前言 ? ? ? ?毒理學研究是藥物非臨床安全性評價的重要內容，臨床前毒理數據有助于我們了解藥物的毒理學特征，從而進行科學合理的設計，并為藥物臨床試驗開發提供重要依據，最大可能降低藥物副作用或臨床風險，對于創新藥開發來說至關重要。 ? ? ? ?毒理試驗中，毒理劑量是試驗設計的核心內容，今天就來盤點一下各國指導原則中對毒理學劑量設計的要求和建議。
——? 01? —— NMPA《藥物單次給藥毒性技術指導原則》
? ? ? ?單次給藥毒性試驗的重點在于觀察動物出現的毒性反應。單次給藥毒性試驗的試驗方法較多，常用的試驗方法有近似致死量法、最大給藥量法（注釋1）、最大耐受量法法（注釋2）、固定劑量法、上下法（序貫法）、累積劑量法（金字塔法）、半數致死量法（注釋3）等。應根據受試物的特點選擇合適的方法，根據不同的試驗方法選擇合適的劑量。原則上，給藥劑量應包括從未見毒性反應的劑量到出現嚴重毒性反應的劑量，或達到最大給藥量。
——? 02? —— NMPA《藥物重復給藥毒性試驗技術指導原則》
? ? ? ?《藥物重復給藥毒性試驗技術指導原則》中指出：重復給藥毒性試驗原則上至少應設低、中、高 3個劑量組，以及1個溶媒（或輔料）對照組，必要時設立空白對照組和/或陽性對照組；高劑量原則上使動物產生明顯的毒性反應，低劑量原則上相當或高于動物藥效劑量或臨床使用劑量的等效劑量，中劑量應結合毒性作用機制和特點在高劑量和低劑量之間設立，以考察毒性的劑量-反應關系。劑量設計應考慮之前進行的各項試驗所評價的終點、受試物的理化性質和生物利用度等；局部給藥應保證充分的接觸時間。高劑量應出現明顯毒性反應，或達到最大給藥量（Maximum Feasible Dose, MFD），或系統暴露量達到臨床系統暴露量的50倍（基于AUC）。如需要在試驗中途改變給藥劑量，應說明劑量調整理由，完整記錄劑量調整過程。
——? 03? —— ICH-S6(R1)：《生物技術藥物的臨床前安全性評價》
? ? ? ?劑量選擇應反應劑量-反應關系，包括毒性劑量和未見不良反應的劑量（NOAEL）。應提供劑量選擇依據及其預計的人體暴露量倍數。當產品在所選動物細胞中的親和力或效價低于人體細胞時，使用更高劑量進行試驗非常重要。用于確定足夠安全范圍所需的人用劑量倍數，可能隨生物制品的類別及其臨床適應癥而有所不同。此外可通過PK/PD模型提供： ? ? ? ?1. 臨床前種屬預期最大藥理學作用的劑量；
? ? ? ?2. 暴露量約為臨床最大暴露10倍的劑量。 ? ? ? ?在臨床前毒性試驗中應該選擇上述兩種劑量中的較高者，除非有合理的理由選用較低劑量（如最大的可行劑量）。
——? 04? —— 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
? ? ? ?通常，當毒理學試驗的劑量達到最大耐受量（MTD）時，可以充分闡明具有潛在臨床相關性的毒性反應。但不是每個試驗都必須證明達到MTD。其他同樣適當的限定劑量還包括達到最大暴露倍數的劑量、暴露飽和劑量或最大可行劑量（MFD）。這些限定劑量（詳見下文和圖1)可以避免在動物中使用無益于預測臨床安全性的劑量。這些建議與生殖和致癌性試驗設計中有關限定劑量和（或）暴露的建議是一致的。 ? ? ? ?除以下情況外，1000mg/(kgd)作為嚙齒類和非嚙齒類動物急性、亞急性、慢性毒性試驗的限定劑量都是合適的。在個別情況下，1000mg/(kgd)的平均暴露劑量達不到臨床暴露量的10倍，而臨床劑量超過1g/d，毒性試驗應以暴露量達到臨床暴露量的10倍、2000mg/(kgd)、MFD三者中的最低者作為高劑量。在極個別情況下，2000mg/(kgd)產生的暴露量可能低于臨床暴露量，此時可以考慮更高的MFD作為高劑量。 ? ? ? ?在任何種屬中進行的急性和重復給藥毒性試驗，通常都可以接受將暴露量達到臨床全身暴露50倍【通常基于原型藥或前藥的藥理活性分子的組平均AUC】的劑量作為最高劑量。 ? ? ? ?為了支持在美國進行的III期臨床試驗，當以暴露量達到臨床暴露量50倍的劑量作為限定劑量時，至少應在一個種屬中確定劑量限制性毒性。否則，建議在一個種屬中進行一項一個月或更長期限的毒性試驗，以1000mg/(kg.d)、MFD、MTD三者中的最低者作為高劑量 。但是基于具體問題具體分析的原則，如果在一項期限更短的試驗中在高于產生臨床暴露50倍的劑量下找到了劑量限制性毒性，則無需進行該試驗。 ? ? ? ?如果將遺傳毒性終點整合入一般毒性試驗中，那么應基于MFD、MTD或者限定劑量1000mg/(kg.d)來選擇作為合適的最高劑量。 ? ? ? ?一般毒理試驗高劑量選擇的推薦方法詳見下圖： 
——? 05? —— ICH-S3A：《毒代動力學指導原則說明：毒性研究中的全身暴露量評價》
? ? ? ?毒代動力學研究通常結合于毒性研究中，故又被稱為伴隨毒代動力學，藥物暴露直接影響藥物的藥理學特性，毒代動力學揭示毒性研究中藥物的動力學過程，有助于解釋毒理學發現和制定合理的試驗設計，ICH-S3A中對劑量設計的建議如下： ? ? ? ?1. 低劑量：低劑量最好是無毒性反應劑量（注釋 4），任何毒性試驗中低 4劑量的動物暴露水平，理想狀態下應等同或略高于患者擬用（或已知）的最高劑量。但該理想狀態并非總是可以達到，故低劑量通常視毒理學考慮而定。無論如何應進行全身暴露量測定。
? ? ? ?2. 中劑量：根據毒性試驗目的，中劑量的暴露通常是低劑量的適當倍數或高劑量的適當分數。
? ? ? ?3. 高劑量：毒性試驗中高劑量通常依毒理學的要求而定，但所用劑量應達到可評價的暴露水平。
——? 06? —— FDA：藥物單劑量急性毒性試驗
? ? ? ?FDA于1996年8月發布的《SINGLE DOSE ACUTE TOXICITY TESTING FOR PHARMACEUTICALS》中，對單次給藥毒理劑量設計做出了以下建議：用于動物實驗的供試品，應確定不會產生不良影響的劑量和造成重大(危及生命的)毒性的劑量。應設置對照組。對于毒性較低的化合物，應給予最大可行劑量（MFD）。 
——? 07? —— FDA：Redbook紅皮書
? ? ? ?FDA的紅皮書中，對毒性試驗劑量設計也給出了建議：每個性別至少應設置3個供試品劑量水平，但如果可以使用4或5個試驗物質劑量水平更好。應設置對照組。毒性研究的劑量選擇應基于與試驗物質的毒性有關的信息。在毒性研究中，供試品應至少設置三個劑量組和一個對照組。在設計和進行毒性研究時，應考慮以下因素: ? ? ? ?1. 高劑量應足以引起試驗動物的毒性反應;
? ? ? ?2. 低劑量不引起實驗動物的毒性反應;
? ? ? ?3. 中間劑量應足夠高，能在試驗動物身上引起最小的毒性作用(如改變酶水平或體重增加的輕微下降)。 ? ? ? ?任何劑量都不應造成死亡發生率，從而阻止對數據進行有意義的評估。所有劑量組應同時給予試驗物質。
——? 08? —— EMA：重復給藥毒性指導原則
? ? ? ?歐盟EMA在2010年發布的《Guideline on repeated dose toxicity》中，對毒理劑量設計的建議如下： ? ? ? ?一般來說，毒理劑量設計應包括： ? ? ? ?1. 合適的對照組，在特殊情況下，可能需要一個陽性對照組，例如在具有特殊生物學終點的毒物研究中(例如基因毒性，請參閱指導原則ICH S2 (R1)以獲得進一步指導)。
? ? ? ?2. 一個低劑量，足以產生藥效學效應或預期的治療效果，或產生與預期臨床使用時相當水平的系統暴露。
? ? ? ?3. 一個高劑量，用以確定靶器官毒性或其他非特異性毒性，或達到給藥體積限制劑量。大部分情況下，嚙齒類和非嚙齒類動物的急性、亞慢性和慢性毒性研究的限制劑量可設為1000mg/(kg.d)，除ICH M3 (R2)指南中討論的其他情況。
? ? ? ?4. 一個中劑量，可以是高劑量和低劑量的幾何平均值。 ? ? ? ?理想情況下，在高劑量水平下，藥物和/或主要代謝物的全身暴露應是預期臨床全身暴露的一定倍數。?
? ? ? ?自2017年中國加入ICH成員國并擔任管委會成員，藥物國際化趨勢加快，ICH指導原則全面推行，中國藥政法規與國際接軌，NMPA鼓勵創新，縮短了研發的周期，對于藥物研發來說是非常有利的。綜合各法規來看，各國對毒理試驗劑量的設計要求總體一致，科學合理的毒理試驗劑量設計有利于充分了解毒理學發現，預知毒理作用的出現劑量，從而為臨床試驗提供充分的依據，保護受試者權益，創新藥物的毒理研究尤其重要，而毒理試驗設計不合理，可能在藥物IND注冊審評階段就遭遇發補或者更壞的結果，所以要從藥物的本身特點出發，結合法規要求，同時在case-by-case的原則之上，做充分的研究。藥物的藥理作用有兩面性，因此找到藥效和毒理作用之間的安全窗口，達到風險和獲益的平衡，才能最大程度發揮藥物的作用。
注釋： 注釋1：最大給藥量（Maximal feasible dose，MFD）：指動物單次或24小時內多次（2~3次）給藥所采用的最大給藥劑量。 注釋2：最大耐受量（Maximal tolerance dose，MTD）：是指動物能夠耐受的而不引起動物死亡的最高劑量。 注釋3：半數致死量（Median lethal dose，LD50）：預期引起50%動物死亡的劑量，該值是經統計學處理所推算出的結果。 注釋4：無毒性反應劑量：（被認為等同于“未見不良反應劑量”）定義為：在該劑量下，可能觀察到某些藥理學作用，但未見不良反應。?
參考文獻： [1] 藥物單次給藥毒性技術指導原則. NMPA，2014.5. [2] 藥物重復給藥毒性試驗技術指導原則.NMPA，2014.5. [3] ICH-S6(R1)：Preclinical Safety Evaluation of Biotechnology-Derived Pharmaceuticals, 2011. [4] ICH-M3(R2)：Guidance on Nonclinical Safety Studies for the Conduct of Human Clinical Trials and Marketing Authorization for Pharmaceuticals,2009. [5] ICH-S3A：Note for Guidance on Toxicokinetics: The Assessment of Systemic Exposure in Toxicity Studies,1994. [6] FDA：Single Dose Acute Toxicity Testing for Pharmaceuticals, 1996. [7] Redbook 2000 IV.C, FDA 2003，2007. [8]Guideline on repeated dose toxicity, EMA 2010.3.
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