在上篇，我们认识了什么是生物类似药以及相关领域近年来的发展趋势，还有生物类似药研发的4大原则。在下篇，时岚博士还将介绍生物类似药在临床研究中的设计方法。通过合理的临床研究设计，生物类似药的研发将不再是在巴别塔图书馆中碰运气，通过切实可行的临床研究方案，可大大提升研发成功的概率。时岚博士领导的科学事务部团队具有丰富的药物临床试验方案设计的项目经验，可通过科学合理的临床研究方案设计，助力生物类似药企业加速产品的研发进程。
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生物类似药的临床研究设计
时岚博士介绍，尽管药物的临床试验方案的篇幅往往动辄五六十页到一两百页，但只要梳理清楚试验设计、目标人群、样本量、给药方式和评价指标等关键要素之后，设计一个合理、可行的临床试验方案便可以水到渠成。生物类似药的临床试验方案设计也是如此，它主要包括I期的药代动力学和/或药效比对试验（PK/PD）和III期的临床疗效和安全性比对试验。
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I期PK/PD研究设计
I期的PK比对研究的设计，可分为交叉对照和平行对照两种设计，与化学仿制药的BE试验较为相似。对于半衰期短、PD响应较快并且免疫原性较好的产品可采用交叉对照设计，其优点是样本量少。对于半衰期长或适用于重复暴露可导致免疫反应增强从而影响PK和/或PD相似性评价结果以及因药物暴露而发生时间相关性变化疾病的产品，则可以采用平行对照设计。
PK比对研究-试验设计
PK比对的研究人群分为健康人群和患者。健康受试者具有减少疾病对代谢的干扰以及入组相对容易的优势，但需要经过伦理委员会的批准。一般来说，肿瘤药物由于其本身存在一定毒性，因此PK试验中会选择入组患者。此外，PK和PD往往结合在一起研究，当PD标志物只能对患者作评价时，也应以患者作为研究人群。研究剂量一般参考获准注册的产品的剂量范围。当受试者为健康人群时，应选用暴露-效应曲线最陡峭的部分中较低的剂量。研究中的给药次数一般为单次给药，当单次给药的药代比对试验研究无法评判相似性的，或药代呈剂量或时间依赖性，并可导致稳态浓度显著高于根据单次给药数据预测的浓度时，则选择多次给药研究。
PK比对研究-研究人群、剂量和给药次数
单次给药的PK评价主要参数为AUC（0-inf）和/或 Cmax ，次要参数为Tmax、t1/2、Cmin、V和 CL；多次给药的PK评价主要参数为AUC0-Tau，次要参数为稳态时的 Cmax,ss、Cmin,ss、Tmax和t1/2。等效性界值一般在80%-125%之间。由于PK试验采用了等效性设计，样本量的估算也应符合相应的统计学要求。
PK比对研究-评价参数、等效性界值、样本量
各国药政监管机构对PK研究设计的基本要求一致，包括研究人群和试验设计。在我国，除了要关注PK参数中的AUC和 Cmax之外，还要特别关注药物的吸收率/生物利用度和消除特征以及给药途径。此外，WHO和NMPA均不要求进行药物相互作用和特殊人群的研究。
不同国家 PK 比对研究比较
在我国，PD研究设计中PD标志物的选择要基于明确的量效关系且与药物作用机制和临床终点相关的灵敏指标，剂量也应采用参照药的给药剂量或更易暴露差异的敏感剂量。大多数情况下，PK、PD研究是同时开展的。
不同国家 PD比对研究比较
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PK/PD对比研究
PK/PD试验指的是在开展PK比对试验的过程中，为更加真实全面的反应临床相似性，同时开展 PD 试验，选择可作为临床疗效评判的 PD 标志物或有临床相关性的标志物进行测定的试验过程。
在以下情形下，可以用比较性PK/PD研究代替比较性临床疗效试验：参照品的PK和PD性质已经明确；至少有1个PD标志物可作为替代终点指标；量效关系与该指标的关系明确，且研究人群、剂量和给药途径、安全性和免疫原性数据相似（如，绝对中性粒细胞计数和CD34+细胞计数是G-CSF产品的相关PD标志物，可在健康志愿者的PK/PD研究中用于确定疗效）。此外，涉及替代标志物的使用及其评估应与监管当局沟通商量确认。
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III期疗效比对研究
III期疗效比对研究的设计分为等效性设计和非劣效设计。一般来说等效性设计是最直接恰当的设计，但其需要的样本量更大。非劣效设计则需考虑比对试验研究中参照药的临床疗效变异程度以评价候选药和参照药的相似性。当非劣效设计出现优效性结果时，也要考虑药物的安全性影响。此外，也应考虑到非劣效结果在适应症外推时的局限性。对于适应症的选择则应首先考虑选择临床终点容易判定的适应症；具有一定代表性、适宜外推到具有相似发病机理和靶点的适应症；原研产品已经获批的适应症。
疗效比对研究-试验设计、适应症
研究人群应考虑与参照药注册临床试验中入选的人群特征的一致性以及研究人群对检测生物类似药与参照药之间差异的敏感性。评价指标应优先考虑与参照药注册试验相一致（但是如果存在更加先进的国际公认终点指标则可不选择参照药注册终点指标），同时也应尽量选择能检测出生物类似药与参照药之间疗效差异的敏感指标。此外，一些适宜的替代指标也可以被考虑用于临床比对试验。
疗效比对研究-研究人群、评价指标
III期疗效比对研究的剂量应根据参照药获准注册的剂量范围，给药剂量应以能检测到生物类似药和参照药的差异为宜。在符合伦理要求和说明书用药的情况下，受试者应尽量避免或减少合并用药。等效界值的设定除参考已有的文献并与监管当局沟通确定之外，还应参考国内临床专家的意见。样本量则需要考虑试验假设、终点指标、临床可接受的差异、把握度和满足统计学需求等因素来设定。
疗效比对研究-剂量与合并用药、等效界值、样本量
各国药政监管机构对疗效比对研究的要求基本一致，包括研究人群和试验设计。在我国，应优先考虑等效性设计，主要疗效终点也应首选与参照药注册试验相一致，给药剂量应根据参照药获准注册的剂量范围内选择一个剂量。
不同国家疗效比对研究比较
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安全性和免疫原性研究
安全性评价通常可以在PK、PD和/或有效性比对试验中观察。一般情况下仅对常见不良反应进行安全性比对试验。
免疫原性是指药物引起免疫介导毒性或使疗效降低或失效的免疫反应，即刺激机体形成特异抗体或致敏淋巴细胞的能力。生物制品具有免疫原性，可诱发机体的免疫反应，进而形成抗药物抗体（anti- drug antibodies，ADAs），影响药物的疗效和安全性。ADA产生后带来的影响主要有：结合性ADA可以增加或减少药物的清除率；结合性ADA会降低药物的药理作用；ADA与药物及内源性同系蛋白（交叉反应）结合后，可能会导致该蛋白缺陷综合征；对药物的免疫应答可能会导致过敏反应。
应当注意的是，生物类似药和参照药的动物实验证明免疫原性相似、PK/PD、临床疗效和安全性相似都不等于两者的免疫原性相似。当前，生物类似药I期和III期临床研究中都需要进行免疫原性研究。
免疫原性研究
各国药政监管机构对安全性比对研究的要求有所异同。在我国，安全性评价的要求有：侧重比较不良事件的类型、频率和严重程度；必要时对特定的风险设计针对性的安全性比对；根据非临床免疫原性比对结果开展临床免疫原性比对研究；选择免疫应答差异最敏感的适应症人群和相应的治疗方案进行比对；抗体检测方法足够的特异性和灵敏度、免疫原性测定随访时间应根据发生免疫应答的类型、预期出现临床反应的时间、停止治疗后免疫应答和临床反应持续的时间及给药持续时间确定。
不同国家安全性比对研究比较
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适应症外推
“外推”对于生物类似药意味着什么？就是无须提供每种适应症安全性和有效性数据，就能获得所有参照药标示适应症批准的能力。适应症可考虑外推的情形有：临床相似的，可以考虑外推至参照药的其他适应症；对外推适应症的安全性和免疫原性进行了充分的评估；病理机制和/或有关受体相同，作用机理及靶点相同。此外，对合并用药人群、不同合并疾病人群及存在不同推荐剂量等情形进行适应症外推时应慎重。
不同国家适应症外推研究比较
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生物类似药和参照药的可互换性研究
可互换性是指生物类似药与参照药高度相似，以至于患者可以安全地从对照品转换到生物类似药，反之亦然（转换），并预期有相同的体验且安全性或疗效不发生改变。应当注意的是，生物类似药的批准不是证明或者批准类似药和参照药可以互换；FDA认为可互换性比单独确定生物相似性困难更大；要想证明生物类似药与参照药具有“可互换性”，申办者一般需要开展药物互换的临床研究。
目前，美国是唯一正式允许生物药品使用“可互换性”称呼的国家。要做到生物类似药与参照药具有可互换性，FDA要求必须在已进行生物类似药研究的基础上，进一步证明患者使用候选产品后能得到与参照药相同的临床结果，即在多次替换或交替用药后的安全性和疗效降低的风险不大于仅用参照药的情况。对此，FDA于2017年1月发布了生物类似药可互换性指南草案——《证明与参照药品可互换性的考虑》，要求对生物类似药的可互换性提供相关数据，并对临床试验的设计和数据作了解析。
可互换性试验的目的是证明患者在多次替换或交替用药后的安全性和疗效减少的风险不大于仅用参照药的情况。可互换性试验应评价2次或多次交替暴露于候选可互换产品和参照药后的差异情况，故可能包括一项或多项替换研究。对于单次用药的生物药物，FDA认为不必进行替换临床试验，但申请者需要进行相关说明。
根据临床试验的目的可分为整体设计（integrated study design）和专门的交替设计（dedicated switching design）。如果申请者仅想用一个试验来同时证明药物的相似性和可互换性，应该采用综合的两部分临床试验方案。第一部分临床试验时分2组，患者分别接受参照药和候选可互换产品，达到可评价相似性的首要终点后，参照药物的1组再次随机分为2组，一组继续接受参照药物，另一组转化到使用候选可互换产品，进行第二部分的可互换性研究。
可互换性试验设计1
专门的交替设计应尽量设计成随机双臂的临床试验。其中一组为参照药和试验药可互换产品来回替换（替换组），另一组仅使用参照药物（非替换组）。关键的设计要素：
样本量：可互换的临床试验样本大小，主要基于PK方面的考虑（根据个体 AUCtau 或 Cmax的变异性）而确定，并尽可能进行合理的调整。设计时应预估可能存在的高脱落率，并就此情形对治疗结果的影响进行评估。
转换次数/时间：转换次数和持续时间应考虑的因素包括临床治疗条件、每种产品的治疗剂量以及每种产品预计导致最严重程度免疫应答从而对安全性和有效性产生影响的暴露期。参照药的初始给药周期应充分，以使药物暴露达到足够的基础水平之上（如达到PK的稳态）后才能进入替换期。转换次数应考虑对2个产品进行至少 2个独立的暴露周期观察（即至少应进行3次转换）。最后一次转换周期应从参照药替换为候选可互换产品，后者的暴露周期应足够长到可以洗脱参照药（即至少≥3个半衰期），以便能单独评估候选可互换产品的PK。
PK采样：为获得完整的 PK 数据，应在最后一次替换周期中，采集足够的PK样本（包括在参照药洗脱≥3个半衰期后给予候选可互换产品的PK样本采集）。每次替换都应采集包括达稳态浓度在内的PK 样本。对PD及免疫原性的取样点设计也应恰当合理。
研究分析：主要终点为PK数据，包括计算 Cmax， Tmax，Ctrough及 AUCtau对log 转化的 AUCtau及Cmax进行变异度的统计学分析。候选可互换产品及参照药物的AUCtau及Cmax 几何均数比值的 90% 置信区间应在80%-125%，Ctrough及 Tmax应作为次要终点指标进行分析。对与PK相对应的PD终点指标也应该进行恰当的评估。安全性、免疫原性及有效性可作为次要终点指标进行描述性分析。
可互换性试验设计2
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生物类似药的临床研发与评价的关键因素总结
1.生物类似药的研发应遵照比对、逐步递进、一致性和相似性评价的4大原则。
2.生物类似药的临床试验研究主要包括I期的药代动力学和/或药效比对试验（PK/PD）以及III期的临床疗效和安全性比对试验。
3.生物类似药和参照药的动物实验证明免疫原性相似、PK/PD、临床疗效和安全性相似都不等于两者的免疫原性相似。当前，生物类似药I期和III期临床研究中都需要进行免疫原性研究。
4.如果生物类似药和参照药的研究数据表明，在已经研究的适应证上与参照药达到可互换性要求并提供足够的科学证据，申请者可以申请参照药已批准的其他适应证也在生物类似药上得到批准。
5.可互换性是指生物类似药与参照药高度相似，以至于患者可以安全地从对照品转换到生物类似药，反之亦然（转换），并预期有相同的体验且安全性或疗效不发生改变。生物类似药的批准不是证明或者批准类似药和参照药可以互换，要想证明生物类似药与参照药具有“可互换性”，申办者一般需要开展药物互换的临床研究。
泰格医药科学事务部
科学事务部团队专注于I-IV期药物和医疗器械临床试验方案、BE试验方案、临床研究总结报告、新药IND和NDA申报资料、临床开发计划、临床研究综述、研究者手册、药物临床试验风险控制计划和患者知情同意书等医学相关资料的撰写。成立近十年来，为国内外知名制药企业、创新药研发公司提供优质、高效、合规的医学撰写服务，已经累积了数百个临床项目的撰写经验。项目经验涉及各个疾病领域，尤其擅长肿瘤、呼吸、免疫、神经、血液、消化、骨伤等；涵盖的产品以创新药为主，也有仿制药和医疗器械，更有当下医药研究领域的热点产品——PD-(L)1和CAR-T等。目前，科学事务部团队由16位具备医药背景的高学历人才组成，核心成员具备丰富的医学资料的撰写和翻译经验，可与其他职能部门密切合作，共同保障临床试验和质量和进度。
参考来源
[1] NMPA.生物类似药研发与评价技术指导原则（试行）[EB/OL][2017-03-01]http://www.nmpa.gov.cn/WS04/CL2138/300003.html
[2] CDE.关于贝伐珠单抗注射液生物类似药临床研究设计及审评的考虑[EB/OL][2017-07-18] http://www.cde.org.cn/dzkw.do?method=largePage&id=313923
[3] 谢松梅, 高晨燕, 白玉, et al. 生物类似药临床相似性比较试验设计和评价的思考[J]. 中国药学杂志, 2015, 50(6):490-493.
[4] 王海学, 陆国才, 张子腾, et al. 生物类似药的免疫原性研究与评价技术思考[J]. 中国药学杂志, 2015, 50(6):483-489.
[5] FDA.Considerations in Demonstrating Interchangeability With a Reference Product [EB/OL][2017-01-12] https://www.fda.gov/media/102592/download
[6] 胡晓敏, 宗英, 高晨燕, et al. FDA证明生物类似药与参照药可互换的考虑要点[J]. 中国新药杂志, 2017(15):43-48.
文 | 任倩倩