicalactivities)shouldbecarefullyconsideredintheriskassessmentICH要求ICHGuidelineS6,1997 “[Safetypharmacologystudies “Thisguidancewasdevelopedtohelpprotectclinicaltrialparticipantsandpatientsreceivingmarketedproductsfrompotentialadverseeffectsofpharmaceuticals,whileavoidingunnecessaryuseofanimalsandotherresources.”

ICHS7A“SafetyPharmacologyStudiesforHuman

Pharmaceuticals”(July2001)SafetypharmacologystudieshavethepotentialtoreduceuseofanimalsandotherresourcesICH要求ICHGuidelineS7A,2001 “Thisguidancewasdeveloped清醒动物----遥测系统检测清醒状态下、自由活动动物的安全药理学指标节省动物符合动物福利要求适合不同给药方式连续动态、长时间检测指标ICH要求清醒动物----遥测系统检测清醒状态下、自由活动动物的安全药AnimalIDCompound/DosePeriodDosePeriod1Day1DosePeriod2Day4DosePeriod3Day8DosePeriod4Day11No.1LHCMNo.2HMLCNo.3CLMHNo.4MCHL4x4拉丁方实验设计ICH要求AnimalIDCompound/DosePeriodDAnimalIDCompound/DosePeriodDosePeriod1Day1DosePeriod2Day4DosePeriod3Day8DosePeriod4Day11No.1LHCMNo.2HMLCNo.3CLMHNo.4MCHLNo.5LHCMNo.6HMLCNo.7CLMHNo.8MCHL4x8拉丁方实验设计ICH要求AnimalIDCompound/DosePeriodDDrugtoincreasegastrointestinal(GI)motilityOver5.4millionprescriptionsin1996(US)34patientsTdP,23longQT(1993-1996)CardiotoxicityreportedwhenusedwithKetoconazoleand/orErythromycinCasereportof8-yearoldgirl–intensivecareICH要求CisaprideStoryDrugtoincreasegastrointestiICH要求DrugInteractionsLeadingtoQTICH要求DrugInteractionsLeadingDrugtoincreasegastrointestinal(GI)motilityOver5.4millionprescriptionsin1996(US)34patientsTdP,23longQT1993-1996CardiotoxicityreportedwhenusedwithKetoconazoleand/orErythromycinCasereportof8-yearoldgirl–intensivecare4deathsand16resuscitatedfrom1993to1996DrugwithdrawnfromUSmarket–July,2000ICH要求CisaprideStoryDrugtoincreasegastrointestiFDArecommendedremovalofTerfenadinecontainingproductsfromthemarketin01/1997FDAissuedwarninglettertoDoctorsaboutcardiacsafetyofCisapridePost-marketingsurveillancebecamemoreimportant–MedwatchreportingsystemSafetypharmacologyguidanceswereapprovedtolookatcardiovascular,respiratoryandCNSside-effectsofdrugcandidates–ICHS7AandS7BScreeningforQTprolongationisnowanintegralpartofdrugdevelopment(leadoptimizationtoclinical)ICH要求RegulatoryResponseFDArecommendedremovalofTer “Thestudyresultscanbeusedtoelucidatethemechanismofactionand,whenconsideredwithotherinformation,estimateriskfordelayedventricularrepolarizationandQTintervalprolongationinhumans.”

ICHS7B:NonclinicalEvaluationofthePotentialforDelayedVentricular

Repolarization(QTIntervalProlongation)byHumanPharmaceuticals

(October2005)MechanismofactioncanbeagoalofstudiesUsedatawithotherdatatoestimateriskforQTprolongationinhumansICH要求ICHGuidelineS7B,2005 “ThestudyresultscanbeuseQTc(msec)Male FemaleNormal<430<450Borderline 431-450451-470Prolonged>450>470Bazett:QTc=QT/RR0.5

Fridericia:QTc=QT/RR0.33ICH要求QTcIntervalQTc(msec)Male FemaleNormal<43ICH要求QTcInterval心率年龄性别种属HR/RR公式ICH要求QTcInterval心率HR/RR公式心肌动作电位时的离子通道ICH要求IKr:快速延迟整流K+电流心肌动作电位时的离子通道ICH要求IKr:快速延迟整流K+心肌动作电位时的离子通道ICH要求hERG(人类Ether-a-go-go相关基因)(KCNH2)编码Kv11.1钾离子通道，使心脏动作电位Ikr流复极化心肌动作电位时的离子通道ICH要求hERG(人类EtherQT/QTcProlongation

IKr

InhibitionDelayedVentricularRepolarizationArrhythmia

ADDITIONALRISKFACTORSIKrinhibitorypotency:canhelppredictriskofQT/QTcprolongationisabiomarkerforincreasedriskofVentricularArrhythmiasisnotabiomarkerforTorsadedePointesICH要求IKr&TdPQT/QTcProlongationIKrInhibiICH要求Earlyafter-depolarization（早后去极化）TdPICH要求Earlyafter-depolarizatio

Drug

Class

DateWithdrawn Terfenadine Antihistamine Feb

1998

Sertindole Antipsychotic Dec

1998 Astemizole Antihistamine Jun1999 Grepafloxacin

Antibiotic Nov1999 Cisapride GIProkinetic July2000ICH要求DrugsWithdrawnforTdPriskDrug Class DateWithd采用离体动物或人体心脏细胞、培养心脏细胞系或克隆人离子通道的异种表达体系测定离子流在离体心脏标本进行动作电位参数测定，或在麻醉动物中进行能体现动作电位周期的特异性电生理参数检测测定清醒或麻醉动物的ECG参数在离体心脏标本或动物进行致心律失常作用测定QT间期延长非临床研究方法ICH要求采用离体动物或人体心脏细胞、培养心脏细胞系或克隆人离子通道的QT间期延长非临床研究方法ICH要求Langendorff系统QT间期延长非临床研究方法ICH要求Langendorff系QT间期延长非临床研究方法ICH要求ECGPR间期,QRS时间,QT间期等心脏功能左心室压变力性,松弛性,变时性变更神经传导性A-V传导单级动作电位APD30

APD50

APD90QT间期延长非临床研究方法ICH要求ECGQT间期延长非临床研究方法ICH要求QT间期延长非临床研究方法ICH要求QT间期延长非临床研究方法ICH要求一般来说，临床上易诱发Tdp的药物的hERGIC50和有效游离治疗血浆浓度ETPCunbound之间的比值大多小于30，因此药物对hERG作用的IC50是Cmax的30倍时，认为是可以接受的安全程度，出现假阳性结果的可能性也很低安全窗应该考虑疾病的严重性和治疗的需要对于如果不给予治疗就会死亡的疾病，如肿瘤，AIDS，一些感染性疾病等，IC50是Cmax的10倍可认为是安全的对于较为严重的疾病，如中风、帕金森病、精神分裂症、癫痫症、哮喘症、关节炎等，30倍可以认为是安全的对于较轻的疾病，如雷诺病、季节性鼻炎、湿疹等，100倍甚至更高的倍数才可认为是安全的QT间期延长非临床研究方法ICH要求一般来说，临床上易诱发T内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2安全药理研究趋势展望3内容CFDA安全药理研究要求1ICH安全药理研究要求2009趋势展望安全药理学政策法规不断完善2009趋势展望安全药理学政策法规不断完善趋势展望QT间期研究策略趋势展望QT间期研究策略体外电生理IKr研究采用原代或表达的IKr通道蛋白(如由hERG编码的蛋白)评价药物对离子电流的影响体内对QT的研究从体内测定心室复极化，如QT间期检测结果进行评价化学/药理的分类可诱导人QT间期延长作用的药物如抗精神病类药物，组胺H1受体拮抗剂、氟喹酮类QT间期研究策略趋势展望体外电生理IKr研究QT间期研究策略趋势展望追加试验离体心脏麻醉动物重复给药试验动物种属和性别的选择用代谢性诱导剂或用拮抗剂用阳性药和参比化合物其他通道的抑制作用在多个时间点测定电生理参数模拟病理状况和心律失常综合风险评估QT间期研究策略趋势展望追加试验QT间期研究策略趋势展望QT间期延长的问题在很大程度上已得到解决药物对血压的影响非常重要药物对心脏功能（收缩能力）的影响非常重要很多化合物，通过重复给药的毒理实验来获得心血管系统的安全药理实验数据，而不需要再单独进行安全药理实验特别是生物类药品如单克隆抗体等大多采用此法通过设计周全的安全药理实验和毒理实验，大大提高了整体动物模型的心血管系统药理实验的研究水平和数据质量QT间期研究策略QT间期延长的问题在很大程度上已得到解决QT间期研究策略为什么血压检测很重要？降低高血压患者的血压可以降低死亡率微小血压的变化的重要性：“哪怕只是降低2mmHg的系统血压，中风死亡率就会降低10%，中年IHD患者和其他血管疾病患者的死亡率会减少7%为什么血压检测很重要？降低高血压患者的血压可以降低死亡率为什么心肌耗氧很重要？心肌全靠有氧代谢，不能生成乳酸，不能负担超氧负荷因此，心肌细胞耗氧量能提供非常准确的，实时的能量消耗状况心肌耗氧量也是判断冠状血流的一个重要指标为什么心肌耗氧很重要？心肌全靠有氧代谢，不能生成乳酸，不能负心肌耗氧的三大决定因素心脏收缩期室壁张力（压力）心率收缩力心肌收缩VS心肌变力状态正性肌力类药物可以增加心肌收缩负性肌力作用类药物则可以降低心肌收缩心肌耗氧的三大决定因素心脏收缩期室壁张力（压力）改变心肌收缩力的结果心肌收缩减弱意味着心脏做功能力降低心肌收缩力的显著降低，临床体现可为急性或慢性心衰心肌收缩力增强可增加心脏的做功量，通常来说是在身体需求增加时的正常生理反应但是心肌收缩力增强的同时会急剧增加心肌耗氧量改变心肌收缩力的结果心肌收缩减弱意味着心脏做功能力降低心肌耗氧升高三大因素收缩期室壁张力（血压）哪怕平均血压只是微小地缓慢上升都会引起死亡率的明显升高心率心率的微小缓慢上升也会引起死亡率明显升高心肌收缩心肌收缩力的长期缓慢增强会导致什么结果呢？心肌耗氧升高三大因素收缩期室壁张力（血压）HESI心肌收缩力评价项目综合策略：收集实验数据和提出建议，以改善非临床心血管数据的预提示能力（从动物到人类，从短期到长期用药）心肌收缩力被选定为一个重点研究项目目的：用已知药效的药物，评估犬类和大鼠整体动物模型在检测药物正性和负性肌力作用应用上的灵敏度该研究同时也对比了啮齿类模型和犬类模型在此类应用中的相对灵敏度实验研究将由美国和欧洲的HESI成员来完成健康和环境科学研究所（HESI）HESI心肌收缩力评价项目综合策略：健康和环境科学研究所（H心肌收缩能力实验设计比格犬双4X4拉丁方交叉设计(N=8)正性&负性肌力药物

空白溶剂&3个剂量

测试药物和剂量选择植入式遥测DSI&ITS系统LVP,AoP,ECG,TempdP/dtmaxdP/dt40,dP/dtmin,QASD或者Wistar大鼠双4X4拉丁方交叉设计(N=8)正性&负性肌力药物空白溶剂&3个剂量测试药物和剂量选择植入式遥测DSIHD-S21系统LVP,AoP,ECG,TempdP/dtmaxdP/dt40,dP/dtmin,QA心肌收缩能力实验设计比格犬SD或者Wistar大鼠计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理切片HERG通道体外筛选新方法荧光筛选(测量膜电位)结合试验(标记的HERG通道阻滞剂，HTS)斑马鱼HTS结合药代/药效，研究毒理学生物标志，预测临床安全药理学研究新技术新方法趋势展望PARTIMUTAGENESISANDMUTANTSHighlyEfficientENUMutagenesisinZebrafishProductionofPseudotypedRetrovirusandtheGenerationofProviralTransgenicZebrafishUndertakingaSuccessfulGynogeneticHaploidScreeninZebrafishCryopreservationandInVitroFertilizationattheZebrafishInternationalResourceCenter计算机模拟(insilico)安全药理学研究新技术新方法计算机模拟(insilico)干细胞定向分化为心肌细胞下丘脑病理