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基于RNA復(fù)雜生物制品的非臨床安全性考量

2026-04-15 13:41

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引言

生物偶聯(lián)寡核苷酸（BCO）是由靶向配體組成的治療方式，例如與活性寡核苷酸有效載荷偶聯(lián)的抗體或肽，包括mRNA，小干擾RNA（siRNA），反義寡核苷酸，RNA適體或RNA編輯器。重要的是，BCO可以跨越組織和細(xì)胞屏障，包括血腦屏障，從而擴(kuò)大了可以用基于RNA的藥物有效治療的疾病范圍。

BCOs的非臨床安全性和毒理學(xué)評(píng)估是臨床轉(zhuǎn)化和人類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的核心，需要整合歷史上應(yīng)用于小分子或大分子治療的原則。BCOs非臨床安全性測(cè)試的主要目標(biāo)是在臨床給藥之前識(shí)別和表征潛在的不良反應(yīng)�，F(xiàn)有的監(jiān)管框架，包括ICH M3（R2）1和ICH S6（R1）2，為一般毒理學(xué)，安全藥理學(xué)和專門終點(diǎn)提供了指導(dǎo)；然而，它們?cè)贐CO中的應(yīng)用仍然沒(méi)有得到充分的定義。

為了解決這一差距，專家工作組提出了一個(gè)框架，考慮了最佳實(shí)踐和基于風(fēng)險(xiǎn)的非臨床安全性測(cè)試方法，這些方法支持首次人體試驗(yàn)（FIH）試驗(yàn)和隨后的BCO臨床開發(fā)。該框架反映了BCO固有的獨(dú)特藥效學(xué)（PD），藥代動(dòng)力學(xué)（PK），吸收，分布，代謝和消除（ADME），毒性和免疫原性特征。

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一、BCO非臨床安全性測(cè)試的建議

靶點(diǎn)特異性和物種依賴性

許多BCOs包含人類和非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物（NHP）特異性的生物和/或寡核苷酸成分，導(dǎo)致在其他非臨床物種中部分或完全缺乏PD活性。因此，通常需要開發(fā)替代分子，并在相關(guān)動(dòng)物模型、微生理系統(tǒng)或人源化轉(zhuǎn)基因模型中進(jìn)行測(cè)試，以便對(duì)BCOs進(jìn)行全面的安全性評(píng)估，這符合3R原則（減少、優(yōu)化、替代）。必須評(píng)估決定組織暴露的靶向生物制劑以及連接子-寡核苷酸載荷的交叉反應(yīng)性。證明替代分子與臨床候選藥物在PK/PD、生物分布、清除和安全性方面的等效性，對(duì)于在臨床試驗(yàn)前識(shí)別基于分子的風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。替代分子應(yīng)表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)陌悬c(diǎn)結(jié)合（包括脫靶）、暴露-反應(yīng)關(guān)系，以及相對(duì)于臨床候選藥物同等或更保守的生物分布特征。

混合藥理學(xué)

BCOs表現(xiàn)出混合藥理學(xué)行為。連接子-寡核苷酸組分可能引起類似小分子的脫靶毒性，而生物組分則決定了類似大分子的靶向介導(dǎo)分布。因此，非臨床策略必須考慮脫靶效應(yīng)、脫組織/靶向效應(yīng)、過(guò)度或繼發(fā)藥效，以及組織分布對(duì)毒性的影響。在首次人體試驗(yàn)前，理解連接子化學(xué)、寡核苷酸修飾和靶向部分如何相互作用以塑造毒理學(xué)特征至關(guān)重要�；谄脚_(tái)的方法可能有助于識(shí)別組分特異性風(fēng)險(xiǎn)，但該領(lǐng)域仍需更多數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)組織特異性的遞送配體

遞送系統(tǒng)，包括納米顆粒、抗體、肽或脂質(zhì)載體，引入了額外的安全性考量。這些考量包括局部耐受性、與非靶組織的結(jié)合、全身生物分布和免疫原性。對(duì)這些屬性（無(wú)論是分子特異性還是平臺(tái)相關(guān)）的表征，通常需要擴(kuò)展非臨床安全性測(cè)試，以充分告知人類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

安全藥理學(xué)評(píng)估

基于RNA的療法需要一種綜合的安全藥理學(xué)方法。心血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸評(píng)估通常納入重復(fù)給藥毒性研究中，并根據(jù)ICH S7A的要求納入hERG阻斷評(píng)估。當(dāng)BCOs靶向新型或系統(tǒng)重要性途徑（如免疫調(diào)節(jié)）或出現(xiàn)技術(shù)挑戰(zhàn)（如幼年動(dòng)物模型）時(shí)，專門的安全藥理學(xué)研究可能是適當(dāng)?shù)摹?/p>

非臨床毒理學(xué)研究中的劑量選擇

劑量選擇策略應(yīng)基于最大耐受劑量、最大可行劑量或藥理學(xué)相關(guān)暴露倍數(shù)，例如基于血漿曲線下面積（AUC）或體表面積調(diào)整劑量的預(yù)計(jì)人體暴露量的10-50倍。對(duì)于RNA療法，由于物種特異性PK和免疫原性差異可能混淆安全邊際的解釋，暴露匹配給藥尤為重要。

重復(fù)給藥非臨床毒性測(cè)試

擬用于慢性或長(zhǎng)期重復(fù)臨床給藥的BCOs通常需要進(jìn)行亞慢性和慢性非臨床毒性研究，通常在嚙齒動(dòng)物中長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，在非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物中長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月，這與ICH M3(R2)一致。評(píng)估內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)毒性終點(diǎn)、組織病理學(xué)、臨床化學(xué)、PK/PD和代謝物表征（源于連接子降解、運(yùn)輸載體或RNA裂解）。盡管常因靶點(diǎn)相關(guān)性選擇NHP，但仍可能需要使用載荷和/或偶聯(lián)形式的嚙齒動(dòng)物研究來(lái)評(píng)估過(guò)度的PD或全身風(fēng)險(xiǎn)。在表達(dá)人類靶點(diǎn)的轉(zhuǎn)基因小鼠中測(cè)試配體和/或活性載荷，或使用替代分子，可進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)。

免疫原性、細(xì)胞因子反應(yīng)和抗藥物抗體

免疫原性和細(xì)胞因子反應(yīng)是BCOs的關(guān)鍵考量因素，因?yàn)樗鼈兛赡芗せ钕忍烀庖咄緩剑ㄈ鏣LR7/8或RIG I）和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。因此，非臨床安全性評(píng)估應(yīng)考慮細(xì)胞因子釋放、補(bǔ)體激活、抗藥物抗體（ADA）和溶血。預(yù)測(cè)性體外方法，包括外周血單個(gè)核細(xì)胞測(cè)定和人源化系統(tǒng)，與體內(nèi)研究相結(jié)合，有助于評(píng)估細(xì)胞因子釋放綜合征和免疫介導(dǎo)毒性的風(fēng)險(xiǎn)。通常應(yīng)在重復(fù)給藥毒性研究中監(jiān)測(cè)ADA，因?yàn)樗鼈兛赡芨淖儽┞丁p弱PD或形成免疫復(fù)合物，從而使安全性解釋復(fù)雜化。當(dāng)檢測(cè)到ADA時(shí)，應(yīng)評(píng)估其中和潛力及其對(duì)暴露和PD的影響。根據(jù)偶聯(lián)物設(shè)計(jì)和作用機(jī)制，區(qū)分針對(duì)完整偶聯(lián)物還是單個(gè)組分的免疫反應(yīng)也可能是必要的。

脫靶與過(guò)度藥效

靶點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括計(jì)算機(jī)分析、體外篩選和BCO的組織交叉反應(yīng)研究，用于識(shí)別意外的分子相互作用或在非靶組織中的表達(dá)。這些評(píng)估支持表征非靶組織中的脫靶效應(yīng)和過(guò)度藥效，從而為風(fēng)險(xiǎn)緩解策略提供依據(jù)。

生物分布與藥代動(dòng)力學(xué)

全面的生物分布表征對(duì)BCOs至關(guān)重要，因?yàn)槠鋸?fù)雜的化學(xué)修飾可能包括核苷類似物和改變穩(wěn)定性及消除途徑的加帽結(jié)構(gòu)。必須考慮靶向部分的物種特異性結(jié)合。組織內(nèi)暴露的定量對(duì)于關(guān)聯(lián)療效與靶器官毒性至關(guān)重要。qPCR、基于雜交的測(cè)定或報(bào)告系統(tǒng)等分析工具能夠評(píng)估RNA在組織間的分布。

遺傳毒性與致癌性

遺傳毒性試驗(yàn)組合包括Ames試驗(yàn)、體外和體內(nèi)染色體畸變或微核試驗(yàn)。這些試驗(yàn)可用于評(píng)估與連接子化學(xué)、寡核苷酸修飾或活性中間體相關(guān)的遺傳毒性。對(duì)于缺乏DNA整合潛力的寡核苷酸，且表征明確的寡核苷酸，遺傳毒性測(cè)試可簡(jiǎn)化，寡核苷酸致癌性策略可根據(jù)證據(jù)權(quán)重方法進(jìn)行調(diào)整�；谄脚_(tái)的論證和與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的溝通可支持免除冗余測(cè)試，包括終身嚙齒動(dòng)物致癌性研究，這與ICH S1B一致。

發(fā)育和生殖毒性（DART）及光毒性

對(duì)于擬用于有生殖潛力人群的BCOs，需根據(jù)暴露、靶點(diǎn)表達(dá)和作用機(jī)制考慮DART風(fēng)險(xiǎn)。與寡核苷酸的經(jīng)驗(yàn)一致，BCOs的DART風(fēng)險(xiǎn)通�？赏ㄟ^(guò)整合PD、生物分布和重復(fù)給藥毒性數(shù)據(jù)的證據(jù)權(quán)重方法來(lái)解決，而不是默認(rèn)進(jìn)行專門的NHP生殖研究。當(dāng)生殖組織中靶點(diǎn)表達(dá)極低且毒性研究中無(wú)相關(guān)生殖發(fā)現(xiàn)時(shí)，使用替代分子的嚙齒動(dòng)物研究、文獻(xiàn)先例和機(jī)制理解可能已足夠。僅存在生物組分本身并不需要進(jìn)行NHP生殖評(píng)估。當(dāng)預(yù)期陽(yáng)光暴露組織會(huì)暴露時(shí)，納米顆粒遞送系統(tǒng)和輔料可能需要根據(jù)ICH S10進(jìn)行局部耐受性和光毒性評(píng)估。

監(jiān)管考量

BCOs是通常依據(jù)ICH M3(R2)和ICH S6(R1)開發(fā)的復(fù)雜模式藥物，反映了其兼具小分子和大分子的特性。針對(duì)非偶聯(lián)RNA療法的新興監(jiān)管指南雖不完全適用，但為平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了有用的背景。對(duì)于擬治療急性或危及生命適應(yīng)癥的BCOs，基于風(fēng)險(xiǎn)的方法可支持簡(jiǎn)化或修改的非臨床計(jì)劃，前提是安全邊際已得到充分表征。盡早并主動(dòng)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)溝通對(duì)于就替代分子的使用、模型選擇、非臨床終點(diǎn)的確定及關(guān)鍵安全性研究的時(shí)間表達(dá)成一致至關(guān)重要。

倫理和操作考量

強(qiáng)烈鼓勵(lì)采用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新方法學(xué)，包括體外系統(tǒng)、器官芯片技術(shù)、人源化模型和計(jì)算方法，以最大限度地減少動(dòng)物使用，同時(shí)保留轉(zhuǎn)化價(jià)值，這與3R原則一致。適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)和隊(duì)列規(guī)模對(duì)于確保毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的穩(wěn)健表征仍然至關(guān)重要。

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結(jié)語(yǔ)

BCO的非臨床安全性評(píng)估需要解決上述方面的新型綜合策略。采用機(jī)制知情，基于風(fēng)險(xiǎn)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蚣軐⑹笲CO能夠安全地從實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡到臨床。參考資料：Unlocking biological barriers: nonclinical safety considerations for RNA-based complex biologics. Nat Rev Drug Discov. 2026 Apr 10.

原文標(biāo)題 : 基于RNA復(fù)雜生物制品的非臨床安全性考量