楊秀進(jìn)，李憲堂，王輝暖，師福山，周向梅，楊利峰，趙德明

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院，北京 100193）

隨著人類文明和社會經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，一種現(xiàn)象也隨之出現(xiàn)，那就是各種新型疾病紛至沓來，令人們應(yīng)接不暇。因此，新藥研發(fā)不僅是生命科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果更是人類社會發(fā)展的需要。目前應(yīng)用中的藥物，諸如小分子物質(zhì)、蛋白質(zhì)、寡核苷酸、疫苗等種類繁多，不過，總體來看新藥的研發(fā)大體可分為兩個階段：研究和開發(fā)。這兩個階段相繼發(fā)生又相互聯(lián)系，區(qū)別在于候選藥物的確定。候選藥物確定之前為研究階段，之后為開發(fā)階段。在此過程中，由于病理學(xué)家對疾病發(fā)生機(jī)制，病理組織形態(tài)學(xué)觀察具有獨特的專業(yè)見解，在整個藥物研究和開發(fā)過程能夠保證更新、更復(fù)雜藥物的安全性和有效性。

1 病理學(xué)在研究階段風(fēng)險控制中的作用

在藥物研究階段，研發(fā)人員要鑒別可藥化靶標(biāo)來滿足多種醫(yī)學(xué)需求。由于病理學(xué)家對病理生理學(xué)和疾病發(fā)生機(jī)制的深刻認(rèn)識，因此是研發(fā)團(tuán)隊不可或缺的關(guān)鍵成員，他們可以銜接臨床和非臨床兩個領(lǐng)域，對動物模型建立和應(yīng)用方面給以建議，對疾病發(fā)生機(jī)制提供專業(yè)的分析、解釋。

2 病理學(xué)在開發(fā)階段的風(fēng)險控制作用

一旦某種分子被選定為候選藥物，就要考慮到這種分子的風(fēng)險；而這種風(fēng)險往往不會直接看到，不易察覺，這就是靶標(biāo)的嚴(yán)格篩選和對脫靶效應(yīng)深刻認(rèn)識是新藥研發(fā)成功至關(guān)重要的原因。從一開始，病理學(xué)家就需要參與到臨床前各種試驗方案的設(shè)計，以保證病理學(xué)終點（pathology endpoints）的收集，尤其對非標(biāo)準(zhǔn)病理學(xué)終點的收集，并充分考慮到后續(xù)工作（如 EM、IHC或一些要求冰凍組織或特殊固定劑的染色）、達(dá)到預(yù)期效果的時間、對靶標(biāo)生物學(xué)的了解、意料中的效應(yīng)信號、脫靶效應(yīng)的病理生理學(xué)以及可回溯性等等其它考慮的因素。

2.1 在藥物非臨床研究早期風(fēng)險控制中的作用

藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范（GLP）是敲定候選藥物后指導(dǎo)開展臨床前試驗的操作指南。作為GLP指導(dǎo)下的早期研究，將利用預(yù)期的候選藥物或相關(guān)分子進(jìn)行體內(nèi)試驗。在以往的研發(fā)工作中，研發(fā)人員找到用來確認(rèn)靶標(biāo)調(diào)節(jié)或者至少是靶標(biāo)攻擊所必需的藥效終點后，實驗動物及其組織會被拋棄處理，不進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，現(xiàn)在研究者意識到這種做法相當(dāng)不科學(xué)。病理學(xué)家起著雙重作用，他們在比較病理生理學(xué)方面知識豐富，不僅能確認(rèn)安全責(zé)任，還能為藥效終點（efficacy endpoints）提供建議，解釋動物模型信息。

在藥物開發(fā)早期，病理學(xué)家從實驗動物模型中獲得的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)為藥物分子開始GLP階段的檢測提供安全策略，例如，藥物試驗中，當(dāng)觀察發(fā)現(xiàn)試驗大鼠的生長板變薄時，將會導(dǎo)致候選藥物的研發(fā)停止；檢查動物模型關(guān)節(jié)畸形時可通過免疫組織化學(xué)的方法，這種方法能夠直接指示出與效應(yīng)機(jī)制相關(guān)的信號，并且只與處于生長期的嚙齒動物相關(guān)。因此很明顯，從早期的動物模型中獲得安全性數(shù)據(jù)是非常有利的，而且有高水平的病理學(xué)家參與方案的制定可以研究早期獲得的病理生理學(xué)的依據(jù)，并確保形態(tài)學(xué)終點數(shù)據(jù)的收集和解釋。

2.2 在臨床前藥物夸大效應(yīng)毒性研究中的風(fēng)險控制作用

藥物毒性主要來源于兩個方面，一是與預(yù)期的目標(biāo)靶位結(jié)合，另外一個則是與預(yù)期之外的其他分子相互作用。然而脫靶毒性按慣例更傾向與某種小分子有關(guān)，這種小分子可以與多種預(yù)期之外的靶位產(chǎn)生化學(xué)性結(jié)合，而大分子（如，蛋白質(zhì)，核苷酸等）通過與一些受體的結(jié)合也可以產(chǎn)生此效應(yīng)。藥物在與受體的結(jié)合過程中可產(chǎn)生夸大效應(yīng)，受體的夸大效應(yīng)可產(chǎn)生毒性作用，如，由靶淋巴細(xì)胞或巨噬細(xì)胞受體釋放的細(xì)胞因子可增加Tc細(xì)胞或NK細(xì)胞的抗癌能力，但是，細(xì)胞因子釋放量過多后，此效應(yīng)會擴(kuò)大，導(dǎo)致細(xì)胞因子以及大量作用于血管的細(xì)胞因子的級聯(lián)釋放，會有潛在的致命威脅。

病理學(xué)家通過從已知毒性機(jī)制中分辨出上述不同類型的機(jī)制，從而增加開發(fā)過程中的藥物價值，通過開展不包括候選藥物的藥劑（如抑制性RNA）靶位調(diào)變實驗，分析藥物在動物體內(nèi)所產(chǎn)生的反應(yīng)及組織形態(tài)學(xué)變化，了解可成功識別安全靶位效應(yīng)的病理生理學(xué)機(jī)制，或者控制由夸大效應(yīng)產(chǎn)生的與毒力相關(guān)的風(fēng)險。

2.3 在臨床前藥物劑量毒性中的風(fēng)險控制作用

由于臨床前毒性研究的目的在于測定產(chǎn)生毒性的劑量（包括給藥途徑和血藥濃度）以及效應(yīng)器官，從之前的效力試驗和初步的檢測毒性研究中盡可能獲得對這些問題的充分認(rèn)識，并且需要討論涉及所有形態(tài)學(xué)變化結(jié)果的意義。如果在一項為期7天的藥物研究中發(fā)現(xiàn)肺臟僅出現(xiàn)輕微毒性，那么同樣劑量持續(xù)一個月會不會僅僅產(chǎn)生更強(qiáng)的不致命的毒性作用，或者該劑量是否應(yīng)當(dāng)增大到可以得到劑量限制毒性以供管理機(jī)構(gòu)評價。同樣，通過試驗得到無副作用劑量（NOAEL）也十分重要。病理學(xué)家可能會被問到某個劑量是否有效且無副作用，或者雖然肝臟未出現(xiàn)形態(tài)學(xué)變化，但是一些化學(xué)指標(biāo)如ALT含量輕微變化是否代表其引起了副作用。有多年的科學(xué)探索，并經(jīng)過長期訓(xùn)練和經(jīng)驗積累的病理學(xué)家能夠解決這些問題。例如，任何顯著的心原肌球蛋白水平升高都是心肌退化或壞死的征兆，即使大范圍的心臟取樣都沒有發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞損傷?？梢娊鉀Q這類問題的關(guān)鍵是適當(dāng)劑量的選擇，并且需要病理學(xué)家掌握該化合物的翔實資料以及臨床前藥物開發(fā)的科研思路和工藝。

2.4 在臨床前藥物可逆性和延遲性毒性反應(yīng)中的風(fēng)險控制作用

可逆性和延遲性毒性反應(yīng)是設(shè)計操作步驟時具有爭議的方面，主要問題包括藥物持續(xù)多長時間、給予多大的劑量以及終點時的情況等等，這些問題可以通過實驗驗證、經(jīng)驗估計、文獻(xiàn)報道預(yù)測。當(dāng)然，如果有無限的資源和時間，每一個實驗都應(yīng)該進(jìn)行不同劑量的可逆性檢測，應(yīng)該設(shè)計一個合理的操作程序從而使臨床醫(yī)師用藥時能夠最大限度地減少藥物的副作用。

這個問題看起來比較簡單，一定的形態(tài)學(xué)改變后可以通過停止用藥進(jìn)而恢復(fù)，但是如果在再生能力有限的器官出現(xiàn)明顯的細(xì)胞壞死，那么即使停止用藥也不能恢復(fù)其原有的狀況。并且還存在是否能用動物進(jìn)行該實驗的爭議。不過，由于實際中并不會走向兩個極端，而且藥物的毒性也并不是不可預(yù)測的，因此需要提前檢測可逆性。病理學(xué)家經(jīng)過長期的訓(xùn)練，積累了豐富的經(jīng)驗，可以為許多可逆性試驗提供很好的預(yù)測，因此需要一同參與制定試驗計劃，或者根據(jù)試驗操作預(yù)測可能出現(xiàn)的變化。

病理學(xué)家的參與對于確定恢復(fù)期的長短有著非常重要的作用，他們會將許多因素考慮在內(nèi)，包括：操作指導(dǎo)、復(fù)合物的半衰期、生物學(xué)特性、適應(yīng)癥以及應(yīng)用后引起組織器官形態(tài)變化的程度等等。在快速試驗中，一個好的方案至少可以保證復(fù)合物對動物的致病性最小，并且最少要保證動物能夠存活四周，這樣才能夠確保許多病理學(xué)變化過程得到詳細(xì)觀察。如果要進(jìn)行可逆性試驗時還需要考慮許多因素，單個的設(shè)計不能代表所有的操作程序。

另外一個需要檢測的是毒性的延遲作用和可逆性的關(guān)系，影響這兩者關(guān)系的主要內(nèi)容有：①用藥后的時間。因為一些可逆性實驗并不一定在檢測時間段內(nèi)能夠觀察到藥物的毒性延遲作用；②病理學(xué)家是檢查了所有的組織，還是只檢查了與治療相關(guān)的組織。對于用藥后到動物剖殺前的這段時間，實驗人員必須做出很好的選擇才能夠研究可逆性和毒性延遲作用，否則即使獲得了一些有用的數(shù)據(jù)也只是運氣問題，但是如果試圖設(shè)計一個方案能夠同時兼顧可逆性和毒性延遲實驗，是不太明智的。因為對于單純的可逆性實驗，病理學(xué)家只需要觀察那些肉眼可見的變化，而當(dāng)檢測藥物的毒性延遲作用時需要對先前未見病變的組織進(jìn)行檢測，但這對于半衰期很長或者對許多組織有多方面廣泛影響的檢品（如抗體）是比較不利的。

病理學(xué)家在確定其相關(guān)性、嚴(yán)重性以及種屬特異性方面的解釋是至關(guān)重要的。在可逆性研究階段，病理學(xué)家還可以根據(jù)相關(guān)征兆判斷是完全可逆還是部分可逆，當(dāng)有跡象顯示是部分恢復(fù)時，病理學(xué)家還能夠及時采取相關(guān)措施使其向完全可逆方向發(fā)展，或者在某些情況下可以使病例組織器官的功能完全恢復(fù)，例如，腎小管壞死是一種很嚴(yán)重的病變，可以導(dǎo)致腎臟功能受損，但是通過停藥兩周能夠使其完全恢復(fù)，尤其是當(dāng)組織器官基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完好的時侯（腎小管基底膜，腎臟脈管系統(tǒng)等）。如果病理學(xué)家發(fā)現(xiàn)雖然并沒有完全恢復(fù)到靜止期，但是有許多再生性的嗜堿性小管，伴隨著較低的胞漿、胞核比率，此時一般為消退期，因為恢復(fù)到正常狀態(tài)只是時間問題。

總之，在非臨床前新藥研發(fā)階段的風(fēng)險控制中，要確保開展的這些研究能夠為人體實驗提供安全可靠的依據(jù)，就要求對比較病理生理學(xué)、內(nèi)科學(xué)、臨床生物化學(xué)、血液學(xué)和其它學(xué)科有深刻的理解。而訓(xùn)練有素、經(jīng)驗豐富的病理學(xué)家即能滿足這一要求。不當(dāng)?shù)娘L(fēng)險控制管理會阻礙藥物開發(fā)，甚至使研發(fā)停止，使研究者遭受損失，更為嚴(yán)重的是會危害患者健康。讓病理學(xué)家參與到新藥研發(fā)的風(fēng)險管理隊伍中來，幫助研發(fā)、監(jiān)控研發(fā)，是成功研發(fā)與優(yōu)良的風(fēng)險管理策略相銜接的關(guān)鍵。

［1］Non-clinical safety studies for conduct of human clinical trials of pharmaceuticals［J］.1997.

［2］Boone，L.and D.Meyer，et al.Selection and interpretation of clinical pathology indicators of hepatic injury in preclinical studies［J］.Vet Clin Pathol，2005，34（3）：182-8.

［3］Brennan，F(xiàn).R.and G.Dougan.Non-clinical safety evaluation of novel vaccines and ad juvants：new products，new strategies［J］.Vaccine，2005，23（24）：3210-22.

［4］Foster，W.R.and S.J.Chen，et al.A retrospective analysis of toxicogenom ics in the safety assessment of drug candidates［J］.Toxicol Pathol，2007，35（5）：621-35.

［5］Pritchard，J.F.and M.Jurima-Romet，et al.Making better drugs：Decision gates in non-clinical drug development［J］.Nat Rev Drug Discov，2003，2（7）：542-53.

［6］Serabian，M.A.and A.M.Pilaro.Safety assessment of biotechnology-derived pharmaceuticals：ICH and beyond［J］.Toxicol Pathol，1999，27（1）：27-31.

［7］Verdier，F(xiàn). Non-clinical vaccine safety assessment［J］.Toxicology，2002，174（1）：37-43.