مطالعات بالینی اکتشافی: کارآزمایی‌های فاز صفر

( Exploratory clinical studies (Phase 0 Trials
منبع: کتاب Principles of Translational Sience in Medicine
نویسنده: Cecilia Karlsson
مترجم: دکتر محمود صادقی

به مطالعات بالینی اکتشافی، آزمایشات فاز صفر نیز گفته می شود، چرا که آنها قبل از مطالعات سنتی افزایش دوز فاز یک، مطالعات ایمنی و تحمل پذیری انجام می شوند (Lappin, Noveck, and Burt, 2013). از آنجا که مقامات نظارتی در اسناد راهنمای خود از اصطلاحات مطالعات بالینی اکتشافی یا مطالعات اکتشافی IND استفاده می کنند و نه آزمایشات فاز صفر، در کل این فصل از این اصطلاحات استفاده می شود.

(ICH guideline M3 (R2), 2009; U.S. Food and Drug Administration, 2006)

انگیزه انجام مطالعات بالینی اکتشافی این بود که بهره‌وری تولید دارو بسیار کم بوده و تعداد بسیار کمی از داروهای جدید به بازار می‌رسند. سؤال اساسی این است که چگونه می‌توان اطلاعات و داده‌های انسانی را زودتر و ارزان‌تر تولید کرد و به پروژه‌هایی که امیدی به آنها نیست، سریع‌تر خاتمه داد و منابع را به سمت ترکیبات نوید بخش سوق داد. این کار با روش مطالعه بالینی اکتشافی قابل انجام است. ارزیابی اولیه به عنوان مثال، داروکنش (فارماکوکینتیک) (PK) و فارماکودینامیک (PD) در انسان از طریق تجویز دوزهای محدود به تعداد محدودی از افراد برای مدت زمان محدود، برای پشتیبانی از این مطالعات، به یک بسته بالینی کوتاه‌تر از نظر زمانی نیاز دارد و بنابراین تولید اطلاعات انسانی می‌تواند سریع‌تر و ارزان‌تر انجام شود، بدون اینکه افراد مورد مطالعه در معرض خطر قرار گیرند.

انواع مختلفی از مطالعات بالینی اکتشافی قابل انجام‌اند که در این فصل توضیح داده می‌شوند. اولین مقاله برای توصیف مفهوم میکرودوزینگ در سال ۲۰۰۳ منتشر شد، اگرچه مفهوم حداکثر دوز در آن زمان تعریف نشده بود (Lappin and Garner, 2003). مقامات نظارتی، گزارش‌هایی از آژانس اروپایی داروها در مورد میکرودوزینگ در سال ۲۰۰۴ (European Medicines Agency, 2004)، راهنمای FDA ایالات متحده در مورد مطالعات اکتشافی IND در سال ۲۰۰۶ (سازمان غذا و داروی ایالات متحده، ۲۰۰۶) و راهنمایی از وزارت بهداشت، کار و رفاه ژاپن در مورد مطالعات بالینی میکرودوز در سال ۲۰۰۸ را دنبال می‌کردند. استانداردهای بین‌المللی فعلی در خصوص مطالعات ایمنی غیر‌بالینی برای انجام کارآزمایی‌های بالینی انسانی و صدور مجوز برای عرضه داروها به بازار، دستورالعمل ICH M3 (R2)، در دسامبر ۲۰۰۹ اجرایی شد و شامل بخشی در مورد کارآزمایی‌های بالینی اکتشافی است
.(ICH guideline M3(R2), 2009)
گزارش میکرودوزینگ آژانس اروپایی داروها (۲۰۰۴) اکنون توسط ICH M3 (R2) جایگزین شده است.

یک IND اکتشافی می‌تواند آزمایشات بالینی را با چندین ترکیب با هدف بیولوژیکی مشترک در افراد سالم یا با حداقل بیماری پشتیبانی کند. این مطالعات می توانند فعالیت‌های دارویی را نشان دهند، اما حداکثر میزان قابل تحمل دارو (MTD) را نه، و آنها هیچ هدف درمانی یا تشخیصی ندارند (اداره غذا و داروی آمریکا، ۲۰۰۶).

مطالعات بالینی اکتشافی می توانند در موارد زیر کمک کننده باشند:

تعیین کنند که آیا مکانیسم عمل تعریف شده در سیستم های آزمایشی در انسان نیز قابل مشاهده است (اثبات مکانیسم([PoM]
اطلاعاتی در مورد فارماکوکینتیک (PK) و PK/فارماکودینامیک (PD) به دست دهند
امیدوارکننده‌ترین محصول را از میان گروهی از نامزدهای دارویی که برای تعامل با یک هدف درمانی خاص در انسان بر اساس PK و/یا PD طراحی شده‌اند، انتخاب کنند
توزیع زیستی را با استفاده از فنآوری‌های تصویربرداری کاوش کنند

انواع مطالعات
بسته به هدف مطالعه کلینیکی اکتشافی، انواع مختلفی از مطالعات که نیاز به سطوح مختلف پشتیبانی سم شناسی دارند، قابل انجام است، از جمله مطالعات تک و چند‌ دوز (دوز‌های تکراری). ICH M3 (R2) در مورد پنج رویکرد مطالعه بالینی اکتشافی راهنمایی‌هایی ارائه داده و برای حمایت از مطالعات غیر‌کلینیکی توصیه‌هایی کرده‌ است. پنج رویکرد مختلف بالینی اکتشافی شامل (۱) میکرودودینگ شامل دوز کل کمتر از ۱۰۰ میکروگرم می‌باشد که می‌تواند به صورت یک دوز منفرد یا دوزهای منقسم در هر آزمودنی تجویز گردد،

(۲) میکرودوزینگ با تجویز کمتر از ۵ یا پنج تجویز با حداکثر ۱۰۰ میکروگرم در هر تجویز (در کل ۵۰۰ میکروگرم به هر آزمودنی).

(۳) کارآزمایی های تک‌دوز در دوزهای پایین‌تر از دوز درمانی یا در محدوده دوز درمانی پیش‌بینی شده،

(۴) و (۵) کارآزمایی با دوز چندگانه تا ۱۴ روز برای تعیین PK و PD در انسان در محدوده دوز درمانی، بدون هدف تعیین .MTD رویکردهای ۴ و ۵ با دو رویکرد غیر‌بالینی متفاوت پشتیبانی می‌شوند.
به طور خلاصه، “کوچکترین” مطالعه بالینی اکتشافی، میکروودوزینگ است، در حالی که “بزرگترین” این مطالعات، کارآزمایی با دوز مکرر دوز فارماکولوژیک تا ۱۴ روز است (شکل ۴٫۳).

: شکل ۴٫۳ ترسیم انواع مختلف مطالعات که می‌تواند در یک IND اکتشافی انجام شود. دو سر طیف، مطالعات میکرودوزینگ و دوز‌های مکرر هستند. دو نوع مطالعه، اطلاعات متفاوتی ارائه می‌دهند و همچنین به سطوح مختلفی از پشتیبانی سم شناسی نیاز دارند.

از آنجا که مطالعات بالینی اکتشافی مستلزم تجویز دوزهای پایین‌تر از دوز درمانی یک ترکیب یا دوزهای مورد انتظار برای ایجاد یک اثر درمانی هستند اما نه سمی، بنابراین خطر بالقوه برای موارد انسانی در این مطالعات، کمتر از مطالعات سنتی فاز یک است که به عنوان مثال، به دنبال ایجاد MTD است. بنابراین، مطالعات بالینی اکتشافی می‌توانند با پشتیبانی پیش‌بالینی کمتری یا متفاوت از آنچه که برای مطالعات سنتی لازم است، آغاز شوند.

میکرودوزینگ
میکرودوزینگ یک الگوی آزمایش است که شامل تجویز مقادیر ناچیزی از مواد مورد آزمایش بر روی آزمودنی‌ها می‌باشد .(ICH guideline M3(R2), 2009; Lappin and Garner, 2003) همانطور که قبلاً توضیح داده شد، برای رویکرد میکرودودینگ، بیشتر از ۱۰۰ میکروگرم ماده مورد آزمایش در هر زمان تجویز نمی‌شود، و مقدار کل ماده تجویز شده از ۵۰۰ میکروگرم تجاوز نمی‌کند. ماده مورد آزمایش معمولاً با رادیواکتیویته بسیار خاص و با استفاده از رادیونوکلئیدی که خواص بیوشیمیایی ماده مورد آزمایش را تغییر نمی‌دهد، نشان گذاری می‌شود. سرنوشت رادیولیگاند با استفاده از روش‌های تشخیصی بسیار حساس سنجیده می‌شود، مانند طیف‌سنجی ‌جرمی‌ شتاب‌دهنده (AMS) یا توموگرافی انتشار پوزیترون (PET)، که به ترتیب اطلاعاتی را در خصوص PK و توزیع دارو به دست می‌دهند. میکرودوزینگ AMS یک روش غیر رادیواکتیو محسوب می‌شود، در حالی که میکرودوزینگPET، فرد را در معرض mSv 4-2 قرار می‌دهد، به همان ترتیب که در تحقیقات توموگرافی کامپیوتری وجود دارد (Bergström, Grahnén, and Långström, 2003). مطالعات میکرودوزینگ با استفاده از ترکیبات بدون نشان‌گذاری و طیف سنجی جرمی مایع- اسپکترومتری جرمی پشت سر هم حساس (LC-MS/MS) نیز انجام شده است (Maeda and Sugiyama, 2011) . انتخاب روش آنالیز،AMS یا LC-MS/MS، تا حد زیادی توسط غلظت پلاسمایی داروی مورد انتظار و حد تشخیصی روش آنالیز ناشی می‌شود (Lappin, Noveck, and Burt, 2013).

میکرودوزینگ طیف سنجی جرمی شتاب دهنده (Accelerator Mass Spectrometry)

داروهایی که با ۱۴ Cغنی شده‌اند، به طور معمول برای بررسی متابولیسم و PK خود آن داروها مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دلیل نیمه عمر طولانی ۱۴C، روش بسیار حساس‌تر این است که مستقیماً خود اتم‌های ۱۴C را تشخیص دهند و AMS نیز بر این اساس استوار است. برای اندازه گیری قابل اطمینان و قابل تکرار AMS، فقط باید حدود ۱۰۰۰ اتم ۱۴C شناسایی شود.
۲۰۰۳) (Lappin and Garner,

AMS با هدف به دست آوردن اطلاعات اولیه در مورد جذب، توزیع، متابولیسم و دفع ترکیبات مورد آزمایش امکان تجویز دوزهای پایین‌تر از دوز‌های دارویی داروهای تحقیقاتی نشان‌گذاری شده با ۱۴C، را امکان پذیر می‌کند
(Turteltaub and Vogel, 2000). در نقاط زمانی مختلف بعد از تجویز دارو، ادرار، مدفوع، خون و احتمالاً مایع مغزی نخاعی (CSF) نمونه ها را می‌توان برای آزمایش جمع‌آوری کرد. برای اندازه‌گیری میزان دارویی که توسط این مسیرها دفع می‌شود، ادرار و مدفوع جمع آوری می‌شوند، در حالی که خون و CSF برای اندازه‌گیری غلظت کل داروها و/ یا متابولیت‌ها جمع‌آوری می شود. نمونه‌ها در یک دوره زمانی به اندازه کافی طولانی جمع‌آوری شده‌اند تا چندین نیمه عمر پلاسمایی داروی مورد مطالعه را در بر گیرد.

پیش بینی قابلیت میکرودوزینگ طیف سنجی جرمی شتاب دهنده
در یک وضعیت ایده‌آل، یک ترکیب، در محدوده دوزهای پایین‌تر از مقادیر فارماکولوژیک (میکروودوز) و دوزهای دارویی کنش ( kinetics) خطی را نشان می‌دهد (شکل ۴٫۴) (Lappin and Garner, 2003; Garner, 2010).. با این حال، مکانیسم های حمل و نقل و اتصال به درشت مولکولها، فرآیندهایی هستند که می‌توانند منجر به غیرخطی شدن کنش داروها در دوزهای بسیار کم شوند (Buchan, 2007) .

شکل ۴٫۴ طرح نیمه لگاریتمی حذف دارویی از پلاسما به دنبال دوز خوراکی ۵، ۵۰ یا ۵۰۰ میکروگرم. این طرح، کنش خطی را در سرتاسر محدوده دارویی نشان می دهد.

برای مشاهده عکس بطور کامل، روی آن کلیک کنید.

: شکل ۴٫۴ طرح نیمه لگاریتمی حذف دارویی از پلاسما به دنبال دوز خوراکی ۵، ۵۰ یا ۵۰۰ میکروگرم. این طرح، کنش خطی را در سرتاسر محدوده دارویی نشان می دهد. (From Lappin and Garner, 2003, reprinted by permission from Macmillan Publishers Ltd: Nat. Rev. Drug Discov., 2, 233–۲۴۰, © ۲۰۰۳)

برای کشف کاربرد میکرودوزینگ، دو مطالعه اعتبارسنجی با همکاری شرکت های دارویی، دانشگاه ها و مؤسسات تحقیقاتی با نام اختصاری کنسرسیوم تأمین منابع و ارزیابی میکرودوزینگAMS (CREAM) و برنامه همکاری میکرودوزینگ AMS اتحادیه اروپا (EUMAPP) اجرا شده است. کارآزمایی بالینی CREAM برای ارزیابی پیش‌بینی PK در دوزهای درمانی، از میکرودوزینگ انسان طراحی شده است. در مطالعه‌ای با طرح متقاطع، پنج ترکیب آزمایشی (دیازپام، میدازولام، ZK253، وارفارین و اریترومایسین) در سطح میکرودوزینگ و در یک دوز درمانی به آزمودنی‌ها تجویز شد. داده‌های میکرودوز در مورد سه دارو (دیازپام، میدازولام و PK (ZK253 دوز درمانی را به خوبی پیش بینی کردند. یک دارو (اریترومایسین) به دلیل تخریب در معده نتوانست مورد آزمایش قرار گیرد (بوچان، ۲۰۰۷ ؛ لپین و همکاران، ۲۰۰۶). کارآزمایی EUMAPP تناسب دوز مواجهه، یا PK شش دارو (پاراستامول، فنوباربیتال، سوماتریپتان، پروپافنون، کلاریترومایسین، فکسوفنادین) را ارزیابی کرد. از شش داروی مورد بررسی، داده‌های میکرودوز، PK را برای همه مولکول‌ها در مقادیر دو تا سه برابر دوز دارویی PK پیش بینی کرد! (گارنر، ۲۰۱۰). به عبارت دیگر، اگر مولکول‌هایEUMAPP، مولکول‌های جدیدی باشند، نتایج به دست آمده اجازه تصمیم‌گیری در مورد اینکه آیا ادامه دادن کار بر روی این مولکول ها ارزشمند است یا نه را خواهد داد. با در نظر گرفتن تمام داده‌های به دست آمده تاکنون، حدود ۸۰٪ از داروهای آزمایش شده بین میکرودوز و دوز درمانی، PK مقیاس پذیری را در مقدار دو برابر برای هر پارامتر مشخص نشان داده‌اند (لاپین، نووک و برت، ۲۰۱۳٫) برای تجویز خوراکی، حدود ۶۰٪ از داروهای آزمایش شده، PK مقیاس‌پذیری را در مقدار دو برابر نشان دادند. در مورد تزریق داخل وریدی، PK برای تمام داروهای مورد بررسی تاکنون مقیاس پذیر بوده است (لاپین، نووک و برت، ۲۰۱۳).

میکرودوزینگ توموگرافی انتشار پوزیترون Positron Emission Tomography Microdosing

PET یک روش تصویربرداری توموگرافی غیر تهاجمی است، که تعیین توزیع و غلظت دارو در داخل بدن انسان امکان پذیر می‌سازد .(Bergström, Grahnén, and Långström, 2003) داروهای تحقیقاتی با رادیو نوکلیوتید‌های ساطع کننده پوزیترون با طول عمر کم نشان گذاری و به داوطلبان انسانی عمدتا از طریق داخل‌رگی تجویز می‌شوند. پوزیترون‌ها با الکترون‌های موجود در اتم‌هایی که بافت‌های احاطه کننده را تشکیل می‌دهند، وارد واکنش می‌شوند. سپس دو پرتوی گاما در جهت مخالف تولید می‌شود که توسط یک ردیاب آشکارساز اطراف داوطلب قابل شناسایی است. ردیاب ماده رادیواکتیو مورد نظر ۱۱C است. نیمه عمر آن فقط ۲۰ دقیقه طول است و بنابراین باید در نزدیکی دستگاه PET تولید شود (لاپین و گارنر، ۲۰۰۳).

دو رویکرد متفاوت به میکرودوزینگ PET وجود دارد. ابتدا، می‌توان از یک لیگاند نشان‌گذاری شده با ایزوتوپ برای جایگزینی داروی تحقیقاتی استفاده کرد. به عنوان مثال، این رویکرد برای داروهای تولید شده برای درمان اختلالات سیستم عصبی مرکزی مفید هستند، و هم ورود دارو به مغز را معین می‌کند و هم اینکه آیا دارو به گیرنده خاصی که برای آن هدف گذاری شده، متصل می شود یا نه. رویکرد دوم، داروی تحقیقاتی به خودی خود می‌تواند نشاندار شود، و توانایی آن برای دستیابی به بافت های هدف قابل بررسی است (لاپین و گارنر، ۲۰۰۳).

برای مشاهده عکس بطور کامل، روی آن کلیک کنید.

شکل ۴٫۵ نمونه هایی از جذب میکرودوزهای داروهای نشان‌گذاری شده با ۱۱C به مغز که توسط توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) اندازه‌گیری شده است. شکل الف یک دارو با نفوذ خوب به مغز را نشان می‌دهد، شکل b یک دارو با نفوذ متوسط ، و شکل c دارویی را با نفوذ ضعیف به مغز نمایش می‌دهد.

(From Lappin and Garner, 2003, reprinted by permission from Macmillan Publishers Ltd: Nat. Rev. Drug Discov., 2, 233–۲۴۰, © ۲۰۰۳٫)

قابلیت پیش بینی میکرودوزینگ توموگرافی انتشار پوزیترون
بسیاری از سیستم‌های آنزیمی و سیستم‌های انتقال با واسطه گیرنده، می‌توانند در غلظت‌های بالای داروها اشباع شوند و توزیع دارو در غلظت‌های بسیار کم می‌تواند توسط جایگاه‌های اتصال با ولع زیاد کنترل شود. این بدان معنی است که ممکن است الگوی توزیع، متابولیسم و حذف دارو می‌تواند در دوزهای ردیاب (tracer) و درمانی، متفاوت باشد. اما، تبادل دارو بین بافت و پلاسما معمولاً کم تحت تأثیر دارو قرار می‌گیرد
(Bergström, Grahnén, and Långström, 2003) .

در یک مطالعه توسط لاپین و گارنر، سه نمونه از داروهای در حال توسعه نشان‌گذاری شده با ۱۱C در مقادیر میکرودوزینگ و درمانی تجویز شد (شکل ۴٫۵). آنها ویژگی‌های یکسانی از نفوذ و یا عدم نفوذ به مغز در هر دو سطح را نشان دادند و این عقیده راتایید کردند که میکرودوزینگ PET می تواند ورود دارو به مغز را پیش گویی کند (لاپین و گارنر، ۲۰۰۳).

دوزهای مکرر
رویکرد دوزهای مکرر، تا ۱۴ روز در محدوده دوزهای درمانی اما نه MTD ، یک مطالعه بالینی اکتشافی است که بیشترین اطلاعات را به دست می‌دهد. چنین طراحی اجازه می‌دهد PK و بازخوانی های نشانگرهای زیستی و اثربخشی درمورد دوزهای منفرد و دوزهای متعدد دارویی برای سطوح مختلف بیماری انجام شود.

آیا باید مطالعات بالینی اکتشافی در کلیه پروژه ها انجام شود؟

این امر مستلزم آن است که خوانش‌هایی در دسترس باشند که در طی ۱۴ روز پس از درمان “پاسخ” دهند. همچنین، در پروژه‌هایی که پیشگویی ویژگی‌های PK در آنها دشوار است، یا نگرانی‌های ایمنی وجود دارد – نه در -MTD انجام یک مطالعه بالینی اکتشافی دارای ارزش خواهد بود. اگر در مرحله پیش بالینی بیش از یک ترکیب موجود باشد، یک مطالعه بالینی اکتشافی امکان رتبه بندی و محک زدن چندین ترکیب با یک هدف بیولوژیکی مشترک را در همان IND اکتشافی فراهم می‌کند، تا بتوان امیدوار‌کننده‌ترین کاندیدای دارویی را جهت ادامه مراحل توسعه دارو مشخص کرد. تمام این تلاش ها سعی بر آن دارد تا بازخورد مهمی را که از مطالعه بر روی انسان به دست آمده، برای پروژه ارائه دهند تا تصمیم‌گیری در خصوص “ادامه یا توقف” برای یک هدف یا ترکیب خاص در مراحل اولیه فرآیند تولید دارو قابل انجام شود. چنین اطلاعاتی می‌تواند با حذف زودهنگام ترکیباتی که امیدی به پیشرفت بیشتر ندارند، به افزایش بهره‌وری دارویی کمک کند.

نیاز به رویکرد مطالعه بالینی اکتشافی باید در اسرع وقت مشخص شود. فعالیت‌هایی مانند تهیه ترکیب مورد مطالعه، فرمولاسیون، مطالعات سم‌شناسی، توسعه نشانگرهای زیستی و غیره مورد نیاز است و باید با یک مقام مسول نظارتی تماس گرفته شود. برای دستیابی به یک نتیجه موفقیت آمیز، سطح بالایی از همکاری، ارتباطات و به اشتراک گذاری اطلاعات بین بخش های کشف دارو و پیشرفت بالینی مورد نیاز است.

در یک مثال ، یک مطالعه بالینی اکتشافی با هدف ارزیابی PK و PD از سه ترکیب انجام شده است. کدام نوع مطالعه بیشترین ارتباط را با هدف دارد؟ آزمایش بالینی با دوز مکرر در طی ۱۴ روز، شامل دوز دارویی در افراد دارای حداقل بیماری (در صورت امکان) فرصتی برای به دست آوردن داده‌های کافی برای انتخاب مطلوب‌ترین ترکیب که با آن بتوان مطالعه را پیش برد، فراهم می‌کند.

پیامدهای احتمالی کارآزمایی پیشنهادی با دوز مکرر

:PK تأثیر دوزهای مکرر در جمعیت هدف مشاهده شود.
:PD تعیین اثبات مکانیسم (PoM) و اثبات مفهوم (PoP) ممکن است امکان‌پذیر شود.
ایمنی: هیچ اطلاعاتی در مورد MTD به دست نیاید، اما دیگر نشانه‌ها دال بر ایمنی ممکن است مشاهده شود.
بازخورد مهم برای کشف دارو اتفاق خواهد افتاد.

فقط یک IND اکتشافی برای هر سه ترکیب مورد نیاز است، زیرا آنها یک هدف بیولوژیکی مشترک دارند. در این مثال، استفاده از یک رویکرد اکتشافی IND احتمالاً داده‌های کافی را برای انتخاب امیدوارکننده‌ترین ترکیب برای ادامه توسعه فراهم می‌کند.

به طور خلاصه، مطالعات بالینی اکتشافی، طیف گسترده ای از فرصت ها را برای دستیابی به اطلاعات بالینی در اوایل فرایند تولید دارو فراهم می‌کند که این اطلاعات برای تصمصم‌گیری آگاهانه مورد نیاز است.

برای مشاهده عکس بطور کامل، روی آن کلیک کنید.