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1、生物/基因类药物安全性评价,李玉倩郑州大学药学院临床药学系,生物技术药物的定义,广义:生物技术药物一般是指利用DNA重组技术或其他生物技术生产的药物。狭义：生物技术药物（biotechnology drugs）是指以微生物、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。,生物技术药物的分类,基因工程药物：应用基因工程或蛋白质工程制造的重组活性蛋白、多肽及其修饰物、抗体、疫苗、连接蛋白、嵌合蛋白、可溶性受体等基因药物：治疗基因、反义核酸和核酶等天然生化药物：动物、植物、微生物来源的天然活性物质合成或半合成
2、生化药物,生物技术药物的发展现状,发达国家生物技术增长速度约25%30%，是整个经济增长平均数的810倍左右。超过60%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发展最快、技术含量最高的领域。2006年的全球生物制药销售已超过600亿美元，其中22个产品年销售额超过10亿美元。,2008年全球最畅销药物销售额排行榜,医药市场上发生的一个重大变化是，在最畅销的处方药中，生物技术药物正在崛起。根据市场研究机构Evaluate Pharma公司提供的市场汇编资料，2000年，在全球十大畅销药物中，生物技术药物只有安进的Epogen和强生的Procrit（epoetin alfa
3、）。2008年，在Evaluate Pharma列出的十大畅销药物中，有5种生物技术产品（Avastin，Enbrel，Epogen/Procrit，Remicade和Rituxan）名列其中。Evaluate Pharma预测，到2014年，全球前六大畅销药物均为生物技术药物，分别是Avastin，Enbrel，Humira，Rituxan以及赛诺菲安万特的Lantus（insulin glargine）和罗氏的Herceptin（trastuzumab），而Remicade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中有7种是生物技术药物。,时间:2009-08-24 来源:医
4、药经济报,生物技术药物的发展现状,国外：美国，生物技术产业化，在世界上处于领先地位。哺乳动物细胞成为生物技术药物最重要的表达或生产系统。欧盟国家，生物技术工业紧跟美国，处于蓬勃发展的开始阶段。,生物技术药物的发展现状,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，部分领域达到国际先进水平。,生物技术药物的特殊性,1.结构确证不完全性：分子量较大，空间结构复杂。2.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，导致活性的差异，甚至不同的反应。需要采用相关动物进行安全性评价。3.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。,生物技术药物的特殊性,4.
5、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,其诱导的抗体反应常可以影响对药物毒性的客观评价。5.免疫毒性:指受试品引起免疫抑制或增强、过敏反应或自身免疫反应,可能与药理活性相关(如抗排斥药物)或不相关(如部分抗肿瘤药物)。免疫毒性和免疫原性评价意义重大,如免疫抑制可能会导致感染或对肿瘤的防御能力降低;免疫增强可能会放大自身免疫反应或过敏反应。,生物技术药物的临床前安全性评价,目的：1.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；2.推测人体使用的安全起始剂量以及随后的 剂量递增方案；3.确定临床监测的安全性参数。,生物技术药物的临床前安全
6、性评价,一般性要求 1.毒性研究应以下列为基础：理化性质，生物学特性，作用方式及药理作用，药代动力学等。2.动物种属的选择：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）。应明确选择动物种属及动物的数量。3.给药途径、次数及周期：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。,生物技术药物的临床前安全性评价,4.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，搞清楚产生抗体的抗源来源。选择不易产生抗体的实验动物进行实验。5.有些情况下一些毒性试验可省略。6.可参考化学药品毒性试验指导原则。,生物技术药物的临床前安全性评价,
7、安全性实验要求 1.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。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 临床上使用生理剂量的激素类产品 虽有特定的性质，但在允许范围内并对人已进行过适 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 做,生物技术药物的临床前安全性评价,2.亚急性毒性实验（重复给药）：原则上所有有效成分均应实施该实验。免做：与已知有效成分完全相同，并已进行过毒理学评价的药品 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 临床上使用生理剂量的激素类产品 临床上
8、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，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,生物技术药物的临床前安全性评价,4.生殖毒性实验：临床上孕妇、妊娠及授乳期可能使用 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 临床上使用生理剂量的激素类产品5.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不一定要求该实验。应优先考虑使用哺乳类细胞的实验。6.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。,不一定,生物技术药物的临床前安全性评价,7.致癌性实验：大部分不适宜用啮齿类动物，鼓励使用转基
9、因动物模型。有效成分与人无关 在前期研究中有肿瘤细胞增殖样作用 在前期研究中发现毒性作用方式特殊或在体 内长期蓄积 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 8.免疫原性实验：监测抗体及抗体的中和能力。9.安全药理学实验10.毒代动力学研究,非临床安全性研究的比较,生物技术药物药理作用可用于相关动物筛选可以用单一种属有免疫原性不要求遗传毒性 不要求致癌实验,小分子药物代谢参数用于相关动物筛选要求啮齿和非啮齿类一般没有免疫原性要求遗传毒性要求致癌实验,疫 苗,疫苗（vaccine）：指含有抗原、能够诱导人体产生主动免疫的制剂，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
10、的损伤。疫苗是一种特殊的药物，它不是用于治疗疾病，而是用于预防疾病。,生物技术疫苗,类 型：,传统疫苗,灭活疫苗,减毒疫苗,亚单位疫苗,新型疫苗,基因工程疫苗,血清类免疫制剂,生物技术疫苗主要是指基因工程疫苗,基因工程疫苗,优点：可删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片断。可大量生产生产过程：将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的宿主细胞，进行表达，获得的表达产物就可以作为疫苗。多肽疫苗、重组载体疫苗、DNA疫苗,疫苗的临床前安全性评价的内容,种属：敏感或相关动物，两种以上，最好是远交系年龄：啮齿类6-8周，猴2-4岁，家兔3-4个月动物数：取决于所选择动物的种属 非人类灵长动物 6-8/组
11、 啮齿类：最少10只,长期毒性试验,动物,应符合国家有关规定的等级要求，来源、品系、遗传背景清楚，并具有实验动物质量合格证,给药途径,临床拟用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采用途径毒性明显时，考虑采用暴露量较大的给药途径,剂量和分组,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）。阴性对照组和佐剂对照组2-3个剂量组接种次数：至少比临床拟定的的接种次数多一次。接种频率：2-3周的暴露间隔。,观察指标及时间,每日：外观体征，行为活动，腺体分泌，粪便性状每周：摄食量和体重血液学和血液生化学指标免疫原性和免疫毒性指标实验结束后，进行大体解剖和
12、组织病理学检查,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。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。生殖毒性试验：拟用于妊娠妇女的疫苗必须进行此试验。免疫原性试验和保护力试验,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。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。,佐 剂,疫苗类非临床安全研究注意问题,毒性实验前要完成免疫原性研究，确定相关动物和免疫程序考虑相关动物、免疫途径、剂量、暴露的频率和
13、时程、终点评价的时间 重点考虑免疫毒性，根据疫苗的特性确定免疫学指标。,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最高剂量。如果注射的总体积受到限制，可以采用多点注射的方式。最好模拟临床免疫程序，给药次数等于或大于临床给药次数。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。,疫苗类非临床安全研究注意问题,应设阴性对照组和佐剂对照组，必要时设立卫星组血液和生化指标的评价：在第1次和最后1次给药，以及恢复期结束后的1-3天恢复期一般2周或更长，要根据具体情况而定,基因类药物,概念：基因工程药物（
14、genetic engineering drugs）指利用重组DNA技术或基因工程生产的药物，也称基因类药物（genetic drugs）。,基因工程药物,干扰素的生产：什么是干扰素？传统方法：从人血液中的白细胞内提取 每300L血液才能提取1mg 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20-40 mg,基因工程药物,干扰素生产车间,基因工程药物的生产过程,获得目的基因,构建基因工程菌,工程菌大规模培养,产物分离纯化,除菌过滤,半成品检测,成品加工,成品检测,基因类药物非临床安全性评价,评价的一般原则 1.试验目的：与其它药物安全性评价的目的一致。2.供试品：需要使用制剂，
15、而不是原料药，能够代 表拟用于人体临床试验研究的样本。3.动物选择：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 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。4.给药途径：采用临床拟给药途径或类似于临床的 给药途径。,基因类药物非临床安全性评价,5.剂量选择：设置多个剂量组，包括从无明显毒性 反应到明显毒性反应剂量；设置阴性对照组；动 物种属间剂量的换算可根据体表面积和体重。6.毒性实验的内容：单剂量急性毒性实验，重复给 药毒性实验，生殖和发育毒性实验，遗传毒性和 致癌性实验等。7.毒性评价指标的选择,生物药物的临床试验,治疗用生物药物的临床研究：期 20-30例；期 100例；期 300例。预防用生物药物的临床研究：期 20-30例；期 300例；期 500例。为上市后进行的大规模的药物安全性评价。,健康成人志愿者,接种对象为儿童或婴幼儿时，按先成人后儿童，最后婴幼儿的顺序分布进行,生物药物的临床试验阶段的任务,第一期临床研究,第二期临床研究,第三期临床研究,不良反应监测,探索安全的人用剂量,安全性,大范围的社会考察,提高疗效，降低不良反应,疗效（有效性）不良反应（安全性）,思考题,1.生物技术药物的概念及其分类。2.生物技术药物非临床安全性评价的内容有 哪些？3.疫苗和基因工程药物的概念。,
