关于甲磺酸伊马替尼口服制剂人体生物等效性试验设计的几点考虑

        前言
        甲磺酸伊马替尼（Imatinib Mesylate，Glivec
）是一种针对BCR-ABL靶点的小分子的酪氨酸激酶抑制剂（Tyrosine Kinases Inhibitors,TKI），通过抑制细胞增殖的信号传导发挥作用。该产品最早由瑞士诺华制药公司研制开发，于2001年首次获准在美国上市，也是首个批准上市的TKI类药物，目前已经在全球多个国家批准上市。剂型包括：胶囊剂（50、100mg）、片剂（0.1g和0.4g），适应症包括血液肿瘤和实体瘤等多种疾病，临床最主要用于慢性髓细胞性白血病（CML）、胃肠道间质瘤（GIST）的治疗，并已成为上述疾病的标准治疗。
        诺华公司的甲磺酸伊马替尼胶囊（100mg）于2002年4月获准进口中国，甲磺酸伊马替尼片（0.1g和0.4g）于2005年1月获准进口，商品名：格列卫
。因该化合物专利保护期至2013年4月2日，近期备受业界关注，目前国内已经有十余家企业申报仿制。
        对于注册分类6口服固体制剂，人体生物等效性试验是支持仿制药和被仿制药“一致性”评价的主要临床依据。由于抗肿瘤药物自身特点，其生物等效性研究设计在某些方面不同于其它适应症领域的药物。本文结合实际审评中遇到的问题及国外相关指导原则，阐述了当前审评中对伊马替尼人体生物等效性试验设计中一些问题的考虑，期望能为该产品相关研发人员提供参考。
        1.受试人群的选择
        抗肿瘤药物通常具有较为明显的不良反应，故多以患者为受试对象。近年来上市的小分子靶向药物作用机制与传统细胞毒类药物不同，毒性相对较轻，故采用健康志愿者进行低剂量单次给药的生物等效性也并非不可接受。目前对于伊马替尼的受试人群选择存在不同意见，FDA指南强调以CML或GIST患者为试验对象^[1]，EMA审评部门则可以接受健康志愿者^[2]。诺华公司在格列卫研发过程中，也采用健康志愿者进行了药代方面的研究，例如物料平衡研究、不同剂型的生物等效性研究（片剂和胶囊剂）、药物相互作用研究等^[3,4]。伊马替尼之类的小分子靶向药物毒性相对较轻，但每日重复给药情况下依然存在较高发生率的消化道反应、液体潴留、皮疹、中性粒细胞减少等常见毒性，即使是治疗剂量下单次给药也可观察轻度的恶心、呕吐不良反应。而且，伊马替尼临床前致突变、致畸性、致癌研究中均观察到阳性结果，尽管是长期大剂量使用情况下出现。为避免健康受试者遭受不必要的损害以及相关的伦理问题，审评建议尽可能选择患者作为受试对象，这也有利于收集临床疗效信息，进行PK/PD分析，进行临床疗效的等效性判断。
        选择患者作为受试对象时，需要考虑患者的治疗获益需求和实际操作。显然，仅给予单次剂量并设置较长空白清洗期可能引发伦理问题，不利于患者治疗。伊马替尼临床治疗目前多主张剂量滴定给药方式：起始剂量400mg，如果没有严重药物不良反应且如果血象许可，允许从400mg/日增加到600mg/日，或从600mg/日增加到800mg/日。因此FDA建议选择给药剂量稳定在400mg的患者，在多次给药达稳态后取血样进行检测。小分子靶向药物的疗效与稳态下血药浓度水平能否达到有效抑制靶点的程度密切相关，因此，稳态后的暴露水平的等效性结论，能更好地预测两制剂临床治疗等效。
        选择患者作为受试对象还需设置更为严格的入排标准，以免影响结果的评价。例如，伊马替尼会影响肝功能，并需依据肝功能损害情况进行剂量调整，故试验需排除肝功能不全患者，且试验过程中必须严格监控患者的肝功能。伊马替尼是CYP3A4的底物，试验中需避免合用CYP3A4的诱导或抑制剂的情况。
        2.总体设计
        以健康志愿者为受试对象时，整体设计与一般药物相同，采用单剂量、两阶段、自身对照、交叉试验设计。如同时比较不同规格、不同剂型的生物等效性，宜采用多阶段交叉设计。受试者随机分为两组给药序列，一组受试者先服用受试制剂，后服用参比制剂；另一组受试者先服用参比制剂，后服用受试制剂。两顺序间留有足够长的清洗期时间。按临床推荐剂量单次口服400mg，给药前和给药后按预定时间点采集静脉血样，进行血药浓度检测和药代动力学参数计算。
        根据原研产品数据，伊马替尼的消除半衰期约为18小时，其活性代谢产物半衰期为40小时，7天内约可排泄所给药物剂量的81％，为避免前一周期的携带效应，清洗期宜设为10-14天。取样时间点则可以伊马替尼原型药半衰期计算，以3-5个半衰期为宜。
        以患者为受试对象时，宜采用多剂量、两阶段、自身对照、交叉试验设计。同样将患者随机分成两组，每组采用不同的给药序列。如前所述，由于患者治疗过程中不能中断给药治疗，故不设定清洗期。为了消除前一种制剂对后一种制剂的影响，可以采用如图1所示的给药方案：
        

        图1：以患者为试验对象的多次给药示意图
        图1中所示给药方案，虽然没有中断给药，但是两次采血之间间隔长达10天，是另一种意义上的清洗期。两组中一组按图示给药，另一组采用同样的方式，只是第一周期服用受试制剂，第二周期服用参比制剂。
        以患者为试验对象时，多次给药达稳态后，采血时间只需要包含一个给药间隔24小时即可，不需要采集24h后的消除末端相时间点。多剂量稳态下一个给药间隔的AUC_0-24h(灰色区域)与相同剂量单次给药的AUC_0-∞(蓝色区域)的值相等，如图2所示：
        

        图2：多次给药稳态下一个给药间隔的AUC_0-24h(灰色区域)与单次给药的AUC_0-∞(蓝色区域)
        为保障评价标准一致性，参比制剂均应选择诺华公司原研进口产品-格列卫
。目前已经有胶囊和片剂两种剂型上市，宜尽量选择相同剂型作为参比制剂。
        按照国际通用标准，经对数转换后的受试制剂的AUC_0-t在参比制剂的80％-125％范围，受试制剂的C_max在参比制剂的80％-125％范围，根据双单侧T检验的统计量，同时求得（1－2α）%置信区间，对T_max 经非参数法检验。如在规定范围内，即可判断受试制剂与参比制剂生物等效。
        3.空腹或饮食状态的选择
通常情况下，空腹状态排除了饮食因素导致的对药物生物利用速度和程度的影响，能更好地反映制剂的生物药剂学特性，所以生物等效性多采用空腹条件下给药。对于伊马替尼而言，有如下考虑：①伊马替尼易溶于水，属于高生物利用度药物。诺华公司研究数据显示，口服溶液和胶囊在禁食条件下比较，生物利用度为98.8%，吸收迅速，2-4小时达峰；②食物对吸收影响的研究显示，与空腹时比较，高脂饮食后伊马替尼吸收率轻微降低（C_max减少11％，t_max延后1.5小时），AUC略减少（7.4%）。所以即使是高脂饮食，食物的影响并不显著；③FDA最新的说明书明确提示：甲磺酸伊马替尼应在进餐时服用，并饮一大杯水，以使胃肠道紊乱的风险降到最小。在已经受理产品审评中也可以看到，空腹状态下给药消化道不良反应发生率有增加趋势。空腹状态下单次给药，健康志愿者的胃肠道刺激性的发生率大约在1/4~1/3（6/24~8/24），不良反应主要为恶心、头晕。而在进清淡饮食条件下,发生率在1/25。④FDA针对特殊药物的生物等效性指南推荐：伊马替尼片的生物等效性试验是在进食、患者多次给药达到稳态后给药。
综上，审评认为伊马替尼口服制剂受食物影响较小，且有利于降低胃肠道不良反应，采用清淡饮食条件下进行生物等效性试验有合理依据，可以接受。
        4.代谢物的检测
        通常，生物等效性试验考察的是制剂的吸收程度和速度，原型药物的C_max能更敏感地反映剂型间吸收速率的差异，故生物等效性判断多基于原型药物的血药浓度。某些药物在体内迅速代谢，原型药浓度太低无法建立检测方法，或代谢物是在进入循环前经肠道酶代谢转化而成，且代谢物对于疗效和安全性有主要贡献时，则需要考虑同时检测原型药和代谢物。
        伊马替尼主要经肝脏CYP3A4酶代谢，原型药消除半衰期约为18小时，其活性代谢产物半衰期为40小时，在体外其药效与原药相似，血浆AUC是原型药AUC的16％。故仅检测原型药物浓度是可以接受的。
        5.受试者例数
        生物等效性试验样本量应根据显著性水平（α值）、把握度（β值）、变异度（CV%）等参数按照统计学要求进行估算。试验的变异来源是多方面的，包括制剂间、周期间、个体间、试验的偶然误差等。在经典双交叉设计中，自身前后对照可以消除周期间、个体间差异带来的影响，试验的偶然变异包括了不可控因素和可控因素，前者包括化合物本身理化特性导致的人体药代特征的变异，后者包括受试者试验期间饮食、运动量的控制程度、已纳入受试者的均一性等。如果试验控制良好，可以降低偶然变异，CV%可以近似为个体内变异。通常规定，α=0.05，β=0.2 (Power = 1-β = 0.8)，两组间几何均值的差值θ=exp(μ_T)/exp(μ_R)。根据表1就能简单查出不同变异程度下试验所需样本例数(药动学参数经对数转换)。
        表1:生物等效性试验样本量估算
        

        例如，假设θ值定为0.9，个体内变异定为15%，则达到80%的功效，所需样本例数就是22例。个体内变异增加，样本量也随之明显增加。如个体内变异为30%，则需要80例（一般我们认为CV%>30%即为高变异药物）。
        在开始实施研究前，我们并不确定试验的CV%值，通常是依据被仿产品已有信息来预测试验个体内变异。
        

        

        其中Mse是经对数转换后ANOVA结果中偶然变异的均方。以某产品按经典双交叉设计的生物等效性试验参数经对数转换后的ANOVA结果为例（见表2）。
        表2:某产品生物等效性试验参数经对数转换后的ANOVA结果

        表2中黄色背景表格数字即Mse。按照上式即可计算其个体内变异系数CV% = 11.9%。
        基于已受理的伊马替尼口服制剂生物等效性报告数据，估计其个体内变异(CV%)在10 ~ 15%左右。根据表1，如预期θ值在0.9-1.1之间， 22例可达到80%的功效。支持FDA批准格列卫
片剂注册的试验中，纳入了30例。在支持EMA批准注册仿制产品生物等效试验中，片剂纳入了42例，胶囊剂纳入了20例。建议申办者在充分估计试验偶然变异的控制情况下，根据产品变异程度和同品种研究结果确定足够的病例数，避免由于试验变异高、样本量小、功效不足以检验出等效性的情况。
        6.不同规格间的生物等效性试验豁免
        伊马替尼口服制剂存在多个规格，片剂有0.1g和0.4g两个规格，胶囊有50mg和100mg两个规格。临床单次用量在400mg-600mg，故多进行400mg给药剂量下的生物等效性试验。伊马替尼的平均绝对生物利用度为98％，15min的溶出超过85%，属于高渗透快速溶出药物。如果不同规格生产工艺一致，处方中辅料种类相同，并成比例关系，体外溶出曲线一致，应可以基于400mg片剂或100mg胶囊的生物等效性结论推断100mg片剂或50mg胶囊规格的等效性，豁免后两者的生物等效性试验。
        结语
人体生物等效性试验是验证仿制药物与被仿制药物质量一致性的重要依据。抗肿瘤药物生物等效性试验有其特殊性，需要结合产品特点、研究目标以及临床可操作性等综合考虑。伊马替尼作为首个上市的小分子酪氨酸激酶抑制剂，在受试人群、给药方式、待测物、规格、样本量等选择上均需要结合其自身特点合理设计。今后还将陆续针对不同类别抗肿瘤药物生物等效性试验设计的考虑要点进行总结。
参考文献：
1.FDA.Guidance on Imatinib Mesylate .
//www.fda.gov/drugs/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/ucm118261)
2.EMA.Assessment report :Imatinib Teva. //www.ema.europa.eu
3.FDA.Center for drug evaluation an research approval package for application number 21-335/S001:clinical pharmacology and biopharmaceutics review.
//www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/drugsatfda/index.cfm.
4.FDA.Center for drug evaluation an research approval package for application number 21-558/S001:clinical pharmacology and biopharmaceutics review.
//www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/drugsatfda/index.cfm.