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摘要：目前我国鼓励儿科药物研发，其中一个首要环节是进行儿科用药的非临床安全性评价，但国内尚未发布统一标准的该评价指南，因此 如何全面、科学的进行儿科药物非临床安全性研究，具有很强的现实意义。本文结合了现阶段国内外可供参考的儿科用药非临床安全性研究指 导原则，介绍了开展非临床安全性评价试验的策略分析以及方案的设计。对儿科用药非临床安全性评价中，开展幼龄动物试验在动物自身(种 属、年龄、性别和数量)、给药(给药途径、频率、期限、剂量)以及观察指标等所需考虑的相关要求进行概括，供研究者参考。
关键词：儿科用药；非临床安全性评价；幼龄动物试验；观察指标
本文引用格式：高焕，周玥,柏冬.儿科用药的非临床安全性评价要则综述[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(30):153-155,161.
A Review of the Non-clinical Safety Evaluation Criteria for Pediatric Drugs
GAO Huan
1, ZHOU Yue
2, BAI Dong
3*
(1. College of pharmacy, Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang Shaanxi; 2. Certification Center for Licensed Pharmacist of NMPA, Beijing; 3.Institute ofBasic Theory of Traditional Chinese Medicine, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing)
ABSTRACT: At present, China encourages the development of pediatric drugs. One of the first steps is to conduct non-clinical safety evaluation of pediatric drugs. However, this evaluation guide has not yet been issued in China. Therefore, how to comprehensively and scientifically conduct non-clinical safety research on pediatric drugs has a strong practical significance. This article combines the guiding principles of non-clinical safety research for paediatric drugs at home and abroad at this stage, and introduces the strategy analysis and design of the non-clinical safety evaluation test. For the non-clinical safety evaluation of pediatric drugs, the young animal test should be considered in the animal itself (species, age, sex and quantity), administration (dosing route, frequency, duration, dose) and observation indicators. The relevant requirements are summarized for the reference of the researcher.
KEY WORDS: Pediatric drugs; Non-clinical safety evaluation; Young animal test; Observation index
0引言
据统计，我国患病人口总数中，儿童约占20%, 14岁以下儿 童的患病率达12.3%⑴。然而儿童用药剂型少、品种缺乏，我国 多达3500种药物剂型品种中，包括中药制剂在内的儿童使用剂 型仅100余种，占1.52%⑵。我国现行《国家基本用药目录》2009 版）中，儿童用药明确标注其用法、用量的化学药仅5个品种， 而中成药仅1个专用品种⑶。针对上述情况，我国鼓励儿科药 物研发。
与成人相比，儿童的各系统器官组织尚处于发育阶段，具有 各自的生理特征，对药物的敏感性、耐受性也有明显差异。因此， 对儿童药物研发，应特别关注药物非临床安全性评价，且评价内 容应更多侧重于对不良反应或毒性的预测⑷。现参考国内外儿 科新药监管的相关指导原则，就开展儿科用药的非临床安全性 评价及其幼龄动物试验的具体要求和观察指标等进行综述，为 进行儿科新药相关工作提供参考。
1目前儿科用药非临床安全性评价可参考的指导原则
儿童用药的安全性、有效性无法保证已成为全球关注的问 题。目前，许多国家针对上述问题已相继立法，对于新药的开发 所需的非临床研究相关指导原则见表1。
2开展非临床安全性试验的策略分析及方案设计
2.1必要性
以往临床上，小儿药量常用一些公式计算而得，如杨氏法、 柯氏法或克氏法等，这些剂量公式是由成人的基本信息推算而 得，忽略了儿童特殊的发育特点，故存在较大误差⑷。例如，两岁 以下儿童抗惊厥治疗中，采用丙戊酸可不成比例导致致命肝毒 性；对乙酰氨基酚退热，而幼童对其过量引起的急性肝毒性的敏 感性较低。因此，有必要对幼龄动物开展临床毒理学研究，以鉴 别药物潜在的危害性。
2.2适用性
某些药物的临床试验先在大龄儿童人群进行，如12-18岁 青少年，得到充足的安全性数据后，再扩展至年龄较小的儿童， 通过这种延迟方案或排除部分年龄段儿童的方法，便可获取免 除儿科药物研发要求。但有些药物如没有成人临床试验信息， 离乳前儿童就需要直接开始临床试验，如儿童遗传罕见病药物
［14］ ，及拟用于儿童或包含儿童适用人群的中药新药。已上市供成 人使用的中药制剂在扩展儿童适用人群，若缺乏相关的儿童用 药非临床和临床安全试验评估资料的，则需开展幼年动物毒理 学研究I
1%
2.3方案设计
试验时间安排尤为重要，一般取决于药物已有资料及其安全 性风险
［14］。幼年动物毒理学试验需在儿科用药临床测试前完成
［15］ ，并且需要考虑的关键因素有①制剂的成分类别、适应证、新 靶点作用等；②患者是否专门针对儿童，是否区分不同年龄儿童 亚群；③药物对成年动物或人的毒性靶器官是否已明确；④毒理 学数据是否充分；⑤关注药物毒性的严重性、可逆性；⑥免除研 发要求是否被采纳；⑦应开展儿童临床试验中不能充分地、符合 伦理地或安全地进行的研究
［14］等。
上述方案设计还应积极开展同审评审批机构的科学咨询，以 确保试验科学、准确、全面、合乎规定。
3幼龄动物非临床安全性试验相关要求
3.1动物自身相关要求
3.1.1种属选用
啮齿类动物（大鼠）和非啮齿类（犬）是常规选择。若药物 代谢与人类或非啮齿类已知的药理活性及毒性靶器官有较大差 异，或大鼠对其毒性不敏感时，可选用小鼠、兔、犬、小型猪或非 人灵长类动物（猴）等其它种属。
对于用药时间长（＞2周）的儿科药物，为使药物充分暴露，考虑发育阶段长的评价动物，幼龄猴可能更适合
［16］o对使用于 整个儿童阶段、用药时间较长（〉4周）或反复用药的儿科新药， 试验动物应选择发育时间较长的种属，如幼龄犬、幼龄猴，并对 其整个发育阶段进行安全性评价，以获得更多的评价信息
［16］。
3.1.2年龄要求
人体不同器官系统的成熟期不同。人体胃肠道、肾脏1岁 成熟，肺泡1〜2岁成熟，免疫系统5-12岁，生殖系统青少年到青 春期成熟，神经系统、骨骼系统青少年到成年成熟［13］。因此试验 动物应结合目标儿童器官发育的年龄，例如3-5周幼鼠相当于 3岁幼儿。一般试验是从幼鼠出生后7-10d，甚至21d给药［17］o 但对于慢性毒性试验可以采用较大周龄（7-8周）的性成熟的大 鼠（雌性未孕）进行试验［14］，使毒性充分暴露。
3.1.3性别和数量
应为两种性别动物，一般雌雄各半［1叫 若用于单性别研究， 须与其一致。
动物数量一般参考毒理学要求。若开展长期毒性试验，一 般大鼠雌雄各10-30只，犬、猴雌雄各3-6只［19］。
3.2给药相关要求
3.2.1剂型和途径
给药剂型与途径应与临床一致，除非研究已证实动物其他剂 型或给药方式与人类应用更相近。若多途径给药，则拟临床多 途径给药进行安全性评价更合理［1气
3.2.2给药频率
一般动物离乳前每日给药1次，药量取决于其每日体质量［20］o可结合前期成年动物研究数据,设计幼龄动物的给药频率及 持续时间，但要考虑成年与幼龄动物代谢的差异，最好与药物临 床拟使用情况相关并做出相应调整［1气
3.2.3给药期限
给药期限应根据临床拟用药时间或者毒性靶器官的发育期 确定。还需考虑试验动物出生后药物与其发育明显相关的阶段， 若评价潜在的长期影响，如迟发毒性评估，应根据临床拟用药时 间延长给药持续时间［1气 后期还需设计恢复期，用以评估不良 反应的可逆性［18］o
3.2.4给药剂量
剂量水平应与毒性效应成正相关，即高剂量产生明显的发育 或一般毒性反应，低剂量毒性反应不明显或没有。应明确受试 动物未观察到毒性反应的剂量，并可按照其产生药效的剂量调 整所用的中低剂量［1叫
4观察指标
应关注药物对出生后特定器官系统，如骨骼、脏器、神经器 官、免疫组织、生殖系统等的发育和成长的影响［18］。一般评价观察指标分述如下。
4.1生长发育
可测量体质量、器官质量、胫骨长度和生长速度等指标⑻。 体质量及其变化为毒性敏感指标。对于发育阶段快速增长期应 增加测量频率，以观测细微变化，如10周龄前每周至少称两次 体质量。长骨（胫骨或股骨）测量可以纵向评价生长发育。此外 还考察身体成分变化，如水脂比例等。
4.2摄食量
评价动物健康和潜在毒性指标是摄食量。幼龄动物断乳前 不评价摄食量，而断乳后并单独饲养，评价才为可靠。例如，出 生后28d（postnatal day 28, PND28）起，大鼠整个生长阶段摄食 量增加，但PND42时似乎处于平台期［21］。设计该指标时应考虑 种属特异性，如啮齿类饲养模式与昼夜节律。
4.3血液和血清生化
可参考临床病理指标，但对于＜PND28的大鼠，整体的临床 血清生化评价必须使用终点血样，＜PND17的大鼠需合并收集以 获得足够血样。观察前应收集试验种属正常的参数进行比对。 例如，幼龄犬的标准血液学参数从出生到青春期有一定的差异 ［22］，幼龄大鼠和小型猪出生后发育也有各自的模式［23'24］O
另外，药物靶器官为特殊酶系统时，应针对该酶系统发育进 行试验设计，以便搜集更多非临床毒性评价信息。
4.4大体观察和镜下观察
脏器的大小变化与发育情况一致，幼龄动物试验应检查肾、 肝、睾丸、骨骼等器官或组织具有相对的大小变化。需镜下观察 组织病理变化与器官成熟程度的联系。例如，Ramipril网在研究 血管紧张素转换酶抑制剂的试验中，发现PND17和PND28的幼 龄动物对照组与给药组有发育良好的嗜碱小管和片状相对不发 育的嗜碱小管，表明动物的肾发育延缓。
4.5中枢神经系统
中枢神经系统（CNS）是治疗儿童认知障碍，智力水平低下 等疾病的重要靶器官。对发育期毒性评价，应用成熟的方法检 测CNS功能变化，同时要考虑其副作用反跳的可能性。CNS的 毒性研究设计是各地监管部门的要求中最常见的附加指标［25- 27］。评价内容如下。
4.5.1行为学测试指标
给药的起始年龄、期限、动物种属及中枢或外周神经系统持 续发育等多重因素影响指标监测，建议进行行为学终点的评估。 可选自发活动、听觉惊愕、学习和记忆等指标，也可灵活选择行 为学测试组［28］进行评估，如考察①个体发育反射（在年龄基础上 评价），测试平面复正反射，空中复正反射，负趋地反射；②感觉 运动功能，如自发活动，反应性，可选择测试伸肌推力响应，跳跃，抓力反射，游泳，转棒，后肢着地爪张开；③学习记忆，可测试主、 被动回避反应，采用比尔迷宫,八臂迷宫,Morris水迷宫方法等。
除了在体评价，中枢、周围神经系统的病理组织学、形态学 也需要评价㈣。大脑所有的主要区域（如大脑皮质、海马、基底 节、丘脑、脑干等）均应检查。
4.5.2身体发育指标
常见有耳廓分离、下门齿萌出、出毛、平面复正反射、张耳和 睁眼等发育指标。应根据暴露时的年龄和研究持续时间，选择 不同的指标试验的。
4.6生殖功能检测
幼龄动物生殖毒性研究应结合生育力评价研究。评价指标 有大鼠的交配行为（如交配前间隔时间等），睾丸组织病理学（包 括睾丸分期）还有如精子数量、活动性和形态学评价
［20］o后续可 能进行性激素水平检测（如雌二醇、孕酮、睾酮等）。
4.7性发育指标
身体发育的最初评价是性发育和青春期的启动，可靠指标为 龟头包皮裂开和阴道张开。雄激素作用下，大鼠龟头包皮裂开， 一般发生在45d。通过检查覆盖在阴道口的被膜观测大鼠阴道 口张开，常发生在34〜36d,此后在首次排卵后第2
天,促性腺激 素激增，这是青春期开始的标志
［20］o
4.8免疫功能检测
大鼠免疫系统约42d才达到成人的组织形态网,实验以验 证分析为基本，考虑免疫系统延迟成熟的特点，灵活设计。
可参考ICH免疫毒性指导原则
［31］中的方法观测T细胞抗 体反应、细胞介导免疫测定和组织病理等。
还可检测血液学（白细胞分类计数）、脏器质量和组织病理变 化（胸腺、脾脏、淋巴结、骨髓涂片、Peyer板等）和胸腺发育情况 （B细胞、T细胞）等以评价体液免疫和细胞免疫的完整性在 4.9泌尿系统
评价肾功能指标应为肾小球滤过率，即人类从胎儿期开始, 逐渐加强，1〜2岁时达成人水平。大鼠、犬出生6周内肾小球滤 过率都会增加，且大鼠增长较为迅速
［33］O
4.10呼吸系统
对于小于2岁的儿童吸入制剂的安全性评价,可选用幼龄大 鼠和犬。大鼠的早期肺泡发生是出生后4〜13d,微血管成熟是在 出生后2~3周,建议大鼠断乳后4周时，犬在大约2周时进行吸 入暴露研究
［20］o
4.11心血管系统
重复给药毒性实验检测血压、心率、心电图（PQ、QT和QRS 间期）等指标。对于心血管系统发育，人类、犬和大鼠很多细节 均不同卩气如大鼠出生后伴随副交感神经系统首先成熟,2〜3周 发生阳离子对交感神经反应，犬大约7周时交感和副交感神经 系统功能完善。
4.12胃肠道系统
动物和人胃肠道系统模式相似，可通过适当设计，评估药物 对胃肠道发育影响。人类新生儿的胃液pH值高，随时间推移降 低,2岁时达成人水平。大鼠6周时达到成年的胃液分泌水平, 犬是在13周。人类胰腺功能约在2岁成熟，实验动物常在断乳 时成熟㈣。
4.13骨骼系统
可活体测量动物顶臀长或长骨长度，进行骨骼发育的初筛。 若需深层次挖掘评价，则可解剖后测其骨中矿物质含量或密度、 骨组织形态观察及强度评价，以及生物学角度测量其血、尿的骨 转换生物标志物等
［20］o
对于同种幼龄动物不同系统或器官发育毒性研究中，指标的 观测点可能先后不一。因此，同一个剂量组幼龄动物可能要再 分列出好几个不同的观测指标亚组。
5小结
由此可见,儿科用药的非临床安全性评价的核心是试验方案 的设计。考虑到儿童的器官、组织、系统等都处于发育阶段，相 对于成年人而言，对药物的行为模式、代谢水平、毒性反应等都 可能更为敏感或迟钝。因此，需考虑药物发挥效应的靶器官及 其对儿童生长发育的影响，预测是否有器官毒性的风险，并基于 前期毒性试验数据、临床经验及相关文献，结合药效剂量等，全 面、科学的进行幼龄动物试验。
本文结合现阶段国内外儿科用药的安全性评价相关指导原 则，介绍了开展儿科用药非临床安全性评价的必要性、适用性、 试验方案设计等，进行幼龄动物试验的具体要求、观察指标等要 则，具有较强的针对性和实用性，可为儿科新药开发或药物扩展 儿科适用人群的非临床安全性评价等相关工作提供参考。
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