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有濟說 | 藥物光毒性評價的方法及關(guān)注點

某些藥物服用后,在光照刺激下會引起人體過敏,表現(xiàn)為光照皮膚處出現(xiàn)紅斑、水腫,同時伴瘙癢、灼痛或出現(xiàn)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(dāng),會對機體產(chǎn)生損害,因此在藥物研發(fā)過程中,應(yīng)盡早識別藥物的光毒性風(fēng)險,為后續(xù)臨床研究提供參考信息。


光毒性產(chǎn)生的機制分為以下四種:


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






一、光毒性試驗評價策略及研究相關(guān)指導(dǎo)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(chǎn)品改給藥途徑且對APIs或輔料有新的安全性擔(dān)憂時,需進行光毒性試驗評價。

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

當(dāng)摩爾消光系數(shù)(MEC)不高于1000 L/mol/cm時,則認為該化合物的光反應(yīng)性不會產(chǎn)生直接的光毒性,無需進行光毒性評價;當(dāng)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(jié)果為陰性,無需進一步研究;如果為陽性,則需結(jié)合組織分布數(shù)據(jù),開展體內(nèi)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(dǎo)原則見下:
(1)NMPA《藥物刺激性、過敏性和溶血性研究技術(shù)指導(dǎo)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(dǎo)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(xué)反應(yīng)法、體外光毒性試驗法體內(nèi)光毒性試驗法。

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光化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)可以對藥物潛在光毒性進行預(yù)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(yīng)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(xué)物質(zhì)毒性試驗指南,是目前應(yīng)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(jīng)光線暴露后所誘發(fā)的毒性反應(yīng),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(dǎo)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(jié)果為陰性,表示其在人體中產(chǎn)生光毒性的可能性很低;如果試驗結(jié)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(yīng)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(zhì),但靈敏度相較于體內(nèi)人體皮膚試驗偏低,比如其引發(fā)陽性反應(yīng)的最低濃度要高于體內(nèi)人體試驗。需根據(jù)具體情況調(diào)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(nèi)光毒性試驗法

可分為全身用藥體內(nèi)光毒性試驗和皮膚用藥體內(nèi)光毒性試驗。

全身用藥體內(nèi)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(yīng)。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(fù)照射。

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

對于吸收大于400 nm波長光的化合物,應(yīng)進行詳細的組織病理學(xué)檢查,評估視網(wǎng)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(wǎng)膜,無需進行視網(wǎng)膜評估。

皮膚用藥體內(nèi)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(yīng),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(yīng)用臨床制劑進行試驗。應(yīng)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(jù)受試制劑的特殊性質(zhì)確定給藥和光照之間的時間間隔。基于相關(guān)終點指標(biāo)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(tǒng)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(shè)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(nèi),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(jié)果判定:根據(jù)光刺激因子(PIF值=IC50(-Irr)/ IC50(+Irr))和平均光效應(yīng)(MPE值)預(yù)測供試品是否有潛在光毒性。

試驗結(jié)果(案例展示):


image.pngimage.pngimage.png


結(jié)果分析:在該試驗結(jié)果條件下,供試品無潛在光毒性。


(2)體內(nèi)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(cè)不進行光照,右側(cè)進行光照。光照后72 h進行評分。

結(jié)果判定:涂供試品后未經(jīng)照射的區(qū)域未出現(xiàn)皮膚反應(yīng),涂供試品后經(jīng)照射的區(qū)域出現(xiàn)的皮膚反應(yīng)分值之和為2或2以上且動物數(shù)為1只或1只以上時,判為供試品具有光毒性。

試驗結(jié)果(案例展示):

image.png


結(jié)果分析:在該試驗條件下,給予供試品豚鼠光毒性結(jié)果為陰性。


結(jié)語

藥物光毒性評價的科學(xué)性和嚴謹性直接影響著藥物的臨床轉(zhuǎn)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(jīng)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(zhì)、高效的技術(shù)服務(wù)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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