現在、数多くの in vitro および in vivo の非臨床研究手法が存在し、また、市販薬の開発経験も存在します。{0}ただし、最適化された非臨床研究を通じて臨床の有効性と安全性を予測することは依然として困難であり、この記事ではこの問題について詳細な分析を行っています。-
理想的な ADC は、少なくとも次の 3 つの特性を備えている必要があります。
1. ターゲティング結合能力: 理想的な ADC ターゲット抗原は、容易に脱落することなく、腫瘍の表面にのみ高レベルで発現します。
2. 形質転換プロセス: 標的細胞に到達する前に、細胞傷害性分子は理想的には ADC から脱離すべきではありません。これは、ADC 全体が細胞内に取り込まれることを意味します。
3. 毒素小分子の放出: 小分子は腫瘍細胞内で迅速かつ大量に放出される必要があります。この小分子は、腫瘍細胞を効率的に殺すために高い毒性を備えている必要があります。
ADC の薬理学的評価戦略
薬理作用研究は通常、創薬段階または前臨床評価段階で行われます。実行する必要がある主な実験プロジェクトには、標的結合活性、抗体媒介インターナリゼーション、インビボおよびインビトロの腫瘍増殖阻害（抗腫瘍 ADC の場合）、抗体-依存性細胞毒性（ADCC）、補体-依存性細胞毒性（CDC）が含まれます。
動物における ADC の薬力学を調べる場合、最初に考慮すべき点は種の違いです。 ADC がマウスの抗原との結合活性を持たないか、結合活性が低い場合は、薬力学実験にトランスジェニック動物を使用するか、動物由来の抗体を使用して in vivo 薬力学研究を実施することを検討する必要があります。-トランスジェニック動物は代替抗体の使用を避けることができ、標的抗原が宿主の血管または間質で発現される場合、トランスジェニック動物は薬力学的効果を評価できるだけでなく、毒性反応をある程度観察することもできます。標的抗原がヒト腫瘍細胞内でのみ発現する場合、トランスジェニック動物は必要ありません。薬力学的効果は、ヒト腫瘍細胞を移植したヌードマウスモデルで調べることができます。細胞レベルまたは動物モデルレベルで薬力学研究を実施する場合、PK/PD研究を同時に実施し、薬物標的分布、受容体占有率、薬物曝露と効果の関係を分析すると、臨床用量計画の設計や安全性研究結果の分析に役立ちます。
ADC の毒性評価戦略
動物種の選択: 非臨床安全性研究で ADC の毒性特性を完全に解明し、ADC の臨床開発をサポートするには、動物試験種の関連性と非臨床研究結果の翻訳可能性を評価することが重要です。{0}{1}この決定には通常、非臨床種の標的抗原に対する ADC の結合親和性をヒトと比較して確認すること、および組織交差反応性研究における免疫組織化学的染色スペクトルを比較することが含まれます。-抗体のエフェクター機能や免疫原性も種の違いによって異なる場合があります。
曝露パラメータと代謝: さらに、他の薬物や生物学的製品と同様に、ヒトに対する非臨床試験結果の外挿には、曝露パラメータと代謝の比較を含める必要があります。{0}たとえば、BR-96 は、6- マレイミドヘキサン酸ヒドラジド リンカーを介してドキソルビシン (DOX) をヒト化 BR96 モノクローナル抗体のシステイン残基に共有結合させることによって形成される ADC です。毒物学研究では、ラットやサルとは異なり、犬は BR-96 の毒性作用により敏感であり、用量制限毒性として出血性腸炎があることが示されています。驚くべきことに、BR96-DOX と未修飾モノクローナル抗体 BR96 は同じ用量制限毒性を有しており、この毒性がモノクローナル抗体によって引き起こされることを示しています。未修飾のDOXとは異なり、ADCはラットモデルにおいて心筋症を誘発しませんでした。したがって、ヒトを対象とした BR96-Dox の第 I 相臨床試験の用量選択は、イヌでの毒性学の結果に基づいて行われました。
抗体標的の発現: 治療用モノクローナル抗体と同様、ADC の非臨床評価は、動物試験種に抗原標的が存在しないことによって妨げられる可能性があります。{0}バイオテクノロジー由来の医薬品の前臨床安全性評価に関する ICH S6 (R1) ガイドライン (2011) には、「新規の毒素を含む抗体-薬物/毒素複合体 (ADC) の種の選択は、未修飾抗体の場合と同じ一般原則に従う必要があります。モノクローナル抗体の試験に関連する動物種は、必要なエピトープを発現し、組織を提示する動物種です。」 -交差反応性スペクトルはヒト組織のスペクトルと類似しているため、種と疾患の特異性によって非臨床評価が決定または制限される可能性があります。-
正常組織における標的抗原の発現は、ADC 療法の安全性に関する大きな懸念事項です。理想的には、標的抗原は正常細胞上で非常に低レベルで発現されるべきです。ただし、上の 2 つの例で述べたように、抗体は実際には常に特異的であるとは限りません。 ADC 標的に対する特異性の欠如に関連する他の潜在的な毒性の例には、ナトリウム依存性リン酸輸送体である NaPi2b が含まれます。NaPi2b はいくつかの腫瘍タイプで発現しますが、正常組織でも検出可能に発現し、無機リン酸恒常性において役割を果たします。 ADC（抗-NaPi2b-vc-MMAE）は、vcペプチドリンカーを介してヒト化IgG1抗-NaPi2bモノクローナル抗体をMMAEに結合させることによって開発され、正常なヒトおよびカニザル組織において特異的結合親和性を有することが確認されました。ただし、サルの正常な肺では高レベルの発現があるにもかかわらず、この交差反応性の安全性は許容できる可能性があります。-、正常組織の発現とは関係のない用量制限毒性が伴います。-正常なラット、非結合種、およびサルにおける毒物学的影響は、MMAE の薬理学と一致しています。
一般的な毒性学設計原則: 一般に、モノクローナル抗体分子は全身曝露に影響を与える、または全身曝露を決定する主な要因の 1 つであるため、モノクローナル抗体 / 裸の抗体、リンカー / リンカー毒素に対して個別のグループを設定する必要はありません。{0}用量設計では、ADC の薬力学用量、抗体分子の特性、および小分子毒素の毒性特徴を考慮する必要があります。
ペイロード-関連の毒性に焦点を当てる:小分子化合物の標的放出により標的組織内での薬物濃縮が達成され、治療域が向上しますが、ADC の主な毒性特性は依然として、結合した小分子化合物の毒性特性と類似しています。ほとんどの ADC 毒性反応は、小分子化合物の直接投与よりも軽度ですが、一部の ADC は、抗体標的結合またはオフターゲット結合に関連する組織毒性反応を増加させる可能性があります。- ADC は小分子化合物の標的放出を増加させますが、一部の小分子化合物は依然として早期に放出され、一部の遊離小分子化合物は標的細胞から周囲の組織や体循環に急速に拡散または移動する可能性があり、あるいは標的細胞のアポトーシスや損傷により遊離小分子化合物が体循環に入る可能性があります。 ADC の抗体部分は、Fc 受容体媒介細胞食作用など、他の非標的組織器官細胞表面受容体またはエピトープにも結合する可能性があります。-、薬物は代謝分解後に対応する組織細胞に毒性効果を及ぼす可能性があります。したがって、ADC の毒性は抗体、低分子化合物、リンカーの特性と密接に関係しており、抗体、低分子化合物、リンカーの変化により ADC の毒性特性も変化します。非臨床安全性研究では、薬物の組成構造と薬物動態学的特性が毒性に及ぼす影響に注意を払い、実験結果を包括的に分析する必要があります。
遺伝毒性:生体高分子は一般に DNA と直接相互作用しないため、ADC とその抗体部分は通常、遺伝毒性試験を受ける必要がありません。 ADC の潜在的な遺伝毒性は、小分子化合物に由来します。ペイロードの小分子化合物が新しい化合物の場合、遺伝毒性試験を実施する必要があります。体内で生成される新しい遊離低分子化合物および/または新しいリンカーの場合、対象となる試験材料は物理化学的特性、切断特性、および ADC の切断生成物の構造に基づいて評価されるべきです。十分なデータが標的試験物質に遺伝毒性があることを示している場合、遺伝毒性研究は必要ありません。
生殖毒性:ADC 内の低分子化合物、リンカー、裸の抗体は、生殖器官、生殖能力、胚{0}}胎児の発育、子孫の発育に悪影響を与える可能性があるため、ADC の生殖毒性リスクに注意を払う必要があります。 ADC の生殖毒性の研究戦略、実験計画、実施、評価では、ICH S5 ガイドラインを参照し、ADC の作用機序と対象集団を組み合わせて、特定の問題-に特化した分析戦略を採用する必要があります。後期腫瘍患者を対象とした ADC は、生殖毒性研究に関する ICH S9 ガイドラインを参照できます。-
生物由来製品の場合、生殖毒性は通常、薬理学的に関連する動物種で評価されます。げっ歯類とウサギの両方が標的結合関連動物種である場合、1 つの種で胚致死性または催奇形性が確認されていない限り、2 つの動物種を使用して胚-胎児発育毒性試験を実施する必要があります。標的-結合動物種が非ヒト霊長類である場合、または関連する動物種が存在しない場合、遊離小分子化合物の生殖毒性を調べるために、通常、生殖毒性試験の対象としてラットまたはウサギが最初に検討されます。研究結果で陽性が確認された場合、標的結合関連動物種を使用して生殖毒性を調査する必要はありません。-それ以外の場合、抗原媒介生殖毒性を同定するための試験には、非ヒト霊長類、トランスジェニック動物、または代替分子を考慮する必要があります。- ADC 内の抗体または低分子化合物に潜在的な生殖毒性リスクを明確に示す文献データがある場合、生殖毒性研究は必要なく、関連するリスク管理は文献情報に基づいて行うことができます。
発がん性:ADC の特性に基づいて、ICH S1、ICH S6、ICH S9 およびその他の関連ガイドラインに従って発がん性試験の必要性が検討されます。
免疫原性/免疫毒性:ADC は体内に入ると免疫原性を引き起こし、抗薬物抗体を生成する可能性があります。{0}} ADC の免疫原性の評価は、薬物の薬物動態、有効性、安全性結果の分析に役立つため、通常、ADC の非臨床安全性研究には抗薬物抗体の検出が伴います。-抗薬物抗体は ADC の抗体部分とリンカー部分から生成される可能性があり、抗原エピトープのさらなる検査が必要かどうかは免疫原性のリスクに基づいて決定する必要があります。 ADC の免疫原性分析のための開発、検証、および分析検出戦略は、「薬物免疫原性研究に関する技術ガイドライン」に従う必要があります。 ADC は、ICH S6、ICH S8、ICH S9 などのガイドラインを参照し、ADC の種類や作用機序などの要素に基づいて免疫毒性検出指標を合理的に設計できます。日常的な免疫毒性研究に加えて、必要に応じて追加の免疫毒性研究を考慮する必要があります。
光学的安全性:第 I 相臨床試験の前に、小分子化合物 (リンカーを含む) の光化学的特性および薬理学的/化学的カテゴリーに基づいて、潜在的な光毒性を事前に評価する必要があります。これらのデータが潜在的なリスクを示唆している場合、臨床試験の被験者に対して適切な保護措置を講じる必要があります。非臨床データや臨床経験によって写真の安全性のリスクを完全に評価できない場合は、大規模サンプルの臨床試験（第 III 相）の前に、ICH S10 に記載されている原則に沿った写真の安全性評価を提供する必要があります。-
組織交差反応性:-組織交差反応性研究は、組織内の抗体と抗原エピトープの結合特性を決定するために、免疫組織化学的手法を使用して実施される in vitro 組織結合試験です。{0}}組織交差反応性の研究は、標的の分布を理解するための有用な補足情報を提供することができ、また潜在的な予期せぬ結合に関する情報も提供することができます。ヒト組織を使用した組織交差反応性研究は、抗体医薬品の初期臨床投与安全性評価シリーズに不可欠な部分です。標的と結合する関連動物種が存在しない場合、組織交差反応性情報は、ヒトの毒性リスクを予測するために特に重要です。-後期腫瘍適応症を対象とした ADC の場合、関連する動物種における毒物学的影響を評価した後に特別な懸念がない場合、組織交差反応性研究は必要ありません。-
現在、ICH、FDA、NMPA、その他の機関は、ADC の非臨床薬理学および毒性学研究に関連する技術ガイドラインを発行しています。{0}研究者は、薬物の特性に基づいて科学的に合理的な非臨床薬理学および毒性学研究を計画でき、非-臨床動物-レベルの薬力学効果とヒトに対する毒性反応の外挿を最大限に高め、臨床応用における ADC の有効性と安全性を予測できるため、臨床試験の成功率が向上し、開発リスクが軽減されます。医薬品開発者は、予備的な研究結果や既存の問題に基づいて規制当局と連絡を取り、科学的に標準化された非臨床研究サポート情報を入手できます。-
