第120期 / 本文由奥来恩团队原创
奥来恩编者按
近日，Behl等研究人员在《Toxicological Sciences》发表综述，结合非临床与监管案例，系统讨论如何将新路径方法（New Approach Methodologies，NAMs）、脑电图（Electroencephalography，EEG）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）支持的连续数字化监测，以及综合测试与评估策略（Integrated Approach to Testing and Assessment，IATA）纳入中枢神经系统（Central Nervous System，CNS）安全性评价。文章的核心并非以新技术简单替代传统动物试验，而是在证据权重（Weight of Evidence，WoE）框架下，提高神经毒性信号的发现、解释和临床转化能力。关于NAMs，详见《奥来恩药政前沿》第110期：FDA发布动物试验替代方法指南草案，推进NAMs应用。
CNS毒性是药物研发失败的重要原因之一。传统非临床评价通常依赖间断、观察者主导的临床观察以及终末组织病理学检查，可能遗漏罕见事件、昼夜节律相关效应、短暂性病变或细微功能变化；动物出现震颤、抽搐、活动减少等表现时，也可能难以区分真正的癫痫发作、药理作用、全身毒性或非癫痫性神经反应。因此，CNS安全性评价的关键不仅是增加试验数量，更是围绕具体风险问题，选择合适的观察时间、脑区、终点和工具。
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以机制与风险情境为基础优化研究设计
研究设计应结合靶点及脱靶药理学、脑暴露、预期临床暴露、病变的时间和区域特征，以及临床可监测性和可逆性。对于可能短暂出现的神经病理学改变，仅在重复给药研究终点进行常规脑组织检查，可能产生假阴性结果；必要时应设置针对性的动物处死时间点、扩大易感脑区取样，并增加特殊染色、功能检测或暴露时间过程分析。
该文章中引用的监管案例显示，一种拟用于治疗慢性疼痛的外周作用候选药物，可调节多个疼痛相关通路，包括抑制NMDA（N 甲基 D 天冬氨酸）受体。尽管常规14天毒理研究未见脑组织病变，脑浓度也明显低于血浆浓度和体外IC50（半数抑制浓度），但研究仅在第14天取材，未覆盖NMDA受体拮抗剂相关空泡形成及神经退行性改变可能出现的关键观察时间窗，支持低脑暴露的毒代动力学数据也不完整。由于潜在病变严重、可能不可逆且临床难以监测，FDA对该项目实施全面临床暂停，并要求开展针对性的急性神经毒性研究。该案例说明，表面上的阴性结果只有在研究时间、取样部位和暴露覆盖均适合预期风险时，才具有充分的监管解释力。
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利用EEG等客观工具解决癫痫风险判定的不确定性
抽搐并不等同于癫痫发作。文章引用的长期EEG数据表明，少量抽搐事件并不伴随癫痫样放电，可能与小脑毒性、晕厥或运动障碍有关。因此，当非临床研究出现震颤、抽搐、姿势异常或其他疑似发作前表现时，可根据具体情况采用“同步视频-EEG”，必要时结合肌电图，以确认是否存在异常皮层电活动，并定量描述发作起始、持续时间、频率及其与剂量和暴露的关系。
在另一个监管案例中，某急性疼痛候选药在犬重复给药毒理研究中出现震颤和抽搐样表现，引发癫痫风险关注。FDA最初建议全面临床暂停，要求明确与癫痫相关活动的无明显不良反应剂量或证明这些表现并非真正的癫痫发作。申请人通过WoE分析，证明相关表现与镇静、活动减少和低体温在时间及剂量上高度一致，且次要药理学筛查未发现与癫痫风险相关的靶点活性。FDA最终同意在适当临床监测下继续试验。该案例表明，结构化的机制、时间关联和定量证据有时可解决模糊信号，无需机械地增加动物试验；但若现有证据不足，EEG仍是重要的确认工具。
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将发育神经毒性和儿科风险作为独立使用情境
成年动物中未见神经毒性，并不能确保发育期脑组织的安全性；已在成人中充分限定用量的辅料，也可能对儿科人群产生不同风险。儿科开发应明确考虑不同发育阶段的易感窗口，选择与拟用年龄相匹配的动物模型，并同时设置结构性和功能性终点。行为和认知评估尤其重要，因为长期功能改变有时比急性组织病理学变化更敏感。
文章中的儿科制剂案例显示，一种已用于成人的辅料因文献提示可能诱导发育期小鼠神经系统细胞凋亡而受到关注。申请人在与FDA沟通后开展了符合GLP（药物非临床研究质量管理规范）的幼龄大鼠研究，既进行全面神经病理学检查，也评价长期行为功能。研究确认了细胞凋亡及相关长期行为影响，同时建立了明确的无明显不良反应剂量和相对于预期儿科暴露的安全范围。该案例提示，儿科风险评价不应只关注活性成分，辅料也应结合年龄、暴露和发育窗口单独评估。
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通过IATA整合NAMs、机制、体内和暴露证据
IATA不是单项试验，也不是固定的试验清单，而是针对明确监管问题组织证据和不确定性的决策框架。其基本流程包括：界定问题和使用情境，系统收集现有体内、体外、计算和人源数据，评价证据质量及一致性，识别知识缺口，并在必要时有针对性地生成新数据。通过体外到体内外推（In Vitro to In Vivo Extrapolation，IVIVE）或生理学基础药代动力学模型，还可将体外活性浓度与动物效应剂量及人体治疗暴露进行比较。
文章以米非司酮的发育神经毒性评价为案例，展示了将系统文献回顾、高通量筛查、发育神经毒性体外试验组合以及暴露模型共同纳入IATA。多项NAMs检测终点在较低且非细胞毒性的浓度下出现活性信号，IVIVE分析提示，部分效应可能在治疗相关暴露范围内具有生物学相关性；但由于不确定性依然显著，现有结果尚不足以单独支持最终监管结论。该案例准确反映了NAMs在当前阶段更为现实的定位，即作为识别敏感终点、解释毒性机制、确定后续试验优先级和透明化不确定性管理的辅助工具，而不是在未经充分验证与确认之前直接替代全部体内证据。
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以连续数字化监测减少传统观察盲区
AI支持的计算机视觉、可穿戴传感器和其他数字生物传感技术，可在动物自然居住环境中开展连续、非侵入性监测，将间断观察转化为覆盖完整昼夜周期的定量数据。文章中的案例显示，计算机视觉算法能够识别癫痫相关的侧卧或直立姿势丧失，记录事件的发生频率、时间和持续时间；在咖啡因和氯丙嗪研究中，连续活动监测揭示了给药时间与昼夜节律对药理效应可检出性的影响；在SOD1（超氧化物歧化酶1）突变肌萎缩侧索硬化症小鼠模型中，数字监测在常规观察时段之外发现了早期活动和睡眠改变。
这些技术可提高客观性和纵向分析能力，并与EEG、病理学、生物标志物及NAMs结果整合。但其应用仍受限于算法训练与验证、数据标准化、跨实验室和跨物种可重复性、对数据存储、分析和治理的基础设施，以及监管使用情境是否明确等。数字终点指标在纳入关键安全性研究前，应预先定义测量目标、算法性能、缺失数据处理、统计分析方法与传统终点指标之间的验证关系。
奥来恩解读
文章提出的并不是一套取代现行CNS安全性评价的全新固定方案，而是一种以问题为导向、机制为基础、证据整合为核心的评估思路。通过在适当情境下组合经过优化的动物研究、NAMs、EEG、AI支持的数字监测、暴露模型和IATA，有望更早识别神经系统风险，提高非临床结果的临床转化相关性，并在科学合理的前提下减少动物使用。未来更广泛的监管应用仍取决于方法标准化、明确的使用情境、前瞻性验证，以及证明其确实改善决策质量和患者安全的证据。
对药物开发与监管策略的启示
第一，新技术的价值取决于其是否能够回答具体决策问题。申请人应先明确需要解决的是风险识别、机制确认、剂量选择、临床监测，还是替代或减少某项动物试验，再选择NAMs、EEG、数字终点或IATA。
第二，应在关键研究开始前与监管机构沟通拟议方法的使用情境、验证状态、暴露覆盖和决策标准。尤其当新方法拟用于替代传统研究、支持首次人体试验或解释严重且不可逆的神经毒性风险时，仅证明技术先进并不足够，还需证明其适合预期用途并能降低关键不确定性。
第三，应提前建立跨证据链的整合计划。NAMs、体内毒理学、脑暴露、神经病理学、EEG、数字行为数据和临床监测指标，应围绕同一风险假设和暴露-反应关系相互衔接，而不应作为彼此孤立的数据包。对证据不一致、方法局限和剩余不确定性，也应在监管文件中说明。
（备注：文章中的监管案例均经过匿名处理，未披露具体产品或申办方名称。）
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