人源重组蛋白药物安全性评价的思考

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1、人源重组蛋白药物安全性评价的思考从上世纪后半期开始，随着分子生物学研究的不断深入，生物制药（biopharmaceuticals）行业在世界范围内呈现出蓬勃兴起的态势，为多种疾病开辟了新的治疗途径。重组人干扰素（rhuIFN）、重组人白介素（rhuIL）、重组人胰岛素（Insulin）和重组人促红细胞生成素（rhuEPO）等均已于上世纪末在国内上市。与生物技术药物研发高潮相呼应的是，近年来进入临床前安全性评价的该类新药亦逐年递增，但回顾多种重组蛋白/多肽的安全性研究，都或多或少受了小分子化学药物毒理学评价体系的影响，而忽视了重组蛋白的

2、独特属性。体外合成的人用重组蛋白/多肽在分子构成、药效学机制和体内代谢途径等方面与化药的不同之处已有多篇文献述及，新药非临床研究领域对之已逐渐形成了“具体问题具体分析（casebycase）”的安评原则。笔者通过国内外研究进展，结合近年来在工作中遇到的问题，对该类新药安全性评价中的难点和疑点作如下探讨。1动物种属/模型的选择虽然动物体内的许多受体对存在部分差异的人源性配体有一定的宽容性，可与之结合并激活下游信号（如huEPO、huIL-1和huIL-1ra），但许多生物技术药物仍有一定的种属特异性，其生物活性需在特定种属的动物体内才能

3、体现，在化药毒理学研究中常用的Beagle犬和SD大鼠未必是最适宜的试验动物：重组人生长因子-集落刺激因子融合蛋白在猴和犬试验中表现出毒性差异[1]；rhuEPO则在人、猴和大鼠体内表现出不同的生物利用度特点[2]。某一重组蛋白受试物的相关动物可通过其药效学资料或同类产品的毒理学资料获得，但当上述资料缺乏时，则需在毒性试验开始前通过体内（invivo）和/或体外（invitro）途径来证实受试物的生物活性，如我实验室利用血糖测试仪证实重组人胰岛素可在SD大鼠体内引起明显的血糖下降、rhuIFN则在非洲绿猴肾细胞（Vero）、犬肾细胞（

4、MDCK）和幼仓鼠肾细胞（BHK）显示出抗单纯疱疹病毒（SHV）的生物活性，据此，我们分别应用SD大鼠和食蟹猴完成了上述两种新药的毒理学研究。当没有试验数据或文献来支持某一受试物在所用实验动物体内的生物活性时，得出的“无毒”或“低毒”结果更值得推敲，因为这种结果有可能是因受试物在动物体内的生物利用度过低或根本无效所导致的。2给药剂量的设置多数情况下实验动物可耐受最大给药量的重组蛋白，因此在生物药物安评早期，为避免药审机构的质疑，往往将高剂量组设为最大给药量来实现高暴露量。为恰当地体现药物的毒性作用、避免不必要的浪费（该类新药的生产成本

5、较高），剂量设置应建立在对药物活性机制充分认识的基础上：2.1给药途径与分子量因胃肠道的酶活性和粘膜对水溶性大分子的吸收屏障作用，重组蛋白类药物通常不用口服途径[3]。静脉注射可保证受试物以最大浓度进入生物系统，而经皮注或肌注的受试物进入血液循环的数量受制于其分子量：16KDa以上的大分子主要被淋巴系统吸收，小于1KDa的则主要吸收入血液[4]。2.2受试物与动物细胞的亲合力及结合的可饱和性受试物只有在与其受体结合后才能发挥药效及与药效相关的毒性反应，当受试物在相关动物体内或来源于该种动物的体外培养细胞上的亲和力明显低于人体细胞时，有

6、必要通过增加给药量来弥补暴露量的不足[5]。某些受体的数量和分布有限，如EPO受体（EPOR）只存在于骨髓中的红系细胞表面，与EPO结合、启动生红细胞过程后，EPO-EPOR复合体被细胞内化，并在溶酶体中降解[6,7]，有研究表明rhuEPO在大鼠骨髓中的内化-清除过程是可饱和的[8]。因此，当大量给予受体能力有限的按受试物如促血小板生成素（TPO）[9]、IFN-β[10]以及白血病抑制因子[11]并不能通过增强其生物活性来体现毒副反应。2.3受试物浓度对受体数量的影响血循环中的胰岛素浓度越高，则肝、脂肪、肌肉和血细胞的胰岛素受体数

7、目越少。胰岛素浓度过高时可加速受体损失，造成原有糖代谢的紊乱。在我实验室完成的重组人胰岛素（rhu-Ins）大鼠毒性试验中，首次给予（s.c）120、60、20u/kg体重rhu-Ins后在大鼠体内降血糖的速度相似（均在给药后55min降至2.3~2.6mmol/L），多次给予（s.c）50、20、8u/kg体重rhu-Ins后，高剂量组大鼠出现血糖紊乱（高于20mmol/L），并在禁食后出现死亡；8u/kgrhu-Ins则在稳定降血糖的同时不影响糖代谢，且无不良反应。由此可见，在50u/kg可产生明显的生物活性及其相关毒性时，没有必

8、要将给药量增至120u/kg。3人源蛋白在试验动物体内的免疫原性（immunogenicity）种间差异决定了人用重组蛋白/多肽与实验动物体内的同源蛋白存在不同程度的序列和构象差异，即使是在多种动物间有着较高保守性的EP