邱基程,杨宇欣,李格宾,吴聪明,冯华兵,汪 霞,梁先明,苏富琴*,曹兴元*
(1.中国农业大学动物医学院,北京 100193;2.中国农业大学国家兽药安全评价中心,北京 100193;3.北京中农大动物医院有限公司,北京 100193;4.中华人民共和国农业农村部畜牧兽医局,北京 100125;5.中国兽医药品监察所,北京 100081)
随着生活水平的不断提高,伴侣动物走入人们的生活,伴侣动物不再是单纯定义的宠物,更是现代家庭的重要成员和都市人群的重要精神支撑。在欧美发达国家,肿瘤已经超过传染病成为导致伴侣动物死亡的主要原因[1]。自21世纪初,我国宠物经济以30%的发展速度稳定增长,随之而来,宠物主人对宠物医疗提出了更高的要求和标准。我国一项对11204例犬临床诊疗病例的流行病学研究发现,肿瘤患病率占10.9%,并且正以倍速增长,2014年临床确诊肿瘤病例为2009年的5.2倍[2]。同时,与人罹患肿瘤疾病类似,伴侣动物肿瘤常表现出高度复杂性和异质性。乳腺肿瘤、肥大细胞瘤、软组织肉瘤、淋巴瘤、黑色素瘤等为常见肿瘤类型;皮肤、乳腺、肛周、口腔等为常见的肿瘤生长部位[3]。
伴随着宠物医疗的不断发展和临床的实际需要,伴侣动物用抗肿瘤药被越来越多研发者所关注。抗肿瘤药物可分为细胞毒类和非细胞毒类抗肿瘤药,细胞毒类药物对肿瘤组织和生长迅速组织的选择性低,在抑制和杀灭肿瘤细胞的同时,可能会引起骨髓抑制等严重不良反应,人可以将延长寿命作为动力而忍受严重不适,宠物主人或兽医可以因为不良事件决定停止治疗或对动物实施安乐死,除非证明不良反应发生是暂时的。因此,伴侣动物用抗肿瘤药目的是减轻或推迟肿瘤进展和临床症状进展,而不损害伴侣动物的生活质量。而非细胞毒类抗肿瘤药通常具有靶向性,可降低临床不良反应发生。截至2022年,欧洲药品管理局(EMA)和美国食品药品监督管理局(FDA)共批准6个犬猫用抗肿瘤药物,均为非细胞毒类抗肿瘤药。目前,我国还没有伴侣动物用抗肿瘤药物上市[4]。
EMA将非细胞毒类抗肿瘤药定义为有别于传统细胞毒类抗肿瘤药作用机制,通过短时间暴露来干扰细胞DNA复制、有丝分裂等繁殖活动,可引起肿瘤不可逆的致死性损伤,从而抑制肿瘤[5]。非细胞毒类抗肿瘤药通常具有靶向性,主要是通过与膜受体、细胞质信号通路成分、细胞周期调节蛋白以及血管生成中重要的蛋白质或因子等靶标结合进而抑制肿瘤生长或防止肿瘤细胞转移。根据其生化性质,非细胞毒性抗肿瘤药主要分为核苷酸药物、抗体及其类似物、靶向小分子抑制剂和其他(如病毒);目前主要的作用通路和靶点包括:作用受体酪氨酸激酶(RPTKs)信号通路(mTOR[6]、MEK[7])、结合细胞表面受体[8]、抑制血管生成[9]、作用于细胞基质成分[10]和DNA甲基化[11]。
本文参考EMA[12-13]和FDA[14]伴侣动物用抗肿瘤药物指导原则,结合国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)抗肿瘤药物指南[15-16]和国家兽药安全评价中心GCP实验室对伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药的临床评价经验,对伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药研发过程中的临床试验设计关键技术要点进行分析,为伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药研发者提供参考。
Ⅰ期临床试验旨在对非细胞毒类药在靶动物体内的安全性和耐受性进行评价,以此来确定该药物在伴侣动物上的剂量限制性毒性(DLT)和最大耐受剂量(MTD),次要目标可能包括确定给药间隔、临床获益率、生物标志物开发、PK和PD研究以及免疫原性研究,以便为后续临床研究最终给药方案确定提供依据。
1.1 受试动物 根据EMA[13]规定,在Ⅰ期临床研究阶段,健康动物或患病动物均可被用作研究对象,但应该充分说明理由,而对于入组动物选择标准未进行规定。CDE[15]在抗肿瘤药物临床试验技术指导原则中指出:对于非细胞毒类抗肿瘤药可以选用健康志愿者进行部分研究,同时对入组和排除标准进行了规定。
结合目前报道的伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药临床研究的入组标准[17-19]和排除标准[20-22],建议Ⅰ期临床选择患病动物进行研究。入选动物应符合以下基本要求:(1)宠物主人首先需理解并签署知情同意书,确保主人了解并认可试验中潜在风险以及益处;(2)经病理组织学和/或细胞学确诊肿瘤发生类型以及相关靶点表达。应根据世界卫生组织的标准明确患病动物的临床分期;(3)受试动物应至少年满一周岁,预期寿命应能达到试验预期设想;(4)文献报道采用改良版美国东部肿瘤协作组(ECOG)体力评分标准对患病动物进行体力评价,受试患病动物的体力评分应在0至1级;(5)入组前一定时间内未接受其他方式对肿瘤治疗,若在规定时间之前接受其他治疗,应对治疗方式和周期详细记录;(6)试验前应通过影像学等手段对肿瘤进行实际测量并记录,明确入组肿瘤体积大小和肿瘤直径;(7)主要器官功能经临床评估应满足试验开展基本要求,且无消化道出血或凝血功能障碍(胃肠道肿瘤或肝脏肿瘤除外)。对于器官功能要求应做出细致规定和描述,如:绝对中性粒细胞计数>2000个细胞/μL,血细胞比容>25%,血小板计数>75000/μL,血清肌酐<2.5 mg /dL,胆红素≤正常上限,转氨酶≤3倍于正常上限[23]。对于不符合要求的患病动物,在入组过程中应该予以排除,排除标准主要包括但不限于如下条件:(1)患病动物存在严重系统性疾病;(2)以生育繁殖为目的的宠物,包括已经受孕、哺乳期或短期内有繁殖计划的宠物。试验过程中应详细记录年龄、品种、性别、绝育状态和体重等信息。
1.2 试验设计原则 对于非细胞毒类抗肿瘤药Ⅰ期临床研究,首次给药剂量选择十分关建。CDE[15]建议非细胞毒类抗肿瘤药非临床阶段起始给药浓度为该药物无可见有害作用水平(NOVAEL)的1/5或者更高浓度进行给药。对于伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药,Ⅰ期临床起始剂量可参考临床前靶位点药效学相关试验结果设置。
与人抗肿瘤药物临床研究不同,宠物种属间差异较大,FDA对伴侣动物抗肿瘤药计量单位做出规定:大型犬(体重>10 kg)应采用mg/m2体表面积为剂量单位给药,而小型犬(体重≤10 kg)采用mg·kg-1BW为剂量单位进行给药[14]。
与人抗肿瘤药物临床研究一致,伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药Ⅰ期临床试验给药方案也主要采用剂量爬坡的方式进行,临床常采用(3+3)递增设计进行剂量爬坡试验[18]。对每级动物数和递增幅度均应详细描述,如:每组3只动物,当未出现DLT,则进行更高一级剂量水平研究;当出现1例DLT,则在该剂量水平上增加3例受试患病宠物;当未再出现新的DLT,则继续下一剂量水平试验;当出现≥2例DLT,该剂量水平的前一个剂量水平定义为MTD(MTD定义为当前剂量水平下,6例受试宠物出现<2例DLT)[24]。非细胞毒类药可能在较高剂量下仍观察不到DLT,建议将靶点占位或抑制以及临床实际使用相结合,尽可能研究更高水平的剂量。给药间隔应结合前期靶点占位或抑制相关研究来确定。值得注意的是,由于非细胞毒类抗肿瘤药毒性较小,有研究报道使用“加速滴定”剂量递增策略来进行剂量递增[25]。
1.3 不良反应观察和评价 与人用抗肿瘤药临床研究中的不良反应评估一样,伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药的不良反应也需从多个角度进行综合评价。人医通常采用美国国立癌症研究所给出的常见毒性反应标准(NCI-CTC)进行治疗过程中不良反应的评估[15],而这一标准并不适用于伴侣动物临床研究。兽医肿瘤合作组-不良事件通用术语表(VCOG-CTCAE)更适用于伴侣动物非细胞毒类抗肿瘤药的不良反应分级评估[4]。仅少数伴侣动物非细胞毒类抗肿瘤药临床研究时采用改良NCI-CTC标准进行不良反应评估[22]。伴侣动物在非细胞毒类抗肿瘤药治疗过程中的不良反应主要包括皮肤症状、食欲不振、腹泻、呕吐、中性粒细胞减少和后肢无力等,大多数不良反应都是短期存在的,停止治疗后短期内即可消失[17-18,21]。
基于上述描述和分析,伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药Ⅰ期临床研究不良反应评价应从多个方面综合分析,包括但不限于:(1)实验室检测指标:生理、生化、尿液等;(2)患病宠物评分:改良ECOG体力评分等;(3)不良事件统计:患病宠物不良事件统计应根据VCOG-CTCAE进行分级记录评估,并判断不良反应与研究药物的相关性、可逆性和可预防措施,所有不良事件应详细记录。对于剂量限制性毒性(DIL)应进行明确定义,如任何3级或4级非血液学毒性,任何无并发症(如无发热,出血等)4级血液学毒性,或任何复杂的3级或4级血液学毒性。此外,若不良反应低于3级,但临床试验过程中发现出现严重的皮肤病变也应被视为DLT[26]。(4)生物标志物水平和靶位点抑制情况可同时作为疗效评价指标进行检测。
Ⅱ期临床研究是为了确定在Ⅰ期建议给药方案下的抗肿瘤效果,评价药物的安全性和有效性,进一步研究药物不良反应特征、最佳给药途径以及识别与效应相关的生物标记物,进而为Ⅲ期临床研究提供依据[4]。值得注意的是,EMA发布的指南中注明若Ⅰ期临床研究中已对患病动物进行单药对拟定适应症肿瘤类型的抗肿瘤活性评价,同时考虑剂量选择及临床终点明确,即剂量特征信息已经足够,则可考虑豁免II期研究,直接进行Ⅲ期临床研究[13]。
2.1 试验动物 若开展II期临床研究,动物入组标准和排除标准与Ⅰ期入组标准和排除标准基本一致。试验前,需准确记录患病宠物基本信息,肿瘤适应症的准确定义,肿瘤分级和临床分期,既往治疗和靶点表达量(如适用)。每只入选病例至少有一种客观可测量指标或可评价的指标,动物入组应建立跟踪档案详细记录入组信息。
2.2 试验设计原则 Ⅱ期临床研究在Ⅰ期临床研究的基础上进一步优化给药方案,研究可根据实际需要选择性设立对照组,对照组应给予安慰剂或支持治疗。现有伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药Ⅱ期临床研究过程大多采用单臂、开放性研究[21],可选择性采用多个剂量组给药,入组病例的数量可根据具体试验要求调整,取决于最小有效反应率和自发消退率(通常<5%)[27]。试验设计时,可针对Ⅰ期临床实验结果对给药方案(剂量、间隔、滴注速度、疗程)进行细化和调整。若为获得预期效果或避免毒性反应需要采用的辅助治疗(如利尿、止吐)应在给药方案中给予规定和说明。使用任何化疗药物增效剂、化疗药物保护剂、耐药性调节剂作为伴随治疗时应进行详细的说明和记录,同时,在研究过程中应尽量避免使用类固醇药、非甾体类抗炎药、靶向免疫系统药。
人临床上,一些新型的Ⅱ期研究设计已经开始应用于非细胞毒类抗肿瘤药,如随机停药设计(RDT)。在随机停药设计方案中,所有入组患者首先接受2~4个月的药物治疗。在期间有进行性疾病、毒性或不依从性的动物则从研究中剔除。其余受试动物被随机分为两组,分别继续接受药物治疗和使用安慰剂治疗。临床终点是动物在试验期间接受药物治疗维持疾病稳定的比例[28]。
2.3 疗效评价及临床终点 Ⅱ期试验的主要目标是评估药物活性/疗效,因此用于评估反应的终点对设计至关重要。在人用抗肿瘤药临床,CDE[15]认为客观缓解率(ORR)为Ⅱ期临床的疗效观察指标,同时应该观察受试者其他临床获益指标。在兽医临床,EMA[12]指南中认为对于非细胞毒类抗肿瘤药,其作用机制并非是通过对肿瘤细胞杀伤来直接发挥作用,而是通过对相关靶点和通路进行调节从而抑制肿瘤生长,其药效终点应选择至疾病进展时间(TTP)作为主要药效学评价指标。在不能以TTP作为终点时,也可以选择ORR作为药效终点,但应该注意药物治疗引起的肿瘤肿胀对于结果判定的准确性。值得关注的是,EMA指南中明确指出对于伴侣动物而言,维持伴侣动物生活质量比治疗使肿瘤缩小更加重要[13]。
目前对于伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药的临床研究,主要采用犬实体瘤的反应评估标准(cRECIST)进行药效评价[4,17-18],同时,在一些研究中也采用主人对犬的健康相关生活质量的评价(HRQoL)作为次要药效指标进行分析[17]。同时在某些病毒类宠物抗肿瘤用药研究中,也使用细胞因子浓度水平作为药效评价指标[29]。
因此,鉴于非细胞毒性药物的特殊作用机制,若由于试验设计本身而无法使用TTP作为主要评价指标,可以选择ORR进行评价,应对治疗反应进行明确定义,如肿瘤的完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、疾病稳定(SD)或疾病进展(PD)[18]。同时,应将健康相关的生活质量评价(HRQoL)和体力评分作为药效指标进行综合分析,任何为了增加临床疗效而使不良反应增加的给药方案是不可接受的。鼓励在药效评估的过程中进行生物标志物探索性研究,对于某些特殊的非细胞毒类抗肿瘤药,可以使用生物标志物水平进行药效评价。
Ⅲ期临床即在Ⅰ期临床和/或Ⅱ期临床的基础上进一步确证研究,通过对临床大样本、随机、对照研究明确药物在特定患病动物上的有效性和安全性,对给药方案进行进一步确证[4]。
3.1 试验动物 试验入组病例应遵从与Ⅱ期入选病例相应的基本要求标准和排除标准,选择在前期临床研究中有疗效的肿瘤类型进行研究,入组规则可以根据前期临床研究结果进行适当调整。
3.2 试验设计原则 经典的细胞毒类抗肿瘤药物Ⅲ期临床研究通常采用随机、盲法、对照试验设计,以死亡时间为主要终点,旨在比较新开发药物和标准治疗或安慰剂之间的疗效。对于非细胞毒类抗肿瘤药,Ⅲ期临床思路与经典的细胞毒类抗肿瘤药Ⅲ期设计思路一致,应采用随机、盲法、对照试验进行研究,EMA强调伴侣动物用抗肿瘤药物Ⅲ期临床研究不接受单臂研究[13]。入组的患病动物以一定比例随机分配(如1∶1或2∶1)接受药物治疗或给予安慰剂/支持治疗[22]。如果药物作用的机制是针对某一靶点发挥作用,那么最好应针对靶点进行试验设计,即首先对患病宠物进行靶点检测,并且只有在阳性的情况下,才可参加试验并随机分配到两个治疗组。根据Ⅱ期临床研究结果确定的预期临床给药方案给药,对于伴随治疗或其他辅助手段应明确记录,试验过程中可进行剂量调整,但是应提前在方案中制定具体的剂量调整原则。
3.3 疗效评价及临床终点 与Ⅱ期研究不同,Ⅲ期侧重于对药物是否能达到临床获益进行评价,因此在临床研究的过程中应该侧重选择能显示临床获益的药效指标,主要包括:(1)与肿瘤发展相关的指标:TTP、ORR和不同生物标志物;(2)与生存相关的疗效指标:总生存期(OS)、无病生存期(DFS)、无进展生存期(PFS);(3)HRQoL评估[13]。临床终点的选择应该将疾病进展推迟到有临床意义的程度,选择与生存相关的疗效指标和与肿瘤发展相关的指标作为主要的药效指标,HRQoL评估作为重要次要药效指标来进行综合分析。
该试验旨在分析不同给药剂量下对靶动物的安全性和毒性进行全面系统性的评价,是伴侣动物用抗肿瘤药开发过程中的重要环节。通过对靶动物临床观测、生理、生化和尿液等分析指标和组织病理学观察,进而明确受试药物对机体可能造成的危害以及临床使用过程中可采用的预防措施。EMA规定,对于非细胞毒类宠物抗肿瘤药,靶动物安全性试验应按照兽药注册技术要求国际协调委员会(VICH) GL43中相关要求进行[13]。
4.1 试验动物 根据VICH[30]、我国农业农村部[31]对于伴侣动物用药物靶动物安全性相关要求和已上市的伴侣动物用抗肿瘤药物靶动物安全性研究内容[32-34],试验应选择健康动物进行研究,动物的年龄应根据临床使用对象保持一致。在试验开始前,应由专业的宠物医师对入组动物进行检查,同时对计划入组动物应进行生理、生化等健康指标检查,确保入组动物为健康动物。
4.2 试验设计原则 根据VICH[30]和我国农业农村部[31]关于靶动物安全相关要求,宠物安全试验设计通常采用随机试验设计进行,每个处理组应不少于6只动物,雌雄各半,如受试药物存在性别差异,则每组应不少于8只动物,雌雄各半。给药剂量设置应依照临床推荐剂量和给药时间的倍数递增进行研究,通常递增倍数为推荐使用的最高剂量、以及在一段时间内超出推荐使用最高剂量的三倍(中剂量)和五倍(高剂量)使用剂量进行研究。同时,应设立空白对照组。治疗疗程设置应至少进行3次推荐的给药方案处理,若需要短期内间歇性进行治疗,则应该至少按照推荐给药方案间隔进行3次给药治疗。若治疗周期超过3个月,适当情况下,可根据药动学和毒理学进行6个月或更长时间的安全性研究(例如:药物在使用过程中会出现明显的蓄积作用,药物在单次使用后两个月后仍具有药效或需长期使用)。
由于伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药毒性作用较低,因此在靶动物安全性试验过程中可进行更高剂量递增倍数、更短给药间隔或更长治疗时间的安全性研究,如Masitinib[32]在靶动物安全性研究阶段分别进行1倍、3倍和10倍剂量和以4周、13周、39周为治疗疗程的靶动物安全性研究;Palladia[34]在安全性研究阶段进行一项为期13周的长期安全性研究,按照推荐给药方式每两天给药一次,给药剂量为推荐给药剂量的3倍;同时将每天多次给药作为支撑性研究同时纳入分析;Stelfonta[33]在靶动物安全评价阶段在以4周单次的推荐给药方案下进行4周内重复静脉注射给药的安全性评价,同时将安全给药剂量下单次长时间给药作为支撑性研究同时纳入分析。所有已上市的药物均将临床过程中的不良反应观测作为支撑性研究纳入靶动物安全性分析[32-34]。
4.3 安全性评价指标 根据VICH[30]和我国农业农村部[31]关于靶动物安全的相关要求,伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药靶动物安全性评价应主要从如下四个方面进行:(1)临床观测。在适应期和整个实验过程应进行多次体况检查,主要包括但不限于体重、体温、呼吸、行为、精神状况、体重、采食量、饮水量等。(2)血液学检查。如血液学、血生化、尿分析。(3)大体剖检及组织病理学检查。VICH[30]规定对创新兽药,所有剂量组的动物均需进行大体剖检和组织病理学检查。对于仿制药,应至少对阴性对照和最高剂量组的所有动物进行大体剖检和组织病理学检查;若高剂量组发现药物造成的组织病变,则继续对中剂量(3×)进行大体剖检和组织病理学检查,直至病理学检查无任何病变。
同样地,伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药在靶动物安全研究过程中,也主要从临床观测、血液学检查和大体剖检及组织病理学检查三个层次开展安全性评价[32-34]。此外,对于某些局部使用的非细胞毒类抗肿瘤药(如瘤内注射给药),应对注射部位的安全性进行评价[33]。伴侣动物用非细胞毒类抗肿瘤药的不良反应主要表现[32-34]为临床观测上:饲料消耗量下降、跛行、呕吐、体重减轻、心动过速、躁动和口腔黏膜发白;血液学检查上:中性粒细胞、白细胞减少、贫血、碱性磷酸酶、谷草转氨酶和肌酸激酶升高;组织病理学上:十二指肠和空肠肠道紊乱,胆管上皮空泡化,以及骨髓、胰腺、肝脏和肾脏也存在病变。对于非细胞毒类的大分子抗肿瘤药物,关于其免疫原性的研究在人医上已经进行了广泛的开展,但兽药临床刚刚开始关注,尚未有相关指南发布,后续研究中应密切关注该类制剂的免疫原性问题。
5.1 疗效终点的选择 由于II期临床试验的主要目标是评估药物活性/疗效,因此用于评估的反应终点对设计至关重要。总生存期(OS)是确定药物是否获益最直观的终点[4],然而,该终点可能需要耗费较长时间,并且可能受到宠物安乐死或寻求替代疗法的影响。因此,大多数Ⅱ期试验使用临时或次要终点,通常称为替代终点,终点包括ORR,基于成像技术的终点、生物标志物或靶标抑制水平[35],这些终点可以合理地预测临床疗效。对于非细胞毒类抗肿瘤药,其主要作用是防止肿瘤的进一步生长,而可能不具有明显缩小肿瘤的作用,因此,ORR可能不是评估药物效果适合的终点,无进展生存期(PFS)、疾病进展时间(TTP)、预定的时间点无进展率(PFR)可能是更合适的终点。与人肿瘤治疗不同,EMA强调伴侣动物肿瘤治疗的目的是减少宠物的病痛和不适,延缓肿瘤进展,提高生活质量[13]。在研究过程中,任何为了增加疗效而严重影响宠物生活质量的给药方案都是不可接受的,同时,伴侣动物的治疗往往受宠物主人的主观意识决定,因此II期试验的次要终点可能包括生活质量评估、治疗比较成本、住院天数等。在涉及时间相关的疗效终点判定时,应考虑安乐死对试验结果的影响。
5.2 给药方案确定的选择 在细胞毒类抗肿瘤药的Ⅰ期临床试验中,DLT是主要的毒性终点。通过剂量递增的方式,依次在每个顺序剂量水平下接受治疗,通过不良反应发生率确定在随后的II期和III期临床试验中采用剂量MTD。对于非细胞毒类抗肿瘤药,由于其作用机制通常为抑制肿瘤生长,可能缺乏临床上显著的器官毒性,因此,毒性和疗效可能不是剂量依赖性的,通常在无毒性剂量下就具有最大抑制活性作用[19-20],这使得以MTD为终点的研究可能不适于非细胞毒类抗肿瘤药剂量确定。基于这一特点,最佳生物剂量(OBD)[36]可作为MTD的替代终点。理想情况下,OBD是基于增加剂量以达到最佳药效学的抗肿瘤活性参数,即靶位被药物饱和或靶标介导的最佳信号转导途径的给药剂量。不过,使用OBD作为替代指标,应明确药物作用靶点,同时应结合群体药动学(PPK)进行分析,通过群体PK/PD模型建立暴露与靶点药效之间的关系进而确定最佳给药剂量和给药间隔[37],也可采用群体PK/TD对OBD剂量下的不良反应进行评估。在人临床,CDE最新颁布的《临床价值为导向的抗肿瘤药物临床研发指导原则》中指出:给药剂量的确定可以根据剂量-暴露量-效应进行确定,鼓励在早期采用模型引导的药物开发(MIDD)进行研究[16]。
不同的非细胞毒类抗肿瘤药作用机制往往存在较大差异,因此在临床研究评价过程中,应结合药物作用机制综合分析后选择合适的药效学指标来进行评价。对于药效指标的适用性,应积极向新兽药审评机构进行咨询沟通,同时和行业内相关的专家开展论证和交流,进而制定最终的试验方案。鼓励研发企业积极开展研究,选择与疗效相关的生物标志物用于药效评价。