生殖發(fā)育毒性對生物藥來講，并不是必需要開展的。可以從作用靶點(diǎn)介導(dǎo)的生物學(xué)作用、藥代動(dòng)力學(xué)、基因修飾動(dòng)物數(shù)據(jù)、人體突變等角度進(jìn)行權(quán)重分析（weight of evidence, WOE）。當(dāng)然，針對抗腫瘤藥物非臨床評價(jià)的ICH S9里面也有提到，對于靶向快速分裂細(xì)胞或明確具備發(fā)育毒性風(fēng)險(xiǎn)的腫瘤藥物，可以不開展妊娠動(dòng)物發(fā)育毒性研究。建議進(jìn)行充分的調(diào)研和評估，比如人體基因表達(dá)情況、藥物能否通過胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)、靶向相同信號通路藥物對妊娠動(dòng)物影響、基因修飾動(dòng)物發(fā)育情況等。如果有充分的證據(jù)可以識別風(fēng)險(xiǎn)，則不需要額外開展妊娠動(dòng)物的發(fā)育毒性研究。ICH S6中也有類似邏輯的描述。這一策略主要適用于生物藥物。今天主要聊一聊如何對生物藥物是否開展發(fā)育毒性研究進(jìn)行WOE分析。
WOE的目的主要是通過所有可獲得的數(shù)據(jù)和資料提示人體風(fēng)險(xiǎn)，并基于3R原則盡可能少用或不用動(dòng)物開展發(fā)育毒性研究。WOE考量的要點(diǎn)主要包括：1）藥物的系統(tǒng)暴露及能否穿過胎盤屏障；2）靶點(diǎn)的生物學(xué)作用；3）同類別藥物的作用；4）是否具備藥理學(xué)相關(guān)試驗(yàn)系統(tǒng)；5）基因修飾動(dòng)物及人體基因表達(dá)情況；6）替代分子。
1、是否有系統(tǒng)暴露及能否穿過胎盤
藥物能否引發(fā)胚胎-胎仔發(fā)育的異常，很重要的一個(gè)考量因素是藥物在外周血的暴露以及能否穿過胎盤屏障到達(dá)胎兒所在部位。這點(diǎn)可以通過母體血清藥物濃度檢測實(shí)現(xiàn)，并可以通過母體血藥濃度換算胎兒的血藥濃度。如果母體血藥濃度本身就很低，那直接引發(fā)發(fā)育毒性的風(fēng)險(xiǎn)也就很低。血藥濃度高低的判斷可以結(jié)合藥物體外生物學(xué)活性數(shù)據(jù)判斷。如果藥物有母體暴露，但無胚胎-胎仔暴露，還要關(guān)注發(fā)育毒性嗎？答案是肯定的，需要結(jié)合產(chǎn)品的藥理學(xué)和毒理學(xué)特點(diǎn)進(jìn)一步評估。
胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)主要通過三種方式實(shí)現(xiàn)：被動(dòng)擴(kuò)散（小于1KDa）、易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。多肽和蛋白藥物因分子量和電荷原因，胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)受限。FcRn作為新生兒受體，主要在胎盤內(nèi)皮細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞表達(dá)，可以從母體向胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)IgG和白蛋白。故IgG亞型的抗體、IgG亞型的融合蛋白、白蛋白修飾的生物藥物等是可以通過FcRn實(shí)現(xiàn)胎仔發(fā)育階段的局部藥物暴露的（胚胎時(shí)期，F(xiàn)cRn轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)的很少）。所以，這類藥物對母體產(chǎn)生的毒性，對胎兒存在同樣的風(fēng)險(xiǎn)。比如CD20抗體可以引起母體可逆性的淋巴耗竭，預(yù)示著胎兒中也會(huì)發(fā)生類似毒性表現(xiàn)。不過，也要注意甄別種屬間差異，F(xiàn)cRn介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)在人和非人靈長類中主要在妊娠中晚期發(fā)生，在嚙齒類動(dòng)物中則是在整個(gè)器官形成時(shí)期均發(fā)生。所以，抗體在嚙齒類動(dòng)物中產(chǎn)生的發(fā)育毒性數(shù)據(jù)可能會(huì)被高估。除了FcRn路徑以外，還有些其它擴(kuò)散形式或微囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)效率雖然比較低，但對于高活性的分子還是要予以關(guān)注。
2、靶點(diǎn)生物學(xué)作用
每個(gè)靶點(diǎn)都有其介導(dǎo)的生物學(xué)作用，可以主要關(guān)注靶點(diǎn)在胚胎-胎仔發(fā)育、胎盤調(diào)節(jié)/發(fā)育、母體耐受、子宮生理等方面的作用。胚胎-胎仔發(fā)育方面，建議重點(diǎn)關(guān)注對生長因子、激素、細(xì)胞凋亡、血管形成、組織重塑和細(xì)胞增殖的影響。比如hedgehog信號通路是與胚胎細(xì)胞發(fā)育有關(guān)的，阻斷該通路可以導(dǎo)致嚴(yán)重的胚胎發(fā)育異常。如果作用于此通路的藥物可以穿過胎盤屏障，并達(dá)到足夠暴露，則可預(yù)見引發(fā)的發(fā)育毒性風(fēng)險(xiǎn)。
許多已上市或在研的生物藥物具有免疫調(diào)節(jié)作用，或直接影響細(xì)胞因子相關(guān)通路。比如Ⅰ型干擾素在猴子中可觀察到改變月經(jīng)周期，誘發(fā)自然流產(chǎn)，提示生殖毒性風(fēng)險(xiǎn)。又如免疫檢查點(diǎn)抑制劑則可能會(huì)影響母體對胎兒抗原的免疫耐受，從而導(dǎo)致著床后的胎兒流產(chǎn)率增加。
3、同類別藥物的作用
WOE分析也要考慮作用于同樣信號通路的其它同類藥物的數(shù)據(jù)。這點(diǎn)在ICH S6里面也有注釋，對于已經(jīng)有大量公開信息提示潛在的生育力和/或發(fā)育毒性風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品，如干擾素，且這類產(chǎn)品的相關(guān)動(dòng)物種屬只有非人靈長類，則可以從作用機(jī)制的角度出發(fā)，發(fā)揮同樣藥理作用的分子，比如其它新型的改造的干擾素可能具備類似的風(fēng)險(xiǎn)。又如infliximab、adalimumab、golimumab、certolizumab等均是TNF拮抗劑，如果一個(gè)分子出現(xiàn)了靶點(diǎn)相關(guān)生殖毒性風(fēng)險(xiǎn)，其它分子也要引起注意。
4、是否有合適的藥理學(xué)研究相關(guān)試驗(yàn)系統(tǒng)
相關(guān)種屬的概念對于從事藥理毒理研究的人群來講已經(jīng)非常熟悉。開展生殖毒性評估也要解決相關(guān)動(dòng)物種屬的問題。從生殖系統(tǒng)生理學(xué)角度評估，非人靈長類與人體是最為接近的。也有研究披露，生物藥物在非人靈長類鑒定出的生殖毒性，在嚙齒類動(dòng)物中未觀察到。但非人靈長類背景數(shù)據(jù)少、生育率低、自然流產(chǎn)率高等特點(diǎn)很大程度上限制了其使用。
5、基因改造的動(dòng)物和人體基因表達(dá)
基因編輯技術(shù)的進(jìn)步為生殖毒性研究提供了很多可能?；蚯贸∈罂梢阅M靶點(diǎn)完全被抑制的場景，轉(zhuǎn)基因小鼠則可以用于研究靶點(diǎn)過表達(dá)后的生物學(xué)作用。通過考察這類小鼠妊娠和胚胎-胎仔發(fā)育的異常，對于判斷一個(gè)靶點(diǎn)是否具備潛在的生殖毒性具有重要參考價(jià)值。比如RANK和RANKL雙敲除小鼠觀察到骨發(fā)育異常，提示這一通路與骨的發(fā)育相關(guān)。如果母體或胎兒暴露在RANK/RANKL拮抗劑的環(huán)境下，則有可能出現(xiàn)骨發(fā)育異常的情況。事實(shí)上，這一擔(dān)心在非人靈長類生殖毒性研究中得以確證，說明了基因敲除動(dòng)物數(shù)據(jù)的重要價(jià)值。當(dāng)然，還要考慮基因編輯動(dòng)物獲得的數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化性，比如可能的對其他基因的影響、表型的不穩(wěn)定等。而且，基因敲除和藥物能否在靶部位實(shí)現(xiàn)有效暴露是兩個(gè)概念，前者對靶點(diǎn)的調(diào)節(jié)比較徹底，有可能高估可能的生殖毒性風(fēng)險(xiǎn)。
6、替代分子
這點(diǎn)也很容易理解，與相關(guān)種屬選擇的邏輯類似。如果沒有合適的相關(guān)種屬用于毒理研究，則可以考慮采用替代分子，比如靶向小鼠靶點(diǎn)的分子。但對替代分子需要做詳細(xì)的表征，證明與臨床擬用產(chǎn)品的相似性，比如親和力、功能、下游信號通路、藥效學(xué)、脫靶結(jié)合、工藝、雜質(zhì)等。相似度高的替代分子獲得的生殖毒性研究數(shù)據(jù)對于WOE評估是有價(jià)值的。
7、是否需要開展生殖毒性研究的WOE決策樹
上圖代表了WOE評估是否需要開展生殖毒性研究的決策過程。第一步當(dāng)然是先收集信息，包括靶點(diǎn)的生物學(xué)作用、基因修飾動(dòng)物的數(shù)據(jù)、人基因表達(dá)情況、替代分子數(shù)據(jù)、作用于同信號通路的同類藥物數(shù)據(jù)等。此外，可能的胚胎-胎仔部位的暴露量也需要納入考量范圍。畢竟藥物暴露是發(fā)揮直接殺傷作用的前提，如果胚胎-胎仔部位暴露量很低，再轉(zhuǎn)而考慮藥物對母體的藥理作用是否依然會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)，比如前文提及的免疫檢查點(diǎn)的免疫調(diào)節(jié)作用。但如果藥物在母體的系統(tǒng)暴露量也很低，比如局部外用藥或眼部給藥的藥物，對胎兒和母體的影響均有限，則無需進(jìn)一步開展額外的發(fā)育毒性試驗(yàn)。
脫靶風(fēng)險(xiǎn)也需要考慮，評估依據(jù)與擬作用靶點(diǎn)類似，確定脫靶結(jié)合的靶點(diǎn)的生物學(xué)作用。如果該靶點(diǎn)提示有生殖毒性擔(dān)憂，則需要開展進(jìn)一步研究。如果是作用于外源性靶點(diǎn)的藥物（如細(xì)菌靶點(diǎn)），且無內(nèi)源性結(jié)合，則無需額外開展發(fā)育毒性試驗(yàn)。
患者目標(biāo)人群自然也是考量因素之一。如果藥物的目標(biāo)適應(yīng)癥不包括育齡婦女，比如只針對男性的藥物、絕經(jīng)期后的婦女等，開展發(fā)育毒性試驗(yàn)并不能對人體風(fēng)險(xiǎn)提供有價(jià)值信息，無需開展發(fā)育毒性研究。但如果藥物是first-in-class產(chǎn)品，且不是針對嚴(yán)重威脅生命的疾病，用藥人群包括育齡期女性，基于WOE不能確定風(fēng)險(xiǎn)的情況下，則建議開展發(fā)育毒性研究。然后，如果藥物是針對威脅生命的疾病，比如癌癥，且WOE分析明確提示藥物會(huì)或不會(huì)引發(fā)發(fā)育毒性，額外的動(dòng)物試驗(yàn)并不能提供有價(jià)值的信息。
總之，核心要看收集到的各種信息能否對藥物的潛在發(fā)育毒性風(fēng)險(xiǎn)做出充分判定，如果能得出是或否的結(jié)論，則無需開展額外的動(dòng)物試驗(yàn)研究。反之，如果不能，則建議開展進(jìn)一步發(fā)育毒性試驗(yàn)。按照ICH S6(R1)，如果要開展進(jìn)一步動(dòng)物發(fā)育毒性研究，大鼠或兔是首選，當(dāng)無其他選擇時(shí)，再考慮猴。當(dāng)然，WOE這一過程并不容易，建議就收集到的信息整理妥當(dāng)后，尤其是出現(xiàn)要豁免動(dòng)物試驗(yàn)的情況時(shí)，提前與監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行溝通。
如下表所示，已經(jīng)有不少已上市生物制品通過WOE分析，未開展動(dòng)物發(fā)育毒性研究。大部分是針對腫瘤適應(yīng)癥的產(chǎn)品，而且已經(jīng)明確這類藥物具備胚胎-胎仔相關(guān)的發(fā)育毒性。唯一一個(gè)抗感染的藥物則滿足作用于外源性靶點(diǎn)，與內(nèi)源性靶點(diǎn)無脫靶結(jié)合，所以也需要開展額外發(fā)育毒性研究。
以日本第一三共的ADC產(chǎn)品DS-8201為例，關(guān)于未開展生殖毒性的原因闡述如下：1）該產(chǎn)品屬于腫瘤藥物，適用于ICH S9，對于靶向快速分裂細(xì)胞的藥物或?qū)儆诖_定可引起發(fā)育毒性的藥物類別，生殖毒性試驗(yàn)并不是上市必需的；2）大鼠和食蟹猴一般毒理試驗(yàn)中，可觀察到ADC及毒素分子對快速分類細(xì)胞如淋巴細(xì)胞、造血器官、睪丸、小腸等有毒性作用；3）毒素分子遺傳毒性中體外染色體畸變試驗(yàn)、體內(nèi)微核試驗(yàn)結(jié)果均是陽性；4）單抗trastuzumab對胎兒也有毒性作用?；谝陨蟇OE分析，DS-8201的生殖毒性風(fēng)險(xiǎn)比較確定，故未開展額外的試驗(yàn)研究。FDA對第一三共的解釋是接受的。
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