Pfizer、Merck等就減少ADC藥物毒理研究中猴子使用數(shù)量的各種策略展開討論

從FDA現(xiàn)代化法案2.0到3.0，大的趨勢是減少藥物研發(fā)過程中的動物使用，推動行業(yè)向“無動物實驗”方向發(fā)展。2025年4月，F(xiàn)DA宣布計劃逐步取消單克隆抗體和其他一些藥物的動物試驗要求。不只監(jiān)管機構(gòu)，工業(yè)界也在努力從多個方向切入，基于科學(xué)合理的前提下，尋求非臨床毒理研究中減少動物使用的可能性。

國際藥物研發(fā)創(chuàng)新與質(zhì)量聯(lián)盟（IQ）旗下的DruSafe和3Rs轉(zhuǎn)化與預(yù)測科學(xué)小組成立了一個工作組（WG）。該工作組對制藥公司成員展開調(diào)查，聚焦三類抗癌藥物在發(fā)現(xiàn)和研發(fā)階段的非人靈長類動物（NHP）毒性研究使用情況，這三類藥物包括：1）CD3雙特異性抗體（BsAb）；2）含細(xì)胞毒性載荷的抗體偶聯(lián)藥物（ADCs）；3）針對特征明確靶點的生物治療藥物（WchT）。

根據(jù)ICH S9指南建議，為期4周的毒性研究足以支持癌癥患者的I期（或首次人體）試驗，而為期3個月的慢性毒性研究則可支持II/III期試驗及上市。上述三類生物制藥具有一定特殊性，它們對人類靶點的特異性極高，通常無法在大鼠和犬中進行測試，多數(shù)情況下，唯一合適且具有藥理學(xué)相關(guān)性的毒性研究種屬為NHP。由于制藥行業(yè)對腫瘤領(lǐng)域的BsAb、ADCs和WchT研發(fā)興趣濃厚、項目數(shù)量龐大，其毒理研究中大量使用NHP。因此，上述工作組成立，旨在評估對這些治療藥物進行1個月和3個月毒理研究的價值，以及3個月研究數(shù)據(jù)對人體風(fēng)險評估的影響。

之前已撰文對WchT藥物減少NHP使用的策略進行過介紹。本文以ADCs為例，評估毒理研究中減少NHP使用的可能性。ADCs由靶向腫瘤抗原的抗體和具有細(xì)胞毒性作用的載荷偶聯(lián)而成。與傳統(tǒng)化療不同，ADCs旨在選擇性殺死腫瘤細(xì)胞，同時不損傷健康細(xì)胞。大多數(shù)情況下，觀察到的毒性主要由載荷驅(qū)動，同一連接子-載荷類別的抗體偶聯(lián)藥物，無論其連接的抗體或適應(yīng)癥如何，其毒性特征、劑量限制性毒性和最大耐受劑量通常相似。Neff-LaFord等人（2024）研究了14種含有相同連接子-載荷部分的ADC，發(fā)現(xiàn)毒性特征相似，ADC的毒性通常與分子的抗體部分無關(guān)，主要由載荷驅(qū)動。所以也有人提出ADCs“平臺”式思維，所謂ADC“平臺”，指的是ADC的連接子-載荷部分保持恒定，而抗體部分則可變化，以實現(xiàn)對不同腫瘤相關(guān)抗原的靶向。

基于ADC非臨床毒性和藥代動力學(xué)的一致性，以及對“ADC的載荷是毒性驅(qū)動因素”這一認(rèn)知，目前存在多種合理的機會來精簡ADC毒理學(xué)研究方案，實現(xiàn)減少動物使用的目的（早期ADC毒理學(xué)研究方案如下圖所示）。

ADCs的毒性可通過多種機制產(chǎn)生。它們可通過非特異性機制（如內(nèi)吞作用和Fc/C型凝集素受體）進入細(xì)胞，導(dǎo)致不表達靶抗原的細(xì)胞和組織產(chǎn)生毒性。表達靶標(biāo)的健康細(xì)胞在與靶抗原結(jié)合并內(nèi)化后，也可能攝取ADCs。當(dāng)細(xì)胞毒性載荷從抗體偶聯(lián)藥物中釋放（無論是從死亡細(xì)胞中釋放，還是在細(xì)胞外環(huán)境中釋放游離載荷后），可能會發(fā)生旁觀者毒性。釋放的載荷隨后可被周圍細(xì)胞攝取，無論這些細(xì)胞是否表達靶抗原。

在為ADCs選擇非臨床毒性研究種屬時，需考慮抗原結(jié)合情況、靶標(biāo)在正常和病變組織中的表達與分布情況，以及連接子和細(xì)胞毒性載荷的生物學(xué)特征。通常，基于靶標(biāo)的特異性及其在靈長類動物中的功能，NHP是評估ADCs潛在毒性最相關(guān)的種屬。然而，對于毒性主要由小分子載荷驅(qū)動的抗體偶聯(lián)藥物，在非相關(guān)動物種屬（通常是嚙齒類）中進行毒性研究，可為新型細(xì)胞毒性載荷的毒性提供額外有價值的見解。此外，通過研究先前抗體偶聯(lián)藥物的毒性機制，我們可以獲得重要知識，為未來抗體偶聯(lián)藥物的潛在毒性提供信息。因此，在抗體偶聯(lián)藥物的毒性測試中，有機會根據(jù)3R原則減少動物使用，同時又能保證產(chǎn)生的數(shù)據(jù)足夠進行安全風(fēng)險評估。

指南中已包含在特定情況下將測試種屬從兩種減少到一種的可能性。例如，對于針對快速分裂細(xì)胞的遺傳毒性藥物，在一種嚙齒類種屬中進行重復(fù)給藥毒性研究可能被認(rèn)為足夠。此外，當(dāng)抗體偶聯(lián)藥物的抗體部分僅與人及NHP的抗原結(jié)合時，僅在NHP中進行毒性評價是合適的（ICH S9和ICH S9 Q&A）。

來自Pfizer、GSK、Abbvie、Genentech、Merck、Eli Lilly、Gilead等藥企的IQ相關(guān)工作組共計收到14家公司27個ADCs項目的反饋信息。主題包括支持含細(xì)胞毒性載荷ADCs研發(fā)的毒理試驗設(shè)計（包括1個月和3個月NHP研究設(shè)計）、3個月大鼠研究（若有）與NHP研究結(jié)果的可比性、1個月與3個月NHP研究的可比性、大鼠和NHP研究結(jié)果對人類的可轉(zhuǎn)化性等。

調(diào)查結(jié)果

同時在NHP和嚙齒類動物中開展3個月毒理研究的項目

共有10個ADC項目同時在NHP和嚙齒類動物中進行了3個月的研究。在這10個項目中，8個項目的相關(guān)動物種屬是NHP，4個項目是嚙齒類動物。那么NHP是相關(guān)動物種屬的，為什么在非相關(guān)的嚙齒類動物中開展毒理研究呢？不同企業(yè)給出的理由不同，部分企業(yè)希望評估抗原非依賴性毒性和/或脫靶毒性特征；另一些企業(yè)則將使用兩種種屬視為ADC研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)做法。在所有10個項目中，NHP和嚙齒類動物中觀察到的毒性均是由細(xì)胞毒性載荷（與靶向抗原無關(guān)）驅(qū)動的。

這10個ADC項目中，有8個在不同種屬間得出了相似結(jié)果，而有2個項目的結(jié)果存在種屬差異。在8個NHP和嚙齒類動物毒性結(jié)果相似的項目中，（NHP和嚙齒類動物中）觀察到的所有毒性均由載荷驅(qū)動（與抗原靶點無關(guān)），且能轉(zhuǎn)化到人類身上。在2個NHP和嚙齒類動物毒性特征存在差異的項目中，兩者的毒性均由細(xì)胞毒性載荷驅(qū)動，但只有NHP中觀察到的毒性能轉(zhuǎn)化到人類身上。

在1個月NHP毒理研究設(shè)計中，8個ADC項目設(shè)有4組（包括3個劑量組和1個對照組）。其中，7個項目每組每性別使用3只動物，2個項目每組每性別使用4只動物，1個項目未明確說明。10個項目中有9個在研究設(shè)計中包含了恢復(fù)期。

在3個月NHP毒理研究設(shè)計中，所有10個ADC項目均設(shè)有4組（包括3個劑量組和1個對照組）。這10個項目中，6個項目每組每性別使用3只動物，2個項目每組每性別使用4只動物，2個項目每組每性別使用3至5只動物。值得注意的是，所有這些項目在研究設(shè)計中都包含了恢復(fù)期。

僅在NHP中開展3個月研究的ADC項目

共有14個ADC項目僅在NHP中開展了長達3個月的毒性研究。其中，12個項目的1個月與3個月NHP研究結(jié)果相似：在這12個項目中，11個項目的毒性效應(yīng)可轉(zhuǎn)化至人類，1個項目的效應(yīng)無法轉(zhuǎn)化至人類。

另外2個項目的1個月與3個月NHP研究結(jié)果存在差異：其中1個項目僅3個月研究中觀察到的毒性能轉(zhuǎn)化至人類；另1個項目中，1個月和3個月研究的效應(yīng)均能轉(zhuǎn)化至人類。

在這14個項目中，11個項目的毒性被認(rèn)為由細(xì)胞毒性載荷（與靶抗原無關(guān)）驅(qū)動，其余3個項目中毒性與載荷的關(guān)聯(lián)尚不明確。

總體而言，調(diào)查結(jié)果顯示，1個月與3個月NHP研究的靶器官毒性具有一致性，且對人類的可轉(zhuǎn)化性較好。

關(guān)于本類項目的研究設(shè)計：

1個月NHP研究：11個項目設(shè)4組（3個劑量組+對照組），其余3個項目的劑量組數(shù)量不等（2-5組）；10個項目每組每性別使用3只動物，其余4個項目的每組每性別動物數(shù)量差異較大；14個項目中有11個納入了恢復(fù)期動物。

3個月NHP研究：7個項目設(shè)4組（3個劑量組+對照組），3個項目設(shè)3組及以下，4個項目設(shè)4組以上；10個項目每組每性別使用3只動物，其余4個項目每組每性別使用3-5只動物；9個項目納入了恢復(fù)期動物。

僅在嚙齒類動物中開展3個月研究的ADC項目

調(diào)查顯示，有2個ADC項目在NHP和嚙齒類動物中均開展了1個月研究，但僅在嚙齒類動物中開展了3個月研究（無論大鼠是否為相關(guān)動物種屬）。這兩個項目中，NHP和嚙齒類動物的1個月研究均觀察到相似的、由載荷驅(qū)動的毒性特征，且均能轉(zhuǎn)化至人類。

減少動物使用的可能機會

制藥公司和監(jiān)管機構(gòu)正面臨越來越大的壓力，需在新藥開發(fā)過程中持續(xù)踐行3Rs原則（替代、減少、優(yōu)化）。ADCs類藥物也是如此。

減少3個月NHP毒理研究

10個同時開展NHP和嚙齒類3個月研究的項目中，8個項目的NHP與嚙齒類毒性表現(xiàn)相似，且無論嚙齒類是否為藥理學(xué)相關(guān)動物種屬均是如此。這一結(jié)果并不意外，因為含細(xì)胞毒性載荷的ADC的毒性主要由載荷驅(qū)動，通常不依賴于靶抗原。14個僅在NHP中開展3個月研究的項目中，12個項目的1個月與3個月NHP研究靶器官毒性相似，表明長期給藥后僅少數(shù)項目（7%）發(fā)現(xiàn)新毒性。多數(shù)情況下，嚙齒類和NHP非臨床毒性研究中觀察到的靶器官毒性能轉(zhuǎn)化至人類。

以vedotin為例，無論vedotin ADC是靶向還是非靶向，其最高非嚴(yán)重毒性劑量（HNSTD）范圍和毒理學(xué)特征都高度一致。對vedotin非臨床毒理學(xué)數(shù)據(jù)的分析表明，3個月的研究所預(yù)測的與人類風(fēng)險評估相關(guān)的毒性，與1個月的研究相同或更少。類似地，對142種單克隆抗體產(chǎn)品的評估發(fā)現(xiàn)，相對于首次人體（FIH）研究，只有少數(shù)（13.5%）慢性毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了影響臨床開發(fā)的新毒性。這些數(shù)據(jù)表明，長期（3個月）研究的價值存疑，尤其是對于平臺分子。

當(dāng)然，不開展3個月毒理研究在科學(xué)上可能合理，但在現(xiàn)階段是存在監(jiān)管風(fēng)險的。一種中間方案是僅開展3個月毒理研究，以替代傳統(tǒng)的支持IND的1個月研究和后續(xù)的3個月研究，從而將動物使用數(shù)量減半。輝瑞團隊認(rèn)為，對于“平臺”式ADC分子，1個月和3個月的研究可能對首個評估的分子具有科學(xué)和/或監(jiān)管價值，但對于后續(xù)平臺分子，若毒理學(xué)特征無差異，則可能僅需一項體內(nèi)研究（1個月或3個月）。對于非新型且已有足夠科學(xué)信息支持的載荷，無需重復(fù)評估釋放的載荷；隨著對“普遍可接受的科學(xué)知識（GASK）”的認(rèn)可和明確，減少這些研究的機會可能會在公司間推廣，而非僅限于單個公司內(nèi)部。

綜上，種屬間毒性的一致性、1個月與3個月NHP研究中新毒性的稀缺性、毒性主要由載荷驅(qū)動且對人類具有可預(yù)測性等特征，為多數(shù)ADC項目取消3個月NHP研究提供了科學(xué)依據(jù)。需注意的是，腫瘤項目的3個月NHP研究通常用于支持3期試驗和上市注冊，且多在1/2期臨床的初步人類安全數(shù)據(jù)獲得后完成，因此已獲得的人類安全性數(shù)據(jù)可能進一步降低3個月NHP研究的價值。

酌情采用低等物種進行ADC的3個月毒理學(xué)研究

當(dāng)需要開展3個月研究，且ADC的抗體部分可與嚙齒類和非嚙齒類動物都結(jié)合時，且該分子在不同種屬中的毒理學(xué)特征具有可比性，生物藥物的更長周期毒理研究可在嚙齒類動物中進行。這種方法在全球監(jiān)管區(qū)域均被接受，并支持了一款A(yù)DC藥物enfortumab vedotin (EV)的上市。由于EV在大鼠和NHP中的毒性特征具有可比性（即靶標(biāo)相關(guān)的皮膚毒性，以及vedotin ADC常見的非靶標(biāo)相關(guān)骨髓毒性），其3個月研究僅在大鼠中進行。

尤其對于無在靶毒性的ADC，鑒于毒性特征由載荷驅(qū)動，將嚙齒類動物作為3個月毒理學(xué)研究的首選物種是合理的。且，已有研究顯示，大部分ADC藥物在大鼠和NHP中的毒性表現(xiàn)是相似的。

不過，需考慮載荷的代謝特征——需明確載荷在不同物種（包括人類）中的代謝差異，避免其影響該策略的可行性（如若載荷在NHP與人類中的代謝更相似，而與嚙齒類存在差異，則需納入考量）。

減少劑量水平或每組動物數(shù)

調(diào)查還收集了未來減少藥物研發(fā)（尤其是腫瘤藥物研發(fā)）中NHP使用的相關(guān)信息，重點關(guān)注含細(xì)胞毒性載荷ADC的NHP非臨床研究設(shè)計要素，包括每組數(shù)量、每組動物數(shù)及恢復(fù)期組的納入情況：

組數(shù)：1個月和3個月NHP研究的組數(shù)相對一致，多數(shù)ADC研究設(shè)1個對照組和3個給藥組，僅少數(shù)項目1個月NHP研究使用更少組數(shù)。

每組動物數(shù)：1個月和3個月NHP研究中，每組每性別3只動物最為常見。盡管OECD指南建議非嚙齒類（包括NHP）每組每性別使用4只，但多數(shù)制藥公司在遵循ICH S9的腫瘤藥物研發(fā)中采用每組每性別3只，且監(jiān)管機構(gòu)普遍接受這一做法，表明該數(shù)量能提供足夠的安全信息以評估患者風(fēng)險。當(dāng)然，可根據(jù)科學(xué)需求調(diào)整動物數(shù)量（如考慮毒性發(fā)生率低、載荷/抗體靶點新、監(jiān)管意見等因素）。另外，NMPA《藥物重復(fù)給藥毒性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》要求更高一些，明確要求非嚙齒類一般不少于5只/性別（主試驗組3只，恢復(fù)組2只）。

恢復(fù)期組：多數(shù)ADC項目在1個月和3個月NHP研究中均納入恢復(fù)期組。在24個同時開展1個月和3個月NHP研究的項目中，20個在1個月研究中納入恢復(fù)期組，19個在3個月研究中納入。但ICH S9及Q&A指出，恢復(fù)期組并非總是評估效應(yīng)可逆性的關(guān)鍵，科學(xué)評估可逆性可能更合適。因此，基于調(diào)查數(shù)據(jù)，可通過減少恢復(fù)期組的使用，進一步減少1個月和/或3個月ADC研究中的NHP數(shù)量（具體需結(jié)合載荷新穎性、給藥方案變化、給藥途徑變化等因素綜合判斷）。

此外，ADC的耐受范圍通常較窄。當(dāng)具有共同連接子-載荷的ADC已被充分表征且毒性特征明確后，在重復(fù)給藥毒性試驗中探索多個劑量水平對保障人類安全性的作用有限，也并不合理。故，相同連接子-載荷的平臺式分子，更有機會降低組別數(shù)。

利用ADC載荷評估發(fā)育和生殖毒性（DART）及遺傳毒性風(fēng)險

如前所述，載荷驅(qū)動ADC毒性是普遍共識。盡管DART研究通常在大鼠和兔子中進行，但由于ADC的抗體部分可能在這些種屬中無交叉反應(yīng)，它們往往不適合用于ADC評估。Brentuximab vedotin（BV）和EV兩款A(yù)DC的抗體部分均不結(jié)合大鼠。在大鼠中開展的MMAE（vedotin ADC的載荷）、BV和EV的胚胎胎兒發(fā)育（EFD）研究表明，毒性是非抗原依賴的，主要是MMAE的作用機制識引發(fā)的毒性。此外，vedotin ADC的一般毒理學(xué)研究已充分評估了生育力終點，無需單獨開展研究。

對完整ADC重復(fù)進行DART評估（尤其是在有交叉反應(yīng)的非人靈長類動物中）既無必要，也屬于對動物的不當(dāng)使用。然而，在大鼠中開展載荷的EFD研究具有相關(guān)性和合理性。此外，一些新型方法學(xué)（NAMs）也可以用于評估藥物和化學(xué)品的DART風(fēng)險，這些方法可能成為體內(nèi)研究的合適補充，并最終替代體內(nèi)研究。

對于載荷為微管抑制劑或拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑的ADC，考慮到其作用機制可預(yù)期具有生殖和發(fā)育毒性，無需動物研究的證據(jù)權(quán)重評估（WoE）即可充分告知患者潛在風(fēng)險，尤其是針對晚期癌癥開發(fā)的分子。

同樣，遺傳毒性風(fēng)險評估應(yīng)主要采用證據(jù)權(quán)重法、計算機模擬方法和/或體外研究（如Ames試驗、微核試驗）。若需要體內(nèi)評估，可考慮將微核評估納入一般毒理學(xué)研究。

將臨床劑量選擇的先驗知識納入特征明確分子的起始劑量推薦

在為同一類別新候選分子選擇起始劑量時，應(yīng)考慮先前評估過的可比分子的所有可用非臨床和臨床安全性及藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)。特別是在腫瘤領(lǐng)域，利用平臺分子的臨床數(shù)據(jù)可支持安全有效的劑量水平選擇，避免為有嚴(yán)重未滿足醫(yī)療需求的患者進行多次亞治療劑量遞增。例如，vedotin ADC的臨床藥代動力學(xué)和毒性特征高度一致。因此，包含大量臨床數(shù)據(jù)的證據(jù)權(quán)重法已成功支持了多個vedotin ADC的I期起始劑量。根據(jù)給藥方案，低于0.75mg/kg或未經(jīng)體表面積調(diào)整、低于一致HNSTD（來自NHP毒理學(xué)研究）1/6的劑量水平，具有臨床意義活性或安全風(fēng)險的可能性較低，為患者利益著想應(yīng)避免使用。

參考資料：

1)Regul Toxicol Pharmacol. 2025 Nov:162:105887. doi: 10.1016/j.yrtph.2025.105887.

2)Regul Toxicol Pharmacol. 2025 Nov:162:105912. doi: 10.1016/j.yrtph.2025.105912.

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