基于RNA復雜生物制品的非臨床安全性考量
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引言
生物偶聯寡核苷酸（BCO）是由靶向配體組成的治療方式，例如與活性寡核苷酸有效載荷偶聯的抗體或肽，包括mRNA，小干擾RNA（siRNA），反義寡核苷酸，RNA適體或RNA編輯器。重要的是，BCO可以跨越組織和細胞屏障，包括血腦屏障，從而擴大了可以用基于RNA的藥物有效治療的疾病范圍。
BCOs的非臨床安全性和毒理學評估是臨床轉化和人類風險評估的核心，需要整合歷史上應用于小分子或大分子治療的原則。BCOs非臨床安全性測試的主要目標是在臨床給藥之前識別和表征潛在的不良反應。現有的監管框架，包括ICH M3（R2）1和ICH S6（R1）2，為一般毒理學，安全藥理學和專門終點提供了指導；然而，它們在BCO中的應用仍然沒有得到充分的定義。
為了解決這一差距，專家工作組提出了一個框架，考慮了最佳實踐和基于風險的非臨床安全性測試方法，這些方法支持首次人體試驗（FIH）試驗和隨后的BCO臨床開發。該框架反映了BCO固有的獨特藥效學（PD），藥代動力學（PK），吸收，分布，代謝和消除（ADME），毒性和免疫原性特征。
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一、BCO非臨床安全性測試的建議
靶點特異性和物種依賴性
許多BCOs包含人類和非人類靈長類動物（NHP）特異性的生物和/或寡核苷酸成分，導致在其他非臨床物種中部分或完全缺乏PD活性。因此，通常需要開發替代分子，并在相關動物模型、微生理系統或人源化轉基因模型中進行測試，以便對BCOs進行全面的安全性評估，這符合3R原則（減少、優化、替代）。必須評估決定組織暴露的靶向生物制劑以及連接子-寡核苷酸載荷的交叉反應性。證明替代分子與臨床候選藥物在PK/PD、生物分布、清除和安全性方面的等效性，對于在臨床試驗前識別基于分子的風險至關重要。替代分子應表現出相當的靶點結合（包括脫靶）、暴露-反應關系，以及相對于臨床候選藥物同等或更保守的生物分布特征。
混合藥理學
BCOs表現出混合藥理學行為。連接子-寡核苷酸組分可能引起類似小分子的脫靶毒性，而生物組分則決定了類似大分子的靶向介導分布。因此，非臨床策略必須考慮脫靶效應、脫組織/靶向效應、過度或繼發藥效，以及組織分布對毒性的影響。在首次人體試驗前，理解連接子化學、寡核苷酸修飾和靶向部分如何相互作用以塑造毒理學特征至關重要。基于平臺的方法可能有助于識別組分特異性風險，但該領域仍需更多數據。
實現組織特異性的遞送配體
遞送系統，包括納米顆粒、抗體、肽或脂質載體，引入了額外的安全性考量。這些考量包括局部耐受性、與非靶組織的結合、全身生物分布和免疫原性。對這些屬性（無論是分子特異性還是平臺相關）的表征，通常需要擴展非臨床安全性測試，以充分告知人類風險評估。
安全藥理學評估
基于RNA的療法需要一種綜合的安全藥理學方法。心血管、中樞神經系統和呼吸評估通常納入重復給藥毒性研究中，并根據ICH S7A的要求納入hERG阻斷評估。當BCOs靶向新型或系統重要性途徑（如免疫調節）或出現技術挑戰（如幼年動物模型）時，專門的安全藥理學研究可能是適當的。
非臨床毒理學研究中的劑量選擇
劑量選擇策略應基于最大耐受劑量、最大可行劑量或藥理學相關暴露倍數，例如基于血漿曲線下面積（AUC）或體表面積調整劑量的預計人體暴露量的10-50倍。對于RNA療法，由于物種特異性PK和免疫原性差異可能混淆安全邊際的解釋，暴露匹配給藥尤為重要。
重復給藥非臨床毒性測試
擬用于慢性或長期重復臨床給藥的BCOs通常需要進行亞慢性和慢性非臨床毒性研究，通常在嚙齒動物中長達6個月，在非人類靈長類動物中長達9個月，這與ICH M3(R2)一致。評估內容包括標準毒性終點、組織病理學、臨床化學、PK/PD和代謝物表征（源于連接子降解、運輸載體或RNA裂解）。盡管常因靶點相關性選擇NHP，但仍可能需要使用載荷和/或偶聯形式的嚙齒動物研究來評估過度的PD或全身風險。在表達人類靶點的轉基因小鼠中測試配體和/或活性載荷，或使用替代分子，可進一步降低轉化風險。
免疫原性、細胞因子反應和抗藥物抗體
免疫原性和細胞因子反應是BCOs的關鍵考量因素，因為它們可能激活先天免疫途徑（如TLR7/8或RIG I）和適應性免疫反應。因此，非臨床安全性評估應考慮細胞因子釋放、補體激活、抗藥物抗體（ADA）和溶血。預測性體外方法，包括外周血單個核細胞測定和人源化系統，與體內研究相結合，有助于評估細胞因子釋放綜合征和免疫介導毒性的風險。通常應在重復給藥毒性研究中監測ADA，因為它們可能改變暴露、減弱PD或形成免疫復合物，從而使安全性解釋復雜化。當檢測到ADA時，應評估其中和潛力及其對暴露和PD的影響。根據偶聯物設計和作用機制，區分針對完整偶聯物還是單個組分的免疫反應也可能是必要的。
脫靶與過度藥效
靶點風險評估，包括計算機分析、體外篩選和BCO的組織交叉反應研究，用于識別意外的分子相互作用或在非靶組織中的表達。這些評估支持表征非靶組織中的脫靶效應和過度藥效，從而為風險緩解策略提供依據。
生物分布與藥代動力學
全面的生物分布表征對BCOs至關重要，因為其復雜的化學修飾可能包括核苷類似物和改變穩定性及消除途徑的加帽結構。必須考慮靶向部分的物種特異性結合。組織內暴露的定量對于關聯療效與靶器官毒性至關重要。qPCR、基于雜交的測定或報告系統等分析工具能夠評估RNA在組織間的分布。
遺傳毒性與致癌性
遺傳毒性試驗組合包括Ames試驗、體外和體內染色體畸變或微核試驗。這些試驗可用于評估與連接子化學、寡核苷酸修飾或活性中間體相關的遺傳毒性。對于缺乏DNA整合潛力的寡核苷酸，且表征明確的寡核苷酸，遺傳毒性測試可簡化，寡核苷酸致癌性策略可根據證據權重方法進行調整。基于平臺的論證和與監管機構的溝通可支持免除冗余測試，包括終身嚙齒動物致癌性研究，這與ICH S1B一致。
發育和生殖毒性（DART）及光毒性
對于擬用于有生殖潛力人群的BCOs，需根據暴露、靶點表達和作用機制考慮DART風險。與寡核苷酸的經驗一致，BCOs的DART風險通常可通過整合PD、生物分布和重復給藥毒性數據的證據權重方法來解決，而不是默認進行專門的NHP生殖研究。當生殖組織中靶點表達極低且毒性研究中無相關生殖發現時，使用替代分子的嚙齒動物研究、文獻先例和機制理解可能已足夠。僅存在生物組分本身并不需要進行NHP生殖評估。當預期陽光暴露組織會暴露時，納米顆粒遞送系統和輔料可能需要根據ICH S10進行局部耐受性和光毒性評估。
監管考量
BCOs是通常依據ICH M3(R2)和ICH S6(R1)開發的復雜模式藥物，反映了其兼具小分子和大分子的特性。針對非偶聯RNA療法的新興監管指南雖不完全適用，但為平臺經驗和風險評估提供了有用的背景。對于擬治療急性或危及生命適應癥的BCOs，基于風險的方法可支持簡化或修改的非臨床計劃，前提是安全邊際已得到充分表征。盡早并主動與監管機構溝通對于就替代分子的使用、模型選擇、非臨床終點的確定及關鍵安全性研究的時間表達成一致至關重要。
倫理和操作考量
強烈鼓勵采用經過驗證的新方法學，包括體外系統、器官芯片技術、人源化模型和計算方法，以最大限度地減少動物使用，同時保留轉化價值，這與3R原則一致。適當的統計設計和隊列規模對于確保毒理學風險的穩健表征仍然至關重要。
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結語
BCO的非臨床安全性評估需要解決上述方面的新型綜合策略。采用機制知情，基于風險和科學嚴謹的框架將使BCO能夠安全地從實驗室過渡到臨床。參考資料：Unlocking biological barriers: nonclinical safety considerations for RNA-based complex biologics. Nat Rev Drug Discov. 2026 Apr 10.
原文標題 : 基于RNA復雜生物制品的非臨床安全性考量
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