小分子靶向抗肿瘤药物临床研究策略探讨及案例分析

      在过去的10年时间里，随着基础医学的研究进展，一些新的抗肿瘤药物靶点的发现，肿瘤领域的药物研发发生了巨大变化，从传统的细胞毒类药物转向了非细胞毒类的分子靶向药物开发，并陆续有新产品上市。2011年FDA批准的7个新药中，其中6个为分子靶向药物^[1]。因为作用机制的不同，小分子靶向药物体现出与传统细胞毒类药物不一样的安全有效性特点，在临床研究设计和开发模式上也有所不同。本文对近年来批准上市的一些典型案例如吉非替尼、克唑替尼、埃克替尼等小分子靶向药物的临床开发进行了回顾和分析，探讨不同类型抗肿瘤药物的临床研发策略，期望能对相关研发人员提供参考。
      1.传统抗肿瘤药物临床研究模式
      抗肿瘤药物遵从一般药物临床研究规律，上市前研究通常分为I期、Ⅱ期和Ⅲ期临床试验。I期临床试验主要目的是评价药物的耐受性、药代动力学，推荐Ⅱ期研究给药方案；Ⅱ期临床试验主要目的是在小样本中初步观察药物的有效性，同时也观察安全性；Ⅲ期临床试验则在Ⅱ期基础上选择目标适应症人群进一步扩大样本量以证实在前期研究中观察到的获益和风险，为获得上市许可提供足够证据。
      由于肿瘤药物和疾病特点，抗肿瘤药物临床研究又有着不同于一般药物的特点。例如，由于抗肿瘤药物往往具有较大毒性，为避免健康受试者遭受不必要的损害，I期研究中首次人体试验往往在肿瘤患者中进行，而其它领域药物则多在健康志愿者中进行。同时，出于伦理的考虑，通常新的抗肿瘤药物应首先在无有效治疗手段或经现有标准治疗无效或复发进展的难治性患者中进行，在获得对难治性病例的肯定疗效后，再逐步向初治患者的一线治疗以及辅助治疗推进。另外还需考察药物的抗瘤谱，一个抗肿瘤药物往往不会对所有肿瘤类型均有效，也不会仅对一种肿瘤有效，故需要在早期筛选出敏感的瘤种进入后期研究。
      通常来讲，抗肿瘤药物的疗效和安全性与给药剂量/方案密切相关，不同的给药方案（如给药间隔和给药剂量等）可能产生不同的剂量限制性毒性（Dose Limited Toxicity, DLT）和最大耐受剂量（Maximal Tolerated Dose ，MTD）。对于细胞毒类药物而言，在毒性可以耐受的前提下，主张尽量提高给药的剂量达到最佳疗效，故在临床研究早期需探索不同的给药剂量、不同的给药间隔，以找出能够获得最大疗效且耐受性可以接受的给药方案。再者，因为肿瘤单药治疗容易产生耐药性，临床主张采用联合治疗，通过毒性不完全重叠的化合物联合或者产生耐药性的机制不完全重叠的化合物联合应用，可能达到在可接受的毒性水平增加抗肿瘤活性的目的。因此，联合给药的安全有效性探索也成为早期研究的重要内容。
      由此可见，抗肿瘤药物在受试人群、给药方案等方面的探索过程更为复杂，在长期实践中形成了一套相对成熟的研究模式，且主要是来自传统细胞毒类药物的经验。大多数情况下都遵循这样一种模式：I期分Ia和Ib两个阶段进行，首先在包括多种瘤种的难治性肿瘤患者中进行单药的剂量递增耐受性试验，以毒性为主要终点，确定单药的MTD。之后开展联合给药的剂量递增耐受性试验，同样以毒性为主要终点，确定联合给药的MTD，推荐II期剂量。II期阶段同样分IIa和IIb两个阶段进行，首先初步考察单药对某几个潜在有效的瘤种的疗效，以肿瘤客观缓解为主要终点，之后考察不同瘤种中不同的联合给药方案的疗效。这期间Ib和IIa的研究启动时间可能会有交叉，每一阶段也可能不止一项研究。基于前期研究结果，将首先选择最具潜力的某个敏感瘤种最佳给药方案进入Ⅲ期研究阶段，再逐个开展其它敏感瘤种的Ⅲ期研究，进行扩大适用人群，优化给药方案的研究。
      2.小分子靶向抗肿瘤药物临床研究模式
      与传统细胞毒药物不同，小分子靶向药物多针对膜受体、细胞信号转导途径的成分、细胞周期调节蛋白以及参与血管生成的重要蛋白质或因子等靶点，具有相对的特异性，对正常细胞的毒性相对较轻。因为其产生的抗肿瘤效应可能是抑制肿瘤细胞生长或预防转移，而不是杀灭肿瘤细胞，客观缓解率可能并不是衡量抗瘤活性的合适指标。在多数情况下，这类化合物暴露(给药）时间需要延长，常常需采取连续给药方式而非间歇给药方式，以达到对靶点的持续抑制，上述特点使得小分子靶向药物的临床研究模式不同于传统的细胞毒类药物，尤其是在早期临床研究阶段，在研究人群的选择、给药剂量/方案的确定以及终点指标选择方面都有所区别，比如因为毒性较轻，有可能选择健康人群进行某些早期试验；在剂量和方案探索研究中毒性可能并不是合适的终点，需要基于药代、药效（对特定靶点的抑制而非肿瘤缩小）结果综合确定；为了增加后续研究把握度，可能要较早就进行疗效的评价，甚至采取随机对照的设计，所以有时很难将I、II、Ⅲ期严格划分开来。由此，这类药物的早期临床研究变得更为灵活多样，更为丰富复杂，目的是追求更为高效、更为精准的目标人群定位和更准确的给药剂量，提高后期研究的把握度。
      回顾近年来开发的小分子靶向药物临床研究设计，在早期研究中体现出的一个共同趋势是：大多数药物都采取了在传统的“3+3”剂量递增I期研究模式上的对潜在有效剂量组增加病例数，并在推荐II期剂量下继续入组扩展研究直接进入II期阶段，将I/II期研究目标结合的两阶段模式。在一项研究尽可能多地获取信息，以提高早期研究效率，增强对药物进入后期阶段的信心。以辉瑞公司2011年获得FDA批准上市的克唑替尼（Critizonib）为例，其首个I期研究A8081001即为两阶段、无对照的剂量递增研究（n=119例）^[2]。研究内容包括了单次和多次耐受性研究（单次和多次研究之间设置了7天导入期衔接），单次和多次药代研究，药物相互作用研究，食物影响研究，每天一次和每天两次给药两种方案的比较研究，疗效评价指标包括了生物标志物、肿瘤缓解（如ORR，DR）以及生存时间相关指标（如PFS，OS），在该项研究中同时实现了传统意义上I/II期研究目标 (见图1）。
      
      注：MTD/RP2D：最大耐受剂量/II期推荐剂量
                                                            图1.克唑替尼 -A8081001研究设计
      小分子靶向药物开发中，很重要的一个方面就是证明其具有理想的“靶”作用。整个研发过程实际上是一个寻找靶点和验证靶点的过程，需要回答一系列问题：药物是否对靶点产生作用？对靶点的作用是否产生后续的生物学效应？在哪个剂量方案下对靶点的作用效应最大？影响疾病预后的关键因素是什么？是否在具有某些分子特征的人群中效果更突出？这就要求在早期研究中尽可能收集靶点相关信息，包括留取生物样本进行生物标志物的分析，通过从早期研究中获得的信息进行回顾性或前瞻性的探索分析，得到相关提示，再设计相应研究进一步去验证。近几年一些案例的开发经验提示，及早鉴定出可预测疗效和预后的生物标志物，选择具有某些特征的优势人群进行临床研究可能是导致试验成功甚而加快临床研发进程的路径之一。以阿斯利康公司生产的吉非替尼为例，该产品2003年基于II期试验(IDEAL试验)获得FDA加快批准上市，2005年却因承诺的上市后Ⅲ期试验（ISEL试验）报告阴性结果被FDA限制适应症，遭受沉重打击。值得庆幸的是，阿斯利康公司并未因此放弃，因为亚组分析显示亚洲人、女性、腺癌、非吸烟患者效果更好，于2008年在亚洲腺癌不吸烟的患者中开展了IPASS试验，最终获得阳性结果并因此通过欧盟批准上市。经过10余年的研究分析，目前已经确定EGFR突变是决定患者服用EGFR-TKI疗效和预后的重要影响因子，亚洲人、女性、腺癌、非吸烟患者正是具有高的EGFR突变率的人群，所以IPASS试验取得成功，而ISEL试验因未选择获益优势人群疗效被无效人群“稀释”了。2011版NCCN指南已推荐其作为EGFR突变的NSCLC首选药物。相比之下，辉瑞公司的克唑替尼则要幸运得多，2006年启动临床研究，2007年研究发现EML4?ALK融合基因为非小细胞肺癌肿瘤形成的又一个独立的关键驱动因子^[3]，随即修订了I期研究A8081001的研究人群入组标准，在第二阶段开始有目的的选择ALK基因易位或倒位的非小细胞肺癌患者，果然观察到突出的疗效^[2]（见图1），之后便在该人群中开展了II期研究A8081005（n=136），这两项研究便成为支持该产品在美国上市的关键研究证据。从首个临床试验到提交上市申请，仅历时5年时间，明显缩短了研发周期。
      由于目前已经确定和临床疗效相关的生物标志物毕竟有限，也不是所有药物都能有克唑替尼的运气，因此首先在筛选的人群中进行临床试验尚不具有普遍性，但在早期阶段即开始收集生物样本进行生物标志物的探索研究是较多被采用的策略，转化医学和模型模拟技术也被广泛应用其中。
      3.我国小分子靶向药物临床研策略探讨
      与全球研发趋势一致，我国当前抗肿瘤新药的研发同样集中在分子靶向抗肿瘤药，其中以小分子酪氨酸激酶抑制剂( tyrosine  kinase inhibitor, TKI )为研发最热。2005年至2012年间，此类药物累计申报新化合物总量已经达到28个,占所有类别抗肿瘤新药的1/2以上。这些药物大多数为“me-too”药，即在现有的上市药物或在研的药物基础上进行结构改造而成，具有类似的安全有效性特点。
      对于不同情况产品的临床研发策略应有所不同，国内当前在研新化合物存在三种情况：1）全新靶点、无相同靶点药物研发或使用经验；2）已知靶点，有相同靶点药物研发经验，但尚未找到与疗效和预后相关的生物标志物；3）已知靶点，有相同靶点药物研发经验，且已经找到可预测疗效和预后的生物标志物。对于全新靶点的药物，一切尚属未知，需要遵循一般的研究规律进行，并且可能要研究得更多，但对于已知靶点的药物，则应该充分借鉴已有的经验，仔细研究和分析国内外同靶点药物研究信息，依据产品特点和现实条件选择适合自身产品的临床研究模式，少走弯路。
      以2011年获得SFDA批准上市的浙江贝达生产的盐酸埃克替尼为例：该产品是在罗氏公司2004年获得FDA批准上市的厄洛替尼（特罗凯？）基础上进行结构改造得到，是一种表皮生长因子受体（EGFR）酪氨酸激酶抑制剂。针对同样靶点的上市产品还有前面提到的阿斯利康公司生产的吉非替尼（易瑞莎？）。可以说，该产品的开发有较多可以借鉴的经验。
      盐酸埃克替尼的临床研究从2005年底开始，至2010年底结束，历时5年时间，共完成5项I期、2项I/II期、1项III期研究 （见表1）。从表1可见，申办方基本遵循了当前此类药物的临床研究思路，同时也考虑了作为me-too产品自身的特点,充分借鉴了吉非替尼和厄洛替尼已有信息，与后两者比较的思路贯穿始终。例如，开展了充分的早期探索性研究；选择健康志愿者进行单次给药耐受性和药代相关研究，在肿瘤患者中进行了多次给药耐受和药代研究；基于产品的药代特点并参考同靶点药物临床给药方案进行了给药间隔的探索；采用了I/II期联合的设计，基于I期剂量递增试验中探索得到的潜在有效安全剂量水平进行了扩大病例的观察，实现了II期研究目标；参考同靶点药物的临床适应症，未进行不同瘤种的探索研究，直接选择目标适应症人群即NSCLC；关键研究以同靶点药物为对照，采用了II/III期联合设计，并设定提前中止标准，同时也按照当前国际惯例加强了对于试验质量的控制，包括采用双盲双模拟、应用IWRS进行随机分组、设立独立疗效评价委员会、数据监察委员会、专家指导委员会、引入数据管理体系、临床试验登记注册等。尽管也存在一些统计设计、数据收集以及实施上的问题，对结果的解读有一定影响，但在现阶段仍不失为我国自主研发药物开发的一个典型成功案例，这些问题被要求申请人在上市后做进一步研究。 
表1：盐酸埃克替尼完成的试验总结