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有濟(jì)說(shuō) | 代謝酶介導(dǎo)的藥物相互作用研究

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藥物-藥物相互作用(drug-drug interaction,DDI)研究是藥物研發(fā)過(guò)程中必不可少的考察要素,其引起的有效性及安全性隱患曾是導(dǎo)致藥物撤市的重要原因,例如特非那定、鹽酸米貝拉地爾、溴芬酸鈉、曲格列酮、西利伐他汀、依曲替酯等。由于此類安全性事件的累積,隨著藥物研發(fā)中對(duì)DDI機(jī)制的探討和對(duì)DDI風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí),監(jiān)管機(jī)構(gòu)先后發(fā)布了多版藥物-藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則,為DDI研究的設(shè)計(jì)和實(shí)施提出指導(dǎo)和建議。


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圖片來(lái)源:aidsinfo.nih

歐洲藥品管理局(EMA)于2013年1月頒布了《Guideline on the investigation of drug interactions》;美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)于2020年1月頒布了《In Vitro Drug Interaction Studies-Cytochrome P450 Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions》指導(dǎo)原則終版;中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)于2021年1月頒布了《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則》試行版;ICH于2022年7月頒布了《M12 on drug interaction studies》指導(dǎo)原則初稿。


本文主要參考NMPA《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則》的相關(guān)內(nèi)容,分析解讀體外代謝酶(主要為cytochrome P450 Enzyme, 即CYP酶)介導(dǎo)的DDI研究的基本策略和試驗(yàn)要素,以支持科學(xué)合理的設(shè)計(jì)與實(shí)施DDI研究。如果體外試驗(yàn)提示有DDI風(fēng)險(xiǎn),研究者應(yīng)該參照相應(yīng)的指導(dǎo)原則進(jìn)行臨床DDI試驗(yàn)。






一、代謝酶介導(dǎo)的DDI評(píng)估

代謝是藥物(或前藥)在體內(nèi)清除或發(fā)生生物轉(zhuǎn)化的重要機(jī)制。如果藥物對(duì)代謝酶具有誘導(dǎo)或抑制作用,或以代謝消除作為體內(nèi)消除的主要途徑,則發(fā)生代謝相關(guān)的藥物相互作用的可能性較大。通常需要在臨床首次人體給藥試驗(yàn)前開展體外代謝酶介導(dǎo)的DDI研究,確定研究藥物是否是代謝酶的底物或抑制劑和誘導(dǎo)劑,并確定其抑制或誘導(dǎo)的方式。

1.1

?

確定研究藥物是否為代謝酶的底物

建議研究者一般應(yīng)該采用體外的方法評(píng)估研究藥物是否為CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6和CYP3A的底物。當(dāng)化合物的代謝不是經(jīng)上述主要代謝酶時(shí),有必要進(jìn)行其它代謝酶的研究,如:CYP2A6, CYP2J2, CYP4F2, CYP2E1, MAO, FMO, XO, AO, CES, UGTs等。結(jié)合體外和人體PK數(shù)據(jù),當(dāng)某種代謝酶對(duì)藥物的總消除貢獻(xiàn)≥25%時(shí),建議使用該代謝酶的強(qiáng)指針抑制劑和/或誘導(dǎo)劑進(jìn)行臨床DDI研究。

1.2

?

確定研究藥物是否為代謝酶的抑制劑

同上,推薦評(píng)估研究藥物是否為CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6和CYP3A的抑制劑。在抑制結(jié)果分析中,需借助模型公式進(jìn)行預(yù)測(cè)推算。首選較為簡(jiǎn)單保守的基礎(chǔ)模型。若根據(jù)預(yù)設(shè)cut-off標(biāo)準(zhǔn),提示可能存在臨床DDI作用,則需要采用靜態(tài)機(jī)制模型或動(dòng)態(tài)模型(如PBPK模型),或是開展臨床DDI研究進(jìn)一步評(píng)估。

對(duì)于可逆性酶抑制的基礎(chǔ)模型,計(jì)算公式為R1 = 1 + (Imax,u/ Ki,u),通過(guò)計(jì)算研究藥物的穩(wěn)態(tài)最大游離血漿濃度Imax,u與其體外游離抑制常數(shù)(Ki,u)的比值,推算存在和不存在研究藥物時(shí)指針底物的固有清除率比值R1。對(duì)于作為CYP3A抑制劑的口服給藥藥物,建議采用藥物劑量/250 mL作為藥物的腸腔濃度(Igut)替代系統(tǒng)暴露濃度Imax,u,推算R1, gut,則公式修改為R1, gut = 1 + (Igut/ Ki,u)。當(dāng)R1值≥1.02或R1, gut值≥11,建議采用靜態(tài)機(jī)制模型和/或PBPK模型或開展臨床DDI試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估藥物相互作用的可能性。

對(duì)于時(shí)間依賴性酶抑制作用的評(píng)估較為復(fù)雜。由于酶失活引起酶功能的動(dòng)態(tài)改變近似于一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)方程,基礎(chǔ)模型參數(shù)包括了酶的表觀一級(jí)失活速率常數(shù)(kobs)、酶的表觀一級(jí)降解速率常數(shù)(kdeg)、半數(shù)最大失活的游離抑制劑濃度KI,u)和最大失活速率常數(shù)(kinact),計(jì)算公式為R2 = (kobs + kdeg)/ kdeg,此處kobs = (kinact × 50 × Imax,u) / (KI,u + 50 × Imax,u)。當(dāng)R2值≥1.25,建議采用靜態(tài)機(jī)制模型和/或PBPK模型或開展臨床DDI試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估藥物相互作用的可能性。

1.3

?

確定研究藥物是否為代謝酶的誘導(dǎo)劑

在伴隨其他酶抑制作用時(shí),如果僅檢測(cè)酶的活性,可能掩蓋酶誘導(dǎo)作用,因此推薦以底物探針的mRNA水平和/或酶活性作為檢測(cè)指標(biāo)評(píng)估酶誘導(dǎo)作用。

此外,由于CYP3A4和CYP2C酶誘導(dǎo)均依賴于孕烷X受體(Pregnane X receptor, PXR)的活化,因此在研究起始階段可僅評(píng)估藥物對(duì)CYP1A2、CYP2B6、CYP3A4的作用,若CYP3A4結(jié)果為陰性,可不必對(duì)CYP2C進(jìn)行研究。反之,則需檢測(cè)藥物對(duì)CYP2C的誘導(dǎo)作用。


評(píng)估研究藥物對(duì)代謝酶潛在誘導(dǎo)作用的方法主要有以下三種:
(1)差異倍數(shù)分析法(fold-change method):

通過(guò)使用已知陽(yáng)性和陰性對(duì)照化合物確定的cut-off值來(lái)校準(zhǔn)系統(tǒng),考察與研究藥物共培養(yǎng)時(shí)CYP酶的mRNA水平的差異變化倍數(shù)。若在研究藥物存在的情況下,酶的mRNA水平≥2倍且呈現(xiàn)濃度依賴性增加,則認(rèn)為具有潛在的誘導(dǎo)作用;如果酶的mRNA水平<2倍,但研究藥物的誘導(dǎo)倍數(shù)大于陽(yáng)性對(duì)照誘導(dǎo)倍數(shù)的20%,則不能排除對(duì)酶誘導(dǎo)的可能性,建議進(jìn)一步試驗(yàn)確認(rèn)。


(2)基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)模型(basic kinetics models):

酶誘導(dǎo)作用基礎(chǔ)模型計(jì)算公式為R =1 / [1 + (d × Emax × 10 × Imax,u) / (EC50 + (10 × Imax,u))],其中EC50為半數(shù)效應(yīng)濃度,Emax為最大誘導(dǎo)效應(yīng),Imax,u最大血漿游離藥物濃度,d為比例因子(通常設(shè)為1)。如R值≤0.8,提示研究藥物在體內(nèi)可能具有潛在的誘導(dǎo)作用。


(3)相關(guān)性法(correlation methods):

直接計(jì)算Imax,u/EC50比值或是計(jì)算相對(duì)誘導(dǎo)分?jǐn)?shù)(RIS) =(Emax × Imax,u) / (EC50 + Imax,u),根據(jù)對(duì)同種酶的一系列已知誘導(dǎo)劑的RIS誘導(dǎo)分?jǐn)?shù)或Imax,u/EC50比值的校準(zhǔn)曲線,確定臨床誘導(dǎo)效應(yīng)的大?。ɡ?,在存在和不存在誘導(dǎo)劑時(shí)探針底物AUC的比率,AUCR)。如AUCR≤0.8,則認(rèn)為研究藥物在體內(nèi)可能具有潛在的誘導(dǎo)作用。

如果上述方法提示研究藥物對(duì)代謝酶具有潛在的誘導(dǎo)作用,則應(yīng)使用機(jī)制模型或敏感的指針底物進(jìn)行臨床DDI研究,以進(jìn)一步研究藥物對(duì)代謝酶的誘導(dǎo)作用。






二、代謝物DDI風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估

研究藥物代謝物的DDI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常從體外試驗(yàn)開始,且策略通常與原形藥物相同。如下所述,應(yīng)對(duì)體內(nèi)暴露量高或藥理活性顯著的代謝物的DDI風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1

?

代謝物作為底物

當(dāng)代謝物為活性代謝物或貢獻(xiàn)50%以上的整體活性時(shí),需要進(jìn)行代謝酶底物研究,詳細(xì)方法見(jiàn)上文中“確定研究藥物是否為代謝酶的底物”部分內(nèi)容。

2.2

?

代謝物作為抑制劑

以下幾種情況需要進(jìn)行代謝物酶抑制的體外研究:(1)代謝物極性小于原形藥物,且AUCmetabolite ≥ 25% × AUCparent;(2)代謝物極性大于原型藥物,且AUCmetabolite ≥ 100% × AUCparent;(3)代謝物具有可能引起TDI的預(yù)警結(jié)構(gòu),且AUCmetabolite ≥ 25% × AUCparentAUCmetabolite ≥ 10% × the AUC of the total drugs。詳細(xì)方法見(jiàn)上文中“確定研究藥物是否為代謝酶的抑制劑”部分內(nèi)容。

結(jié)語(yǔ)

在藥物開發(fā)過(guò)程中,DDI研究是評(píng)估新藥風(fēng)險(xiǎn)-獲益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在評(píng)價(jià)代謝酶介導(dǎo)的藥物相互作用潛力中,通常體外試驗(yàn)是關(guān)鍵的第一步。體外試驗(yàn)分析結(jié)果結(jié)合體外-體內(nèi)模型公式推算,可提示是否需要以及如何開展臨床DDI研究,進(jìn)而為臨床DDI風(fēng)險(xiǎn)控制策略提供參考,包括:藥物劑量選擇、替代治療、不同DDI情況下以及不同患者群體的用藥禁忌等。


有濟(jì)醫(yī)藥DMPK部已經(jīng)建立了完善的藥物代謝酶介導(dǎo)的藥物相互作用評(píng)價(jià)的技術(shù)平臺(tái)和體系,開展了100余項(xiàng)的相關(guān)研究,并根據(jù)指導(dǎo)原則的最新要求持續(xù)更新、完善,提供更好的、全方位的DDI評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)服務(wù)。



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