药物致癌性试验

    S1B增补文件

   草案

    2021年5月10日专家共识

    征求意见中

ICH协调指导原则

药物致癌性试验指导原则增补文件

ICH S1B （R1）

ICH共识指导原则

本文件是对S1指导原则的补充，应与ICH S1A《药物致癌性试验的必要性》、S1B《药物致癌性试验》和S1C（R2）《药物致癌性试验的剂量选择》结合使用。

COP瓶

1. 前言

1.1 适用范围

本文件涵盖了所有在S1A中描述的建议进行致癌性评估的小分子药物。

1.2 增补目的

本文件通过引入原S1B指导原则中未描述的新方法，扩展了小分子药物人体致癌性风险评估的测试方案。这是一种提供了具体的证据权重（Weight of Evidence，简称WoE）标准的综合方法，该WoE标准可提示两年大鼠致癌性试验是否能够为人体致癌性风险评估提供更多有价值的信息。该文件还增加了基于血浆暴露量比值的方法来设置rasH2-Tg小鼠试验的高剂量1，与此同时，S1C(R2)指导原则中关于高剂量选择的其他推荐方法仍然适用。

该综合方法的应用将遵循3R原则（减少/优化/替代）减少动物的使用，并将资源集中到更加科学的、基于机制的致癌性评估上，同时促进创新性小分子药物的安全并合乎伦理的开发。

1 rasH2-Tg小鼠由Central Institute for Experimental Animals（简称CIEA）的Tatsuji Nomura实验室研发 (1). 该动物模型在S1B指导原则中被称为TgHras2转基因小鼠。该动物模型的官方名称为CByB6F1-Tg(HRAS)2Jic，该小鼠是由C57BL/6JJic-Tg(HRAS)2Jic半合子雄性小鼠与BALB/cByJJic雌性小鼠交配获得；同窝动物是tg/wt基因型的rasH2-Tg转基因小鼠和wt/wt基因型的rasH2-Wt 野生型小鼠。

在过去20年中，与rasH2-Tg小鼠相比，S1B中提到的其他短期模型并没有得到广泛的应用，采用这些模型进行的药物开发经验非常有限。因此，S1B指导原则中提到的其他短期致癌性模型不符合基于血浆暴露量比值的高剂量选择标准。

使用rasH2-Tg小鼠的野生型同窝幼仔即rasH2-Wt小鼠进行剂量范围探索试验和生成暴露数据是合适的。

1.3 背景

虽然S1B指导原则要求考虑药物致癌性试验方法的灵活性，但一般情况下推荐进行一项长期的啮齿类动物研究。在实践中通常是两年大鼠致癌性试验，伴随第二种啮齿类动物即小鼠致癌性试验（两年或短期研究）。自ICH S1B指导原则发布以来，随着对肿瘤作用机制阐述的科学进步，对啮齿类动物模型所具局限性的深入理解，以及通过对一些药物数据库的回顾性分析结果显示，两年大鼠致癌性试验在某些情况下可能不会对人体致癌性风险评估提供更多有价值的信息。在这种情况下，对潜在致癌性风险的充分评估可通过对已有的药理学、生物学和毒理学数据的全面评估实现(2-9)。

为确定这些回顾性分析得出的结论是否能够在真实世界（即在获得两年大鼠致癌性试验结果之前）中得到验证，根据ICH S1（R1）RND《药物啮齿类动物致癌性试验指导原则拟修订稿-监管通知文件》开展了一项独立的国际性前瞻性研究。这项研究结论证实：一种综合的WoE方法可以用来充分评估某些药物的人体致癌性的风险，替代为期两年的大鼠致癌性试验2。

此外， ICH S1C(R2)中两年啮齿类动物致癌性试验高剂量选择的暴露量比值终点法（动物与人血浆的AUC比值）尚未被全球接受用于rasH2-Tg小鼠试验中。因此，应用现有信息对rasH2-Tg小鼠试验的血浆暴露和试验结果进行了综合分析3。如第3节所述，分析结果表明，在该小鼠模型中，以超过50倍的暴露量比值作为高剂量选择依据是没有价值的。

2 将对前瞻性研究和结果进行总结；引用ICH网站有关RND和PEP的数据更新；以及指向以后的DRA文稿。这些新的引用将出现在第四阶段版本中，并在此脚注中修订。

3 该方法用于判定rasH2-Tg短期致癌性试验的高剂量选择是否实现充分暴露，类似于之前介绍的两年大鼠和小鼠试验(10,11)，以及与Hisada S, Tsubota K等撰写的“基于现有数据对rasH2-Tg小鼠和两年啮齿类动物模型的致瘤敏感性调查”（稿件准备中）。初步总结如下：对开展6个月rasH2-Tg小鼠致癌性试验和两年大鼠致癌性试验的50项药物的结果进行分析，其中15项还进行了两年小鼠试验。13个rasH2-Tg小鼠试验出现阳性结果，其中6个遗传毒性致癌物在AUC暴露量比值或基于体表面积的剂量折算比（啮齿类：人）0.1~3倍间出现阳性，另7个非遗传毒性致癌物在1~50倍间出现阳性，且3/7是在暴露量比值超过25倍出现阳性。在13个开展了三种动物模型试验的药物中，rasH2-Tg小鼠比两年大鼠或小鼠模型敏感性高20倍或低于10倍范围内，而3/13个药物在两年大鼠试验中是阴性结果。8/37个药物采用rasH2-Tg小鼠在暴露量比值超过50倍（60至>200倍）时仍是阴性结果。11个化合物在两年大鼠试验中暴露量比值小于25倍情况下是阳性结果，但是在rasH2-Tg试验中是阴性结果，其中，9/11是高剂量选择在最大耐受剂量（MTD）且暴露量比值小于50倍，2/11个药物暴露量比值超过50倍。11个药物在大鼠体内观察到的致瘤性与人体的相关性一直受到质疑。总之，当rasH2-Tg小鼠耐受高剂量暴露时，超过25倍似乎有一定价值，但总体证据表明超过50倍暴露就没有意义了。（注：该段总结可能在Hisada等文章发表后被删除）

2.  证据权重法评估小分子药物的人体致癌性风险

在药物开发过程中，申请人必须制定科学稳健的致癌性评估策略，该策略应同时考虑到关键的生物学、药理学和毒理学信息。在2.1和2.2章节中介绍的综合的WoE方法可能支持对受试物做出如下结论之一：

· 可能对人体具有致癌性，因此，将在该药品的说明书中做相应说明，两年大鼠致癌性试验不会提供更多有价值的信息；

· 可能对人体不具有致癌性，因此，两年大鼠致癌性试验不会提供更多有价值的信息（对大鼠可能也不具有致癌性，或对大鼠可能具有致癌性，但其致癌机制已被充分了解且已知与人体不相关）；

· 对人体的潜在致癌性尚不明确，两年大鼠致癌性试验可能会对人体致癌性风险评估提供更多有价值的信息。

当WoE评估得出人体致癌性不明确的结论时，采用S1B所介绍的策略仍是最合适的，即开展一项两年大鼠致癌性试验和一项小鼠致癌性试验（短期或两年研究）。

2.1 WoE评估的考虑因素

WoE方法是基于对所有可能与潜在致癌性相关的公开来源数据和常规药物开发研究数据的综合评估。考虑因素包括：

1) 基于药物靶点生物学及原形化合物和人体主要活性代谢产物主要药理学机制的提示潜在致癌性的数据。包括大鼠和人体的药物靶点分布、从转基因模型获得的信息、人体基因相关性研究、癌基因数据库和同类药物的致癌性信息。

2) 提示脱靶风险。特别是致癌性风险（如：与核受体相结合）的原形化合物和主要代谢产物的次要药理学筛查结果。

3) 受试物已完成的重复给药毒性试验（特别是大鼠长期试验）的组织病理学数据。包括原形药物和主要代谢产物的暴露范围评估4。

4) 激素紊乱的证据。包括对药物靶点和代偿性内分泌反应机制的认知，重复给药毒性试验中内分泌和生殖器官的重量、大体和显微镜下改变数据，以及生殖毒理试验的结果5。

5) 采用ICH S2(R1)《人用药物遗传毒性试验和结果分析指导原则》标准进行的遗传毒性试验数据。可疑阳性会增加潜在致癌性的不确定性。

6) 符合ICH S8《人用药物免疫毒性研究》的免疫调节证据。通常认为，标准的大鼠和小鼠致癌性试验对于识别这种特定的人体风险是不可靠的 (12,13)。

上述WoE因素可能足以得出结论，即两年大鼠致癌性试验是否能为风险评估增加价值。然而，当一个或多个WoE因素显示不确定或提示有致癌性风险时，申请人可开展研究来说明潜在风险与人体的相关性。可行的方法包括但不限于：

1) 追加的调查研究，或对原先研究中已收集标本的分析（如，特殊组织化学染色、分子生物标志物、血清激素水平、免疫调节特征的进一步分析、体外或体内替代实验系统、新技术获得的数据等）。

2) 在治疗剂量和暴露量下的，提示人体机制相关性的临床数据（如：尿液药物浓度和晶体形成证据、临床血浆激素变化的靶向检测、人体影像学数据等）。

4 识别两年大鼠致癌性试验潜在致癌性需特别关注的大鼠长期毒性试验的组织病理学结果包括：细胞肥大、细胞增生、持续性组织损伤和/或慢性炎症、细胞病变、癌前病变和肿瘤。了解这些结果的可能的发病机制和/或说明其与人体的相关性是十分重要的。虽然已经证明大鼠长期毒性试验数据对于评估两年大鼠致癌性试验的可能结果和价值的意义最大，但短期的大鼠试验有时也能提供有价值的组织病理学结论。

来自非啮齿类动物和小鼠的长期毒性试验数据也可能有助于提供额外的背景信息，以说明大鼠研究结果与人体的相关性（例如，种属特异性的机制差异），以及开展两年大鼠致癌性试验是否能提供更多有价值的信息。

5 如果病理学检查观察到内分泌和生殖组织的改变，包括萎缩、肥大、增生，或观察到有统计学意义和生物学意义的与受试物相关的内分泌或生殖器官的重量改变，这类改变可认为是激素功能紊乱的证据，即使缺乏激素水平变化的记录也是如此。这些发现可能暗示潜在的致癌性风险，除非经人体相关性的研究证实其不相关。

2.2 评估人体致癌性风险的WoE因素的整合

对上述WoE因素的综合分析确定了标准两年大鼠致癌性试验是否有助于人体致癌性风险评估。尽管所有因素都可能有助于综合分析，每个因素的相对重要性可能根据所评估的特定分子而有所不同。附录1展示了基于ICH S1（R1）RND研究经验的主要成果总结和案例，以说明如何将WoE因素整合在一起，以确定两年大鼠致癌性试验的必要性。

来自ICH S1 RND研究的经验表明，同类药物中其他化合物已明确的特征大大有助于评估与药理学靶点调节相关的人体致癌性风险。然而，具有新药物靶点的化合物（即首创药物）也适合采用WoE综合评估的方法。对于这类候选化合物，期望建立更高的证据标准，以消除对靶点生物学方面的担忧。附录1提供了一个案例，即某个抑制新靶点的药物，其WoE评估得出结论是两年大鼠试验不会为人体致癌性风险评估提供更多有价值的信息。 

当WoE法评估得出结论认为进行两年大鼠致癌性试验不是必要的时，申请人应该向各拟申报上市地区的药品监管机构（Drug Regulatory Agency,简称DRA）寻求一致意见。而当申请人决定根据ICH S1B进行两年大鼠致癌性试验时，就不必去咨询DRA是否同意，也不必书面说明其开展该研究的理由。

2.3 小鼠致癌性试验

采用小鼠进行的致癌性试验，无论是两年的还是ICH S1B中指定的短期转基因模型，仍然是推荐的致癌性评估计划的组成部分，即使是对那些经WoE综合评估表明两年大鼠试验不会贡献明显价值的化合物6 。然而，在某些情况下，例如，当WoE评估强烈表明对人体无致癌性风险，且数据显示在小鼠体内只能达到低于治疗剂量、无药理学活性的暴露量时，则可能不适合进行任何小鼠致癌性试验。

针对大鼠的WoE方法不适用于豁免小鼠作为第二种啮齿类动物致癌性试验的动物种属，因为：(1) 一般不采用小鼠进行6个月的长期毒性研究，因此， WoE方法无法实施，也没有数据库来证实这种方法；(2) 小鼠致癌性试验结果往往与相应的大鼠致癌性试验结果不同，所以无法直接外推；(3) 一项6个月的rasH2-Tg小鼠已经被认为是可接受的致癌性研究模型。

在欧盟（EU），当WoE评估表明两年大鼠致癌性试验不会提供更多有价值的信息时，也不推荐采用小鼠进行致癌性研究（无论是两年试验还是短期试验）。

3. rasH2-Tg小鼠致癌性试验高剂量选择标准的说明

实践中，针对该小鼠模型，在缺乏剂量限制性毒性或ICH S1C(R2)中列出的其他剂量设计标准不适用时，采用血浆暴露量（AUC）比值作为高剂量选择终点的方法尚未被全球接受。因此，对采用rasH2-Tg小鼠模型的50种化合物的试验数据进行了分析，得出的结论是超过50倍的血浆AUC暴露量比值（啮齿类动物 :人）对于支持致癌性评估是没有价值的。因此，S1C(R2)中针对两年啮齿类动物致癌性试验高剂量选择的所有标准，包括血浆AUC暴露量比值（除了rasH2-Tg小鼠研究要求50倍而非两年常规啮齿类动物研究中的25倍外），均适用于rasH2-Tg小鼠致癌性试验。S1C(R2)中的其他方面也适用于rasH2-Tg小鼠。