抗肿瘤药效评价时，不仅仅是测量肿瘤体积那么简单......

Original 王敏娜邦耀实验室 2024-03-27

导语

抗肿瘤药物在进行临床前有效性研究时，我们常常会遇到诸多问题，如：何时给药？给药周期多久？何时开始记录数据，又该记录哪些指标（动物体重、肿瘤体积、瘤重等等）？此时我们查阅各种文献，却发现文中的描述各不相同，似乎难以找到一个统一的标准。本期，我们就参考我国药品审评中心发布的《细胞毒类抗肿瘤药物非临床研究技术指导原则》、《抗肿瘤药效学指导原则》并结合近年来发表的相关文献，简单总结一下药效评价的相关内容及注意事项。

如下图在新药申报时，评价候选抗肿瘤化合物有效性的实验中，主要包括实验的设计、药物实施及药效评价等3个方面：

图1. 药效学研究的路线图[1]

由于往期我们已经详细介绍过各种动物模型的建立方法、分组设置及药物溶解及给药方式（可参考文末链接），故本期不再赘述，下面主要围绕药物实施和药物评价等方面的常见注意事项进行阐述。

一、给药时间

从伦理学的角度出发，一个新的细胞毒类抗肿瘤药物最初的临床受试者均应是晚期的、其他手段治疗无效的患者。与之对应，临床前试验也应该在动物肿瘤生长至一定程度时开始给药，并且若肿瘤体积太小，动物体内残留的NK细胞可能抑制肿瘤的生长，干扰对药效的观察，故不主张动物接种肿瘤细胞后即刻开始给药。通常待移植肿瘤至少生长至约100mm³后将动物随机分组。并于当天给药[1]。若是转移模型，一般是一旦发生转移立即给药。

二、给药频率及周期

应根据受试物的药代动力学特点、毒性反应等确定给药频率及周期，如果多次给药的话，一般要结合药物代谢特点，通过血药浓度来判定药物在体内的稳态时的给药间隔，且稳态浓度需要在治疗窗内，一般间隔1-2天给药一次。

三、人道终点的设定

考虑动物福利与伦理，必须设置适当的人道终点，主要包括：肿瘤负担应小于10%体重；在成年小鼠中，任何一个维度肿瘤不应该超过20mm（大鼠中为≤40mm）；肿瘤转移或快速增长造成溃烂、坏死或感染，干扰进食或妨碍行走；若发生以上任何一种情况时必须终止实验，实行安乐死。

四、观察指标

肿瘤体积：推荐使用测量瘤径的方法，动态观察受试物的抗肿瘤效应。肿瘤直径的测量次数根据移植瘤的生长情况而定，一般每周2-3次(隔天测量一次)。肿瘤体积的计算公式为：V =0.52×a×b² 或π/6×a×b×c。其中a、b、c分别表示长宽高。由于此两公式的相关性极好，可采用任一公式[3]，具体可参考下方链接。

动物体重等安全性指标：在试验中还应该观测与药物安全性有关的指标，如每次测量肿瘤体积时应记录动物体重和死亡率，将治疗组的这些数据与标准治疗对照组进行比较，对于判断药物的安全性和开发前景具有重要的意义。

肿瘤转移情况：对于原位荷瘤模型，我们还需要实时观察肿瘤转移情况。

五、评价标准

以裸鼠皮下移植瘤模型为例，主要包括相对肿瘤增殖率、肿瘤生长曲线、瘤重、动物体重等评价指标。

1. 绘制相对肿瘤增殖率T/C 图表或曲线

根据测量结果计算出相对肿瘤体积（relative tumor volume, RTV），RTV= V_t/V₀。其中V₀为分笼给药时(即d₀)测量所得肿瘤体积，V_t为每一次测量时的肿瘤体积。抗肿瘤活性评价指标为相对肿瘤增殖率T/C（%）如下：

举例：如下图2为检测药物MONCOT对异种移植瘤生长的影响，当肿瘤生长体积约为110mm³时开始给药，MONCPT（受试药物）和Irinotican(阳性药物)每2天肌肉注射一次，共15天，并于第16天处死小鼠。如下为动态记录的相对肿瘤增殖率（T/C）：

图2. MONCPT对人膀胱癌5637移植瘤的治疗效果[4]

2. 小鼠瘤重

为了有更加直观的数据结果，试验结束后，可以通过剥离瘤块，称量，并拍照来表现治疗效果；或将小鼠处死后摆放并拍整鼠（带瘤子）照片，并计算肿瘤生长抑制率：治疗组平均瘤重—模型对照组平均瘤重/模型对照组平均瘤重＞40%则代表药物有效。如下图3左为前列腺癌皮下荷瘤后剥离的瘤块：

图3. 前列腺癌荷瘤小鼠的瘤重（左）及生长曲线（右）[5]

3. 绘制肿瘤生长曲线

除了记录相对增殖率，不少文献中一般会绘制肿瘤生长曲线，即将肿瘤体积变化对时间作出生长曲线，可由曲线的斜率变化判断药物抑制肿瘤生长的作用。如上图3（右）与对照组相比较，腹腔注射（i.p）AIL（2mg/kg）和口服（o.p）AIL（5mg/kg）明显抑制了前列腺癌肿瘤的生长[5]。

4. 小鼠体重曲线

小鼠体重曲线可以体现药物的安全性。如下图4所示，实验组（i.p.2mg/kg）与对照组相比，小鼠体重无明显差异（主要指下降趋势），而实验组（o.p.5mg/kg）时，却导致小鼠体重明显下降，说明高浓度的口服给药会存在一定的毒副作用 [5]。

图4. 前列腺癌荷瘤小鼠体重[5]

5. 受试物与阳性对照药物的效果比较

在毒性相当（主要表现为动物体重下降相当）的情况下，对受试物治疗组应与阳性对照组相比，是否更具有安全性及有效性，是评价是否有必要进入临床试验的指标之一。

6. 绘制生存曲线

生命延长率是评价抗肿瘤药物的重要标准，但是小鼠皮下荷瘤几乎很难死亡，并且考虑到动物福利与伦理学，所以生命延长率并不是理想的观测指标。若需要绘制生存曲线，现在文献多是人为设置某个人道终点，如皮下肿瘤体积到1000mm³时，认为动物死亡，进而绘制生存曲线。对于原位荷瘤一般以发生转移绘制生存曲线。

图5. 以肿瘤体积1000mm³为人道终点绘制生存曲线[6]

以上就是综合相关资料对抗肿瘤药物药效评价一些总结，希望大家可以受益。

参考文献

1. 药品审评中心,《细胞毒类抗肿瘤药物非临床研究技术指导原则》，《抗肿瘤药效学指导原则》.

[2] Festing M F, Altman D G. Guidelines for the Design and Statistical Analysis of Experiments Using Laboratory Animals[J]. Ilar Journal, 2002, 43(4): 244-258.

[3] Tomayko M M, Reynolds C P. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice[J]. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 1989, 24(3): 148-154.

[4] 杨晓春. 新型抗肿瘤化合物MONCPT的药效学及机制研究[D].浙江大学,2010.

[5] He, Y., et al. Ailanthone targets p23 to overcome MDV3100 resistance in castration-resistant prostate cancer. Nature communications 7, 13122 (2016).

[6] Jin H, Wan C,Zou Z, et al. Tumor Ablation and TherapeuticImmunity Induction by an Injectable Peptide Hydrogel, ACS Nano 2018, 12,3295−3310.

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