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有濟說 | 藥物光毒性評價的方法及關注點

某些藥物服用后,在光照刺激下會引起人體過敏,表現為光照皮膚處出現紅斑、水腫,同時伴瘙癢、灼痛或出現色素沉著,重者可有水皰、潰瘍或糜爛,這類藥物稱為光敏藥物。光敏藥物若處理不當,會對機體產生損害,因此在藥物研發(fā)過程中,應盡早識別藥物的光毒性風險,為后續(xù)臨床研究提供參考信息。


光毒性產生的機制分為以下四種:


(1)直接產生毒性的光產物,導致細胞損傷;
(2)產生激發(fā)的單線態(tài)氧,氧化生物大分子,導致細胞膜或DNA的損傷;
(3)產生超氧化物、過氧化物、羥基等物質,損傷細胞膜或DNA;
(4)與生物大分子共價結合形成抗原,產生免疫反應。






一、光毒性試驗評價策略及研究相關指導原則

通常新的藥物活性成分(APIs)、含新輔料的臨床皮膚用制劑(包括皮膚貼劑)、已上市產品改給藥途徑且對APIs或輔料有新的安全性擔憂時,需進行光毒性試驗評價。

臨床試驗前,需要通過光化學性質評估光毒性的潛在可能,考察化合物在290~700 nm波長范圍內吸收光子的能力。

當摩爾消光系數(MEC)不高于1000 L/mol/cm時,則認為該化合物的光反應性不會產生直接的光毒性,無需進行光毒性評價;當MEC高于1000 L/mol/cm,可先進行體外研究,首選3T3中性紅攝取光毒性試驗法(3T3 NRU-PT)。

3T3 NRU-PT 結果為陰性,無需進一步研究;如果為陽性,則需結合組織分布數據,開展體內光毒性研究。光毒性研究策略流程圖如圖1(摘自ICH S10)所示。

參考的指導原則見下:
(1)NMPA《藥物刺激性、過敏性和溶血性研究技術指導原則》(2014年05月13日)
(2)ICH S10:藥物光安全評價(2013年11月13日)
(3)ICH M3(R2)支持藥物進行臨床試驗和上市的非臨床安全性研究指導原則(2009年06月11日)
(4)OECD 432 In Vitro 3T3 NRU Phototoxicity Test (2019年06月18日)

演示文稿1_01.jpg

圖1:全身和皮膚給藥的可能的光毒性評估策略






二、常用的光毒性評價試驗方法


光毒性的試驗方法主要包括光化學反應法、體外光毒性試驗法體內光毒性試驗法。

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光化學反應法

常用的評估方法為ROS試驗法,通過監(jiān)測暴露在模擬陽光下藥物的光化學反應可以對藥物潛在光毒性進行預測。該方法試驗周期短,雖然在效率上具有顯著優(yōu)勢,但特異性低、假陽性率高,在實際應用中多作為初篩工具使用。

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體外光毒性試驗法


體外光毒性試驗包括3T3 NUR-PT和人體皮膚模型試驗。


3T3 NUR-PT

3T3 NUR-PT 方法已通過歐洲替代方法驗證中心驗證并收錄進 OECD 化學物質毒性試驗指南,是目前應用最為廣泛的體外光毒性試驗法。


此方法主要用于評估藥物經光線暴露后所誘發(fā)的毒性反應,具體為監(jiān)測評估藥物是否會引起細胞表面或溶酶體膜敏感性改變,導致溶酶體脆性增高等不可逆變化,致使細胞吸收中性紅染料的能力下降。

3T3 NRU-PT方法靈敏度較高,如果化合物試驗結果為陰性,表示其在人體中產生光毒性的可能性很低;如果試驗結果為陽性,提示需要進一步評估。

人體皮膚模型試驗
人體皮膚模型能夠用于檢測各類局部應用的藥物及制劑。

人體皮膚模型,在有光照或無光照條件下開展細胞活性檢測,能夠檢出已知的人體急性皮膚光毒性物質,但靈敏度相較于體內人體皮膚試驗偏低,比如其引發(fā)陽性反應的最低濃度要高于體內人體試驗。需根據具體情況調整試驗條件,比如測試濃度、暴露時長等,以提高體外人體皮膚模型的靈敏性。

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體內光毒性試驗法

可分為全身用藥體內光毒性試驗和皮膚用藥體內光毒性試驗。

全身用藥體內光毒性試驗

全身光毒性試驗是指機體接觸藥物后,暴露于紫外線照射所引發(fā)的皮膚毒性類似反應。一般情況下,該試驗采用臨床給藥途徑,選擇一天或幾天的給藥期限,在給藥后Tmax附近的時間點進行每天的單次或重復照射。

如果最高劑量組結果為陰性,則不需進行較低劑量的試驗。如果預期試驗結果可能呈陽性,則應考慮比較Cmax增加劑量組以支持基于NOAEL的風險評估。設置空白和非照射對照組有助于明確化合物相關毒性以及區(qū)分照射與非照射誘導的不良反應。如果動物可達到的最大系統暴露量低于臨床暴露量,則不能用陰性結果預測人體風險。

對于吸收大于400 nm波長光的化合物,應進行詳細的組織病理學檢查,評估視網膜光毒性;對于僅吸收小于400 nm波長光的化合物,受角膜、晶狀體和玻璃體的穿透性限制,該波長不能到達成人的視網膜,無需進行視網膜評估。

皮膚用藥體內光毒性試驗

皮膚光毒性是指皮膚接觸藥物后,暴露于紫外線照射所引發(fā)的皮膚毒性反應,主要觀察皮膚光照后的紅斑和水腫情況。

該試驗為局部用藥,一般應用臨床制劑進行試驗。應盡可能采用臨床擬用條件,在給藥后的特定時間對暴露部位進行光照,根據受試制劑的特殊性質確定給藥和光照之間的時間間隔?;谙嚓P終點指標評估光毒性指征,并使用合適的對照品驗證試驗方法的靈敏性。皮膚給藥的光毒性研究一般無需評估藥物的系統暴露水平。

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有濟醫(yī)藥光毒性評價體系


(1)體外光毒試驗

試驗方法:選用永生化小鼠成纖維細胞系-Balb/c 3T3成纖維細胞,試驗設置供試品多濃度組、陽性對照組(氯丙嗪)和陰性對照組(溶媒),加入96孔板內,一半用于確認細胞毒性,無光照(-Irr),置于室溫暗室中;另一半用于確認光毒性,有光照(+Irr),暴露于5 J/cm2劑量下進行光照。

結果判定:根據光刺激因子(PIF值=IC50(-Irr)/ IC50(+Irr))和平均光效應(MPE值)預測供試品是否有潛在光毒性。

試驗結果(案例展示):


image.pngimage.pngimage.png


結果分析:在該試驗結果條件下,供試品無潛在光毒性。


(2)體內光毒試驗

試驗方法:選用成年Hartley豚鼠,按照體重隨機分為供試品組和陽性對照組(8-甲氧基補骨脂素)。動物背皮后,背部涂抹供試品,左側不進行光照,右側進行光照。光照后72 h進行評分。

結果判定:涂供試品后未經照射的區(qū)域未出現皮膚反應,涂供試品后經照射的區(qū)域出現的皮膚反應分值之和為2或2以上且動物數為1只或1只以上時,判為供試品具有光毒性。

試驗結果(案例展示):

image.png


結果分析:在該試驗條件下,給予供試品豚鼠光毒性結果為陰性。


結語

藥物光毒性評價的科學性和嚴謹性直接影響著藥物的臨床轉化與患者用藥安全。依托專業(yè)、規(guī)范的毒理研究平臺,有濟醫(yī)藥已經建立了完善的藥物光毒性評價體系,完成多項評價案例,以高質、高效的技術服務助力全球藥企突破光敏藥物的研發(fā)瓶頸,共同為用藥安全護航。



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