生殖发育毒性对生物药来讲，并不是必需要开展的。可以从作用靶点介导的生物学作用、药代动力学、基因修饰动物数据、人体突变等角度进行权重分析（weight of evidence, WOE）。当然，针对抗肿瘤药物非临床评价的ICH S9里面也有提到，对于靶向快速分裂细胞或明确具备发育毒性风险的肿瘤药物，可以不开展妊娠动物发育毒性研究。建议进行充分的调研和评估，比如人体基因表达情况、药物能否通过胎盘转运、靶向相同信号通路药物对妊娠动物影响、基因修饰动物发育情况等。如果有充分的证据可以识别风险，则不需要额外开展妊娠动物的发育毒性研究。ICH S6中也有类似逻辑的描述。这一策略主要适用于生物药物。今天主要聊一聊如何对生物药物是否开展发育毒性研究进行WOE分析。
WOE的目的主要是通过所有可获得的数据和资料提示人体风险，并基于3R原则尽可能少用或不用动物开展发育毒性研究。WOE考量的要点主要包括：1）药物的系统暴露及能否穿过胎盘屏障；2）靶点的生物学作用；3）同类别药物的作用；4）是否具备药理学相关试验系统；5）基因修饰动物及人体基因表达情况；6）替代分子。
1、是否有系统暴露及能否穿过胎盘
药物能否引发胚胎-胎仔发育的异常，很重要的一个考量因素是药物在外周血的暴露以及能否穿过胎盘屏障到达胎儿所在部位。这点可以通过母体血清药物浓度检测实现，并可以通过母体血药浓度换算胎儿的血药浓度。如果母体血药浓度本身就很低，那直接引发发育毒性的风险也就很低。血药浓度高低的判断可以结合药物体外生物学活性数据判断。如果药物有母体暴露，但无胚胎-胎仔暴露，还要关注发育毒性吗？答案是肯定的，需要结合产品的药理学和毒理学特点进一步评估。
胎盘转运主要通过三种方式实现：被动扩散（小于1KDa）、易化扩散和主动转运。多肽和蛋白药物因分子量和电荷原因，胎盘转运受限。FcRn作为新生儿受体，主要在胎盘内皮细胞和滋养层细胞表达，可以从母体向胎盘转运IgG和白蛋白。故IgG亚型的抗体、IgG亚型的融合蛋白、白蛋白修饰的生物药物等是可以通过FcRn实现胎仔发育阶段的局部药物暴露的（胚胎时期，FcRn转运贡献的很少）。所以，这类药物对母体产生的毒性，对胎儿存在同样的风险。比如CD20抗体可以引起母体可逆性的淋巴耗竭，预示着胎儿中也会发生类似毒性表现。不过，也要注意甄别种属间差异，FcRn介导的转运在人和非人灵长类中主要在妊娠中晚期发生，在啮齿类动物中则是在整个器官形成时期均发生。所以，抗体在啮齿类动物中产生的发育毒性数据可能会被高估。除了FcRn路径以外，还有些其它扩散形式或微囊泡转运，转运效率虽然比较低，但对于高活性的分子还是要予以关注。
2、靶点生物学作用
每个靶点都有其介导的生物学作用，可以主要关注靶点在胚胎-胎仔发育、胎盘调节/发育、母体耐受、子宫生理等方面的作用。胚胎-胎仔发育方面，建议重点关注对生长因子、激素、细胞凋亡、血管形成、组织重塑和细胞增殖的影响。比如hedgehog信号通路是与胚胎细胞发育有关的，阻断该通路可以导致严重的胚胎发育异常。如果作用于此通路的药物可以穿过胎盘屏障，并达到足够暴露，则可预见引发的发育毒性风险。
许多已上市或在研的生物药物具有免疫调节作用，或直接影响细胞因子相关通路。比如Ⅰ型干扰素在猴子中可观察到改变月经周期，诱发自然流产，提示生殖毒性风险。又如免疫检查点抑制剂则可能会影响母体对胎儿抗原的免疫耐受，从而导致着床后的胎儿流产率增加。
3、同类别药物的作用
WOE分析也要考虑作用于同样信号通路的其它同类药物的数据。这点在ICH S6里面也有注释，对于已经有大量公开信息提示潜在的生育力和/或发育毒性风险的产品，如干扰素，且这类产品的相关动物种属只有非人灵长类，则可以从作用机制的角度出发，发挥同样药理作用的分子，比如其它新型的改造的干扰素可能具备类似的风险。又如infliximab、adalimumab、golimumab、certolizumab等均是TNF拮抗剂，如果一个分子出现了靶点相关生殖毒性风险，其它分子也要引起注意。
4、是否有合适的药理学研究相关试验系统
相关种属的概念对于从事药理毒理研究的人群来讲已经非常熟悉。开展生殖毒性评估也要解决相关动物种属的问题。从生殖系统生理学角度评估，非人灵长类与人体是最为接近的。也有研究披露，生物药物在非人灵长类鉴定出的生殖毒性，在啮齿类动物中未观察到。但非人灵长类背景数据少、生育率低、自然流产率高等特点很大程度上限制了其使用。
5、基因改造的动物和人体基因表达
基因编辑技术的进步为生殖毒性研究提供了很多可能。基因敲除小鼠可以模拟靶点完全被抑制的场景，转基因小鼠则可以用于研究靶点过表达后的生物学作用。通过考察这类小鼠妊娠和胚胎-胎仔发育的异常，对于判断一个靶点是否具备潜在的生殖毒性具有重要参考价值。比如RANK和RANKL双敲除小鼠观察到骨发育异常，提示这一通路与骨的发育相关。如果母体或胎儿暴露在RANK/RANKL拮抗剂的环境下，则有可能出现骨发育异常的情况。事实上，这一担心在非人灵长类生殖毒性研究中得以确证，说明了基因敲除动物数据的重要价值。当然，还要考虑基因编辑动物获得的数据可转化性，比如可能的对其他基因的影响、表型的不稳定等。而且，基因敲除和药物能否在靶部位实现有效暴露是两个概念，前者对靶点的调节比较彻底，有可能高估可能的生殖毒性风险。
6、替代分子
这点也很容易理解，与相关种属选择的逻辑类似。如果没有合适的相关种属用于毒理研究，则可以考虑采用替代分子，比如靶向小鼠靶点的分子。但对替代分子需要做详细的表征，证明与临床拟用产品的相似性，比如亲和力、功能、下游信号通路、药效学、脱靶结合、工艺、杂质等。相似度高的替代分子获得的生殖毒性研究数据对于WOE评估是有价值的。
7、是否需要开展生殖毒性研究的WOE决策树
上图代表了WOE评估是否需要开展生殖毒性研究的决策过程。第一步当然是先收集信息，包括靶点的生物学作用、基因修饰动物的数据、人基因表达情况、替代分子数据、作用于同信号通路的同类药物数据等。此外，可能的胚胎-胎仔部位的暴露量也需要纳入考量范围。毕竟药物暴露是发挥直接杀伤作用的前提，如果胚胎-胎仔部位暴露量很低，再转而考虑药物对母体的药理作用是否依然会存在风险，比如前文提及的免疫检查点的免疫调节作用。但如果药物在母体的系统暴露量也很低，比如局部外用药或眼部给药的药物，对胎儿和母体的影响均有限，则无需进一步开展额外的发育毒性试验。
脱靶风险也需要考虑，评估依据与拟作用靶点类似，确定脱靶结合的靶点的生物学作用。如果该靶点提示有生殖毒性担忧，则需要开展进一步研究。如果是作用于外源性靶点的药物（如细菌靶点），且无内源性结合，则无需额外开展发育毒性试验。
患者目标人群自然也是考量因素之一。如果药物的目标适应症不包括育龄妇女，比如只针对男性的药物、绝经期后的妇女等，开展发育毒性试验并不能对人体风险提供有价值信息，无需开展发育毒性研究。但如果药物是first-in-class产品，且不是针对严重威胁生命的疾病，用药人群包括育龄期女性，基于WOE不能确定风险的情况下，则建议开展发育毒性研究。然后，如果药物是针对威胁生命的疾病，比如癌症，且WOE分析明确提示药物会或不会引发发育毒性，额外的动物试验并不能提供有价值的信息。
总之，核心要看收集到的各种信息能否对药物的潜在发育毒性风险做出充分判定，如果能得出是或否的结论，则无需开展额外的动物试验研究。反之，如果不能，则建议开展进一步发育毒性试验。按照ICH S6(R1)，如果要开展进一步动物发育毒性研究，大鼠或兔是首选，当无其他选择时，再考虑猴。当然，WOE这一过程并不容易，建议就收集到的信息整理妥当后，尤其是出现要豁免动物试验的情况时，提前与监管机构进行沟通。
如下表所示，已经有不少已上市生物制品通过WOE分析，未开展动物发育毒性研究。大部分是针对肿瘤适应症的产品，而且已经明确这类药物具备胚胎-胎仔相关的发育毒性。唯一一个抗感染的药物则满足作用于外源性靶点，与内源性靶点无脱靶结合，所以也需要开展额外发育毒性研究。
以日本第一三共的ADC产品DS-8201为例，关于未开展生殖毒性的原因阐述如下：1）该产品属于肿瘤药物，适用于ICH S9，对于靶向快速分裂细胞的药物或对属于确定可引起发育毒性的药物类别，生殖毒性试验并不是上市必需的；2）大鼠和食蟹猴一般毒理试验中，可观察到ADC及毒素分子对快速分类细胞如淋巴细胞、造血器官、睾丸、小肠等有毒性作用；3）毒素分子遗传毒性中体外染色体畸变试验、体内微核试验结果均是阳性；4）单抗trastuzumab对胎儿也有毒性作用。基于以上WOE分析，DS-8201的生殖毒性风险比较确定，故未开展额外的试验研究。FDA对第一三共的解释是接受的。
