CC BY
13УДК 615.1: 615.9
Современные подходы к доклинической оценке безопасности комбинированного действия лекарственных средств
Разработан комплексный методологический подход к доклинической оценке безопасности комбинированного применения лекарственных средств (ЛО, включающий прогнозирование и эксперимен-
тальную оценку токсикологического взаимодействия. Сделан вывод о приоритетности экспериментальной оценки токсикологического взаимодействия. Обсуждается роль прогнозирования в оптимизации программы экспе-
Сюбаев Р.Д.
(фрагмент диссертационной работы)
ФГУ Научный центр экспертизы средств медицинского применения Росздравнадзора, Москва
риментального исследования комбинаций ЛС.
Ключевые слова: лекарственные средства, токсикологическое взаимодействие, прогнозирование, экспериментальное исследование
Введение. Актуальность проблем, связанных с безопасностью лекарственного взаимодействия (ЛВ), обусловлена широким использованием комбинированной терапии и большим количеством препаратов на основе фиксированных комбинаций лекарственных средств (ЛС), в том числе безрецептурных препаратов, которые применяются без врачебного контроля [3]. Практически во всех случаях фармакотерапии имеет место одновременное или последовательное применение нескольких ЛС. Возможное количественное изменение токсических эффектов в результате взаимодействия может привести к усилению побочного действия при обычном режиме дозирования ЛС. Необходимо также учитывать возможное развитие непрогнозируемых токсических эффектов с качественным изменением ожидаемого спектра токсичности комбинации ЛС.
В «Руководстве по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» фрагментарные указания по изучению комбинаций ЛС содержатся в отдельных методических рекомендациях,
посвященных разным видам фармакологических и токсикологических исследований [6 ]. В настоящей работе предпринята попытка компенсировать имеющийся методологический пробел, определить стратегию доклинической оценки безопасности комбинированного применения ЛС, и предложить наиболее важные критерии для экспертной оценки потенциального риска токсикологического взаимодействия ЛС.
Материалы и методы исследования. В работе использован экспериментально-аналитический метод для разработки методологических подходов на основании результатов собственных исследований [1,4,5], данных литературы [2,3,7,8], отечественных и зарубежных методических документов [6,9,10,11].
Результаты и обсуждение. Теоретическая основа предлагаемой методологии оценки ЛВ включает фундаментальные представления о механизмах действия ЛС на организм, представляющий собой сложную иерархически организованную систему гомеостатических систем. Принципиальные разногласия в отношении методоло-
гических подходов во многом связаны с недооценкой теории ЛВ. Так, например, вызывает сомнение корректность положения о нецелесообразности исследований комбинации при отсутствии соответствующих токсических свойств у отдельных компонентов. Гомеостатическая модель, принятая нами в качестве концептуальной базы ЛВ, позволяет прогнозировать все основные его феномены. При этом реализация качественно новых эффектов взаимодействия может быть представлена как результат наложения подпороговой дестабилизации гомеостатиче-ских систем (скрытой потенциальной активности). Для анализа взаимодействия применен принцип аддитивности в качестве исходной гипотезы совместного действия нескольких токсических агентов [2]. При этом предполагается, что прогнозируемый эффект комбинации является суммой эффектов отдельных компонентов комбинации. Уравнение аддитивности лежит в основе аналитических приемов для определения характера взаимодействия с использованием параметров острой токсичности фиксированных комбинаций по Фин-
ни (Finney D.J.) [7] и для изо-болографического анализа
2-компонентных нефиксированных комбинаций по Лёве (Loewe S.) [8]. Применение принципа аддитивности позволяет установить сам факт взаимодействия и получить его качественные и количественные характеристики путем «наложения» прогнозируемого (аддитивного) спектра токсичности комбинации на фактический спектр комбинации, установленный в эксперименте. Теоретически обоснованными эффектами взаимодействия следует считать все неаддитивные эффекты: антагонизм, потенцирование и появление качественно новых эффектов. К качественным эффектам взаимодействия необходимо отнести и развитие необратимости токсического действия как проявление локального повреждения гомеостатической системы вследствие истощения компенсаторных механизмов.
При многокомпонентном взаимодействии теоретически возможны и реализуются разнообразные его варианты, число которых зависит от количества взаимодействующих ЛС и определяется конечным комбинаторным множеством [1]. Вычисленные нами комбинаторные характеристики позволяют оценивать относительную вероятность вариантного разнообразия и, следовательно, вероятность токсикологического взаимодействия. Так, в
3-компонентной комбинации комбинаторное разнообразие однопарных и многопарных сочетаний увеличивается в 7 раз по сравнению с 2-ком-понентной комбинацией. В
4-компонентной комбинации - уже в 63 раза, в 5-компонент-ной комбинации - в 1023 раза, в 6-компонентной комбинации - более чем в 32 тысячи раз. Далее, при увеличении комбинации от 7 до 10 компо-
нентов количество вариантов увеличивается в миллионы (106), миллиарды (109) и триллионы (1012) раз. Подобная прогрессия комбинаторного фактора свидетельствует о резком возрастании вероятности взаимодействия и прогностической неопределенности фармакодинамических и токсических эффектов поликомпонентных комбинаций. Многочисленные наложения разнонаправленных векторов токсичности и фармакокине-тики, меняющихся при изменении уровня и соотношения доз компонентов, могут стать причиной своеобразной фар-мако- и токсикодинамической аморфности комбинации и парадоксальных эффектов. Колоссальный уровень неопределенности приводит к утрате прогностической ценности экспериментального изучения комбинаций, содержащих более 4-х компонентов. Теоретически оптимальной следует считать лекарственную комбинацию, содержащую не более 3-х активных компонентов. Исключение могут составлять комбинации из «малотоксичных» или «практически нетоксичных» веществ (при соответствии уравнению аддитивности) или рациональные комбинации, в которых взаимодействие сопровождается доказанным снижением токсичности компонентов. Исходя из теоретических предпосылок механизма ЛВ упомянутых выше, нельзя полностью исключить токсикологического взаимодействия ЛС даже в известных комбинациях при изменении количественного соотношения активных компонентов и, тем более, при изменении качественного состава комбинации. В связи с этим, вполне очевиден вывод о том, что полное доклиническое изучение токсичности комбинации следует считать с точки зрения безопасности предпочтительным во всех случаях.
Анализ литературных данных и опубликованных методических документов указывает на то, что в настоящее время наиболее адекватным для оценки безопасности комбинаций ЛС принято считать подход, включающий наряду с экспериментальной оценкой и анализ факторов риска. Мы предлагаем выделять два взаимосвязанных направления: а) прогнозирование токсикологического взаимодействия комбинации ЛС и б) экспериментальное исследование комбинации ЛС.
I. Прогнозирование токсикологического взаимодействия комбинации ЛС основано на анализе имеющихся сведений о безопасности аналогичных комбинаций и всей доступной информации о свойствах одновременно применяемых ЛС, имеющих прямое или косвенное отношение к возможному токсикологическому взаимодействию. Результатом прогнозирования является предварительная оценка риска токсикологического взаимодействия и определение ожидаемого профиля токсичности комбинации. Основной аналитический прием прогнозирования основан на оценке факторов риска и выявлении у компонентов комбинации сходных свойств, параметров, эффектов, общих субстратов и мишеней воздействия. Прогнозирование может эффективно использоваться на начальных этапах разработки новых комбинаций ЛС, а также для экспертной оценки риска токсикологического взаимодействия компонентов комбинаций ЛС при отсутствии достаточного экспериментального и клинического обоснования их безопасности. Прогнозирование не заменяет экспериментальной и клинической оценки безопасности комбинаций ЛС, а лишь служит обоснованием оптимизации (сокращения) программы доклини-
ческого токсикологического изучения или возможности клинического применения комбинации ЛС при допустимом уровне риска токсикологического взаимодействия. Следует также иметь в виду, что в случаях, когда не проводятся токсикологическое исследование комбинации, уровень достоверности прогноза может оказаться недостаточным для применения комбинации у пациентов.
При прогнозировании следует оценивать по меньшей мере следующие аспекты безопасности и факторы риска ЛВ:
Имеющаяся информация о применении данной или аналогичной комбинации (клинические и экспериментальные данные)
Имеющаяся информация об отдельных компонентах комбинации (клинические и экспериментальные данные; фармакокинетические, фармакологические и токсические свойства)
Возможность фармакоки-нетического взаимодействия (конкуренция, индукция или ингибирование изофермен-тов цитохрома Р450, механизмы всасывания, распределения, связывания, выведения; значение основных ФК-параметров, кумуляция)
Возможность фармакологического взаимодействия (механизм действия, эффекты, органы-мишени, специфическая активность, фармакологическая безопасность)
Возможность токсикологического взаимодействия (органы-мишени, токсические эффекты, токсикодинамика, токсикокинетические параметры).
Широта терапевтического действия комбинации и отдельных компонентов (диапазон безопасных и токсических доз).
Режим дозирования ЛС в комбинации (соответствие
уравнению аддитивности; способ введения, доза, курс).
Комбинаторный фактор (число вариантов взаимодействия, зависящее от количества компонентов в комбинации и характеризующее состоятельность прогноза эффектов ЛВ).
Состояние гомеостати-ческих систем (показания к применению комбинации; целевая популяция пациентов, возраст, пол, группы риска).
Возможное снижение терапевтической эффективности ЛС, которые применяются при состояниях, представляющих угрозу для жизни человека.
Необходимо отметить, что при прогнозировании особое внимание уделяется анализу данных по фармакокинети-ческому (метаболическому) взаимодействию, что обусловлено его кардинальным значением в наиболее ярких проявлениях ЛВ и интенсивными исследованиями этого механизма в клинической фармакологии. Однако в нашей работе мы старались привлечь большее внимание к качественным эффектам токсикологического взаимодействия.
Интерпретация результатов прогнозирования токсикологического взаимодействия. Отсутствие количественных критериев для большинства перечисленных факторов риска не позволяет получить строго определенное числовое выражение абсолютного интегрального риска токсикологического взаимодействия компонентов комбинации. Предлагаемый нами комбинаторный фактор имеет определенные числовые выражения, что позволяет использовать его в качестве количественного параметра при прогнозировании. Наиболее простым представляется определение относительных параметров с учетом общего числа фак-
торов, отсортированных по альтернативной форме «да/ нет». Следует также учитывать, что при прогнозировании степень детализации и глубина анализа потенциальных взаимодействий может существенным образом различаться в зависимости от применяемого исследователем аналитического аппарата, характера информации, объективной весомости доказательств и субъективной оценки значимости факторов риска. В связи с этим, строгая количественная оценка риска токсикологического взаимодействия, как параметра, на этапе прогнозирования представляется достаточно проблематичной.
II. Экспериментальное исследование комбинации ЛС предполагает получение наиболее доказательной доклинической информации о профиле токсичности как фиксированных, так и нефиксированных комбинаций ЛС. Экспериментальное изучение общетоксического действия (с токсикокинетическими исследованиями) и специфических видов токсичности комбинации ЛС с помощью стандартных методов позволяет оценить характер и выраженность ЛВ. Рекомендуется также проводить исследования фармакологической безопасности (влияние на функцию сердечно-сосудистой системы, дыхательной системы, ЦНС). Для выяснения механизма взаимодействия оригинальных комбинированных препаратов рекомендуется проводить исследования фар-макокинетики активных компонентов отдельно и в комбинации. Необходимо отметить, что сведения о влиянии ЛС на активность метаболизиру-ющих ферментов цитохрома Р450 в настоящее время признаются наиболее важными для прогнозирования фарма-кокинетического механизма взаимодействия.
Программа экспериментального токсикологического исследования комбинации ЛС.
Стандартная программа включает исследования токсических свойств комбинации ЛС и отдельных компонентов: общетоксического действия (острая токсичность и субхроническая токсичность до 3-х месяцев) и специфических видов токсичности. Полное токсикологическое исследование может быть рекомендовано для всех комбинаций ЛС, которые не были изучены ранее. Такое исследование, на наш взгляд, необходимо для комбинаций, включающих новые или малоизученные компоненты и для всех новых комбинированных препаратов, которые предназначаются для широкого медицинского применения (в т.ч. безрецептурного). Оптимизированная программа предполагает исследование токсических свойств комбинации ЛС и отдельных компонентов в сокращенном объеме с учетом имеющихся сведений о доклиническом и клиническом изучении и медицинском применении комбинации и отдельных ЛС (в т.ч., для устранения «пробелов» в ранее проведенных токсикологических исследованиях). Сокращенные программы могут использоваться для обоснования безопасности клинических исследований или ограниченного медицинского применения препарата в случаях, когда польза может значительно превышать риск потенциального токсикологического взаимодействия.
Изучение общетоксического действия. Ценную информацию о токсикологическом взаимодействии дает анализ результатов изучения острой токсичности лекарственной комбинации по Финни [7]. Метод позволяет оценить наличие и характер
токсикологического взаимодействия ЛС (синергизм, потенцирование, антагонизм) в многокомпонентных комбинациях с помощью уравнения аддитивности. При изучении острой токсичности комбинации целесообразно оценивать также характер и динамику развития симптомов интоксикации,
Субхроническая токсичность. От дизайна исследования комбинации ЛС в значительной степени зависит информативность эксперимента. Основной аналитический принцип исследования комбинаций ЛС заключается в сравнении токсических эффектов комбинации ЛС с эффектами отдельных ЛС, входящих в состав комбинации. Для упрощения дизайна сравнительного исследования многокомпонентных комбинаций, содержащих более 3-х активно действующих компонентов, по-видимому, целесообразно для сравнения использовать не все, а лишь наиболее значимые компоненты (исключая малотоксичные, малоактивные или количественно несущественные компоненты).
Специфическая токсичность. Экспериментальное изучение специфических видов токсичности позволяет получить оценку спектра специфической токсичности комбинации (мутагенность, репродуктивная токсичность, а также аллергизирующее действие, иммунотоксич-ность, канцерогенность) и выявить эффекты возможного токсикологического взаимодействия при сравнительном дизайне исследования. По результатам анализа имеющихся сведений об изучении специфической токсичности отдельных компонентов и оценки риска на этапе прогнозирования определяется оптимальная программа экспериментальных исследований комбинации.
Оценка риска токсикологического взаимодействия по результатам токсикологического изучения комбинации ЛС. Оценка степени риска токсикологического взаимодействия может оказаться наиболее информативной при изучении нефиксированной комбинации из 2-х компонентов. Так, в стандартном диапазоне из 3-х уровней доз (терапевтической -I, максимально переносимой-III и промежуточной-II) определяется 5 степеней риска: максимальный риск токсикологического взаимодействия (5 степень), когда эффект регистрируется при использовании терапевтических доз компонентов комбинации (сочетание I/I). Минимальный риск (1 степень), когда эффект отсутствует или регистрируется только при использовании максимальных доз (III/III). Диапазону от высокого до незначительного риска (4-2 степень) соответствуют сочетания доз I/II, I/ III или II/II и II/III. Сходный прием можно использовать и для фиксированных комбинаций.
Многочисленные факты, указывающие на отсутствие единого методологического подхода, демонстрируют также опыт экспертизы материалов по доклинической оценке безопасности ЛС. Только в редких случаях авторы проводят полноценный анализ имеющихся данных, необходимых для прогнозирования потенциальных эффектов ЛВ, и адекватное экспериментальное изучение лекарственной комбинации с оценкой механизма токсикологического взаимодействия. Исследования комбинаций, как правило, проводятся без сравнения с отдельными компонентами, что значительно снижает их информативность или полностью лишает смысла. Для комбинаций, содержащих известные ЛС, авторы
часто ограничиваются предоставлением данных о токсичности отдельных компонентов. В большинстве случаев отсутствует адекватное сравнительное изучение специфических видов токсичности комбинации. Нередко для клинических испытаний предлагаются новые комбинации ЛС без адекватной токсикологической оценки лишь на том основании, что они содержат, хотя и другие, но аналогичные по действию препараты; не оценивается риск токсикологического взаимодействия с препаратами сопутствующей терапии. Существующая тотальная практика клинического и амбулаторного применения комбинаций ЛС фактически не имеет удовлет-
ворительного токсикологического обоснования. Опираясь на предлагаемый методологический подход, мы считаем, что прогностические спекуляции по поводу безопасности комбинирования ЛС, подтверждаемые только фактом их медицинского применения, клинической практикой или даже фармакокинетическими данными, могут быть оправданы лишь в случаях, когда клиническая польза значительно превышает риск возможного токсикологического взаимодействия. Широкое применение лекарственных комбинаций, не имеющих полноценных токсикологических характеристик, может вызывать серьезные медицинские, этические и юриди-
ческие возражения, особенно в отношении препаратов, предназначенных для профилактики, применения в педиатрии, при беременности и грудном вскармливании, а также в отношении безрецептурных средств.
Заключение. Предлагаемый комплексный методологический подход позволяет получить достаточно полную доклиническую оценку безопасности комбинированного применения ЛС с использованием новых методологических приемов, критериев прогнозирования, принципов формирования адекватного дизайна токсикологических исследований и интерпретации доклинической оценки безопасности ЛВ в целом.
Р СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гуськова Т.А., Сюбаев Р.Д. Влияние комбинаторного фактора на достоверность теоретического прогноза эффектов многокомпонентного токсикологического взаимодействия // Токсикологический вестник, 2003.-№4.-С.2-11.
2. Курляндский Б.А. Филов В.А. (под ред.),Общая токсикология.- М.: Медицина, 2002.- 608с.
3. Пальцев М.А., Кукес В.Г., Фисенко В.П. (под ред.) Молекулярные механизмы взаимодействия лекарственных средств. - М.: АстраФармСервис, 2004.- 224 с.
4. Сюбаев Р.Д. Принципы прогнозирования и экспериментальной оценки токсических эффектов лекарственного
взаимодействия // В кн.: Материалы II Всероссийского съезда фармацевтических работников; Сочи, 2005 , с.144-145.
5. Сюбаев Р.Д. Гармонизация подходов к доклинической оценке безопасности лекарственного взаимодействия // В кн.: III съезд токсикологов России 2-5 декабря 2008 г.- С.528-529.
6. Хабриев Р.У. (под общ. ред.) Руководстве по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2-е изд., пер.и доп.-М.: «Медицина», 2005.- 832с.
7. Finney D.G. A statistical treatment of the sigmoid response curves/ Probit analysis.
2nd ed.- Cambridge, Univ. Press, 1952.- P. 131-140.
8. Loewe S. The Problem of Synergism and Antagonism of Combined Drugs // Arzneimittel-Forsch., 1953.- V.3.-P. 285-290.
9. Guidance for Industry Nonclinical Safety Evaluation of Drug or Biologic Combinations. FDA, CDER, March 2006.
10. Guideline onthe non-clinical development of fixed combinations of medicinal products London, 24 January 2008 (Doc. Ref. EMEA/ CHMP/SWP/258498/2005).
11. ICH Guidance on Nonclinical Safety Studies for the Conduct of Human Clinical Trials and Marketing Authorization for Pharmaceuticals M3(R2), January 2010.
Subayev R.D.
Present-day approaches to the pre-clinical assessment of safety evaluation of a combined action of medicinal products
Scientific Center for Expertise of Medical Application Products, Roszdravnadzor, Moscow
A combined methodological approach was developed to perform a preclinical safety evaluation of a combined use of medical products including prognostication and experimental evaluation of their toxicological interaction. A conclusion was drawn that experimental assessment of the toxicological interaction plays a priority role. The importance of prognostication in optimization of a program of an experimental study on combined action of drugs is considered
Материал поступил в редакцию 15.04.2010 г.
