2023年12月，F(xiàn)DA發(fā)布了《clinical pharmacology considerations for peptide drug products-guidance for industry》的草案，恰逢現(xiàn)在全球GLP-1R、GCGR等代謝類靶點火熱，多肽類藥物研發(fā)驟增。結(jié)合該指導原則關(guān)鍵要點及相關(guān)案例，略作分享、討論。
多肽既可以從動物組織分離，又可以化學合成，還可以通過重組表達獲得。多肽藥物研發(fā)趨勢正在往ADME屬性改善的方向發(fā)展，常見做法包括增加口服生物利用度、延長半衰期、降低整體疏水性、增加構(gòu)象靈活性以增強目標靶點的選擇性等。可以通過環(huán)化、偽肽鍵、非天然氨基酸和多肽修飾如PEG化等路徑實現(xiàn)以上目的。也正是基于以上改造策略，使得多肽藥物的PK、PD等行為有別于傳統(tǒng)小分子和生物藥。
FDA在指南中先來了點開胃菜，再進入的正題。共三道開胃菜：1）生物分析方法需要全面驗證，具體可參照ICH M10；2）如果多肽基于臨床前數(shù)據(jù)，代謝和排泄路徑比較清楚，臨床藥理部分可以不開展放射性標記的物料平衡研究，具體可以參考《Clinical Pharmacology Considerations for Human Radiolabeled Mass Balance Studies》；3）分子量小于69kDa的多肽或蛋白藥物，需要開展腎損傷患者的PK。
正題部分，F(xiàn)DA主要分為4個主題：免疫原性、肝損傷影響、藥物-藥物相互作用、QT間期延長考察，逐一細表。
免疫原性
首先，評估免疫原性風險。可以參考《Immunogenicity Assessment for Therapeutic Protein Products》，從產(chǎn)品自身因素（如分子量、結(jié)構(gòu)）、工藝相關(guān)因素（如宿主細胞蛋白）、患者因素（如疾病狀態(tài)）、臨床方案設(shè)計（如給藥途徑、聯(lián)合用藥）等角度綜合考量、評估免疫原性風險。一般來講，氨基酸數(shù)量小于8個的多肽藥物，并不認為具有免疫原性。
其次，對藥物的免疫原性進行檢測。檢測方法可以參照《Immunogenicity Assessment for Therapeutic Protein Products》和《Immunogenicity Testing of Therapeutic Protein Products — Developing and Validating Assays for Anti-Drug Antibody Detection》，這點與常規(guī)蛋白類藥物沒有太大區(qū)別，都是按照多級檢測原則，篩選、確認、滴度和中和活性測定。FDA特別提了兩點，一是如果多肽藥物有多個結(jié)構(gòu)域，比如Tirzepatide，可以考慮開發(fā)多個方法檢測針對不同結(jié)構(gòu)域的免疫反應。第二，如果多肽藥物與內(nèi)源性物質(zhì)具有同源性，建議對抗藥抗體與內(nèi)源性物質(zhì)的交叉反應進行考察。同樣以Tirzepatide為例，其Ⅲ期臨床研究結(jié)果顯示，66% ADA陽性患者出現(xiàn)與天然GIP的交叉結(jié)合，27%出現(xiàn)與天然GLP-1的交叉結(jié)合。
最后，評估ADA結(jié)果對PK、PD、有效性和安全性的影響。主要從兩個角度著手，一是個體間，即ADA陽性和陰性個體間的對比。二是個體內(nèi)，即ADA陽性前和陽性后之間的對比。除了對比ADA陽性、陰性的影響，還需要進一步評估抗體滴度、中和抗體對PK、PD、有效性和安全性的影響。
肝損傷的影響
多肽通常經(jīng)由內(nèi)肽酶和外肽酶代謝為氨基酸。由于蛋白酶和肽酶在全身無處不在，許多肽的蛋白水解降解是快速的，并且不僅限于藥物消除相關(guān)的器官，如肝臟。因此，肝臟在肽類藥物清除中通常并不發(fā)揮主要作用。但FDA給出一些特殊場景，建議出現(xiàn)以下情況時考慮開展藥物在肝損傷患者中的相關(guān)研究：
1）非臨床研究結(jié)果顯示，多肽類藥物經(jīng)肝藥酶代謝比例超過20%；
2）對多肽藥物的某些修飾，比如環(huán)化，會增加肝藥酶代謝的敏感性；
3）臨床前研究（如膽管插管動物實驗）顯示，>20%原型藥或活性代謝產(chǎn)物通過膽汁排泄。這種情況，即使藥物不經(jīng)肝藥酶代謝，肝臟的損傷也會影響藥物暴露情況。
4）偶聯(lián)脂質(zhì)基團（如脂肪酸或膽固醇）多肽藥物可以與體內(nèi)白蛋白或其它脂質(zhì)成分結(jié)合，延長作用時間。但如果患者有慢性肝臟疾病，會導致血清白蛋白水平下降，藥物清除有加快風險；
5）如果肽類藥物臨床適應癥是肝臟疾病或者具備靶向肝臟的特點（如分子中含有GalNAc），那么肝損傷或許不影響PK，但可能對PD產(chǎn)生影響；
藥物-藥物相互作用
肽類藥物作為CYP肝藥酶和轉(zhuǎn)運體的底物
多肽類藥物主要經(jīng)內(nèi)肽酶、氨肽酶或羧肽酶等蛋白酶水解，不被CYP450肝藥酶代謝。因此，肝藥酶的抑制劑和誘導劑理論上不會影響多肽類藥物PK。同樣的，肽類藥物的PK一般也不受各種轉(zhuǎn)運體的影響。
但事無絕對，還是有些情況需要考慮肝藥酶和轉(zhuǎn)運體的影響。如果肝臟和/或膽汁排泄≥20%總消除量，或者藥物靶器官為肝臟時，建議開展體外CYP450酶、轉(zhuǎn)運體相關(guān)的研究。如果腎臟排泄≥25%總消除量，或者藥物有腎毒性時，建議開展體外腎臟轉(zhuǎn)運體如OAT1、OAT3、OCT2、MATE11等相關(guān)的研究。
肽類藥物作為CYP肝藥酶和轉(zhuǎn)運體的抑制劑或誘導劑
一般來講，肽類藥物對CYP肝藥酶和轉(zhuǎn)運體沒有調(diào)節(jié)作用。但是，如果多肽藥物經(jīng)過修飾，比如環(huán)化，則有可能對CYP肝藥酶和轉(zhuǎn)運體產(chǎn)生影響。有些影響是間接的，比如生長抑素類似物（如lanreotide、octreotide）可以調(diào)節(jié)CYP酶的表達，從而降低一起用藥的其它藥物的清除。具體可以參考《In Vitro Drug Interaction Studies-Cytochrome Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions Guidance for Industry》、《Clinical Drug Interaction Studies-Cytochrome P450 Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions Guidance for Industry》。
還有些多肽藥物因其作用機制特別，也會改變共同用藥的藥物PK。比如GLP-1受體激動劑（如艾塞那肽、利拉魯肽、司美格魯肽等）具備延緩胃排空的藥理作用，如果聯(lián)用口服藥物，則會對這類藥物的PK產(chǎn)生影響。
QT間期延長風險
肽類藥物對離子通道產(chǎn)生影響的可能性很低，除非在臨床或非臨床研究中觀察到心律失常風險，一般不需要開展詳細的QT研究。但是，需要按照ICH E14、ICH S7B等指導原則要求將評估的QTc間期延長的風險、計劃開展的QTc監(jiān)測計劃提交給監(jiān)管機構(gòu)。
案例解析-司美格魯肽
1）指南：如果多肽基于臨床前數(shù)據(jù)，代謝和排泄路徑比較清楚，臨床藥理部分可以不開展放射性標記的物料平衡研究。
司美格魯肽臨床前其實是開展了很完整且深入的代謝和排泄研究。但臨床藥理研究中，諾和諾德依然在7例健康男性中開展了3H標記的司美格魯肽皮下給藥代謝和排泄研究（研究代號：NN9535-3789）。
2）指南：分子量小于69kDa的多肽或蛋白藥物，需要開展腎損傷患者的PK
司美格魯肽的分子量4.1kDa，符合開展腎損傷患者PK的要求。因此，如下表所示，根據(jù)肌酐清除率，將患者分為腎功能正常、輕度、中度、重度和終末期腎損傷級別，每組9-16例患者，考察了腎功能損傷程度對司美格魯肽PK的影響。試驗分兩階段開展，先開展正常腎功能患者、終末期腎損傷患者的研究，如果結(jié)果顯示對PK無影響，則不需要繼續(xù)開展第2階段輕度、中度腎損傷患者的研究。反之，則需要開展第2階段的試驗。當然，結(jié)果顯示腎損傷對司美格魯肽的PK沒有影響，即有腎損傷的2型糖尿病患者不需要調(diào)整劑量。
3）指南：偶聯(lián)脂肪酸鏈的多肽考慮開展肝損傷對PK的影響
司美格魯肽偶聯(lián)脂質(zhì)基團脂肪酸，可以與體內(nèi)白蛋白結(jié)合，延長作用時間。如果患者有慢性肝臟疾病，會導致血清白蛋白水平下降，藥物清除有加快風險。因此，司美格魯肽開展了在肝功能正常、輕度、中度和重度肝損傷患者的PK研究。結(jié)果顯示，肝損傷對司美格魯肽的PK沒有影響，即有肝損傷的2型糖尿病患者不需要調(diào)整劑量。
4）指南：免疫原性研究
諾和諾德開發(fā)了檢測抗司美格魯肽抗體的方法。32例（1%）給予司美格魯肽的患者ADA陽性，其中19例（0.6%）患者形成的抗體與內(nèi)源性GLP-1有交叉結(jié)合。
5）指南：藥物-藥物相互作用：肝藥酶和轉(zhuǎn)運體的底物、抑制、誘導及共同用藥的影響
肝藥酶底物驗證：開展了兩項體外肝細胞研究。1）3H-Tyr-semaglutide在Wistar大鼠、食蟹猴和人肝細胞單層細胞孵育4、24h，發(fā)現(xiàn)司美格魯肽非常穩(wěn)定，人和猴中100%以原型存在，大鼠中>99%是原型藥物。2）3H-Oct-semaglutide在SD大鼠、食蟹猴和人凍存肝細胞孵育4h，分別有83.7%、96%、94.5%以原型藥物存在。因此，司美格魯肽不是肝藥酶的底物，具備肝藥酶代謝穩(wěn)定性。
肝藥酶抑制風險：體外采用人凍存肝細胞研究了司美格魯肽對CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4/5代謝各自底物的抑制能力。結(jié)果如下表所示，司美格魯肽對上述各酶的活性抑制IC50均>5μM，風險很低。
肝藥酶誘導風險：體外采用人凍存肝細胞研究了司美格魯肽對CYP1A2、CYP2B6、CYP3A4/5代謝各自底物的誘導能力。從兩個層面進行了研究，一是檢測底物特定marker，二是檢測酶的mRNA水平。結(jié)果顯示，司美格魯肽對3種酶的誘導作用在>0.5倍和<2倍之間，風險比較低。
轉(zhuǎn)運體抑制：體外研究了司美格魯肽對ABC轉(zhuǎn)運體P-gp、BCRP，SLC轉(zhuǎn)運體OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3、OCT2的抑制作用。P-gp采用Caco-2細胞，BCRP采用MDCKII-BCRP、SLC轉(zhuǎn)運體采用HEK293細胞進行驗證，設(shè)置合適底物和陽性對照。結(jié)果顯示，司美格魯肽對P-gp、BCRP、OCT2、OAT1和OAT3沒有抑制作用。不過，對SLC轉(zhuǎn)運體中的OATP1B1和OATP1B3的轉(zhuǎn)運底物能力是有一定抑制作用的，但IC50分別為3.5和2.95 μM，超過臨床穩(wěn)態(tài)Cmax濃度33 nM大概100倍，因此，預期臨床不會對這兩個轉(zhuǎn)運體產(chǎn)生抑制作用。
聯(lián)合用藥相互作用：GLP-1受體激動劑的作用機制之一就是減緩胃排空。因此，與口服藥物聯(lián)用就可能影響其PK行為。諾和諾德研究了司美格魯肽對撲熱息痛PK的影響，結(jié)果如下圖所示，司美格魯肽降低了23%的撲熱息痛Cmax，總的AUC影響不大。
諾和諾德還研究了司美格魯肽對阿托伐他汀、地高辛、二甲雙胍、華法林、左炔諾孕酮等口服藥物PK的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與司美格魯肽聯(lián)用后，阿托伐他汀的Cmax降低38%，Tmax延遲（從0.74h變?yōu)?h），對AUC無影響。對地高辛、二甲雙胍、華法林Cmax和AUC均無影響。炔雌醇和左炔諾孕酮的Cmax不受影響，AUC有增加趨勢。
雖然司美格魯肽對部分藥物PK有一定影響，但無臨床意義，比如阿托伐他汀的藥效與Cmax相關(guān)性不強。因此，聯(lián)用藥物也無需調(diào)整劑量。
6）指南：除非臨床前或臨床觀測到心律失常風險，一般不需要開展QT間期研究
司美格魯肽52周BIW食蟹猴毒理研究中發(fā)現(xiàn)高劑量1只雌性動物出現(xiàn)了慢性左束支傳導阻滯，該劑量對應的暴露量是臨床擬用劑量的27倍。雖然心束支傳導阻滯在猴和人中是偶發(fā)的，且大多數(shù)情況下與其它心臟疾病相關(guān)，但與司美格魯肽的相關(guān)性不能完全排除。臨床研究期間，開展了司美格魯肽的QTc研究，劑量設(shè)定為0.5、1、1.5mg/人，未發(fā)現(xiàn)QT間期延長的風險。因此，司美格魯肽的QT研究思路與臨床藥理學指南要求倒是一致的。
