登陆生物类似药(Biosimilar),也被称为生物仿制药,是与已批准的生物原研药相似的一种生物制品,包括单抗、重组蛋白、血液制品等。生物类似药在质量、安全性和有效性方面与已获准注册的原研药(参照药)具有相似性。
在前面一期的分享中介绍了生物类似药的免疫原性(ADA)检测的方法开发和验证。本期将分享生物类似药的药代动力学(Pharmacokinetics, PK)分析的方法开发和验证,供生物类似药研究人员参考。
确立一种PK方法
在生物类似药和原研药之间使用不同的PK分析方法会增加生物分析计划和数据解释的复杂性。考虑到实际操作的便利性,首选方法是使用一个药物作为公用的参考标准(标准品)来判断生物类似药和原研药浓度水平。这也是当前业界公认的推荐做法,即用一种PK分析方法进行生物类似药和原研药的检测。所以生物类似药和原研药的PK评价的首要目的就是证明两种药物的浓度-响应值关系是相似的。
通常在方法开发阶段建立一种通用型的配体结合分析方法(ligand binding assay, LBA),以能够同时用于生物类似药和原研药的分析。然后在方法验证阶段证明分析方法可以对两种药物进行同等的定量检测。在药物的CMC阶段已经产生了大量的数据来支持生物类似药和原研药的结构相似性,因此,两种药物在LBA分析中很大程度上会表现出相似的结果。
方法开发
在生物类似药和原研药的PK分析的方法开发阶段,需要评估的参数和标准应遵循当前的生物分析指南和白皮书等指导文件。
以下几个关键方面可能会影响PK分析相似性的结果:1检测方法/平台;2关键试剂;3试验设计;4标准品。
i.检测方法/平台
生物类似药研发期间需要对生物类似药和原研药的PK进行头对头的比较。在进入验证阶段之前,应仔细解读方法开发过程中获得的数据。
在选择检测平台时,首先要考虑待测药物的固有性质和分子特点(例如,药物与其靶点之间特定的相互作用,以及在特定生物基质中与可溶性受体和膜结合受体的复合物的产生情况)。其他参数如内源性药物的存在、基质中的抗药抗体、检测灵敏度、检测的动态范围以及可使用的样本量都应考虑在内。
考虑到药物开发的过程很长,临床试验的跨度长达数年,选择一个相对稳定的实验平台进行药物的检测就显得至关重要。
ii.关键试剂
关键试剂的准备是PK方法开发的前期工作之一。在开发过程中,应详细研究用于检测的关键试剂的性质及其稳定性,并在试剂的稳定期内使用,以保证试剂在良好状态下用于方法验证和样品分析。常用的LBA方法的关键试剂是在试验中可以和药物特异性结合的抗体、受体、靶蛋白和配体。如果不能获得商品化的试剂,就需要花费很长时间来生产,而且生产的试剂常常伴随着大量的挑战。考虑到药物开发时间紧迫,在生产生物类似药时通常会提前很久就开始生产药物特异性的关键试剂。这些试剂可以使用原研药或生物类似药来生产,这取决于哪种药物可以即时使用。无论选择何种药物制备用于分析的关键试剂,在方法开发阶段都建议考察下关键试剂与生物类似药和原研药结合的特异性,因为非特异性的试剂很可能会对最终结果产生负面影响。
iii.试验设计:配制标准曲线和质控样品(QC)的一般考量
LBA方法中通常会使用抗体对以间接ELISA的形式检测药物浓度。药物浓度和仪器响应值之间呈非线性的关系。
通过在相关基质中加入已知浓度的生物类似药或原研药来配制标准曲线。标准曲线应包含至少6个非锚点的标准曲线点。锚点(高于定量上限的浓度点和低于定量下限的浓度点)可以用来辅助标准曲线的拟合。药物浓度和仪器响应值通常用4-参数或5-参数逻辑方程模型拟合,再对回算出的药物浓度的%CV(精密度)和%Bias(偏差)进行评估。
质控样品同样由在基质中加入已知浓度的生物类似药或原研药来配制。对于原研药和生物类似药分别要评估五个浓度水平的质控样品(低、中、高、定量下限和定量上限)。
iv.标准品:生物类似药或原研药
在生物类似药和原研药有相似的理化性质和生物学特性的情况下,可以使用一个公用的标准品来配制标准曲线。在方法开发阶段要先评估生物类似药和原研药的相似性,可以先以两种药物作为标准品分别进行标准曲线和质控样品的配制并在同一块板上分析,比较各个浓度水平的仪器响应值。响应值相当的情况下,可以进一步以一种药物的标准曲线回算另一种药物的质控样品来进行交叉回归,根据自回归和交叉回归的浓度值的%CV和%Bias判断两种药物在PK分析中的相似性。
以上%CV和%Bias都在较小范围内的情况下(比如%CV<20%,%Bias在±20%之间),意味着两种药物在标准曲线的表现上是相似的,选用其中一种药物作为标准品即可。考虑到药物的易获得性,推荐使用生物类似药作为公用的标准品。
选定标准品之后,就可以进行法规推荐的各个参数的测试,比如准确度和精密度实验(A&P)、选择性、稀释线性等评价。
方法验证
方法验证期间的考察项应依从生物分析指南和相关行业白皮书。考察项至少包含准确度和精密度、选择性、稀释线性、稳定性。
准确度和精密度
每个分析批中都要有一条由生物类似药配制的标准曲线和不加药的空白样品。准确度和精密度实验需要评估生物类似药和原研药两种药物的QC,每种药物的QC都要包含至少5个浓度水平的样品,所有的QC用标准曲线进行浓度回算。准确度和精密度实验需要由至少2位分析员在至少2天进行验证。
批内和批间的%CV和%Bias需要满足:
1. 批内和批间各浓度的QC的%CV应≤20%(定量上限与定量下限应≤25%);
2. 批内和批间各浓度的QC的%Bias应在±20%之间(定量上限与定量下限应在±25%以内);
3.总误差(%CV+%Bias绝对值)不能高于30%(定量上限与定量下限不得高于40%);4. 生物类似药和原研药的每浓度水平QC样品的批间%Bias差值的绝对值应在20% (定量上限与定量下限为25%)以内。
基于准确度和精密度的分析可以确定方法对于生物类似药和原研药的检测范围以及灵敏度。
准确度和精密度以外的分析批中包含一条由生物类似药配制的标准曲线和不加药的空白样品,用生物类似药和原研药各配制2套QC,每套QC包含高、中、低3个浓度水平。
选择性
选择性推荐使用10-15个个体基质进行评价,每个个体基质分别加入生物类似药和原研药到定量下限水平和定量上限水平,不加药的基质样品也要在同一块板上分析。每种药物的样品分别需达到至少80%通过准确度和精密度确定的接收标准。
稀释线性和钩状效应
生物类似药和原研药都要进行稀释线性和钩状效应样品的配制和分析。通过将两种药物分别以高浓度配制在基质中进行序列稀释并分析。理论值在检测范围以内的样品应满足准确度和精密度确定的接受标准,理论值高于定量上限的样品可以通过信号值进行判断:信号值高于定量上限表示没有钩状效应。
稳定性
生物类似药和原研药在基质中的稳定性都要进行评价。将两种药物分别在基质中配制到高、低浓度质控样品的水平,并在特定条件下处置后进行分析。每个浓度水平的样品分析3套,至少2/3满足接收标准。
样品分析
在方法验证成功后,所有临床试验样品(不论何种药物的治疗组)都用同一种方法进行分析。所有分析板都应包含方法验证期间的标准曲线、空白样品以及两套3个浓度水平的QC(高、中、低浓度)。由于方法验证期间已经完全验证了两种药物各个参数的一致性,样品分析期间的质控样品只需要包含由生物类似药配制的即可。接受标准和工业界定义的PK分析的接受标准相同。
参考文献
1.Guidance for Industry-Bioanalytical Method Validation-. US Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration, Center for Drug Evaluation and Research, Center for Veterinary Medicine (CVM). May 2018.
2.Joseph C. Marini, Michael Anderson, Xiao-Yan Cai, et al. 2014. Systematic Verification of Bioanalytical Similarity Between a Biosimilar and a Reference Biotherapeutic: Committee Recommendations for the Development and Validation of a Single Ligand-Binding Assay to Support Pharmacokinetic Assessments.
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