Pada masa ini, terdapat banyak kaedah penyelidikan in vitro dan in vivo bukan-klinikal, serta pengalaman daripada pembangunan ubat yang dipasarkan. Walau bagaimanapun, meramalkan keberkesanan dan keselamatan klinikal melalui kajian-bukan klinikal yang dioptimumkan kekal mencabar, dan artikel ini menjalankan analisis-mendalam tentang isu ini.
ADC yang ideal harus mempunyai sekurang-kurangnya tiga ciri berikut:
1. Keupayaan mengikat sasaran: Antigen sasaran ADC yang ideal hanya diekspresikan pada permukaan tumor dan pada tahap tinggi, tanpa penumpahan mudah.
2. Proses transformasi: Sebelum sampai ke sel sasaran, molekul sitotoksik sebaiknya tidak terkeluar daripada ADC, bermakna keseluruhan ADC dihayati ke dalam sel.
3. Pembebasan molekul kecil toksin: Molekul kecil harus dibebaskan dengan cepat dan besar-besaran dalam sel tumor; molekul kecil harus mempunyai ketoksikan yang tinggi untuk membunuh sel tumor dengan cekap.
Strategi Penilaian Farmakologi untuk ADC
Penyelidikan tindakan farmakologi biasanya dijalankan semasa fasa penemuan ubat atau penilaian praklinikal. Projek percubaan utama yang perlu dijalankan termasuk aktiviti pengikatan sasaran, pengantaraan-antibody, perencatan proliferasi tumor in vivo dan in vitro (untuk ADC anti-tumor), antibodi-sitotoksik selular (ADCC) bergantung kepada{4}}sitotoksik (CDC) bergantung kepada pelengkap.
Apabila memeriksa farmakodinamik ADC dalam haiwan, pertimbangan pertama ialah perbezaan spesies. Jika ADC tidak mempunyai aktiviti pengikatan atau mempunyai aktiviti pengikatan rendah dengan antigen pada tikus, adalah perlu untuk mempertimbangkan untuk menggunakan haiwan transgenik untuk eksperimen farmakodinamik, atau menjalankan kajian farmakodinamik in vivo dengan antibodi-yang diperolehi haiwan. Haiwan transgenik boleh mengelakkan penggunaan antibodi alternatif, dan apabila antigen sasaran dinyatakan dalam saluran darah atau stroma perumah, haiwan transgenik bukan sahaja boleh menilai kesan farmakodinamik tetapi juga memerhatikan tindak balas ketoksikan sedikit sebanyak. Jika antigen sasaran hanya dinyatakan dalam sel tumor manusia, tidak ada keperluan untuk haiwan transgenik; kesan farmakodinamik boleh diperiksa dalam model tetikus bogel yang ditanam dengan sel tumor manusia. Apabila menjalankan kajian farmakodinamik pada peringkat selular atau peringkat model haiwan, secara serentak menjalankan kajian PK/PD, menganalisis pengedaran penyasaran ubat, kadar penghunian reseptor, dan hubungan antara pendedahan dan kesan ubat boleh membantu dalam reka bentuk rejimen dos klinikal dan analisis keputusan kajian keselamatan.
Strategi Penilaian Toksikologi untuk ADC
Pemilihan spesies haiwan: Untuk mendedahkan sepenuhnya ciri ketoksikan ADC dalam kajian keselamatan bukan{0}}klinikal untuk menyokong pembangunan klinikal ADC, menilai perkaitan spesies ujian haiwan dan kebolehterjemahan keputusan kajian bukan{1}}klinikal adalah penting. Penentuan ini biasanya melibatkan pemeriksaan pertalian pengikatan ADC untuk menyasarkan antigen dalam-spesies bukan klinikal berbanding manusia, serta membandingkan spektrum pewarnaan imunohistokimia dalam kajian kereaktifan-silang tisu. Fungsi efektor atau imunogenisitas antibodi juga mungkin berbeza-beza disebabkan oleh perbezaan spesies.
Parameter pendedahan dan metabolisme: Selain itu, seperti ubat-ubatan dan produk biologi lain, ekstrapolasi hasil kajian bukan{0}}klinikal kepada manusia hendaklah termasuk perbandingan parameter pendedahan dan metabolisme. Contohnya, BR-96 ialah ADC yang dibentuk dengan memautkan doxorubicin (DOX) secara kovalen kepada sisa sistein bagi antibodi monoklonal BR96 yang dimanusiakan melalui 6-penyambung asid hidrazida maleimidohexanoic. Kajian toksikologi telah menunjukkan bahawa, tidak seperti tikus dan monyet, anjing lebih sensitif terhadap kesan toksik BR-96, dengan enteritis hemoragik sebagai ketoksikan yang mengehadkan dos. Yang menghairankan, BR96-DOX dan antibodi monoklonal BR96 yang tidak diubah suai mempunyai ketoksikan pengehad dos yang sama, menunjukkan bahawa ketoksikan itu dihasilkan oleh antibodi monoklonal. Tidak seperti DOX yang tidak diubah suai, ADC tidak menyebabkan kardiomiopati dalam model tikus. Oleh itu, pemilihan dos untuk percubaan klinikal Fasa I BR96-Dox dalam subjek manusia adalah berdasarkan keputusan toksikologi pada anjing.
Ekspresi sasaran antibodi: Seperti antibodi monoklonal terapeutik, penilaian bukan{0}}klinikal ADC mungkin terhalang oleh kekurangan sasaran antigen dalam spesies ujian haiwan. Garis panduan ICH S6 (R1) mengenai penilaian keselamatan praklinikal bagi farmaseutikal terbitan bioteknologi-(2011) menyatakan, "Pemilihan spesies untuk antibodi-konjugat dadah/toksin (ADC) yang mengandungi toksin/toksin baru harus mengikut prinsip umum yang sama seperti untuk ujian antibodi monoklope yang berkaitan untuk antibodi ekspresi haiwan yang tidak diubah suai. diperlukan dan memaparkan spektrum kereaktifan-silang tisu yang serupa dengan tisu manusia Oleh itu, kekhususan spesies dan penyakit boleh menentukan atau mengehadkan-penilaian bukan klinikal."
Ekspresi tisu normal antigen sasaran adalah kebimbangan keselamatan utama untuk terapi ADC. Sebaik-baiknya, antigen sasaran harus dinyatakan pada tahap yang sangat rendah pada sel normal; bagaimanapun, seperti yang dinyatakan dalam dua contoh di atas, antibodi tidak selalunya khusus dalam amalan. Contoh ketoksikan berpotensi lain yang berkaitan dengan kekurangan kekhususan untuk sasaran ADC termasuk NaPi2b, pengangkut fosfat-bergantung natrium, yang dinyatakan dalam beberapa jenis tumor tetapi juga dapat dikesan dalam tisu normal, di mana ia memainkan peranan dalam homeostasis fosfat bukan organik. ADC (anti-NaPi2b-vc-MMAE) telah dibangunkan dengan menggabungkan antibodi monoklonal IgG1 buatan manusia-NaPi2b kepada MMAE melalui penyambung peptida vc, dan ia disahkan mempunyai pertalian pengikatan khusus dalam tisu monyet manusia dan ketam biasa. Walau bagaimanapun, walaupun{13}}ekspresi tahap tinggi dalam paru-paru biasa monyet, keselamatan kereaktifan-silang ini boleh diterima, dengan dos-menghadkan ketoksikan yang tidak berkaitan dengan ekspresi tisu biasa. Kesan toksikologi pada tikus biasa,-spesies tidak mengikat dan monyet adalah konsisten dengan farmakologi MMAE.
Prinsip reka bentuk toksikologi am: Secara umum, tidak perlu menetapkan kumpulan berasingan untuk antibodi monoklonal/antibodi telanjang, penghubung/Penghubung-toksin, kerana molekul antibodi monoklonal adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi atau menentukan pendedahan sistemik. Reka bentuk dos harus mengambil kira dos farmakodinamik ADC, ciri-ciri molekul antibodi, dan ciri-ciri ketoksikan molekul kecil toksin.
Fokus pada Ketoksikan-yang berkaitan dengan Muatan:Walaupun pelepasan sasaran sebatian molekul kecil mencapai pengayaan ubat dalam tisu sasaran, meningkatkan tetingkap terapeutik, ciri ketoksikan utama ADC masih serupa dengan sebatian molekul kecil yang disambungkan. Kebanyakan tindak balas ketoksikan ADC adalah kurang teruk berbanding pemberian langsung sebatian molekul kecil, tetapi sesetengah ADC mungkin meningkatkan tindak balas ketoksikan tisu yang dikaitkan dengan pengikatan sasaran antibodi atau pengikatan{1}}luar sasaran. Walaupun ADC meningkatkan pembebasan sasaran sebatian molekul kecil, beberapa sebatian molekul kecil masih dibebaskan lebih awal, dan beberapa sebatian molekul kecil bebas boleh meresap atau memindahkan dengan cepat ke tisu sekeliling dan peredaran sistemik daripada sel sasaran, atau apoptosis dan kerosakan sel sasaran boleh menyebabkan sebatian molekul kecil bebas memasuki peredaran sistemik. Bahagian antibodi ADC juga mungkin terikat pada reseptor permukaan sel organ tisu bukan sasaran atau epitop lain, seperti reseptor Fc-fagositosis selular yang dimediasi dan ubat itu mungkin memberikan kesan toksik pada sel tisu yang sepadan selepas pecahan metabolik. Oleh itu, ketoksikan ADC berkait rapat dengan ciri antibodi, sebatian molekul kecil, dan penghubung, dan perubahan dalam ciri ketoksikan ADC akan berlaku dengan variasi antibodi, sebatian molekul kecil, dan penghubung. Dalam kajian keselamatan bukan-klinikal, perhatian harus diberikan kepada kesan struktur komposisi ubat dan ciri farmakokinetik terhadap ketoksikan, dan keputusan eksperimen harus dianalisis secara menyeluruh.
Ketoksikan genotoksik:Makromolekul biologi umumnya tidak berinteraksi secara langsung dengan DNA, dan ADC dan bahagian antibodinya biasanya tidak perlu menjalani ujian genotoksisiti. Genotoksisiti potensi ADC berasal daripada sebatian molekul kecil. Jika sebatian molekul kecil muatan adalah sebatian baharu, ujian genotoksisiti perlu dijalankan; untuk sebatian molekul kecil bebas baharu dan/atau penghubung baharu yang dihasilkan dalam badan, bahan ujian sasaran hendaklah dinilai berdasarkan sifat fizikokimia, ciri belahan dan struktur hasil belahan ADC; jika data yang mencukupi menunjukkan bahawa bahan ujian sasaran mempunyai genotoksisiti, kajian genotoksisiti tidak diperlukan.
Ketoksikan pembiakan:Sebatian molekul kecil, penghubung dan antibodi telanjang dalam ADC mungkin mempunyai kesan buruk pada organ pembiakan, kesuburan,{0}}perkembangan janin dan perkembangan anak, jadi risiko ketoksikan pembiakan ADC harus diberi perhatian. Strategi penyelidikan, reka bentuk eksperimen, pelaksanaan dan penilaian ketoksikan pembiakan ADC harus merujuk kepada garis panduan ICH S5 dan menggabungkan mekanisme tindakan dan populasi sasaran ADC untuk menerima pakai strategi analisis khusus{3}}masalah tertentu. ADC yang dimaksudkan untuk pesakit tumor peringkat akhir-boleh merujuk kepada garis panduan ICH S9 untuk penyelidikan ketoksikan pembiakan.
Untuk produk biologi, ketoksikan pembiakan biasanya dinilai dalam spesies haiwan yang berkaitan secara farmakologi. Jika kedua-dua tikus dan arnab menjadi sasaran-spesies haiwan yang berkaitan, dua spesies haiwan harus digunakan untuk menjalankan ujian ketoksikan-embrio perkembangan janin, melainkan kematian atau keteratogenan embrio telah disahkan dalam satu spesies. Jika sasaran-spesies haiwan yang mengikat ialah primat bukan-manusia atau tiada spesies haiwan yang berkaitan, tikus atau arnab biasanya dipertimbangkan dahulu untuk ujian ketoksikan pembiakan untuk menyiasat ketoksikan pembiakan sebatian molekul kecil bebas. Jika keputusan kajian mengesahkan positif, tidak perlu menyiasat ketoksikan pembiakan menggunakan sasaran-spesies haiwan berkaitan yang mengikat; sebaliknya, bukan-primat manusia atau haiwan transgenik atau molekul alternatif harus dipertimbangkan untuk ujian untuk mengenal pasti antigen-toksikiti pembiakan yang dimediasi. Jika antibodi atau sebatian molekul kecil dalam ADC mempunyai data literatur yang jelas menunjukkan potensi risiko ketoksikan pembiakan, kajian ketoksikan pembiakan tidak diperlukan dan kawalan risiko yang berkaitan boleh berdasarkan maklumat literatur.
Kekarsinogenan:Berdasarkan ciri-ciri ADC, keperluan kajian kekarsinogenan boleh dipertimbangkan mengikut ICH S1, ICH S6, ICH S9, dan garis panduan lain yang berkaitan.
Imunogenisiti/Imunotoksisiti:ADC boleh menyebabkan imunogenik selepas memasuki badan, menghasilkan antibodi anti-ubat. Penilaian imunogenisiti ADC membantu menganalisis farmakokinetik, keberkesanan dan keputusan keselamatan ubat, jadi pengesanan antibodi anti{2}ubat biasanya disertakan dalam kajian keselamatan bukan klinikal ADC. Antibodi anti-ubat mungkin dihasilkan daripada bahagian antibodi dan bahagian penghubung ADC, dan sama ada pemeriksaan lanjut terhadap epitop antigen diperlukan hendaklah berdasarkan risiko imunogenik. Strategi pembangunan, pengesahan dan pengesanan analitikal untuk analisis imunogenisiti ADC hendaklah mengikut "Garis Panduan Teknikal untuk Penyelidikan Imunogenisiti Dadah". ADC boleh merujuk kepada ICH S6, ICH S8, ICH S9, dan garis panduan lain, dan secara munasabah mereka bentuk penunjuk pengesanan imunotoksisiti berdasarkan faktor seperti jenis dan mekanisme tindakan ADC. Sebagai tambahan kepada kajian imunotoksisiti rutin, kajian imunotoksisiti tambahan perlu dipertimbangkan jika perlu.
Keselamatan optik:Sebelum ujian klinikal Fasa I, potensi fototoksisiti hendaklah dinilai awal berdasarkan sifat fotokimia dan kategori farmakologi/kimia bagi sebatian molekul kecil (termasuk penghubung). Jika data ini mencadangkan potensi risiko, langkah perlindungan yang sesuai harus diambil untuk subjek percubaan klinikal. Jika data bukan klinikal atau pengalaman klinikal tidak dapat menilai sepenuhnya risiko keselamatan foto, penilaian keselamatan foto selaras dengan prinsip yang diterangkan dalam ICH S10 harus disediakan sebelum ujian klinikal sampel besar-(Fasa III).
Kereaktifan silang{0}}tisu:Kajian kereaktifan silang tisu-adalah ujian pengikatan tisu in vitro yang dijalankan menggunakan teknik imunohistokimia untuk menentukan ciri pengikatan antibodi dan epitop antigen dalam tisu. Kajian kereaktifan-silang tisu boleh memberikan maklumat tambahan yang berguna untuk pemahaman pengedaran sasaran dan juga boleh memberikan maklumat tentang potensi pengikatan yang tidak dijangka. Kajian kereaktifan silang-tisu menggunakan tisu manusia merupakan bahagian penting dalam siri penilaian keselamatan dos klinikal awal untuk ubat antibodi. Apabila tiada sasaran-spesies haiwan berkaitan yang mengikat, maklumat kereaktifan silang-tisu amat penting untuk meramalkan risiko ketoksikan manusia. Untuk ADC yang bertujuan untuk -tanda tumor peringkat lewat, kajian kereaktifan-silang tisu tidak diperlukan jika tiada kebimbangan khusus selepas menilai kesan toksikologi dalam spesies haiwan yang berkaitan.
Pada masa ini, ICH, FDA, NMPA dan agensi lain telah mengeluarkan garis panduan teknikal yang berkaitan untuk-penyelidikan farmakologi dan toksikologi bukan klinikal ADC. Penyelidik boleh mereka bentuk kajian farmakologi dan toksikologi bukan-klinikal yang munasabah secara saintifik berdasarkan ciri-ciri ubat, memaksimumkan ekstrapolasi kesan farmakodinamik peringkat-haiwan bukan klinikal-dan tindak balas ketoksikan kepada manusia, meramalkan keberkesanan dan keselamatan ADC dalam aplikasi klinikal dan dengan itu meningkatkan risiko pembangunan klinikal. Pembangun ubat boleh berkomunikasi dengan agensi kawal selia berdasarkan hasil penyelidikan awal dan isu sedia ada untuk mendapatkan maklumat sokongan penyelidikan bukan klinikal yang diseragamkan secara saintifik.
