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有济说 | 药物光毒性评价的方法及关注点

某些药物服用后,在光照刺激下会引起人体过敏,表现为光照皮肤处出现红斑、水肿,同时伴瘙痒、灼痛或出现色素沉着,重者可有水疱、溃疡或糜烂,这类药物称为光敏药物光敏药物若处理不当,会对机体产生损害,因此在药物研发过程中,应尽早识别药物的光毒性风险,为后续临床研究提供参考信息。


光毒性产生的机制分为以下四种:


(1)直接产生毒性的光产物,导致细胞损伤;
(2)产生激发的单线态氧,氧化生物大分子,导致细胞膜或DNA的损伤;
(3)产生超氧化物、过氧化物、羟基等物质,损伤细胞膜或DNA;
(4)与生物大分子共价结合形成抗原,产生免疫反应。






一、光毒性试验评价策略及研究相关指导原则

通常新的药物活性成分(APIs)、含新辅料的临床皮肤用制剂(包括皮肤贴剂)、已上市产品改给药途径且对APIs或辅料有新的安全性担忧时,需进行光毒性试验评价。

临床试验前,需要通过光化学性质评估光毒性的潜在可能,考察化合物在290~700 nm波长范围内吸收光子的能力。

当摩尔消光系数(MEC)不高于1000 L/mol/cm时,则认为该化合物的光反应性不会产生直接的光毒性,无需进行光毒性评价;当MEC高于1000 L/mol/cm,可先进行体外研究,首选3T3中性红摄取光毒性试验法(3T3 NRU-PT)。

3T3 NRU-PT 结果为阴性,无需进一步研究;如果为阳性,则需结合组织分布数据,开展体内光毒性研究。光毒性研究策略流程图如图1(摘自ICH S10)所示。

参考的指导原则见下:
(1)NMPA《药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则》(2014年05月13日)
(2)ICH S10:药物光安全评价(2013年11月13日)
(3)ICH M3(R2)支持药物进行临床试验和上市的非临床安全性研究指导原则(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

图1:全身和皮肤给药的可能的光毒性评估策略






二、常用的光毒性评价试验方法


光毒性的试验方法主要包括光化学反应法、体外光毒性试验法体内光毒性试验法。

1

光化学反应法

常用的评估方法为ROS试验法,通过监测暴露在模拟阳光下药物的光化学反应可以对药物潜在光毒性进行预测。该方法试验周期短,虽然在效率上具有显著优势,但特异性低、假阳性率高,在实际应用中多作为初筛工具使用。

2

体外光毒性试验法


体外光毒性试验包括3T3 NUR-PT和人体皮肤模型试验。


3T3 NUR-PT

3T3 NUR-PT 方法已通过欧洲替代方法验证中心验证并收录进 OECD 化学物质毒性试验指南,是目前应用最为广泛的体外光毒性试验法。


此方法主要用于评估药物经光线暴露后所诱发的毒性反应,具体为监测评估药物是否会引起细胞表面或溶酶体膜敏感性改变,导致溶酶体脆性增高等不可逆变化,致使细胞吸收中性红染料的能力下降。

3T3 NRU-PT方法灵敏度较高,如果化合物试验结果为阴性,表示其在人体中产生光毒性的可能性很低;如果试验结果为阳性,提示需要进一步评估。

人体皮肤模型试验
人体皮肤模型能够用于检测各类局部应用的药物及制剂。

人体皮肤模型,在有光照或无光照条件下开展细胞活性检测,能够检出已知的人体急性皮肤光毒性物质,但灵敏度相较于体内人体皮肤试验偏低,比如其引发阳性反应的最低浓度要高于体内人体试验。需根据具体情况调整试验条件,比如测试浓度、暴露时长等,以提高体外人体皮肤模型的灵敏性。

3

体内光毒性试验法

可分为全身用药体内光毒性试验和皮肤用药体内光毒性试验。

全身用药体内光毒性试验

全身光毒性试验是指机体接触药物后,暴露于紫外线照射所引发的皮肤毒性类似反应。一般情况下,该试验采用临床给药途径,选择一天或几天的给药期限,在给药后Tmax附近的时间点进行每天的单次或重复照射。

如果最高剂量组结果为阴性,则不需进行较低剂量的试验。如果预期试验结果可能呈阳性,则应考虑比较Cmax增加剂量组以支持基于NOAEL的风险评估。设置空白和非照射对照组有助于明确化合物相关毒性以及区分照射与非照射诱导的不良反应。如果动物可达到的最大系统暴露量低于临床暴露量,则不能用阴性结果预测人体风险。

对于吸收大于400 nm波长光的化合物,应进行详细的组织病理学检查,评估视网膜光毒性;对于仅吸收小于400 nm波长光的化合物,受角膜、晶状体和玻璃体的穿透性限制,该波长不能到达成人的视网膜,无需进行视网膜评估。

皮肤用药体内光毒性试验

皮肤光毒性是指皮肤接触药物后,暴露于紫外线照射所引发的皮肤毒性反应,主要观察皮肤光照后的红斑和水肿情况。

该试验为局部用药,一般应用临床制剂进行试验。应尽可能采用临床拟用条件,在给药后的特定时间对暴露部位进行光照,根据受试制剂的特殊性质确定给药和光照之间的时间间隔。基于相关终点指标评估光毒性指征,并使用合适的对照品验证试验方法的灵敏性。皮肤给药的光毒性研究一般无需评估药物的系统暴露水平。

4

有济医药光毒性评价体系


(1)体外光毒试验

试验方法:选用永生化小鼠成纤维细胞系-Balb/c 3T3成纤维细胞,试验设置供试品多浓度组、阳性对照组(氯丙嗪)和阴性对照组(溶媒),加入96孔板内,一半用于确认细胞毒性,无光照(-Irr),置于室温暗室中;另一半用于确认光毒性,有光照(+Irr),暴露于5 J/cm2剂量下进行光照。

结果判定:根据光刺激因子(PIF值=IC50(-Irr)/ IC50(+Irr))和平均光效应(MPE值)预测供试品是否有潜在光毒性。

试验结果(案例展示):


image.pngimage.pngimage.png


结果分析:在该试验结果条件下,供试品无潜在光毒性。


(2)体内光毒试验

试验方法:选用成年Hartley豚鼠,按照体重随机分为供试品组和阳性对照组(8-甲氧基补骨脂素)。动物背皮后,背部涂抹供试品,左侧不进行光照,右侧进行光照。光照后72 h进行评分。

结果判定:涂供试品后未经照射的区域未出现皮肤反应,涂供试品后经照射的区域出现的皮肤反应分值之和为2或2以上且动物数为1只或1只以上时,判为供试品具有光毒性。

试验结果(案例展示):

image.png


结果分析:在该试验条件下,给予供试品豚鼠光毒性结果为阴性。


结语

药物光毒性评价的科学性和严谨性直接影响着药物的临床转化与患者用药安全。依托专业、规范的毒理研究平台,有济医药已经建立了完善的药物光毒性评价体系,完成多项评价案例,以高质、高效的技术服务助力全球药企突破光敏药物的研发瓶颈,共同为用药安全护航。



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