本案例聚焦于单克隆抗体(mAb)的开发。在非临床研究中,单抗药物的毒理学试验种属以猴为主(通常±大鼠)。选择动物模型的核心依据是药理相关性,即候选抗体是否能与该种属的靶点结合,并最好能引发生物学效应(如药效终点),这一标准优先于序列同源性。若该抗体仅与人和猴的靶点结合,则无需开展啮齿类毒理研究。但若其也能结合大鼠/小鼠靶点,则应补充啮齿类毒理试验。给药途径通常根据拟用临床给药方式确定,常见为静脉(IV)。

由于单抗在体内最终被降解为氨基酸,一般无需开展传统意义上的药物代谢研究。

剂量选择通常基于耐受性或最大可行剂量。不过,更常见的是,最高剂量设定为人体计划最高暴露量的10倍,以确保安全边际。

需特别注意的是,候选药物本身是人源分子,因此在动物体内可能诱发抗药抗体(ADA)。但动物中出现ADA,并不意味着人体也会产生。大多数针对治疗性单抗的ADA靶向其可变区抗原结合位点,可能干扰靶点结合;改变药物清除率(加快或减慢);具有中和活性;或完全无影响。当ADA滴度(浓度)足够高且持续存在时,会与药物形成药物-ADA免疫复合物,从而显著改变药代动力学(PK),直接降低药效。

常用ADA检测方法如下图所示,但存在明显局限:

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局限性主要体现在药物耐受性不足。当体内药物浓度很高时,ADA信号可能被掩盖导致假阴性。这一问题在动物研究中尤为突出,因为动物给药后采样窗口短(通常仅1-2周),药物暴露量约为人体的10倍,更易形成免疫复合物。因此,即使ADA检测结果为阴性,若观察到药物暴露突然消失,仍应高度怀疑ADA形成。此时需综合评估暴露丢失发生的时间(ADA通常需约2周才产生);受影响动物数量;给药剂量;其他ADA间接证据(如PK异常、组织病理变化等)。

临床前的药物暴露通常通过“抗原包被法”检测:将靶抗原固定于板上;加入样本,若含药物抗体,则与其结合;再用标记的抗人抗体检测结合的药物。ADA可能阻断药物与靶抗原的结合,导致假性“无暴露”。

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因此,当检测不到药物时,必须结合时间窗、动物数量、剂量及其他ADA证据进行综合判断。

免疫复合物(IC)形成是单抗药物开发的另一挑战。IC的形成具有以下特点:不一定呈剂量依赖性;通常仅出现在部分动物中;可在特定解剖部位沉积,引发免疫复合物性血管炎,常见于肾小球、肺、脑、小动脉分叉处(可能因血流湍流所致)。

在猴研究中,可通过免疫组化确认IC沉积:染色检测人源IgG(药物)、猴补体、猴IgG/IgM(提示ADA存在)。虽然IC相关病变对动物健康确属不良反应,但若人体未产生ADA,则此类毒性对人类的预测价值存疑,其临床相关性应谨慎评估。

分享个具体案例

一种靶向新型炎症通路的IgG类单抗,在大鼠和猴中开展了为期1个月的重复给药毒性研究。

关键非临床数据如下:

大鼠试验

剂量:0、10、30、100mg/kg/周

结果:未观察到明显毒性效应,但给药2周后体内已检测不到药物暴露(提示可能产生抗药抗体ADA)。

猴试验

剂量:0、10、30、100mg/kg/周(每组n=6)

给药途径:皮下(SC)和静脉(IV)

具体结果见下表。

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决策前需思考的问题:是否存在不良反应?若有,是否提示对人类存在潜在危害?为什么?大鼠和猴的“未观察到不良反应剂量水平”(NOAEL)?基于这些数据,建议的人体起始剂量和最大剂量是多少?若推进至临床,应采取哪些风险控制措施?

关于不良反应:猴在100mg/kg/周剂量下出现不良反应(如免疫复合物沉积、血管炎等),但这些效应很可能由ADA引起。若人体不产生ADA,则此类毒性对人类的相关性存疑,未必构成真实风险。

NOAEL确定:大鼠NOAEL=100mg/kg/周(尽管无暴露,但未见毒性);猴NOAEL=30mg/kg/周(100mg/kg剂量出现不良反应)。

人体剂量建议:起始剂量通常参考最低NOAEL(即猴的30mg/kg/周),并采用10倍安全系数,建议起始剂量为3mg/kg。

若有其他药理学数据(如MABEL,最小预期生物效应水平),也应纳入考量。

最大剂量无需预先设定上限,可依据人体安全性、暴露水平和药效数据逐步递增。

临床风险管理措施:考虑到临床前猴毒理出现的不良反应和潜在IC影响,在临床试验中,需密切监测受试者是否出现超敏反应;定期检测ADA,评估其对药代动力学、药效及安全性的影响。