毒理学研究是药物非临床安全性评价过程中重要环节，目的在于在研新药用于人体之前以及在临床研究进行过程中，阐明靶器官的毒性反应、剂量相关性、毒性与药物暴露的关系以及毒性反应的可逆性。这些信息有助于估算首次用于人体试验的安全起始剂量和剂量范围、选择监测临床不良反应的指标，为确保临床受试者的安全提供重要的科学依据。毒理数据是介于临床前和临床之间的桥梁，全面理解毒理数据对临床试验设计具有重要意义。

       临床前需要做的常规毒理试验如下：

       对于急性毒性试验，FDA不要求做，因为这么多动物提供的数据参考价值不大。但目前CFDA是要求做的,如果缺了该条可能不受理。安全药理试验，如果该药发现心脏毒性问题，可能需要对心脏毒性机制补充研究，如果该药有主要靶标和次要靶标，次要靶标活性很强，这时需要进行次要药效学或补充的安全药理研究。对于注射剂需要做过敏试验（包括主动全身过敏，被动皮肤过敏试验）和溶血性试验（体内、体外溶血）。

       关于遗传毒理试验，抗肿瘤药物可以在IND之后临床II期开展是没有问题的。对于生物药指导原则不要求进行遗传毒性试验，原因是大部分生物药作用于细胞表面，而不进入细胞内，所以生物药产生遗传毒性的可能性较小（如果大分子药物作用靶点和生长因子相关，可能要做）。

       生殖毒理试验，现在作为ICH成员国，IND前可以不做生殖毒理，但需要符合以下要求：申请临床试验的试验例数不超过150例，且长毒试验中生殖器官没有出现毒性。

       重复给药毒性试验是药物非临床安全性研究的重要组成部分，是综合性最强、获得信息最多、对临床指导意义最大的一项毒理学试验，其试验结果可判断受试物的毒性靶器官，预测受试物可能引起的临床不良反应，确定未观察到毒性反应剂量水平（NOAEL），从而根据NOAEL推算推测第一次临床试验（FIH)的起始剂量。

       从NOAEL换算成人等效剂量（HED）公式如下：HED=Animal dose*Animal Km/Human Km,

       举个列子：比如比格犬重复给药毒性试验，NOAEL为5 mg/kg，HED=5 mg/kg*20/37=2.7mg/kg。选择人安全系数（1/10到1/1000之间），如果以1/10作为起始剂量计算的安全系数，1/10*2.7mg/kg*50kg=13.5mg，13.5mg可为第一次人体实验（FIH）起始剂量的参考。此外还有以生物暴露量为基础，接近药理作用机制的推导方式，研究者最终采用的最大起始剂量应是各种推算方法中得到的较低剂量。

       同时，动物毒理试验要和临床周期相匹配：

       有些情况，如抗肿瘤药，I期临床可能受益的病人从伦理角度不能停药，一个月长毒试验可能无法支持长期临床试验。很多国内临床医院在过伦理时候因为这个问题通不过，而国外鲜有。这情况下，可以先报IND,药监局不会因为四周的毒理试验不让上临床。在不清楚人体代谢的情况下，IND前做很长的毒理试验没有太大意义。在临床I期病人人体药代数据出来后，评估该数据，未来在人身上的代谢有助于该药往前推进，就尽快启动3个月的毒理试验，从而保证临床可能获益的病人继续用药的时候，用于支持的毒理试验已经做完。在IND阶段毒理试验做的时间越长，NOAEL就越低，临床爬坡起始剂量就越低，会造成比较大的临床损失。

       试验动物的选择需要注意的是：不同的靶器官动物的敏感性不一样，比如比格犬的胃肠道敏感，如果该药物有胃肠道毒性的话，狗是合适种属。如果是作用于凝血系统的药物，凝血系统狗和人是最接近的。尤其是对于大分子药物，一定要选择相关种属进行试验，如果选择不相关种属可能对试验数据造成误解。

       对于毒性试验结果进行分析时，应正确理解均值数据和个体数据的意义。在分析重复给药毒性试验结果时应综合考虑数据的统计学意义和生物学意义，要考虑具有统计学意义并不一定代表具有生物学意义；在判断生物学意义时要考虑参数变化的剂量-反应关系、其他关联参数的改变、与历史背景数据的比较等因素。在分析毒理数据时一定要注意生理波动，血压、心律、内分泌等都存在生理波动。还有一点是不要轻易用动物个体差异解释异常数据，哪怕1/100只动物出现个体差异且呈量效关系，也不能排除是药物引起。

       将长期毒性研究结果外推指人体时需要注意：不同种属或个体之间对于受试物的毒性反应存在差异。比如：1）啮齿类动物没有胆囊，胆汁淤积性肝损伤或胆管增粗时，易出现胰 腺损伤，而人狗猴绝对不会出现，这是和生理结构相关。所以不要因为在老鼠身上看到一大堆胰 腺疾病眼睛就睁大，可以在临床上设计胰 腺不良反应指标。2）啮齿类动物牙齿不断增长，作用于EGFR靶点的抑制剂，会导致老鼠断牙，不能推到人。3）狗是特别容易产生过敏或类过敏反应，如对吐温80超敏，极易出现肥大细胞脱颗粒。如果制剂中含吐温80，不适合选狗做毒理试验。4）药物作用靶点在不同种属和人体分布不同。比如PCSK9靶点,长毒NOAEL剂量用在生殖毒试验中是致死剂量，死亡的原因是肝 脏毒性。通过查文献和追加试验，发现PCSK9靶点在怀孕啮齿类动物中肝 脏是高表达的。5）有些靶点人和动物的敏感性不一样。像现在做的比较多的分子靶向药，特别是抗肿瘤药物，他们的共同特点是：和人相比的话，动物的耐受性不好，敏感性很差，人是相反的。所以往往这一类药物安全窗临床前和临床不一样，比如阿帕替尼。6）免疫原性，中国目前更偏向于临床前免疫原性研究，临床前动物免疫原性结果对于推到人，参考价值并不大。国外很多大企业临床前免疫原性是不做的，我们中国做的意义是用它来解释毒理数据。7）毒理研究中给药剂量较高，供试品在动物体内可能呈非线性动力学代谢过程，从而导致与人体无关的毒性。8）人与动物代谢产物不同导致的毒性反应。比如代谢产物导致的毒性，药物在人体能检测出代谢产物，而在动物中均检测不出来，就无法为临床提供数据支持。

       一个好的临床设计人员，根据毒理上所出现的反应、所提示的靶器官，应该对这些有所把握，但一个原则，在临床设计的时候必须首先假设人最为敏感，长期毒性研究中动物的毒性反应有可能在临床试验中再现。本着这样的原则去设计实验，才能最大限度的保证人体实验安全。

       对于治疗一般性疾病的药物，临床用药人群广的，安全窗非常重要。一定要分析毒理NOAEL,尽可能发现死亡剂量，了解死亡原因；对于"无毒"的药首先要考虑是否在体内暴露；特别要重视以导致猝死的靶器官毒性：心脏、中枢神经、过敏休克等；要考虑临床病人在病理状态下对靶器官毒性的放大，前期为遗传毒性阳性的药要慎重；对离子通道有影响的药要慎重。

       总之，毒理学研究为临床提供首剂剂量和最大耐受剂量设计的依据，为临床不良反应提供观察指标，为临床设计充分考虑种属差异、关注重要靶器官毒性提供支持。要假定人是对毒性反应最敏感的前提下设计方案，最大限度的保障人体实验安全。

       作者简介：磐盛，目前在国内一家上市公司从事临床前项目管理工作，工总主要负责药效、药代、毒理、IND申报，通过公司资源打造新药研究及申报整合服务平台，为客户提供一体化新药研究及全球申报解决方案。