儿科用药非临床安全性评价要则及中药评价的特殊性-孙祖越

中国药理学与毒理学杂志2016年1月第30卷第1期ChinJPharmacolToxicol，Vol30，No1，Jan2016基金项目：上海市男性生殖与泌尿疾病药物非临床评价专业技术服务平台（15DZ2290400）；上海市实验动物创新行动计划项目（14140901302）通迅作者：韩玲，E-mail：[e-mail]儿科用药非临床安全性评价要则及中药评价的特殊性孙祖越1，周莉1，韩玲2（1.上海市计划生育科学研究所药理毒理学研究室，中国生育调节药物毒理检测中心，上海200032；2.国家食品药品监督管理总局药品审评中心，北京100038）·中药毒理学前沿——发育毒性·利用动物来评估药物毒副作用是保障人类临床用药安全和评估用药风险的一个重要步骤。许多传统的毒理研究设计仅能提供成年动物给药的安全性评价（安评）资料，无法充分提供儿科用药的安全性数据。此外，许多药物儿科临床数据的缺乏也是导致儿科用药不良反应发生的重要缘由［1］。越来越多的学者逐步认识到，儿科人群是临床用药风险评估中的敏感人群，属于特殊群体。自20世纪90年代以来，欧美颁布了一系列法规，强调药物和生物制品在儿科人群中使用的监管［2-4］。例如，2006年美国FDA颁布的《儿科药品的工业非临床安全性评价指南》（GuidanceforIndustryNon⁃clinicalSafetyEvaluationofPediatricDrugProd⁃ucts）［5］，2008年欧洲药品管理局（EMA）颁布了《利用幼龄动物开展治疗儿科适应证人用药品非临床试验指南》（GuidelineontheNeedforNon-clinicalTestinginJuvenileAnimalsonHumanPharma⁃ceuticalsforPediatricIndications）［6］。儿科用药非临床安评归根到底还是考察儿科用药的非临床发育毒性。然而，目前我国尚未发布儿科用药非临床安评指导原则，仅有相关的临床指导原则颁布。如2014年国家食品药品监督管理总局颁布了《化学药物儿科人群药代动力学研究技术指导原则》［7］，2015年药品审评中心发布了《儿科人群药物临床试验技术指导原则》（征求意见稿）［8］，针对用于发育中儿科人群的临床研究及评价的药品进行了原则性规定。近年来，随着儿童用药需求的增加，已越来越重视幼龄动物非临床发育毒性的研究［9］。本文就儿科用药非临床安评的本质、评价的重要性和必要性以及评价的设计原则与指标设定逐一阐述。另孙祖越孙祖越，，上海市计划生育科学研究所研究员，中国生育调节药物毒理检测中心（世界卫生组织人类生殖研究合作中心）主任，复旦大学药学院博士生导师。从事药物生殖药理毒理学、药物非临床安全性评价和前列腺疾病药理毒理学研究。主持了国家“重大新药创制”科技重大专项等15个国家及省部级课题，服务企业258个合同项目；主持并荣获2项上海市科技进步二等奖及1项三等奖、1项中国实验动物学会科技二等奖和1项中国药学会科技进步三等奖；作为发明人申请了24项国内专利，其中17项已授权，11项为发明专利；6项科技开发产品，并都投放市场；发表285篇学术论文；主编出版了《前列腺药理学》和《药物生殖与发育毒理学》等5部专著。荣获全国优秀科技工作者和“上海领军人才”称号，享受国务院特殊津贴。现担任亚洲毒理学会常务理事、中国毒理学会副理事长、中国毒理学会生殖毒理专业委员会主任委员和该会中药与天然药物毒理专业委员会副主任委员。摘要：目前新药研发过程中，对新生和幼龄动物非临床发育毒性研究的需求变得越来越迫切。本文对儿科用药非临床安全性技术评价的本质、重要性和必要性、研究设计考虑、种属选择、年龄匹配、给药途径、给药持续时间和观察指标等方面进行了讨论，并针对中药新药儿科用药的安全性评价特点进行了分析，以期为我国儿童用药非临床安全性研究提供支持和参考，为制定我国相关指导原则积累素材。关键词：儿科用药；幼龄动物；非临床安全性评价；发育毒性；中药中图分类号：R99文献标志码：A文章编号：1000-3002-（2016）01-0013-08DOI:10.3867/j.issn.1000-3002.2016.01.003··13中国药理学与毒理学杂志2016年1月第30卷第1期ChinJPharmacolToxicol，Vol30，No1，Jan2016外，考虑到中药新药儿科用药的特殊性以及安评的难度，也在此文中一并阐述，并尝试提出参考性建议。1开展儿科用药非临床安全性技术评价的本质19世纪，美国儿科之父AbrahamJacobi医生认为“儿科学不是通过降低剂量来治疗小型男性和女性，也不是治疗较小身体中的同类疾病，而是有其自身独立的范畴”［10］。他提出不同年龄段的儿童可能存在明显差异，有必要根据年龄进行药物差异化治疗。有关儿童人群特定年龄范围的界定，正如人用药品注册技术要求国际协调会议（ICH）指南E11《儿科人群中药品的临床研究》（E11，ClinicalInves⁃tigationofMedicinalProductsinthePediatricPopu⁃lation）中所描述：①早产新生儿，孕38周前出生；②足月新生儿：0~27d之间；③婴儿/幼儿：28d~23个月之间；④儿童：2~11岁之间；⑤青少年：12岁至16~18岁之间（根据地域不同）［11］。虽然儿童按年龄分类有一定程度的主观性，但上述分类为儿童人群的发育差异提供了年龄分类的基础。实际上，药物发育毒性研究是指机体受精前、出生前或后，直到性成熟过程中暴露于药物，产生的发育过程中的不良作用［12］。主要表现为死亡、形态变化（畸形或变异）、生长发育改变和功能性损伤。虽然发育过快或早熟可能也被认为是生长发育的改变，但生长发育改变通常是指发育迟缓。功能性损伤可包括任何正常生理或生化功能的持久性改变，通常代表性地评价包括自发活动、学习和记忆、反射能力的变化、性成熟时间、交配行为和生育力。如图1所示，幼龄动物指出生至刚成年之间的一个阶段，它的使用填补了围生期发育毒性和一般毒性研究之间的“间隙”。因此，本文“儿科用药非临床安评”其实属于发育毒理学研究的范畴，一般应利用幼龄动物开展评价，这也许就是儿科用药非临床安评的本质。2开展幼龄动物非临床安全性评价的重要性儿童发育中的器官、系统或代谢途径与发育已成熟的成人相比，可能会对药物产生完全不同的反应。婴儿和儿童身材娇小，往往被认为更易受环境中药物或化学物质的毒性作用的影响。尽管临床医师已认识到从幼儿到成年存在生理发育的差异，儿童的组织和器官的成熟和功能差异取决于发育的不同阶段，一些早期发育过程中的异常与儿童的特有疾病进展可联系起来。但目前的临床用药并未充分考虑儿童整个发育过程药物剂量的个性化原则。另外，医师应综合幼龄动物或儿科临床试验的安全性数据考虑具体给药方案，否则很有可能使儿科医师陷入伦理困境。换言之，医师要么剥夺了儿童使用潜在有效药物的权利，要么在缺乏充分安全性和有效性数据的基础上给予儿童治疗。而后者的结果就是，或者剂量不足导致疗效不佳，或者剂量过大导致毒性出现或增加。医学史上曾有过多次儿科用药不良反应的悲剧，提醒我们开展幼龄动物非临床安评的重要性。例如，新生儿服用磺胺类药物引发的核黄疸［13］；局部麻醉剂布比卡因导致的癫痫发作和心脏骤停［14］；含有六氯酚的沐浴液通过婴儿皮肤吸收对神经系统产生的影响［15］；作为药物制剂配方中的防腐剂苯甲醇，对新生儿产生的致命反应［16］；≤2岁儿童采用丙戊酸进行抗惊厥治疗，引发致命的肝毒性［17］；蒽环类药物（如多柔比星）在治疗儿童癌症的同时产生的心脏毒性［18］；给新生儿注射氯霉素治疗严重细菌感染引起的心血管衰竭（即“灰婴综合征”）［19］。上述这些毒性或不良反应产生的一个共同点，就是在未充分观察药物潜在损害的情况下，进入临床用于儿科人群。临床上，以往儿科人群药物剂量是依据年龄或体质量的基本公式计算而得，如杨氏法（Young′sRule）、柯氏法（Cowling′sRule）或克氏法（Clark′sRule）［20］，也就是说这些剂量推算是来自成人的非临床和临床研究的基本信息。其实，这些做法只是基于一个默认的假设，即对于药物的药代动力学或药效学特性，假设为儿童和成人之间没有发育方面的差异，并认为儿童和成人的疾病发展过程也是类图1幼龄动物非临床发育毒性研究阶段··14中国药理学与毒理学杂志2016年1月第30卷第1期ChinJPharmacolToxicol，Vol30，No1，Jan2016似的。这些偏颇的概念也许就是造成儿科用药错误或失误的根源。2.1发育中和成熟后的系统毒性敏感性差异儿童（出生后到成年之间）生长发育过程中可能对药物更加敏感，从生理学和解剖学的角度看，许多因素也会导致药物毒性作用的差异，包括儿童早期发育阶段细胞的快速增殖、与年龄相关的身体组成差异（例如脂肪、肌肉、骨骼组成、水的含量和分布）、肝脏代谢酶的发育水平、与年龄相关的胰腺和胃肠道中蛋白合成和功能的差异、循环中与游离药物结合的血浆蛋白数量和组成、肾功能的成熟、免疫系统功能的成熟程度、受体表达的个体差异、肠道蠕动和胃排空以及血脑屏障的成熟差异等。由于儿童生长发育迅速，许多细胞、组织和器官系统的结构和功能特点在儿童和成人之间有很大差异。这些发育的差异可能对药物的吸收、分布、代谢和排泄均产生不同的结果，影响着药物的毒性和疗效。例如，由于新生儿期的基础胃酸排出量和胃液分泌物量较低，胃液的pH值（＞4）高于年龄较大的儿童和成人，给新生儿口服遇酸分解的化合物则可产生更高的生物利用度［21］。相反，弱酸性药物在新生儿可能需要更高的剂量，以达到在大龄儿童或成人中的治疗水平。此外，随着年龄变化，身体结构和功能的改变可能会改变药物在体内的分布。与成人相比，新生儿和婴儿一般有相对大的与脂肪储备相关的细胞外和总体储水空间，因此具有较高的水脂比例［22］，这可能会导致药物分布量的变化，从而影响药物在游离血浆中的水平。出生后，人类的各器官仍需继续生长和发育至逐步成熟，例如脑神经发育至青春期仍在持续进行，肾至1岁、大多数肺泡至2岁、生殖系统至青春期后、骨骼系统至25~30岁才发育成熟。正常认知和运动功能方面，从出生到3岁，神经发育过程变化会较快，如小脑神经元的迁移，联络皮质突触的形成，血脑屏障的闭合，大脑躯体感觉、视觉和听觉区神经髓鞘的形成等。治疗早产儿肺支气管发育不良时，在上述这些神经发育发生的关键期间若吸入类固醇药物等则可能影响到幼儿发育，由此产生的毒性作用被认为与脑麻痹的发生有关。此外，从功能性角度看，儿科人群缺乏完全成熟的免疫系统，至5～12岁时IgG和IgA的应答水平才达到成人水平［23］。因此，值得关注的是，儿童给药后免疫系统的不良反应比成人表现得更严重或持续时间更长。某些药物的代谢方式在儿科人群与成人也有所差异，因此不能简单地从成人的经验来推断儿科人群的不良反应。儿科人群和成人间酶活性和（或）浓度成熟程度的差异导致由成人剂量推算到幼儿，给药剂量不会是按比例降低，即相同或较轻的暴露程度下，儿科人群可能更加敏感。如1月龄新生儿给予氯霉素导致的“灰婴综合征”，此毒性作用可能是致命的，它所引起的循环衰竭，可能与过度和持续的非结合血药浓度过高有关。新生儿由于缺乏Ⅱ相酶，无法通过结合反应，将活性药物转变成无生物活性的水溶性化合物，因而新生儿对氯霉素更加敏感。由于属于剂量依赖性毒性，因此新生儿给予氯霉素的剂量要比婴儿以及成年更低［24］。儿科人群与成人存在的上述机体结构、功能、代谢特征等诸方面的差异，告诫我们“小儿不是小型成人”。2.2难于开展儿科用药临床毒性的研究众多原因使得药物在儿科群体中未得到充分评估，主要涉及传统观念、道德问题、技术的限制、经济和实用性的考虑、长期不良反应的可能性以及之前的法律和法规的缺乏。给儿童开具未经充分毒性评价的药物是不道德的。美国联邦法规认为儿童是弱势群体，作为研究对象需要额外保护。此外，获得儿童本人的同意以及家长或监护人的许可，不同于有完全认知能力的成年人获得知