本文主要讲述了利培酮、GLP-1激动剂类药物和特立帕肽的致癌性实验结果。通过实例展示致癌性实验结果解读需要关注的问题。
国际上，对于预期长期使用的药物已经要求进行啮齿类动物致癌试验。在美国，大多数药物在广泛应用于人体之前，已进行了动物致癌试验。根据FDA要求，一般药物使用3个月或更长时间，需要进行致癌试验。在欧洲，“欧共体药品管理条例”规定了需要进行致癌试验的情况，包括长期应用的药物，即至少6个月的连续用药，或频繁的间歇性用药以致总的暴露量与前者相似的药物。
在日本，根据1990年“药物毒性研究指导原则手册”，如果临床预期连续用药6个月或更长时间，则需要进行致癌试验。尽管连续用药少于6个月，如果存在潜在致癌性因素，也可能需要进行致癌试验。CFDA与ICH的要求一致，对预期临床用药期至少连续6个月的药物一般应进行致癌试验。大多数疗程为3个月的药物通常不会仅用到3个月，可能连续用药达6个月。某些类型的化合物可能不会连续用药达6个月，但可能以间歇的方式重复使用。
治疗慢性和复发性疾病（包括过敏性鼻炎、抑郁症和焦虑症），而需经常间歇使用的药物，一般也需进行致癌试验。某些可能导致暴露时间延长的释药系统，也应考虑进行致癌试验。致癌实验通常需在上市申请前完成。如果致癌实验结果显示药物具有致癌作用或增加癌症的风险，那该如何看待此实验结果，该药还能否获批上市呢？下面就介绍几种对动物具有致癌作用的药物，一起学习大药企是如何分析及评估风险的。
案例1：利培酮
利培酮为抗精神分裂的经典老药，该药最早于 1992 年在英国上市，1993 年登陆美国。与第一代抗精神分裂药相比，其极少的椎体外系反应及良好的疗效使其稳居一线用药地位，也是该药奠定了强生在 CNS 领域全球领头羊的地位。利培酮系列产品的销售额已高达500多亿美金，大家对该系列产品升级改造的故事也是津津乐道。如此畅销的药物，药品说明书显示其对大鼠和小鼠也是有致癌作用的。
以0.63 mg/kg、2.5 mg/kg、10 mg/kg 连续掺食给药Swiss albino 小鼠18个月或Wistar 大鼠25个月，按体重折算，相当于最大临床推荐剂量(16mg,qd)的2.4、9.4和 37.5 倍，按体表面积法折算，则相当于最大临床推荐剂量的0.2、0.75、3 倍（小鼠）或0.4、1.5、6 倍（大鼠）。致癌实验结果显示给药组脑垂体腺瘤、内分泌胰腺瘤和乳腺癌的发生率显著增加，且按照体表面积法最低致癌剂量只相当于临床最大推荐剂量的0.2~6倍。
利培酮微球每两周一次、每次肌肉注射5 mg/kg或40 mg/kg（以利培酮计），连续给予Wistar 大鼠24个月，按体表面积折算，相当于最大临床推荐剂量（50mg）的1倍和8倍。临床给药50mg后，人体血浆暴露量分别是大鼠给药5 mg/kg和40 mg/kg后其血浆暴露量的0.3和2倍。致癌实验结果显示在40mg/kg给药组，雌雄大鼠脑垂体腺瘤、内分泌胰腺瘤和肾上腺髓质嗜铬细胞瘤的发生率显著增加，雄性大鼠肾小管腺瘤和腺癌的发生率显著增加；而在低、高两个给药组，雌性大鼠乳腺癌发生率显著增加。
研究结果显示多巴胺D2受体拮抗剂可以缓慢上调啮齿类动物的催乳素水平。在口服致癌实验的给药剂量下，小鼠和大鼠的催乳素水平上调了5~6倍。在肌肉注射的致癌实验中，雌雄大鼠催乳素的上调具有依赖性，分别上调了1.5倍和6倍。
其他抗精神病类药物的致癌实验中也同样发现啮齿类动物脑垂体腺瘤、内分泌胰腺瘤和乳腺癌的发生可能是催乳素上调介导的。然而，既没有临床试验也没有流行病学试验结果显示长期服用这类抗精神病药物与肿瘤发生率相关。
表1. 利培酮系列产品
表2. 利培酮致癌实验结果
案例2：GLP-1受体激动剂
目前全球已上市的GLP-1受体激动剂共7个，其中年销售最大的是利拉鲁肽，高达30亿美金。GLP-1受体激动剂不但具有显著的降糖疗效，同时兼有低血糖发生率低的优点。此外，此类药物还能降低体重、降低收缩压和改善血脂紊乱，部分药物还可减少心血管事件，但是这类药物也有一些共同的不良反应，说明书中均增加了黑框警告。下面就以利拉鲁肽为例，介绍该类药物的致癌风险。
图1. 利拉鲁肽黑框警告
在雄性和雌性CD-1小鼠进行一项104-周致癌性研究，利拉鲁肽通过推注皮下给药0.03、0.2、1和3 mg/kg/day，其产生的系统暴露为最大推荐临床剂量(MRHD)1.8 mg/day下暴露量的0.2、2、10和45倍。1和3 mg/kg/day组的结果显示良性甲状腺C-细胞腺瘤剂量相关性增加，雄性小鼠发生率13%和19%，而雌性小鼠发生率为6%和20%。
在对照组和0.03及0.2 mg/kg/day组均未发生C-细胞腺瘤。在3 mg/kg/day组，雌性小鼠恶性C-细胞癌的发生率为3%。在小鼠致癌性实验期间甲状腺C细胞瘤是罕见的。在3 mg/kg/day组，雄性大鼠背部皮肤和皮下组织的纤维肉瘤发生率显著增加，这些纤维肉瘤是注射部位局部药物浓度高导致的。临床制剂浓度(6 mg/mL)是小鼠致癌性实验制剂浓度(0.6 mg/mL)的10倍。
在雄性和雌性SD大鼠进行一项104-周致癌性研究，利拉鲁肽通过推注皮下给药0.075、0.25和0.75 mg/kg/day，其产生的系统暴露为最大推荐临床剂量(MRHD)1.8 mg/day下暴露量的0.5、2和8倍。在0(对照)、0.075、0.25和0.75 mg/kg/day组，雄性大鼠良性甲状腺C-细胞腺瘤发生率分别12%、16%、42%和46%，雌性大鼠发生率分别10%、27%、33%和56%；雄性大鼠恶性甲状腺C-细胞癌发生率分别为2%、8%、6%和14%，雌性为0%、0%、4%和6%。在大鼠致癌性实验中甲状腺C-细胞癌是罕见的。
小鼠研究结果表明利拉鲁肽诱导C-细胞增殖依赖于GLP-1受体，不会导致C细胞原癌基因在转染过程中重新激活。
人与小鼠和大鼠甲状腺C细胞肿瘤的相关性尚不清楚，也无法通过临床或非临床实验进行确定。
基于小鼠和大鼠致癌性实验结果，FDA要求该类药物增加相应的黑框警告，并且禁止甲状腺髓质癌（MTC）患者或高危人群以及多发性内分泌腺瘤综合征2型（MEN2）患者使用GLP-1受体激动剂。
案例3：特立帕肽
特立帕肽是 PTH 类似物，于2002年获得FDA批准上市，用于治疗绝经后妇女的骨质疏松。该批准局限于治疗周期在18-24个月以及具有高骨折风险的严重骨质疏松患者，使用时间限制一定程度上与Fisher 344大鼠致癌实验研究中的骨肉瘤及其他骨肿瘤的发生有关，由于这些大鼠的毒性数据，特立帕肽的临床Ⅲ试验被推迟。因为特立帕肽被终止的临床试验结果显示了其显著的疗效，FDA及EMA和其他地区相关机构相继批准了特立帕肽的应用，同时规定使用时间不能超过2年。虽然临床应用有诸多限制，但由于其显著的疗效，上市后销售额稳步增长，2017年约为18亿美金。
图2. 特立帕肽黑框警告
在第一个24个月的致癌性实验中，8周龄的Fisher 344大鼠皮下注射特立帕肽5、 30或75 mcg/kg/day, 其系统暴露量是临床治疗剂量20mcg/day下人体系统暴露量的3、20和60倍。在给药组，雌雄大鼠骨肉瘤的发生率显著增加。所有剂量组均观察到骨肉瘤，而高剂量骨肉瘤发生率高达40-50%。同时，成骨细胞瘤和骨瘤的发生率也明显增加了，且呈剂量相关性。在对照组，未观察到骨肉瘤、成骨细胞瘤和骨瘤。大鼠骨肿瘤的发生与骨量大量增加和局灶性成骨细胞增生有关。
第二个致癌实验是为了确定给药周期和动物年纪对骨肿瘤发展得影响。不成熟的2个月龄和成熟的6个月龄的雌性大鼠分别皮下注射5和 30 mcg/kg/day ，给药周期长短不同。结果显示骨肉瘤、成骨细胞瘤和骨瘤的发生依赖于给药剂量和持续周期。2个月龄的大鼠以 30 mcg/kg/day 给药24个月或者5mcg/kg/day 和30 mcg/kg/day 给药6 个月后均观察到骨肿瘤；6个月龄的大鼠以30 mcg/kg/day 给药6 个月或20个月后也发现肿瘤，但6个月龄的大鼠以5 mcg/kg/day 给药6 个月或20个月后未发现肿瘤。实验结果不能说明肿瘤形成与大鼠是否成熟有区别。
在一个长期实验中，骨骼成熟的切除卵巢的雌性猴子（n=30）连续皮下注射特立帕肽5mcg/kg/day或给药溶媒。连续给药18个月后，再继续观察了3年。猴子的暴露量是临床治疗剂量下人体暴露量的6倍。在该研究中，任何一只猴子在影像学或组织病理学检查中均未检测到肿瘤。尽管在评估药物致癌作用时不考虑猴类实验，但该结果仍表明特立帕肽在非人类的灵长动物身上致癌敏感性低于啮齿类动物。
基于小鼠和大鼠致癌性实验结果，FDA要求增加黑框警告，并且禁止用于患骨肉瘤风险高于基线水平的患者。此外，为了评价特立帕肽和rhPTH(1-34)与骨肉瘤的潜在相关性，FDA还主导了一项为期15年（2003-2018）的上市后研究。Andrews等报道了特立帕肽上市后7年的监测数据，结果显示无一例骨肉瘤患者在诊断前使用过特立帕肽。
致癌性数据解读
3个实例说明致癌性实验结果的分析是十分复杂的，需要确认两个大问题：一、 受试药物是否有致癌作用；二、致癌结果的种属外推，评价啮齿类动物致癌与人类致癌的相关性。
对于问题一，首先是比较给药组与对照组肿瘤发生率是否有统计学差异，其次是比较肿瘤发生率是否有剂量相关性。如果肿瘤发生率在给药组与对照组中有显著差异，并且具有剂量相关性，则可确定药物具有致癌作用。
对于致癌结果的种属外推，需要综合考虑多方面的因素进行综合判断，详见表3。首先是进行计算安全窗，比较致癌剂量下的暴露量和临床最大推荐治疗剂量下的暴露量大小。其次比较动物与人的代谢差异，确定致癌实验所选的动物种属与人体代谢机制是否相似。如若差异较大，需要进一步确定是母药致癌还是代谢物致癌。再次是研究致癌机理，确定与人是否相关。
据报道150多种已上市药物在致癌性实验中显示增加啮齿类动物致癌风险，但在临床中，只有8种药物被认为对人类具有致癌性。致癌性实验显示对动物具有致癌作用的药物在临床上不一定对人类具有致癌作用，需科学慎重地分析评价动物致癌与人类致癌的相关性。
表3. 致癌结果的种属外推
参考文献：
1. 利培酮、利拉鲁肽、特立帕肽药品说明书
2. Elizabeth B Andrews,1 Alicia W Gilsenan,1 Kirk Midkiff. The US Postmarketing Surveillance Study of Adult Osteosarcoma and Teriparatide: Study Design and Findings From the First 7 Years. Journal of Bone and Mineral Research, Vol. 27, No. 12, December 2012, pp 2429–2437
排版：文竹
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