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中药皮肤外用制剂非临床安全性评价的特殊考虑

嘉峪检测网        2021-09-20 13:33

摘 要 Abstract

 

新修订《药品注册管理办法》将以配套文件的形式发布新药研发的指导原则和技术要求。目前急需完善非临床安全性评价等技术要求,以更加有效地促进中药品种研发。本文结合国内外相关技术指导原则,简单综述中药皮肤外用制剂非临床安全性评价与化学药品的相同点和特殊关注点,以供业界参考。

 

After issuance of the newly-revised Provisions for Drug Registration, technical guidelines on new drug development will be issued separately as supporting documents. Technical requirements for non-clinical safety assessment need to be updated to promote development of traditional Chinese medicines (TCM) products. Based on an overview of relevant domestic and foreign technical guidelines, this article compares similarities of and special consideration for preclinical safety assessment between TCM topical preparations and chemical drugs, providing reference for industry.

 

关键词 Key words

 

中药;化学药品;皮肤外用制剂;非临床安全性评价;特殊关注点

 

traditional Chinese medicine; chemical drugs; topical preparations for skin; preclinical safety assessment; special concerns

 

皮肤外用制剂是我国中药、民族药的传统给药剂型,包括黑膏药、散剂、酊剂、洗剂、油剂等。根据《中国药典》2020 年版一部的收录情况,已上市的中药皮肤外用制剂还包括贴剂、软膏、乳膏、搽剂、涂膜剂等多种剂型,主要在局部发挥作用,如烧烫伤、扭挫伤,银屑病、湿疹等皮肤病,也可透皮吸收后作用于系统,如风湿性关节炎、腹泻、心绞痛等的治疗,避免口服药物引起的胃肠道反应及肝脏首过效应,易通过调整给药方案,提高疗效或减少药物不良反应[1-2]。随着制剂技术和药用高分子材料学科的发展,更多新剂型用于中药皮肤外用制剂,如喷雾剂、凝胶剂、巴布剂、微乳剂等。不同剂型的局部作用和透皮吸收情况不同,可能导致的安全性风险也各不相同;新药研发中毒理学试验的技术要求根据药物活性成份、剂型不同而不同,给中药皮肤外用制剂的研发带来困难。药代动力学、毒理学技术不断发展,给其非临床安全性评价带来新的思路。

 

新修订《药品注册管理办法》于2020 年7 月1 日正式施行。新药研发中涉及的技术要求不在新修订《药品注册管理办法》中具体规定,而是以指导原则等配套文件的形式另行发布。目前国内如《中药、天然药物急性毒性研究技术指导原则》《中药、天然药物长期毒性研究技术指导原则》等关于中药非临床安全性评价相关的指导原则均为2007 年颁布,尚未有细化到中药外用制剂的指导原则出台。在相关品种审评过程中,发现业界对中药外用制剂开发毒理学研究的诸多问题存在较多分歧。从2005 年开始,原国家食品药品监督管理局药品审评中心针对中药外用制剂创新药研究、仿制或上市后变更相应的安全性评价要求以及技术难点,召开了多次专题会进行讨论,并对具体申报品种存在的问题进行了汇总[3-4],提请业界关注。在创新药研究过程中,监管层与业界齐头并进,在研究前达到技术要求上的共识,提高了研发效率,对促进传统中医药的发展具有重要意义。本文结合国内外相关技术指导原则,简单综述中药皮肤外用制剂非临床安全性评价与化学药品的相同点和特殊关注点。生物制品用作皮肤外用制剂的品种较少,安全性评价要求更多的是结合药物自身性质具体情况具体分析,在此不作综述。

 

1 与化学药品皮肤外用制剂非临床安全性评价的相同点

 

化学药品皮肤外用制剂非临床安全性评价的方法、模型、技术体系在我国相对成熟,其局部毒性与系统毒性的评价项目和完成时间主要参考国际人用药品注册技术协调会(ICH)的系列指导原则,实验动物、给药浓度、给药方式、频率、剂量、面积等主要试验设计可参考现行国内指导原则。此外,美国食品药品监督管理局(FDA)和经济合作与发展组织(OECD)早期也针对外用制剂出台了一系列指导原则或实验技术文件[5-6]。在动物选择、剂量设计原则、给药方法、研究方案和毒性指标的设计上,中药皮肤外用制剂与化学药品具有相同之处。

 

1.1 动物种属

 

非临床安全性评价原则上应选择临床给药途径或与其相近的给药途径。因此皮肤外用制剂非临床安全性研究的实验动物首先考虑与人类皮肤接近、背景研究数据较充分的种属,以充分评价药物在系统吸收后或局部的安全性。在注册申报时,一并进行种属选择的依据说明。

 

OECD 发布的经皮给药非临床安全性评价的指南草案Acute Dermal Irritation/Corrosion、Repeated Dose Dermal Toxicity:21/28-day Study、Subchronic Dermal Toxicity: 90-day Study(section 4 health effects 404、410、411)[6] 中,建议使用大鼠、兔或豚鼠进行系统暴露的安全性评价,局部刺激性、过敏性的动物种属主要结合种属特点和观察指标等进行确定,如对刺激性较敏感的兔用于皮肤刺激性试验等。该指南草案主要集中在啮齿类动物的安全性评价上。研究显示[7-8],非啮齿类动物中小型猪与人类皮肤在解剖结构和生理状态方面具有较好的相似性,且皮肤颜色浅,毛囊稀少,适用于皮肤局部和系统暴露后的安全性评价。

 

1.2 受试物

 

皮肤外用制剂中可能含有促进药物吸收的辅料,且药物在基质中的理化性质、分散形式等均可能影响药物吸收。此外,药物本身及其制剂形式均可能引起皮肤外用制剂在给药局部的不良反应。因此非临床安全性研究的受试物应尽量选择可代表临床试验用样品的中试或中试以上规模的含有辅料的制剂,并对制剂的挥发性、稳定性、溶解性等理化性质进行必要的描述,为试验设计提供合理依据。

 

1.3 试验方案

 

试验方案决定皮肤外用制剂在给药局部或系统的充分暴露。应根据药物剂型、辅料成份、剂量大小、适应症、临床拟定给药方案等因素进行具体问题具体分析,探索恰当的皮肤状态、给药方式及相应的剂量或浓度等。

 

1.3.1 皮肤状态

 

皮肤状态是皮肤外用制剂吸收方面的重要影响因素。首先,动物体表的毛发阻挡外用制剂与皮肤的接触,试验期间需要定期去除毛发,且不宜采用毛发密集的区域作为给药部位。在具体操作时可采用剪刀、剃毛器或适宜脱毛剂,注意去除彻底、无创伤,否则破坏了皮肤屏障的完整性,可能导致给药后系统暴露异常。

 

如果适应症皮肤本身存在破损,局部吸收可能与完整皮肤存在较大的不同,应结合适应症皮肤破损特征来设计破损皮肤的试验方法。常用的制备方式包括砂纸打磨、针头划伤以及化学试剂腐蚀等,可达到不同程度的皮肤缺失。表皮中的角质层是药物经皮吸收的主要屏障[9]。砂纸打磨至皮肤发红,一般主要影响角质层厚度,真皮较完整[10]。针头划伤皮肤一般损伤表皮层,以渗血为度,认为药物可直接入血。试验中需根据动物皮肤愈合特征和试验方案中给药方式确定破损频率, 确保药物吸收方式的一致性。化学试剂腐蚀如Na2S导致皮肤损伤的程度与实验动物角质层厚度及其在皮肤表面停留时间有关[10]。此外,还有采用皮肤移植设备对皮肤进行部分去除或全部去除,以充分模拟皮肤溃疡或烧伤创面[7]。注册申报时应结合拟定适应症的皮肤破损程度,对模型制备的合理性及相应方法学参数进行详细说明。

 

1.3.2 给药剂量

 

非临床安全性评价中通常采用扩大给药面积、增加给药频次等方式增加给药剂量。但参考OECD 指南草案Repeated Dose Dermal Toxicity: 21/28-day Study(section 4 health effects 410)[6],最大给药面积不宜超过体表面积的10%,且从试验操作和药物透皮吸收情况来看,通过增加给药频率的方式来增加毒性暴露的程度有限。在进入临床试验后,应将临床药代动力学参数与非临床系统暴露情况进行对比,如果临床药代动力学数据超出了非临床最大暴露量,则动物实验可能并未准确预测临床风险。对于水溶性较好的药物,可考虑采用皮下注射等方式增加系统暴露,更好地提示后续临床试验系统暴露的风险。

 

1.3.3 给药操作

 

给药方式上,部分剂型如软膏、贴剂等可以直接采用制剂或者含药基质固定在动物皮肤表面,酊剂、喷雾剂等液体无法直接长时间覆盖皮肤表面,可采用吸附药液的纱布贴敷,确保给药部位固定,皮肤表面湿润且透气。给药时,尽量避免选择棉签等可能存在吸附的工具进行给药,注意从低浓度到高浓度操作,避免交叉污染。考虑到动物撕扯、拉蹭等动作影响药物的有效覆盖,可穿上适合的马甲,防止给药受到动物动作的影响。

 

1.3.4 安全性评价项目

 

与其他给药途径的药物相比,皮肤外用制剂系统暴露的安全性评价项目需额外观察给药局部的不良反应,如毛发生长、皮肤破损/ 角化等情况,判断局部不良反应对系统暴露的影响,并有针对性地进行局部刺激性、过敏性、光安全性等研究。

 

皮肤局部刺激性和过敏性试验可参考国内《化学药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则》[11]。Acute Dermal Irritation/Corrosion、Skin Sensitisation 等OECD 指南草案(section 4health effects 404、406、429、431、435、439、442c、442d、442e)[6] 对皮肤局部刺激性、过敏性的试验技术进行了阐述。药物光安全性主要包括光敏性(photosensitivity)、光遗传毒性(photogenotoxicity) 和光致癌性(photocarcinogenicity), 主要检测药物在无毒性剂量的紫外光或可见光作用下,诱发光刺激性(photoirritation)、光过敏性(photoallergy)、直接或间接增加肿瘤风险的可能性。按照ICHM3(R2)Guidance on Nonclinical Safety Studies for the Conductof Human Clinical Trials and Marketing Authorization for Pharmaceuticals[12] 以及OECD 指南草案the Ultraviolet-Visible Absorption Spectra(section 1 physical-chemical properties 101)[6],如果药物光吸收性[ 摩尔消光系数<1000L/(mol·cm)]、光稳定性及类似化学结构化合物的光毒性信息提示药物光反应阴性,则无需进一步进行光安全性试验。如果具有光吸收性质的药物光敏性试验或光遗传毒性研究为阳性,则可能有潜在的光致癌性风险,如8- 甲氧基补骨脂素为光遗传毒性的致癌物[13]。但由于大鼠、裸鼠等致癌性试验动物的皮肤结构和生理与人存在差异以及《药物非临床研究质量管理规范》(GLP)条件下的试验方法受限等问题,目前很少进行非临床光致癌性试验。

 

2 中药皮肤外用制剂非临床安全性评价的特殊关注点

 

除部分中药制剂物质基础较明确外,其他中药制剂与化学药品相比具有以下特殊性:①成份复杂,物质基础不清楚,有效成份、毒性成份不明确。②分析方法技术难度大,药代动力学难以开展。③皮肤滞留性和作用机制不明确。④给药体积往往较大,很难暴露最大毒性。开展中药皮肤外用制剂的非临床安全性评价时,需关注受试物的可代表性、毒性的充分暴露、必要的毒代动力学试验以及特殊毒理学评价等。

 

2.1 受试物

 

中药成份复杂,实验室难以进行受试物各成份的分析。因此,受试物需根据药物制剂学特征提示的风险点,明确与临床拟用样品的一致性,注册申报时除与化学药品一样提供其名称、含量、来源等信息外,必要时应注明载药量、稳定性及均一性等信息。为了降低不必要的影响,一般尽量采用现用现配的方式给药。

 

2.2 药/ 毒代动力学要求

 

中药复方目前很少提交药代动力学或毒代动力学的研究资料,仅通过体表面积换算判断剂量-效应关系。但从研究的科学性、完整性上来说,动物和人体存在吸收、分布、代谢、排泄等方面的差异,仅通过体表面积换算可能导致安全范围的误判,如果能结合药代动力学对活性成份的暴露量- 效应关系进行明确,有助于分析中药合理炮制配伍后增效解毒的作用,有利于临床风险的控制。

 

此外,处方中含有明确毒性成份且预计发挥全身作用的药物可考虑进行毒代动力学分析,通过降低毒性成份的系统暴露控制临床使用风险。如果毒理学研究出现无法明确来源的不良反应,影响最终安全性风险的判断时,毒代动力学检测有助于数据可靠性、研究完整性的分析。

 

2.3 毒性的充分暴露

 

皮肤外用制剂的充分暴露通常与给药面积、给药频率、贴敷时间等因素相关,不建议通过增加涂抹厚度来增加剂量[11]。中药制剂通常临床拟定给药剂量较高,受到其理化性质等的影响,无法通过增加给药浓度、扩大给药面积、增加给药频率等方式实现适当的剂量递增比例,以提示剂量-效应关系,因此可采用破损皮肤来达到增加系统暴露的目的。同时,破损皮肤还可以涵盖临床适应症病理学发展导致的皮肤破溃,或由于贴合材料、药物刺激性引起皮肤破溃,导致暴露量突然增加等风险。值得注意的是,中药皮肤外用制剂的处方中可能含有斑蝥等大毒药材,在采用破损皮肤模型增加系统暴露时,需结合处方成份评价其结果的科学性。

 

2.4 特殊毒理学试验

 

当中药复方含有可能的毒性药材或一般毒理学试验提示相关毒性风险,且临床试验方案中包括相关风险人群时,应考虑适时开展遗传毒性、生殖毒性和致癌性等特殊毒理学研究。游云等[14]统计了《中国药典》2015 年版中孕妇禁用和慎用的药材与饮片及阳性的非临床生殖毒性研究结果。当处方中含有相关成份且发挥主要系统作用,入组有生育可能的女性时,需要在相应阶段按要求提交非临床生殖毒性研究资料,提示临床生殖毒性风险及相应的安全范围。

 

2.5 新技术和新方法

 

中药成份复杂,难以通过药代动力学对处方成份及其相互作用后如何释放、吸收、分布、消除进行分析;动物与人类皮肤在结构、性质上的差异以及试验中的不当处理都可能导致结果的误判。针对上述问题,新方法和新技术不断得到开发运用,如人体皮肤细胞/ 表皮组织模型、荧光探针技术、指纹图谱技术等,可很大程度模拟临床用药情况,可视化制剂成份的吸收、分布等过程以及分析多成份的渗透特性等,有助于中药皮肤外用制剂非临床安全性评价的早期筛选和综合分析,准确提示临床风险。注册申报时,鼓励采用新技术和新方法对中药外用制剂非临床安全性评价进行辅助分析,为综合风险评估提供更多证据支持。

 

3 结语

 

近年来,中药注册申报量有回落趋势。其中,临床试验申请(IND)数量2008~2015 年均维持在50~80 件/ 年,2016~2018年降至31 件/ 年,2019 年仅15件。对此,国家药品监督管理局药品审评中心采取Pre-IND 沟通交流、问询式沟通交流、审评过程沟通交流等形式促进药品研发工作,并取得了一定成果,2015年后中药IND 品种批准率逐年提升,2016 年度批准率提高至71.0%,2019 年达100%[15]。新修订《药品注册管理办法》不再具体规定新药研发中涉及的技术要求,而是以指导原则等配套文件的形式另行发布。因此急需完善后续如非临床研究的技术要求、在产品注册中如何应用已有人用证据等相关配套文件,以更加有效地促进中药品种研发。在国家高度重视中医药发展、支持新药研发的背景下,科研人员、制药企业和监管部门多方探索、合作,共同推动中药新药研发势在必行。

 

引用本文

 

宁娜,赵华琛, 宁可永*.中药皮肤外用制剂非临床安全性评价的特殊考虑[J].中国食品药品监管.2021.08(211):18-23.

第一作者简介

宁娜,博士,国家药品监督管理局药品审评中心,助理研究员。专业方向:新药注册技术审评

通讯作者简介

宁可永,博士,国家药品监督管理局药品审评中心,副主任药师。专业方向:新药注册技术审评

 

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来源:中国食品药品监管杂志