藥物毒理學(xué)，作為研究藥物對(duì)機(jī)體有害作用的一門學(xué)科，一方面探討藥物對(duì)機(jī)體的損傷作用，闡明藥物分子結(jié)構(gòu)與其毒性作用之間的關(guān)系;另一方面，它研究藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄的過(guò)程和規(guī)律，闡述機(jī)體防御體系對(duì)藥物毒性作用的影響。

　　曾有調(diào)查顯示，候選藥物在臨床前階段，毒性問(wèn)題是開發(fā)失敗的主要原因，大約占全部開發(fā)失敗的40%?？梢?，在開發(fā)早期階段，盡早發(fā)現(xiàn)潛在的毒性問(wèn)題，盡量確定其安全性，可以大幅度提高開發(fā)效率、降低失敗風(fēng)險(xiǎn)。且更為全面、深入的毒理學(xué)研究，不僅可以為藥物的前期開發(fā)起到預(yù)警作用，更可以映射到上市后潛在的“撤市”風(fēng)險(xiǎn)。故新藥研發(fā)的成功，絕對(duì)離不開毒理學(xué)的保駕護(hù)航!

　　歷史與背景

　　1.重大藥害的過(guò)后，是毒理學(xué)的快速進(jìn)步

　　在新藥發(fā)展空前迅速的20世紀(jì)前葉，由于某些臨床前及臨床試驗(yàn)過(guò)于倉(cāng)促，毒理學(xué)缺乏系統(tǒng)的研究，很多新藥的安全性問(wèn)題不斷地在臨床應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致世界范圍出現(xiàn)了許多嚴(yán)重的重大藥害事件。如30年代美國(guó)的“磺胺酏劑”，50年代法國(guó)的“有機(jī)錫中毒”，60年代德國(guó)的“沙利度胺”，70年代日本的“氯碘喹啉”等等...這些重大藥害事件引起了國(guó)際對(duì)治療藥物安全性評(píng)價(jià)問(wèn)題的廣泛重視。

　　針對(duì)這些重大臨床藥害事件，一些國(guó)家和地區(qū)將藥物毒性研究的重點(diǎn)放在了臨床前研究上，以期避免因科學(xué)研究不夠而導(dǎo)致的臨床群體藥害事件。1972年，新西蘭在其《實(shí)驗(yàn)室注冊(cè)法》(Testing Laboratory Registration Act)中第一次正式提出了GLP的概念，為藥物開發(fā)前期非臨床研究的質(zhì)量控制與管理提供了新的思路。

　　1978年，美國(guó)FDA推出了《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》(GLP)，規(guī)范了毒理學(xué)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，使毒性試驗(yàn)結(jié)果更具說(shuō)服力與可比性、可評(píng)價(jià)性，并列入聯(lián)邦法規(guī)，這標(biāo)志著GLP法規(guī)的真正誕生。1993年底，我國(guó)也發(fā)布了《藥品非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范(試行)》，并于2003年正式頒布并實(shí)施《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》，逐步要求為藥品申報(bào)注冊(cè)而進(jìn)行的藥物非臨床安全性評(píng)價(jià)研究必須在符合GLP要求的機(jī)構(gòu)中進(jìn)行。

　　到了2004年，F(xiàn)DA下屬的醫(yī)學(xué)研究所發(fā)布了1份題目為“Innovation/Stagnation：Challenge and Opportunity on the Critical Path to New Medical Products”的報(bào)告，基于這一報(bào)告，F(xiàn)DA當(dāng)年即制訂“關(guān)鍵路線計(jì)劃(Critical Path Initiative，CPI)”。報(bào)告指出：盡管當(dāng)時(shí)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，新技術(shù)、新方法廣泛應(yīng)用于新藥研發(fā)過(guò)程中，每個(gè)新藥研發(fā)投入達(dá)到10億美元左右，但是新藥研發(fā)的效率仍然呈現(xiàn)逐年下滑的趨勢(shì)，在進(jìn)人I期臨床試驗(yàn)的IND中，僅8%可通過(guò)最終審批;同時(shí)，有4%已獲批的新藥上市后因各種原因(主要為毒性)而被迫撤市，市售藥物中有約30%標(biāo)注黑框警示。

　　2007年，歐盟也制訂了類似的“創(chuàng)新藥物計(jì)劃(Innovation Medicines Initiative，IMI)，計(jì)劃設(shè)立“歐洲藥物安全研究中心”，試圖從整個(gè)歐盟層面解決因安全性原因所導(dǎo)致的新藥研發(fā)失敗。同年，美國(guó)EPA下屬的“環(huán)境化合物毒性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)委員會(huì)”正式發(fā)表21世紀(jì)的毒性試驗(yàn)“愿景與策略”報(bào)告，呼吁實(shí)施以“化合物鑒定、毒性途徑、靶向測(cè)試以及劑量反應(yīng)與外推建模”為模塊、新的毒性試驗(yàn)范式的變革。

　　2.毒理問(wèn)題沒搞清，撤市藥物一大堆

　　自上世紀(jì)90年代，通過(guò)藥代動(dòng)力學(xué)和藥物代謝，優(yōu)化改進(jìn)藥物的吸收和生物利用度之后，藥物的毒性因素已成為新藥研發(fā)失敗或撤市的主要原因之一，從下表1亦不難看出，大部分退市藥物都是伴隨著嚴(yán)重的毒副作用，而不得不忍痛退市。

　　3. 不甘于后，我國(guó)GLP發(fā)展迅速

　　2003年9月，我國(guó)正式實(shí)施藥物GLP法規(guī)，伴隨著的藥物毒理學(xué)學(xué)科無(wú)論從法規(guī)毒理學(xué)研究層面，抑或基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2012年底全國(guó)已有50余家GLP機(jī)構(gòu)通過(guò)CFDA認(rèn)證中心的檢查，并有5家單位通過(guò)OECD成員國(guó)的GLP檢查，通過(guò)美國(guó)病理家學(xué)會(huì)(CAP)認(rèn)證的非臨床安全性評(píng)價(jià)研究機(jī)構(gòu)僅有1家;而截至2016年底，全國(guó)已有19家試驗(yàn)機(jī)構(gòu)相繼取得OECD成員國(guó)GLP認(rèn)證并公布，其中，荷蘭8家、比利時(shí)9家、德國(guó)2家。隨著國(guó)際藥物安全性評(píng)價(jià)研究的外包組織(CRO)紛紛成立，臨床前藥物安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)趨于全球化、一體化，評(píng)價(jià)結(jié)果的國(guó)際互認(rèn)成為大趨勢(shì)，我國(guó)在GLP法規(guī)、國(guó)際化人才、毒理技術(shù)、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等方面都將快速與國(guó)際接軌。

　　4. 藥物毒理專業(yè)委員會(huì)~穿針引線、帶頭學(xué)習(xí)

　　藥物毒理專業(yè)委員會(huì)，是中國(guó)藥理學(xué)會(huì)下屬的二級(jí)學(xué)會(huì)，成立于1984年，全名為中國(guó)藥理學(xué)會(huì)藥物毒理專業(yè)委員會(huì)，其掛靠單位是軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所、國(guó)家上海新藥安全評(píng)價(jià)研究中心。中國(guó)藥理學(xué)會(huì)-藥物毒理專業(yè)委員會(huì)成立之后，就開始在國(guó)內(nèi)宣傳藥物審評(píng)辦法的實(shí)施;1989年首次在國(guó)內(nèi)提出“GLP”的概念以及制定和實(shí)施我國(guó)GLP;1990年開始參與1985年所制定藥物安全性評(píng)價(jià)指導(dǎo)原則的修訂和參與國(guó)家藥物毒性試驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)原則的制定，特別值得一提的是，負(fù)責(zé)我國(guó)最早的GLP的起草和實(shí)施工作。近年來(lái)，我國(guó)藥物毒理學(xué)研究取得豐碩的研究成果，特別在藥物毒理學(xué)學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)、GLP規(guī)范的制定與實(shí)施和創(chuàng)新藥物臨床前安全性評(píng)價(jià)、政府決策咨詢、新藥審評(píng)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、傳播藥物毒理學(xué)科學(xué)知識(shí)，保障人們用藥安全服務(wù)等方面發(fā)揮了不可替代的作用。

　　干貨+技術(shù)

　　1.藥物毒理學(xué)基本內(nèi)容

　　藥物毒理學(xué)，作為研究藥物對(duì)機(jī)體有害作用的一門學(xué)科，一方面探討藥物對(duì)機(jī)體的損傷作用，闡明藥物分子結(jié)構(gòu)與其毒性作用之間的關(guān)系;另一方面，它研究藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄的過(guò)程和規(guī)律，闡述機(jī)體防御體系對(duì)藥物毒性作用的影響。通常情況，新藥研發(fā)的臨床前和臨床階段都需進(jìn)行藥物毒理學(xué)研究，其研究范疇屬于藥物描述毒理學(xué)，主要是觀察和研究藥物對(duì)人體和環(huán)境的作用和影響，包括臨床前毒理學(xué)研究和臨床毒理學(xué)研究。

　　藥物臨床前描述毒理學(xué)的研究?jī)?nèi)容為各種臨床前安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，包括急性毒性、重復(fù)給藥毒性、安全性藥理、特殊毒性(遺傳毒性、生殖毒性、致癌性)、毒代動(dòng)力學(xué)、其他毒性(刺激性、過(guò)敏性、溶血性)，以及免疫毒性和依賴性等。其研究目的是發(fā)現(xiàn)藥物的毒性反應(yīng)的癥狀、出現(xiàn)持續(xù)和結(jié)束的時(shí)間、無(wú)毒性反應(yīng)的劑量水平、毒性反應(yīng)的劑量與藥效劑量的間距(即治療窗或安全范圍)有多大、毒性反應(yīng)的性質(zhì)與可逆性等。

　　而藥物臨床描述毒理學(xué)的研究?jī)?nèi)容，則包括I~III期臨床試驗(yàn)中的安全性評(píng)價(jià)，藥物上市后的不良反應(yīng)監(jiān)測(cè)，主要采用醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)和流行病學(xué)調(diào)查為研究手段。其研究目的是觀察人使用藥物后產(chǎn)生的毒副作用，追蹤不同性別、年齡、層次的患者長(zhǎng)期服藥后可能產(chǎn)生的不良反應(yīng)以及對(duì)下一代的潛在影響。

　　2. 藥物毒性作用機(jī)制都有哪些?

　　了解毒性產(chǎn)生的機(jī)制，才能真正從根源處解決問(wèn)題，而從藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)角度看，研究藥物的毒作用機(jī)制可提高和改進(jìn)藥物安全性評(píng)價(jià)的相關(guān)性。一般而言，毒理學(xué)家常通過(guò)分析以下基本問(wèn)題來(lái)研究毒物作用的分子機(jī)制，如毒物如何進(jìn)入機(jī)體或細(xì)胞?在體內(nèi)如何分布和代謝?如何與靶分子相互作用?如何在分子水平上發(fā)揮其毒性效應(yīng)?有機(jī)體又是如何應(yīng)對(duì)毒物的攻擊?毒物攻擊的下游生物學(xué)后果又會(huì)如何?等等等等....而通過(guò)多年的積累、總結(jié)，當(dāng)前藥物的毒性作用機(jī)制可大體分為以下3大類：

　　☆主要藥理學(xué)

　　是指藥物直接作用靶標(biāo)所導(dǎo)致的擴(kuò)大的藥理效應(yīng)，與化合物本身的理化性質(zhì)如pH值、雙親性等無(wú)關(guān)。如ACEI所引起的發(fā)育毒性，由于該類化合物結(jié)構(gòu)繁雜，但均可引起人類及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的出生前發(fā)育毒性作用，提示該效應(yīng)可能與ACE的抑制有關(guān)。事實(shí)上，ACE基因敲除小鼠所表現(xiàn)的發(fā)育異常與ACE抑制劑的發(fā)育毒性表現(xiàn)很相似。由于擴(kuò)大的藥理作用所引起的不良反應(yīng)大多僅發(fā)生于超過(guò)藥效劑量的水平下，因此臨床使用中密切關(guān)注用藥劑量即可避免。

　　☆次要藥理學(xué)

　　是對(duì)主要藥效靶標(biāo)之外的其他靶標(biāo)所介導(dǎo)的效應(yīng)也可導(dǎo)致毒性。如氟苯丙胺是一種2C型血清素受體激動(dòng)劑，臨床上用于減肥治療，但該藥對(duì)2B型血清素受體也同樣具有激動(dòng)作用，并導(dǎo)致心臟瓣膜疾病和肺動(dòng)脈高壓。另外，非甾體類抗炎藥的主要藥效作用為抑制COX-2，而誘發(fā)胃腸道潰瘍的毒性作用則與對(duì)COX-1的抑制作用有關(guān)，新型非甾體類抗炎藥如塞來(lái)昔布等為COX-2選擇性抑制劑，無(wú)由次要藥理作用所介導(dǎo)的胃腸道副作用。

　　☆化學(xué)介導(dǎo)性毒性

　　此類毒性的發(fā)生與某一個(gè)(類)特定化合物的理化性質(zhì)密切相關(guān)，但與藥物作用的靶標(biāo)無(wú)關(guān)，如氧化應(yīng)激反應(yīng)、磷脂病或溶血等。具有雙親性的化合物可插入細(xì)胞膜并干擾磷脂代謝，因而易導(dǎo)致磷脂病，如各種雙親性的胺類藥物具有不同的藥理活性，結(jié)構(gòu)也各不相同，但均可誘發(fā)磷脂病?；瘜W(xué)介導(dǎo)性毒性常與特殊的化學(xué)基團(tuán)和代謝活化過(guò)程有關(guān)，如末端乙炔基易導(dǎo)致藥物代謝酶的抑制，多環(huán)芳烴易嵌入DNA雙鏈并引起基因突變等。

　　3. 毒性作用機(jī)制研究技術(shù)

　　針對(duì)藥物毒性作用機(jī)制，當(dāng)前已有許多成熟的研究技術(shù)應(yīng)用其中，主要包括兩方面的內(nèi)容，即毒理基因組學(xué)技術(shù)、基因敲除和RNA干擾技術(shù)。

　　☆毒理基因組學(xué)技術(shù)

　　即功能基因組學(xué)和常規(guī)毒理學(xué)方法的有機(jī)結(jié)合，目前應(yīng)用最為廣泛的功能基因組學(xué)技術(shù)包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等四種?；蚪M學(xué)通過(guò)分析核苷酸序列、基因組結(jié)構(gòu)和組成來(lái)研究生物的基因組，后三種組學(xué)技術(shù)則分別測(cè)定生物體基因轉(zhuǎn)錄體、蛋白質(zhì)及內(nèi)源性代謝物的表達(dá)水平。

　　☆基因敲除和RNA干擾技術(shù)

　　基因敲除，是針對(duì)某個(gè)序列已知但功能未知的序列，改變生物的遺傳基因，令特定的基因功能喪失作用，從而使部分功能被屏蔽，并可進(jìn)一步對(duì)生物體造成影響，進(jìn)而推測(cè)出該基因的生物學(xué)功能，即knock out。而RNA干擾，則是外源和內(nèi)源性雙鏈RNA在生物體內(nèi)誘導(dǎo)同源靶基因的RNA特異性降解,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄后基因沉默的現(xiàn)象，即knock down。

　　筆者感觸

　　新藥在開發(fā)過(guò)程中，最先攻克的是藥效，之后才會(huì)進(jìn)行毒性方面的安全性評(píng)價(jià)，而許多候選藥物在開發(fā)過(guò)程中，由于缺乏某一領(lǐng)域某一系列藥物的藥理-毒理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，或是負(fù)責(zé)人對(duì)一些結(jié)構(gòu)片段的預(yù)測(cè)能力不夠，當(dāng)投入大量的人力、物力、財(cái)力，且項(xiàng)目逐步進(jìn)行到大動(dòng)物之后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)讓人“痛不欲生”的毒性問(wèn)題，而此時(shí)，對(duì)于團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，是極其尷尬的。因?yàn)?，倘若硬著頭皮繼續(xù)開發(fā)，那未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)可想而知;倘若因此而項(xiàng)目擱淺，那前期的付出又會(huì)讓你老淚縱橫。所以，一些即將進(jìn)入開發(fā)期的候選藥物，對(duì)于未來(lái)可能產(chǎn)生的毒性問(wèn)題，必須具有一定的預(yù)見性，否則，從候選藥物到新藥上市的這條道路，必將充滿驚險(xiǎn)與刺激!

　　參考：

　　1. 第六版《毒物的基礎(chǔ)科學(xué)-毒理學(xué)》.卡薩瑞特-道爾.

　　2. 藥渡網(wǎng)站數(shù)據(jù)

　　3. CNKI信息

　　4. 中國(guó)藥理學(xué)會(huì)

　　5. 維基百科