本文通过对ICH指导原则的梳理，加上笔者自身经验，总结出了关于新药临床前开发&上市前开发的非临床安全性评价部分内容。
药品的3大属性——安全、有效、质量可控。“安全”是基础，“有效”是价值，“质量可控”是保障；没有安全的基础，后两项都是0。
那么，对于创新药来说，都需要哪些数据来证实其安全性？临床的持续推进、其方案的制定又需要哪些安全性数据来支撑？笔者根据自身开发的新药品种经验，及对ICH指导原则的进一步梳理，总结如下。
按照ICH指导原则——《支持药物进行临床试验和上市的非临床安全性研究指导原则M3(R2)》，批准药物上市所需的非临床安全性试验通常包括：药理学试验、一般毒理试验、毒代动力学和非临床药代动力学试验、生殖毒性试验、遗传毒性试验，存在特殊担忧理由或拟长期使用的药物，还需进行致癌性试验。根据具体情况具体分析的原则，还应进行其他的非临床试验，以评估光毒性、免疫毒性、幼龄动物毒性和依赖性等。
基于笔者的自身经验，上述看似非常多的毒理学试验，以国内当前的审评尺度来看，通常一个新药不会将上述项目做全，而是在不同阶段选做不同项目以支撑产品的临床进程，毕竟大多数非临床试验是非常耗时-耗力-耗钱的。进一步缩小范围，如安全药理学实验、一般毒理试验、药代毒代、生殖毒、遗传毒，通常为必做项目，可根据项目开发时间进行合理安排。
图1.1 《支持药物进行临床试验和上市的非临床安全性研究指导原则M3(R2)》
创新药，具备何种标准的安全性数据证据，需要科学的评价+合规的审评；经过国家药监部门审评，是药品“安全-有效-质量可控”保障的基础，同时也是新药开发程序的重要依据。那么，国家药审部门需要药企提供怎样的文件？这就得说说ICH的一个重要指导原则《人用药品注册通用技术文档的组织：M4》。
M4，是提交给监管机构的申报资料准备过程中已达成共识的通用格式文件；通用技术文档可以按以下五个模块进行组织。模块1为区域性要求，模块2、3、4和5则统一。
图2.1 ICH-CTD通用技术文档的组织图示
对于M4中与安全性相关的试验研究，主要集中于“模块2的非临床综述和非临床总结”以及“模块4的组织”。相关的内容，主要集中于ICH指导原则《人用药品注册通用技术文档：安全性-M4S（R2）》。也只有通过ICH成员国共识的安全性数据基础要求，才能推进新药临床的进程。
图2.2 ICH-安全性-M4S（R2）
如上，新药临床试验的开展，离不开毒理学数据的支撑，离不开安全性评价过程中“给药剂量-给药途径-试验方案-试验结果-试验分析”各项结论的科学归纳总结。而一个创新药早期的安全性-毒理学内容研究，通常前置项有安全药理学、单次给药毒性、重复给药毒性、遗传毒、生殖毒性、毒代研究等；开发后期，会相应的补全前期的工作，以及开展一些因过程和最终上市所需的毒理学试验，如致癌、光毒、免疫毒等。
图3.1 ICH指导原则给出的一些毒理学数据举例
现就上述安全性相关的非临床试验，结合笔者自身经历体会及ICH指导原则，进行逐一重点内容介绍，以整体科普+部分实操的方式，与各位同行沟通讨论。
➣ 安全药理学
药理学试验可分成三类：主要药效学试验、次要药效学试验和安全药理学试验。
安全药理学，主要是研究药物在治疗范围内或治疗范围以上的剂量时，潜在的不期望出现的对生理功能的不良影响，即观察药物对中枢神经系统、心血管系统和呼吸系统（核心组合）的影响。同时，根据需要进行追加和/或补充的安全药理学研究（如对泌尿系统、自主神经系统、胃肠道系统和其他器官组织的研究）。
安全药理学试验目的：
明确受试物可能与人体安全性有关的非预期药效学特性； 评价毒理试验和/或临床试验中观察到的受试物的不良药效学和/或病理生理学作用； 研究已观察到的和疑似的不良药效学作用的机制。
PS：安全药理学核心组合试验通常应遵循GLP规范，对追加和补充试验应该尽最大可能遵循GLP规范进行。安全药理学试验可以作为一般毒性试验的一部分，此时应遵循GLP规范进行。主要药效学试验不必遵循GLP规范进行。
➣ 单次给药毒性
急性毒性，即广义的单次给药毒性试验，是指药物在单次或24小时内多次给予后一定时间内所产生的毒性反应；而狭义的单次给药毒性研究是考察单次给予受试物后所产生的急性毒性反应。
拟用于人体的药物通常需要进行单次给药毒性试验。单次给药毒性试验对初步阐明药物的毒性作用和了解其毒性靶器官具有重要意义。单次给药毒性试验所获得的信息对重复给药毒性试验的剂量设计和某些药物临床试验起始剂量的选择具有重要参考价值，并能提供一些与人类药物过量所致急性中毒相关的信息。
给药后，一般连续观察至少14天，观察的间隔和频率应适当，以便能观察到毒性反应的出现时间及恢复时间、动物死亡时间等。如果毒性反应出现较慢或恢复较慢，应适当延长观察时间。
PS：化学药物——受试物应采用工艺相对稳定、纯度和杂质含量能反映临床试验拟用样品和/或上市样品质量和安全性的样品（一般应为中试或中试以上规模的样品）。受试物应注明名称、来源、批号、含量（或规格）、保存条件、有效期及配制方法等，并提供质量检验报告。试验中所用溶媒和/或辅料应标明名称、标准、批号、有效期、规格和生产单位等，并符合试验要求。
➣ 重复给药毒性
重复给药毒性试验，是药物非临床毒理学研究中综合性最强、获得信息最多和对临床指导意义最大的一项毒理学试验。对其结果进行评价时，应结合受试物的药学特点，药效学、药代动力学和其他毒理学的试验结果，以及已取得的临床试验结果，进行综合评价。对于重复给药毒性试验结果的评价最终应落实到受试物的临床不良反应、临床毒性靶器官或靶组织、安全范围、临床需重点检测的指标，以及必要的临床监护或解救措施。
可获得的数据信息：
预测受试物可能引起的临床不良反应，包括不良反应的性质、程度、量效和时效关系、以及可逆性等； 判断受试物重复给药的毒性靶器官或靶组织； 如果可能，确定未观察到临床不良反应的剂量水平（NOAEL）； 推测第一次临床试验（First in Human, FIH)的起始剂量，为后续临床试验提供安全剂量范围； 为临床不良反应监测及防治提供参考。
重复给药，进行的最短期限为2周，通常可支持给药期限不超过2周的临床开发试验；更长给药期限的临床试验应由至少相同给药期限的重复给药毒性试验支持；6个月的啮齿类动物试验和9个月的非啮齿类动物试验通常可支持给药期限超过6个月的临床试验。
图4.1 支持临床试验的重复给药毒性试验的推荐期限
PS：一般选择正常、健康、性成熟动物，同性别体重差异应在平均体重的20%之内。应根据试验期限和临床拟用人群确定动物年龄，一般大鼠为6～9周龄，Beagle犬6～12月龄，猴3～5岁，动物年龄应尽量接近，应注明开始给药时动物年龄。每个剂量组动物数，啮齿类一般不少于15只/性别（主试验组10只，恢复组5只），非啮齿类一般不少于5只/性别（主试验组3只，恢复组2只）。
➣ 遗传毒性
遗传毒性试验，可定义为用于检测通过不同机制诱导遗传性损伤的化合物的体外和体内试验；这些试验能对DNA损伤及其损伤的固定进行风险鉴定。
以基因突变、较大范围染色体损伤或重组形式出现的DNA损伤的固定，通常被认为是可遗传效应的基础，并且是恶性肿瘤多阶段发展过程的环节之一。染色体数目的改变也与肿瘤发生有关，并可提示生殖细胞出现非整倍体的可能性。在检测这些类别损伤的试验中呈阳性的化合物为潜在的人类致癌剂和/或致突变剂。由于在人体中已建立了某些特定化合物的暴露和致癌性之间的相关性，而对于遗传性疾病尚难以证明有类似的相关性，因此遗传毒性试验主要用于致癌性预测。此外，遗传毒性试验结果可能对致癌性试验的结果分析有重要作用。
遗传毒性试验组合（包括体内和体外）检测的是主要通过直接的遗传损伤机制的致癌剂，如大多数已知的人类致癌剂。而其中最主要的组合为ICH指导原则中的“选择一”，其项目分别为：
一项细菌回复突变试验，即Ames试验； 一项染色体损伤的细胞遗传学试验（体外中期相染色体畸变试验或体外微核试验），或一项体外小鼠淋巴瘤Tk基因突变试验； 一项体内遗传毒性试验，通常为采用啮齿类造血细胞进行的染色体损伤试验，用于检测微核或中期相细胞染色体畸变。
➣ 生殖毒性
生殖与发育毒性（DART），DART试验的目的是揭示与人类风险评估相关的药物对哺乳动物生殖的影响。在适当的情况下，所进行的一组试验应包含对一个完整生命周期（即从第一代的受孕至下一代的受孕）的观察，并可检测即时和潜在的不良影响。为达此目的，应结合现有的所有其他药理和毒理方面的资料，进行生殖毒性研究及其结果的阐明，以确定其对人潜在生殖毒性（危险性）是大于、小于或等于其他毒性表现。
大多数新药开发采用三段式的单独试验设计：
生育力与早期胚胎发育试验（FEED-阶段A和B）； 两种种属的胚胎-胎仔发育试验（EFD-阶段C和D）； 围产期发育试验（PPND-阶段C至F）。但可进行这些试验设计不同的组合试验，以减少动物使用。组合试验要做到更好地模拟临床上的暴露期限，特别是对于半衰期长的药物。一种常用的组合试验设计是，一个生育力与EFD联合试验（阶段A至D），加一个单独的PPND试验（阶段C至F）。
➣ 毒代动力学
毒代动力学是药代动力学在全身暴露评价中的延伸，为非临床毒性研究的组成部分，或为某一特殊设计的支持性研究，以评估药物的全身暴露情况。毒代动力学测定通常结合于毒性研究中，故又被称为伴随毒代动力学。重点是解释毒性试验结果，而不是描述受试物的基本药代动力学参数特征。毒代动力学信息可有效支持的毒性试验包括单次和重复给药毒性、生殖毒性、遗传毒性和致癌性试验。毒代动力学信息对拟改变临床给药途径的评价也有一定价值。
毒代动力学的整体研究目的是获知受试物在毒性试验中不同剂量水平下的全身暴露程度和持续时间，预测受试物在人体暴露时的潜在风险；主要目的，描述动物的全身暴露及其与毒性研究剂量、时间的关系；次要目的，阐述毒性研究所达到的暴露量与毒性发现的相关性，以评价这些结果与临床安全性之间的相关性。用于评价毒代动力学研究中暴露量的常用参数有血浆（全血或血清）AUC、Cmax和C(time)。
毒代动力学研究在安全性评价中的主要价值体现在以下方面。
阐述毒性试验中受试物和/或其代谢物的全身暴露及其与毒性反应的剂量和时间关系；评价受试物和/或其代谢物在不同动物种属、性别、年龄、机体状态（如妊娠状态）的毒性反应；评价非临床毒性研究的动物种属选择和用药方案的合理性。 提高动物毒性试验结果对临床安全性评价的预测价值。依据暴露量来评价受试物蓄积引起的靶部位毒性（如肝脏或肾脏毒性），有助于为后续安全性评价提供量化的安全性信息。 综合药效及其暴露量和毒性及其暴露信息来指导人体试验设计，如起始剂量、安全范围评价等，并根据暴露程度来指导临床安全监测。
上述内容，即笔者根据自身经验以及对ICH指导原则的梳理，总结出关于新药临床前开发&上市前开发的非临床安全性评价的部分内容。
创新药的开发，是全学科及其专业人员的共同结晶，没有数十年的的持续学习和经验积累，很难做到项目开发的全局把控。虽然，我国每年已有数百个IND进行注册申报，但具有真正的项目开发和全局掌控的技术人员不多。而为了更好的理解一个新药的开发，就不得不在本专业的基础上开枝散叶，不得不持续的将理论与实战相结合，进而更好的理解临床价值基础上的创新药的技术特征。
参考资料：
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