非臨床研究中想確認NOAEL(未觀察到有害作用水平),核心要區分非臨床研究中的發現是“有害”(adverse)還是“無害”(non adverse)。Kerlin 2016(STP最佳實踐指南)和Palazzi 2016(ESTP專家研討會論文)兩篇論文是業內判定不良效應的主要參考依據,2024年STP會議統計顯示接近70%會在判定不良效應時,同時引用以上論文。本文參考以上兩篇文獻及2024年STP會議最新建議,就“有害性”判定依據和注意事項進行梳理。
“有害性”是毒理科學中的一個核心概念。然而,就是這么一個概念,雖然在毒理學領域被廣泛使用,迄今為止,還沒形成統一的定義。許多監管法規有意保留這種模糊性,目的是促使大家根據具體案例進行獨立判斷。過于刻板的定義可能會限制這種必要的靈活性。然而,現實中對有害性的判定常常缺乏清晰、客觀的科學依據,這種做法即便并非主觀隨意,也容易顯得武斷。可能導致:同一機構內部或不同監管機構之間出現不一致甚至矛盾的解釋;有害性判定標準缺乏一致性;病理學家和毒理學家在撰寫研究報告時感到困惑。
“有害效應”定義
多個組織和工作組曾嘗試對“有害效應”進行定義,Kerlin等人(2016)在其近期綜述中對此進行了系統梳理。常見定義包括:
“生物體在形態、生理、生長、繁殖、發育或壽命方面發生的改變,導致其功能能力受損,或削弱其應對額外應激的能力,或使其對其他環境有害因素的敏感性增加。”
“任何導致功能障礙和/或病理損傷的效應,可能影響整個機體的表現,或降低機體應對額外挑戰的能力。”
“因刺激超出機體適應性反應的代償能力,無法恢復穩態,從而導致功能能力受損的變化。此類變化可能表現為形態、發育、壽命或生長的異常。盡管在分子水平上更難界定,但潛在的有害反應也可能包括基因表達、蛋白質合成或細胞調控的改變。”
這些定義作為框架性原則具有一定指導意義,但其表述較為寬泛,難以直接用于具體研究中對某一項病理發現是否構成“有害”的實際判斷。
為解決這一問題,歐洲化學品生態毒理與毒理中心(ECETOC)于2002年組建專項工作組,專門探討毒理學研究中的有害性判定問題。Lewis等人(2002)據此提出了一組更貼近毒理病理學實踐的定義:
有害效應:指由某種刺激引起的生化、形態或生理變化,單獨或聯合作用下,對整個機體的功能表現產生負面影響,或削弱機體應對額外環境挑戰的能力。
非有害效應(Non adverse effect):指那些不會引起影響動物整體健康、生長、發育或壽命的生化、形態或生理變化的生物學效應。
然而,這一“有害效應”定義存在明顯缺陷:它使用“adversely”(有害地)來定義“adversity”,屬于循環定義,可以細品下里面的負面二字;同時,其停留在“整體健康”等較高抽象層面,缺乏足夠細節以支持毒理學家和病理學家在具體研究發現中做出實操性判斷。
在綜合現有定義并充分考慮本次研討會達成的共識建議的基礎上,歐洲毒理病理學會(ESTP)工作組就“有害效應”達成如下工作定義:
在非臨床毒性研究中,有害效應是指由受試物引起的動物模型在形態、生理、生長、發育、繁殖或壽命方面的改變,且該改變很可能導致其維持穩態的功能能力受損,和/或削弱其應對額外挑戰的能力。
該定義強調首先聚焦于受試系統本身,并倡導采用整合性評估方法,以判斷是否存在:即時的功能喪失,或應對新有害刺激(如免疫功能受損后難以抵抗感染)的能力下降。
Palazzi認為,根據該定義可以明確,某些發現可被直接認定為本質上具有有害性(如嚴重器官壞死、致死性病變等)。不過,2024年STP會議則有人指出,即使是這類病變,也可能因以下因素被判定為“非有害”(即生物學上無顯著意義):病變分布(局灶性vs.廣泛性);在同劑量組動物中的可重復性;嚴重程度(輕微/輕度vs.中度及以上)。總體而言,若某病變歸因于受試物,且具有廣泛分布、一致出現、中度或以上嚴重程度等特征,則更可能被判定為有害。
然而,大多數甚至絕大多數病理改變是否構成有害效應,并非簡單的“是/否”二元判斷,而是取決于多種具體特征,包括:改變的嚴重程度或程度(severity/degree);病變的分布范圍;是否與其他效應共同出現(effect constellations);是否導致應對額外應激的能力下降;是否伴隨相關聯的其他病變。
因此,在ESTP研討會上,專家們一致認為:試圖編制一份詳盡的“本質上或暫定為有害”的發現清單并不現實。
有害性的判定
1.效應的病理性質
判斷受試物相關效應是否具有病理性質,并明確其作用的靶細胞、組織或器官,是進行有害性判定的前提。
對于某些“本質上即為有害”(inherently adverse)的病變類型,僅憑其病理性質即可直接判定為有害。典型例子包括:死亡;視網膜變性;惡性腫瘤;肢體畸形;神經元壞死;嚴重血小板減少。
OECD發布過指導原則《Document on the Recognition, Assessment, and Use of Clinical Signs as Humane Endpoints for Experimental Animals Use in Safety Evaluation》。以體重為例,對于非減肥藥物,體重降低20%以上通常認為是adverse。
然而,大多數病理改變不能僅憑類型判斷,還需結合其他信息。根據工作組提出的工作定義,核心考量是:該改變是否可能損害細胞/組織/器官的功能,或削弱其應對額外應激的能力。
例如,鼻腔上皮病變只有在以下情況才被視為有害:影響呼吸功能(如氣道內黏液積聚);損害嗅覺功能(如嗅上皮缺失);削弱清除顆粒物的能力(如纖毛丟失)。反之,若能明確證明無相應功能影響,則該病變應視為非有害。
在多數情況下,此類判斷需依賴病變嚴重程度和伴隨病變等輔助信息。盡管此類評估存在固有不確定性,但有害性判定應盡可能采用明確的定性結論(是/否),避免使用“可能”“很可能”“疑似”等模糊措辭,以免增加解讀難度。
2.病變嚴重程度
對于非“本質上即為有害”的病變,嚴重程度是判定其是否有害的關鍵因素。常見例子包括:腎小管擴張;喉部化生;肝細胞脂肪變性;膽管增生;免疫細胞浸潤等。
有時會使用發生率(incidence),但會因背景發生率高而使解釋復雜化。
雖然嚴重程度的判斷部分依賴病理學家的經驗,但基于嚴重程度/發生率設定有害性閾值必須客觀、可追溯,并在報告中充分記錄。
因此,病理學子報告中必須對病變分級進行精確描述,以便審評人員準確理解病變范圍及其對組織結構的影響。
將嚴重程度納入有害性決策,意味著至少對某些病理效應而言,存在一個有害性閾值。此外,嚴重程度(及發生率)還可用于量化已判定為有害的效應的強度,在此意義上,也可視為有害性的一個屬性。
3.效應組合(Effect Constellations)
對許多病理改變而言,是否與其他相關病變共存是判定有害性的最重要依據之一。同一病變單獨出現時可能為非有害,但作為一組相關病變的一部分時則可能構成有害。多個輕微且可能無關的效應,若因幅度小、短暫、無功能影響、缺乏典型伴隨表現等,也可統一判定為非有害,但需給出合理解釋。
例如,在設定NOAEL/LOAEL時,若依據是一組關聯效應,則應整體評估,而非割裂看待單個變化。
案例一:肝臟效應
某些化學物可激活肝細胞中的過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα),誘導細胞色素P450酶,導致肝臟重量增加,肝細胞肥大。
若僅為輕度,且不伴壞死、血清ALT升高或其他組織病理學異常,通常認為無功能損害,屬于非有害適應性反應。
但若同時出現:肝細胞壞死;過度脂質蓄積;炎癥或纖維化;臨床病理指標異常,則肝細胞肥大應被視為有害效應組合的一部分。
案例二:喉部效應
Kaufmann等人(2009)指出:孤立的、輕微局灶性喉部化生,通常不影響喉部或呼吸功能,應視為非有害。但若伴隨:炎癥、角化過度、壞死、增生,則這一病變組合應被判定為有害。
有害性的“修飾因素”
在病理學子報告和整合毒理學報告中,常有一些概念與“有害性”一同被討論,并將其歸類為有害性的“特征”或“修飾因素”(modifiers),包括:自發性/背景病變的治療相關性加重;直接效應vs.間接效應;適應性反應;形態學改變的可逆性;向更長期或更高劑量暴露的外推;種屬外推性/人體相關性;化學物/藥物的作用機制(MOA)或預期藥理作用。
1.自發性/背景病變的加重
只有在確認某病變與受試物相關后,才應進行有害性判定。不過,這一判斷在處理對照組和給藥組均存在的自發性或背景性病變加重時尤為困難。
這類情況下,首要比較對象應是同期對照組(concurrent control),因其動物具有相同的遺傳背景和飼養條件。
提示受試物相關效應的差異可能表現為:病變發生率和/或嚴重程度的升高;病變出現時間提前或異常,如在年輕動物中出現老年性病變。
然而,對于高背景發生率的病變,僅嚴重程度的變化往往難以解釋,尤其在缺乏統計分析的情況下。
相反,極罕見或不熟悉的病變則可能因不確定性而引發更保守的判定。
若出現以下情況,則更可能表明組間差異并非由受試物引起:缺乏明確的劑量–反應關系;組間差異無規律(如非單調變化);終點指標變異大、測量不精確;發生率仍在正常生物變異范圍內;結合受試物已有知識,缺乏生物學合理性。
對于自發出現的病變,是否設定記錄閾值常引發爭議。建議對照組中的自發性病變應完整記錄。只有全面記錄背景病變,才能捕捉到僅發生率升高但嚴重程度未變的情況。也可以展現病變的連續性,從而區別于生理性波動或偶然事件。又能有效利用歷史對照數據庫。
除同期對照外,科學建立的歷史對照數據可輔助判斷某效應是受試物誘導還是偶發事件。歷史數據可用于識別異常的對照組數據;評估低發生率病變升高的意義;解釋與對照組的微小差異。尤其在評估嚙齒類增殖性病變時,歷史數據至關重要。
需要注意的是,歷史對照數據的建立與使用必須科學嚴謹,僅應納入滿足以下條件的研究:近5年內完成;使用相同品系、相近年齡的動物;在相似實驗與環境條件下開展。
典型挑戰案例
(1)比格犬的血管病變
比格犬常自發出現特發性犬多發性動脈炎(idiopathic canine polyarteritis),與某些藥物(如苯二氮?類、內皮素受體拮抗劑、血管擴張劑、免疫調節劑)引起的動脈病變在組織形態上高度相似。此時,區分關鍵可能僅在于劑量–反應趨勢和總體發生率差異。
因此,對比格犬自發性動脈病變的敏感記錄和高質量歷史數據庫的建立至關重要。
(2)大鼠的慢性進行性腎病(CPN)
CPN是毒理學常用大鼠品系中常見的年齡相關性腎病,可被多種化學物或藥物加重(如引起α2u-球蛋白腎病的物質)。由于CPN的發生率受多種環境因素影響(如飼料蛋白含量),其是否與受試物相關,需綜合以下信息判斷:與同期對照組的比較;病變嚴重程度;發病年齡;歷史對照數據。若CPN被加重至導致腎功能受損的程度,則應判定為有害效應。
2.直接效應與間接效應
直接效應(或稱原發效應)指的是受試物(或其代謝產物)與靶器官或細胞群發生明確相互作用后所產生的效應。而間接效應(或稱繼發效應)則是指不涉及受試物與靶細胞/器官直接相互作用,而是通過其他生理、生化或系統性通路引發的改變。
在許多情況下,區分直接與間接效應十分困難,因為很多形態學改變往往存在前驅性變化。因此,有害性判定不應局限于直接效應。在某些機制或通路背景下,間接效應對于理解病變所處階段和整體生物學意義同樣重要。
當然,無論繼發效應還是原發效應,最終還是要依據對動物造成的傷害大小判定有害性。比如,肝壞死可能是心功能衰竭的繼發結果,但也可能是藥物直接肝毒性。無論原因如何,肝壞死和心臟損傷本身都對動物造成傷害,均應視為有害。
再舉幾個例子:
1)直接有害效應示例
有機磷化合物或N-甲基氨基甲酸酯類物質可直接抑制乙酰膽堿酯酶,作用于腦、外周神經或紅細胞。盡管神經系統組織通常無明顯組織病理學改變,但由于神經傳導受阻引發明確的臨床癥狀,此類AChE抑制通常被判定為有害效應,并常作為設定NOAEL/LOAEL的關鍵生物標志物。
2)間接有害效應示例
用于治療哮喘的β?受體激動劑可引起心動過速。若持續且嚴重,可導致繼發性心肌乳頭肌壞死或纖維化(已在犬和大鼠中觀察到),其機制被認為與局部缺氧有關。這一間接效應的有害性取決于劑量、暴露時長及種屬敏感性差異。
3)間接效應可能為非有害的示例
溶血是一種常見的繼發性毒性,其有害性需具體評估。病理學家可通過器官/組織中巨噬細胞內含鐵血黃素沉積識別紅細胞更新加快(尤其在血管外溶血時);若僅表現為脾臟色素輕度增加或鐵蛋白染色陽性,且無HE染色下的其他組織損傷,也無影響組織供氧的血液學參數異常(如紅細胞總量未顯著下降、無需再生反應),則應視為非有害效應;但若溶血嚴重、導致貧血或器官功能障礙,則屬于有害效應。
有些間接效應可以通過人道關懷、獸醫護理等得以改善。比如藥物可引起犬惡心,出現流涎、嘔吐等癥狀,繼而導致攝食量降低、體重下降,通過延長食物供給時間,攝食和體重可恢復。這類情況,前期動物出現的攝食量和體重異常則不視為有害反應。
4)內分泌相關的間接效應示例:甲狀腺增生
在嚙齒類動物中,某些化學物可誘導肝藥酶(如CYP450),加速甲狀腺激素(T3/T4)代謝,導致血中T3/T4水平下降,繼而引起垂體分泌更多促甲狀腺激素(TSH),最終導致甲狀腺濾泡上皮細胞肥大或增生。
在非臨床研究中,若該增生被視為癌前病變,則判定為有害,并用于確定NOAEL/LOAEL。
然而,人類甲狀腺對肝代謝介導的T3/T4降低遠不如嚙齒類敏感,因此在危害特征描述時,必須結合肝臟效應進行整體評估。對于此類種屬差異,監管機構可能將種間不確定性因子下調3倍,以反映藥效動力學(PD)差異。
類似原則也適用于其他內分泌干擾效應。
5)高劑量下的繼發性應激反應
在用于確定最大耐受劑量(MTD)的高劑量組中,常出現由受試物引起的繼發性應激、攝食減少和體重下降。當這些變化達到顯著程度(如體重降幅超過對照組20%),通常被視為有害。應激相關表現包括唾液腺腺泡分泌減少、淋巴細胞溶解、生殖細胞耗竭等。雌性動物動情周期也可能因應激或體重下降而紊亂,但通常需嚴重體重抑制才會發生。
并非所有與明顯毒性相關的繼發效應本身都構成獨立的有害終點。它們應與原發性發現整體考量,而非孤立判斷。
3.適應性反應(Adaptive Responses)
“適應性反應”指的是機體對異源物的反應,使其能在新環境中維持正常功能且無損傷。為應對有毒物質的侵犯,機體為維持穩態或產生防御,通常會出現代償性變化,稱之為適應性反應。這種適應性反應通常是快速的、可逆的,不會對機體造成損傷。比如苯巴比妥、美沙酮、纖維蛋白或肝藥酶誘導劑,給藥后會出現肝臟重量增加、肝變大、鏡檢可見肝細胞肥大,伴隨多次給藥后的藥物暴露量下降。這類變化如果未引起其它更嚴重變化,通常不視為有害反應。
雖然在某些情況下,“適應性”一詞可用于描述非有害的判斷結論,但不能將其作為否定有害性的依據。當然,真正的適應性反應,確實指的是無功能損害、無結構損傷,即非有害。
生物體雖具備維持穩態的生理調節能力,但這種能力可能在高劑量或長期暴露下被超越。例如,一種在低劑量下表現為正常生理代償的反應,在更高劑量或更長暴露時間下可能演變為有害效應。此外,許多被視為“損傷后修復”的生物學過程如炎癥、化生等,本質上也是機體對損傷的適應性反應。因此,“適應性”一詞應僅用于描述事件的性質,而不應用于直接定義其是否構成有害。
再舉個例子,比如肝臟反應的劑量依賴性演變
低劑量:某些化學物僅引起肝細胞肥大、胞漿空泡化或膽色素沉積,這些變化通常被視為非有害的適應性反應,未超出正常生理代償范圍;
高劑量:同一物質可能導致肝細胞壞死、脂肪過度蓄積、炎癥浸潤、血清轉氨酶升高、白蛋白和γ-球蛋白下降等;
此時,伴隨壞死出現的細胞再生是為了彌補功能損失,但若進展為廣泛纖維化,則可能導致永久性肝功能單位缺失;在此背景下,壞死、增生與纖維化共同構成的病變組合應判定為有害。
其他常被描述為“適應性”或“生理性”的組織反應包括:喉部鱗狀上皮化生;鼻腔黏液細胞增生/化生;肺泡巨噬細胞增多。
這些改變在輕度或局限時可能為非有害,但若嚴重程度增加或伴隨其他病變(如炎癥、結構破壞),則可能損害器官功能或削弱應對額外挑戰的能力,從而構成有害效應。
還是那句話,“適應性”可作為修飾性描述用于刻畫觀察到的現象,但不應作為判定有害性與否的決定性標準。
4.可逆性(Reversibility)
可逆性并不自動意味著非有害;相反,不可逆性則可能提示更高的風險,從而增加判定為有害的可能性。所以,“有害性判定是獨立于可逆性的評估”。
可逆但有害的示例:軸突變性;骨質疏松相關骨折;低蛋白血癥引起的水腫。這些病變即使可逆,因其已造成明確的功能障礙,仍屬有害。
可逆且非有害的示例:因攝食減少導致的外分泌胰腺腺泡細胞中酶原顆粒減少。此改變本身不具功能性損害,單獨存在時不視為有害,但需結合其他與攝食減少相關的整體表現綜合評估。
關于增生性病變的特殊考量:許多增生性改變在短期恢復期后可逆。但在某些情況下,它們可能是致癌通路的早期事件。此時,可逆性對有害性判定的影響需結合實際暴露場景(如臨床用藥周期、環境暴露持續時間)進行權衡。
5.向更長期或更高暴露水平的外推
判斷是否“有害”必須嚴格基于當前研究的具體條件(如劑量、暴露時間等),不得外推至未測試的更高劑量或更長暴露時間的情形。例如:某效應在當前劑量下未顯示傷害,即使推測在更高劑量下可能有害,也不能據此將其判定為“有害”。有害性應嚴格基于本研究設計的時間框架內所觀察到的實際數據,以及撰寫整合毒理學報告時可獲得的信息。換言之,病理效應的有害性判定必須基于已觀察到的事實,而非假設性推測。
當然,若已有同一受試物在更長期或更高劑量研究中出現明確病變(如垂體癌),可為當前短期研究中的相關發現(如垂體增生)提供背景參考,但不應據此將原本在短期研究中不被視為有害的病變強行判定為有害。
反之,若在長期研究中未觀察到某類病變(如腎小管損傷),則有助于降低對短期研究中類似邊界性發現(如腎小管擴張)的不確定性,從而支持其“非有害”的判定。
6.種屬外推性與人體相關性
在非臨床研究中觀察到的動物變化是否對人類具有相關性,是一個核心問題。動物中的有害效應未必在人類中同樣有害,反之亦然。因此,關鍵在于:是否應將動物中判定的有害性外推至預測人體反應?
對此存在兩種對立觀點:
保守觀點認為:若某物質在常用哺乳動物(如犬、非人靈長類、兔、嚙齒類)中最敏感的物種中引起有害效應,即使尚無證據表明人類會表現出類似反應,也應視為對人類潛在毒性風險的警示。
務實觀點則主張:若某毒性效應已被充分證實僅限于受試動物物種(即在人類中無對應機制或結構),則在報告非臨床研究結果時,不應將其列為“有害事件”,因其對評估人類風險無實際意義。
有些研究采用“折中做法”——將輕微、疑似物種特異的效應直接判為“非有害”(僅因推測對人無害),而將嚴重效應判為“有害”(因其影響動物功能,如視力受損)。這種做法也是錯誤的。
正確做法:有害性判定應嚴格基于該效應在受試動物中的實際影響,而非其對人類的相關性。研究報告應據此明確界定“有害”或“非有害”。
示例:
某受試物在幼年大鼠中引起α2u-球蛋白腎病加重,并導致慢性進行性腎病(CPN),這在動物模型中應判定為有害。但在后續報告中需明確指出,該機制在人類中不存在,因此不具人體相關性,并在病理子報告和非臨床綜述文件中予以說明。
對于藥物在整合毒理學報告中判定有害性時,不應考慮藥物的預期適應癥。適應癥相關性應在非臨床綜述文件(overview documents)中討論。因此,即使藥物在研發過程中適應癥發生變化,也無需修改原始毒理學報告的解釋,僅需更新綜述文件。
在動物中明確對人類無相關性的有害效應,應在報告中加以描述并引用權威文獻支持,以避免誤判風險。值得注意的是,某些在實驗動物中被視為非有害的改變,在人類中卻可能具有健康風險,此類情況也應明確指出。
示例1:精子發生輕度抑制
某受試物引起嚙齒類動物精子發生輕度減少,但因其精子儲備能力遠高于人類,未影響生育力,故判定為非有害。
然而,同等程度的抑制在男性中可能導致生育力下降,因此在人體相關性評估中應視為潛在風險。
示例2:高鐵血紅蛋白血癥(Methemoglobinemia)
嚙齒類動物體內高鐵血紅蛋白半衰期短,氧化應激引起的紅細胞功能障礙通常可快速逆轉,不導致貧血或明顯毒性。
而人類高鐵血紅蛋白清除較慢,對氧化劑更敏感,可能出現顯著的攜氧能力下降甚至臨床癥狀。
7.作用機制(MOA)——預期藥理作用vs.藥理作用過度放大
區分以下三類機制的重要性:
毒理學作用機制(Toxicological MOA):指化合物通過一系列關鍵事件干擾正常結構或生物學功能的過程;
藥理學作用機制(Pharmacological MOA):指化合物實現其預期治療效應的作用方式;
藥理作用過度放大(Exaggerated Pharmacology):指因劑量過高,導致對主要藥理靶點的調節超出治療所需范圍,從而引發劑量相關的不良效應。
關于在有害性判定中是否應考慮藥理學MOA,存在不同觀點:
相對寬容的觀點認為:“在藥物研發中,某些變化是藥理作用的預期結果,在一定限度內不應視為有害。只要外源物暴露未改變機體的整體功能或壽命,這些變化通常被認為是非有害的。”
更為保守的觀點則主張:“非臨床毒理學研究中觀察到的任何效應,無論屬于‘靶點相關’(on-target)的藥理作用,還是‘脫靶’(off-target)的毒性作用,都可能被視為不利,因而應視為有害。”
問題在于,有些看似“藥理放大”的效應,實則為獨立毒性。例如:降糖藥導致血糖過低→引發中樞神經系統癥狀甚至神經元壞死;若未通過補充葡萄糖等實驗排除直接神經毒性,不能輕易歸因于“藥理作用”。
一般原則與實踐建議,藥理學作用本身并不自動排除某項發現被判定為有害,但應在“預期藥理作用”與“藥理作用過度放大”之間設定合理的界限。對非臨床研究中發現的所有顯著生物學變化,應獨立評估其是否對動物造成傷害。若“超藥理作用”確實導致動物傷害(如嚴重低血糖致昏迷),即應判定為有害。
示例1:胃排空延遲
某藥物通過延緩胃排空發揮治療作用,可能伴隨輕度胃擴張。若程度輕微、未影響動物整體狀態,則視為非有害的預期藥理效應。但若導致繼發性胃扭轉(volvulus)等嚴重并發癥,則應判定為有害。
示例2:免疫刺激劑引起的單核細胞浸潤
若浸潤程度與歷史背景相似,僅表現為更多器官或動物中出現,則通常不視為有害。但若伴隨組織損傷或炎癥反應,則應視為有害。
示例3:抗凝藥物(如FactorXa抑制劑)
輕度延長活化部分凝血活酶時間(aPTT)和凝血酶原時間(PT)是預期藥理作用,不視為有害;但若凝血指標長時間顯著延長并導致不可控出血,則屬于藥理作用過度放大所致的有害效應。
示例4:鈣調磷酸酶抑制劑(用于預防移植物抗宿主病或治療自身免疫病)
胸腺髓質縮小、皮質增厚等淋巴器官萎縮是預期的免疫抑制效應,通常非有害;但在高劑量或長期給藥下,若出現機會性感染或腫瘤發生率升高,則表明免疫抑制已超出安全閾值,應判定為有害。
示例5:免疫激動劑過度激活免疫系統
免疫激動劑可過度激活免疫系統,釋放細胞因子,并可能出現動物攝食量、體重下降的情況,甚至導致動物不能耐受,則可判定為有害效應。
有害性與臨床病理學(Adversity and Clinical Pathology)
目前,文獻和監管文件中關于如何界定臨床病理學生物標志物的“有害性”缺乏明確指導。WHO農藥殘留核心評估組(2015年)提供了迄今為止最系統的考量框架,用于區分血液學、臨床化學和尿液分析中的非有害變化與具有毒理學意義的變化。
具有毒理學意義的臨床病理變化示例包括:血紅蛋白下降≥10%;出現海因茨小體(Heinzbodies);IgG降低;尿液中出現細胞或血液。
其中,高鐵血紅蛋白血癥加劇(犬體內占比>5%、大鼠體內占比>1.5%)是被明確列為不良反應的檢測結果。
臨床病理變化有害性判定的核心原則:臨床病理學改變通常不應孤立地判定為有害,而應結合以下因素綜合評估:是否伴隨有害的解剖病理學病變;是否達到與臨床不良結局相關的臨界水平。
明確構成有害的臨界值示例:紅細胞總量嚴重降低→可導致組織缺氧;血小板顯著減少→可引發自發性出血;中性粒細胞極度低下→增加感染風險。
其他可能關聯不良結局的變化也應設定臨界高/低值作為有害性判定依據,例如:顯著低白蛋白血癥→引發水腫;危及生命的電解質紊亂(如嚴重高鉀、低鈉等)。
并非所有臨床病理變化都需要進行有害性標注。在許多情況下,對臨床病理指標進行“有害/非有害”分類既不可行,也無必要。若該分類無助于數據解釋,則無需強制標注。
無需標注有害性的典型情況包括:1)孤立的平均血紅蛋白濃度變化,但紅細胞總量未受影響→不具生理意義,不視為有害;2)“大未染色細胞”的改變:這并非真實細胞類型,而是自動化血球儀設門參數產生的技術性結果;3)比值類指標的變化(如白蛋白/球蛋白比值):其意義完全取決于構成該比值的各單項指標是否發生真實改變。
病因機制是理解生物標志物有害性的關鍵,缺乏相關背景信息時,某些指標變化無法準確解讀其有害性,比如:1)血清尿素和肌酐升高:可能由脫水引起(功能性),也可能反映腎實質損傷(器質性);2)肝酶活性升高:可能源于肝細胞損傷導致酶泄漏,也可能因藥酶誘導或清除減少所致,未必代表毒性。
因此,必須結合整體研究數據(如組織病理、臨床觀察、飲水攝食等)才能合理判斷。
有害性判定應綜合考慮多維因素,在評估某項臨床病理變化是否構成有害時,應考量:1)可重復性:受影響動物數量、多個時間點是否一致出現;2)對照組與基線范圍:變化是否超出正常波動;3)作用機制:是否與已知毒性通路相關;4)嚴重程度與起效速度:急性重度變化比緩慢輕度變化更可能有害。
特別強調:若缺乏臨床癥狀或解剖病理支持,僅當某項變化明確與臨床不良結局直接相關時,才可在子報告中標注為有害;但對于接近臨界值或存在潛在風險的發現,即使未達有害標準,也應在貢獻者子報告中清晰描述并提示關注。
最后看幾個2024年STP會議調研的問題。
1.無直接毒性時是否仍判定有害效應?
71%的受訪者表示:即使沒有直接毒性(包括預期藥理作用),只要存在適應性、繼發性或操作性效應,仍會判定為有害;
30%則堅持僅當存在直接的受試物相關效應時才判定為不良。
2.哪些研究類型涉及有害性判定?
87%的受訪者回答了此問題:超過86%在關鍵性GLP毒性研究中進行有害效應判定;僅3.5%在DRF研究中進行;≤1%在耐受性或有效性研究中進行。
3.有害性由誰判定?
約1/3在撰寫的病理報告中整合有害效應判斷;約20%與研究負責人(Study Director)共同判定;40%參與多個環節(如數據審核、跨學科討論等);不足5%以申辦方或監管方身份直接判定;少于3%參與撰寫臨床文件(如研究者手冊IB)或監管申報文件(如臨床試驗申請CTA、新藥臨床試驗申請IND);有一名受訪者指出,其不在病理報告中直接寫明不良效應,但會向研究負責人提出關切,由后者將信息納入主研究報告。
當然,有害性判定和人體風險預測還不能直接劃等號。人體風險預測必須整合所有非臨床研究的全部數據,綜合界定潛在毒性。不能孤立地依賴單一子報告中的有害發現,或單個研究得出的NOAEL,作為預測人體反應的決定性證據。
隨著研究深入,風險/獲益評估可能發生變化,原因包括:在更多物種中測試;開展更長期的研究(如慢性毒性、致癌性、生殖發育毒性研究);藥物用于新的適應癥或不同患者人群;采用不同給藥途徑,導致組織暴露水平差異,從而改變毒性特征。
全面風險評估應基于:所有已完成的非臨床和臨床研究數據;相關文獻中關于結構類似物或作用機制相似藥物的信息;對毒性機制的深入理解(如受體分布、代謝途徑等)。
示例1:若某非臨床毒性由特定細胞上的受體介導,而該受體在人體中不存在,即使動物出現嚴重毒性,也可顯著降低對人體的風險擔憂。
示例2:若毒性主要由動物特異性代謝產物引起,而非原型藥物本身,則可通過代謝差異論證人體不太可能發生相同毒性,從而緩解風險。
人體風險評估是一個動態、迭代的過程。隨著新數據(無論是非臨床還是臨床)不斷積累,風險/獲益平衡可能持續演變,需及時更新評估結論和風險管理策略。
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