探索性新药临床试验的回顾与展望

崔英子，谢雁鸣，杨海淼*，杨　薇

(1.长春中医药大学附属医院，长春 130021;2.中国中医科学院临床基础研究所博士后流动站，北京 100070)



·GCP平台·

探索性新药临床试验的回顾与展望

崔英子1,2，谢雁鸣1，杨海淼1*，杨薇1

(1.长春中医药大学附属医院，长春 130021;2.中国中医科学院临床基础研究所博士后流动站，北京 100070)

基于创新药物研发成本-效益风险的控制诉求，除了一种以早期获得人体PK/ADME 信息以及高效筛选先导化合物为目的药物研发的新方法(也被称为0期临床试验/探索性临床试验)，国内外亦开展了一些利用0期临床试验方法的研究，为探讨0期临床试验作为一种新的药物研发技术在实际应用的可行性提供了参考。

探索性临床试验；回顾；展望

基于医生、患者对高效、安全的创新药物热切期盼，以及制药企业对药物研发成本-效益风险的控制的诉求。“早发现、早淘汰”成为药物研发的新趋势，药研人员不断寻找新的方法来评估那些潜在的新药，并不断优化现有的开发策略。基于上述需求，一种以早期获得人体PK/ADME信息以及高效筛选先导化合物为目的研发新理念逐渐形成，由于其基本理念是在正式开展Ⅰ期临床前，给予受试者远低于预期临床剂量的微剂量，进行先导化合物的筛选和生物标志物的评估，也被称为0期临床试验/探索性临床试验。

1　概念

FDA在《探索性临床试验指导原则》明确了探索性临床试验(exploratory investigational new drug，eIND)的概念，即eIND研究是早于I期临床试验、非常有限的人体药物暴露，且无治疗和诊断意图的研究，亦称为“筛选研究”或“微剂量研究”，也被称为“0期临床试验”。其特点在于“3 个有限”，即有限的受试人数、有限的剂量范围、有限的研究周期[1]。

2　研究设计思路及适用范围

2.1eIND研究方案比较eIND研究最初仅有一种方案设计，即EMA最初提出的微剂量试验，经过不断的探索和实践，ICH公布了5种eIND临床研究设计方案。

2．1．1微剂量试验微剂量试验又可细分成2种不同的方案设计。第一种方案设计使用的较为普遍，是应用不产生药理作用的极低剂量的候选化合物，评估其在受试者体内的药代动力学(pharmaco kinetics,PK)或药效动力学(pharmaco dynam-PD)参数。FDA指南定义的微剂量是指低于根据动物实验数据获得的候选药物产生药理学作用剂量的1/100的剂量，最大剂量≤100 μg。并规定蛋白制品的最大剂量≤30 nmol。ICH进一步明确微剂量的定义是单次给药剂量，或是多次给药剂量的总和。无论是起始剂量还是最大剂量，总剂量不能超过100 μg。第二种设计方案则是指可以给予受试者5种以内的候选化合物，每种药物最大剂量≤100 μg，每种药物剂量小于理想药理剂量的1/100，且5种药物的总量≤500 μg(每种药物之间要有超过实际或预期的半衰期的洗脱期)。这两种方案设计均可以探索人体PK参数，研究候选药物与靶点结合受体的结合效果以及应用正电子发射型计算机断层技术(positrom emission tomograghy,PET)研究给药后组织的分布情况。而后一种方案可以使用更少的放射性标记物[2]。这两种方案需要的临床前数据测试要求较少，进行结构活性评估后，一般不需要进行基因毒性试验(抗癌药物)[3]。

2．1．2单剂量试验第三种方案为亚治疗剂量或是达到预期治疗剂量的单剂量研究。起始剂量需要建立在临床前试验中对高敏感物种的毒性测试以及药理学有效剂量的预期之上。并且需要考虑地域问题和人体初始剂量的情况。最大剂量不能超过安全性暴露剂量的1/2。并且必须考虑临床试验前的毒性研究结果。

2．1．3多剂量试验第四种方案则是应用接近治疗范围的给药剂量给药14 d以内，探索人体的PK及PK参数，且不以耐受性研究为目的。此外还给出了起始剂量和最大剂量的设计思路，最大给药剂量不超过无可见有害作用水平的1/50，或达到1/2药时曲线下面积/血药浓度。并要求在临床前试验中选择啮齿类和非啮齿类动物进行连续14 d的毒性研究。第五种方案也是应用接近治疗范围的给药剂量，给药14 d以内且不超过非啮齿类动物实验的给药时间，探索人体的PK及PK参数，且不以耐受性研究为目的。对于临床前实验的要求剂量递增试验，并且检测体质量、生化学、血液学和组织病理学指标。结合现有研究结果，认为eIND研究适用范围有以下几点[4]：1)治疗窗较宽，有助于起始剂量的筛选，增加探索性临床试验的安全性。2)作用靶点明确，在试验中可以产生预期效果，尤其是在极低剂量和短时间暴露的情况下能够产生预期的效果，得到理想的PK/PD数据。3)生物标记物明确，由于研究样本数量小，具有确切的生物标记物，方可靶向观测。因此一般认为只有在极低剂量给药和治疗剂量给药条件下呈现线性特征，eIND才具有研究的意义和价值。尤其适合于一些没有治疗药物或治疗方案不合理的疾病，特别是罕见病的治疗更具意义。目前eIND研究较多的应用在肿瘤、艾滋病领域。

2.2优势和意义1)有限的人体暴露、有限的给药剂量、有限的研究时间探索候选药物的靶标特征，淘汰无效候选药物，节省时间、经费资源，集中应用在更有优势的候选药物上。2)提供了一种对于候选药物进行选择的途径，选择出最具潜力的先导化合物。可以用于某些研发失败的药物的二次开发，开展药物定位，增加药物可利用性。3)尽早了解候选化合物在人体的代谢特征，确定其临床前研究中观察到的作用机制与人体研究中作用机制一致。对于非临床安全性研究的动物选择、提高动物实验结果的预测价值[5]，应提高临床研究的安全性。4)应用影像技术探索候选药物的生物学分布特征。5)提早获得的PK信息可有助于规划Ⅰ期临床研究的给药剂量，减少Ⅰ期临床研究用于选择剂量及剂量范围的受试者数量，也可以使Ⅱ期临床研究的患者及早接触到更安全有效的药物并及早淘汰药物特性差的药物[6]。6)提早获得的PD信息可有助于探讨药物的潜在效果，明确疾病相关治疗靶点，提高研究成功的可能性，并进一步验证其临床前实验数据得到的药效作用机制。7)所需要的临床前研究资料有限，缩短实验室研究与临床研究的转化时间。

3　实施难点和局限性

目前而言，eIND研究多数集中在肿瘤、艾滋病、心血管疾病、神经系统疾病等个别研究领域。鉴于其实施需要明确的生物标记物和生物靶点，因此使用范围相对有限，需要研究方法的深入探索以扩大其使用范围。

微剂量检测需要一定的技术条件配备，这些技术方法在应用时各有利弊。目前应用的主要分析方法包括定量分析方法:加速器质谱仪测定法(zccelerator mass spectrometry AMS)、高效液相色谱串联质谱仪测定法(liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry，LC/MS/MS)和电感耦合等离子体光学发射光谱仪测定法(inductively coupled plasma-optic emission spectrometer，ICP-OES);半定量分析方法：正电子发射计算机断层显像仪(positron emission tomography，PET-CT)、免疫测定法(Immunoassays)和分子印迹(molecular imprinting polymer，IMP)。AMS检测灵敏度最高，可以检测到fg/ml水平的血药浓度，但需要标记同位素限制了其广泛开展[7]。

如果候选药物的微剂量和临床剂量的PK呈非线性，则eIND研究可能很难预测临床剂量，其产生的阴性结果可能导致候选化合物的探索失败，这种失败反而会延缓研发速度，推迟药物的上市时间，无形增加了研发负担。由于eIND研究不以治疗获益为目的，因此对于此种研究的伦理学讨论亦是争论所在，并且可能会影响到受试者参与研究的动机[8]。

4　研究进展

eIND研究提出后，相关研究开展并不多。美国国家癌症研究所于 2007 年首次开展了雅培制药有限公司研制的抗肿瘤药 ABT-888 的0期临床试验。从批准到研究完成并获得了关键性的生物化学及人体药动力学数据只用了 5 个月的时间。试验完成后可直接进行与其他抗癌药联合使用的Ⅰ期试验，为研究者至少节约了 1 年时间[5]。Tripep 公司在研制一种治疗艾滋病的创新药物进退两难之际，选择了微剂量研究，给予8名健康受试者口服或静脉注射100 μg的药物，评价该药物的ADME。结果显示该药具有良好的生物利用度，大大降低了其后续研究的风险[9]。此后陆续有研究人员就不同的研究目的开展0期临床试验探索。CREAM研究是一项大型全面的微剂量研究，评估了华法林、ZK253、地西泮、咪达唑仑及红霉素这5种临床前资料难以预测PK参数的药物，结果显示其中3种药物的微剂量PK结果很好的预测了治疗剂量下药物的PK参数。其中华法林和红霉素没有得到如期结果，考虑原因是红霉素血药浓度变异因素太多，华法林在治疗剂量给药时结合度已经成饱和状态[10]。LaPPIN等对18种药物进行微剂量试验与治疗作用剂量下试验比较，发现其中15种具有线性关系[11]。Chen等对两种抗艾滋病药物进行了线性药动学研究。结果显示，替诺福韦具有较好的药动学特征，齐多夫定在微剂量给药和正常剂量给药下不具有线性特征[12]。此外还有很多研究人员就0期临床试验实施的技术手段进行了研究，例如放射性14C 标记的化合物可以用来在人体内测定肠道对药物的吸收[13]。高敏度液相色谱-质谱联用法(LC-MS /MS)可以用来在人体内测定微量化合物及有关的代谢物[14]。

国内亦有团队就0期临床试验开展了各种探索。郑维义等在临床前研究中发现了3个备选化合物生物等效性和药效均优于已上市的降压药，因此采用0期临床试验来进行化合物的优选。并建立了定量检测下限为5pg/ml LC-MS/MS方法，同时采用原化合物口服，稳定性同位素13C的化合物静脉注射计算绝对生物利用度。实验结果显示与上市药物相比，三个备选化合物均有较好的生物利用度，其中一个化合物被选择进行I期临床试验[15]。王进等选用已上市的抗肿瘤药物甲磺酸伊马替尼作为研究药物开展了0期临床试验，研究结果显示，伊马替尼0期微剂量研究的药代动力学参数能够在一定程度上反映药物的分布和消除特点，且微剂量研究中无任何临床和实验室不良事件发生，提示0期临床试验从保护受试者角度具有特别的意义[16]。

5　应用展望

近年有研究对全国73家医院近5年药物临床试验情况进行了初步调查，结果显示目前2 000个创新药临床试验中，首次人体试验仅占调查项目总数的13.9%[17]。提示目前我国创新药物临床试验大部分是非首次人体试验。这也与国内长期以来的药物研发思路有关，大多数制药企业多是以仿制药研发为主，缺少具有自主知识产权的新药。一方面是与制药企业的研发能力有关，另一方面也与药物研发的高风险使得对于药物研发投入的缺失有关。

0期临床研究试验前仅需要有限的毒理研究，且给药剂量极低，有限的受试者和有限的研究周期，以及较小的潜在临床试验风险使得新药早期研发和筛选的成本能够得到控制。由于其可以较早的获得候选化合物对靶点的活性和毒性、人体 PK(药代动力学)数据，因此有利于更早地进行研发决策，以及预测后续临床试验的剂量等，对创新药物的研发有很大的帮助。

基于“十二五”和“十三五”“重大新药创制”科技重大专项的推动，2020年我国在新药专项上的总投入将达到上千亿人民币。因此需要鼓励更快更有效的研发新药，使患者更早的获益，不断寻求新的思路和方法完善和发展快速筛选、降低成本、减少风险的创新药物研发体系，促进更多的创新药物上市。而0期临床试验不失为一项较好的手段，对于提升医药创新能力具有极大的推动作用。中医药在国内应用源远流长，且国内中药资源丰富，中药现代化与二次开发更是推动医药产业快速发展的重要命题。然而目前我国创新药物临床试验主要以化学药品为主，中药占比不到10%，且以中药6类(未在国内上市的重要、天然药物复方制剂)为主[17]。提示我们更需要大力加强中药创新药物研究。中药在长期的临床使用中已经积累了相当多的经验，具有可操作性，可控性较高，因此可以考虑应用亚临床剂量或微剂量试验来帮助确定中药研发的方向性。特别是对重大疾病如肿瘤、艾滋病等进行药物的早期筛选。

但是作为一种新的探索性研究方法，我国尚没有适合国内创新药物研发的临床试验指导原则，也尚未出台有关探索性临床试验研究的规范和法规。指导原则中一般要求使用相对成熟的技术、方法，能够被业内广泛接受。但0期临床试验对于研究方案的设计、实施、测试仪器的灵敏度和精确性以及对结果确认的可靠方法学验证均有较高的要求，这也是国内开展0期临床试验的一个制约瓶颈。但任何新生事物都需要在具体的实践中进行检验，相信随着国内对于创新药物需求的不断提升，药物研发相关法律政策的出台，以及研究人员对于0期临床试验方法学的不断探索，0期临床试验定能在创新药物的研发中发挥其重要的作用。

[1]赵烨,邵蓉.探索性临床试验相关概念及法规介绍 [J].上海医药,2014,35(17):75-77,87.

[2]邵蓉,赵烨.关于几种探索性临床试验研究方案的对比与思考[J].中国新药杂志,2013,22(23):23-26.

[3]Sugiyama yuichi.Effective use of microdosing and Positron Emission Tomography (PET) studies on new drug discovery and development.[J].Drug metabolism and pharmacokinetics,2009,24(2):9-127.

[4]Murgo anthony j Kummar-Shivaani,Rubinstein-Larry,Gutierrez-Martin,Collins-Jerry,Kinders-Robert,Parchment-Ralph-E,Ji-Jiuping,Steinberg-Seth-M,Yang-Sherry-X,Hollingshead-Melinda,Chen-Alice,Helman-Lee,Wiltrout-Robert,Tomaszewski-Joseph-E,Doroshow-James-H.Designing phase 0 cancer clinical trials.[J].Clinical cancer research :an official journal of the American Association for Cancer Research,2008,14(12):82-3675.

[5]王兴河,郑颖璠.零期试验新药研发的风向标[N/OL].健康报,2016-2-4.

[6]白毅.专家认为我国不存在0期临床试验的土壤[J].刊名缺失中国医药报,2015-05-16.

[7]王进,陈刚,张彤,王兴河.创新药物的零期临床试验[J].中国临床药理学与治疗学,2014,19(4):122-126.

[8]Hill t patrick.Phase 0 clinical trials:towards a more complete ethics critique.[J].Ecancermedicalscience,2012,6(4):248.

[9]黄灵芝.人体微剂量研究改善早期临床试验结果 [J].国外医学.药学分册,2005,6(6):65-66.

[10]黄河花,江骥,胡蓓.加速药物研发新方式微剂量给药研究 [J].中国新药杂志,2009,18(1):18-22.

[11]Lappin graham Garner-R-Colin.The utility of microdosing over the past 5 years[J].Expert opinion on drug metabolism &toxicology,2008,4(12):506-1499.

[12]CHEN J.FLEXNER-C.,Louissaint-N.A.,Hendrix-C.W.,Fuchs-E.J.,Liberman-R.G.,Skipper-P.L.,Tannenbaum-S.R.Biphasic elimination of tenofovir diphosphate and nonlinear pharmacokinetics of zidovudine triphosphate in a microdosing study[J].Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes,2012,61(5):593-599.

[13]Kaplan nachum Garner-Colin,Hafkin-Barry.AFN-1252 in vitro absorption studies and pharmacokinetics following microdosing in healthy subjects.[J].European journal of pharmaceutical sciences :official journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences,2013,50(3):6-440.

[14]Cho doo-yeoun Bae-Soo-Hyeon,Shon-Ji-Hong,Bae-Soo-Kyung.High-sensitive LC-MS/MS method for the simultaneous determination of mirodenafil and its major metabolite,SK-3541,in human plasma:Application to microdose clinical trials of mirodenafil.[J].Journal of separation science,2013,3(2):1023-1024.

[15]郑维义.零期临床-eIND-药代动力学研究新方法-挑战和解决方案 [C]//北京晟勋炎国际会议服务中心,2011:151.

[16]王进,漆璐,陈刚,等.单次口服极低剂量甲磺酸伊马替尼在中国男性健康受试者的零期临床研究 [J].中国临床药理学杂志,2015,6(15):46-49.

[17]李见明.我国创新药物临床试验现状及风险管理评价体系研究 [D].长沙:中南大学,2014.

Retrospect and prospect of exploratory new drug clinical trials

CUI Yingzi1,2,XIE Yanming1,YANG Haimiao1*,YANG Wei1

(1.The Affiliated Hospital to Changchun University of Chinese Medicine,Changchun 130021,China;2.Institute of Basic Research in Clinical Medicine,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100070,China;)

Based on innovative drug research cost-benefit risk control demands.Except an early human PK/ADME information and efficient new method for screening lead compounds for the purpose of drug development,also known as the 0 phase of clinical trial/exploratory clinical trials.At domestic and abroad has carried out some study conducted by 0 phase of clinical trial method,and to explore 0 phase of clinical trials as a new drug research and development technology in the reference for the feasibility of practical application.

exploratory clinical trials;retrospect;prospect

10.13463/j.cnki.cczyy.2016.05.059

“重大新药创制”科技重大专项-中药新药临床评价研究技术平台建设(2012JX09303017-002);吉林省中医药重点研究室“中医药临床评价重点研究室”。

崔英子(1981-)，女，博士,主治医师,中国中医科学院博士后流动站，主要从事药物临床试验及临床科研相关研究。

杨海淼,博士研究生导师，电话-(0431)86177876

R288

A

2095-6258(2016)05-1046-04

2016-03-07)