Rucaparib Camsylate

在新药研发的漫长过程中，临床药理学研究是支撑药品上市申请的核心数据包，而人体物质平衡研究（mass balance）则是其中信息含量最为丰富的一项研究。该研究通常采用放射性同位素（以14C或氚标记）标记药物分子，通过定量追踪给药后药物及其代谢产物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄（ADME）全过程，全面揭示药物的体内处置特征。 从监管角度来看，人体物质平衡研究承担着两大核心使命：第一，鉴定和定量血浆中循环的原形药物及代谢产物，评估是否存在对药物安全性有显著贡献的代谢产物，从而指导非临床安全性评价的方向；第二，阐明药物的消除途径，明确口服药物的吸收分数（Fa），为后续器官功能不全研究及药物-药物相互作用（DDI）研究的设计提供依据。这两大目标直接关系到药品在不同患者群体中的获益-风险评估，是监管机构在审评上市申请时高度关注的焦点。 尽管在NMPA、FDA和EMA的物质平衡指导原则出台前，国际协调委员会（ICH M3(R2)）指导原则、美国食品药品监督管理局（FDA）以及欧洲药品管理局（EMA）均对物质平衡研究提出了明确要求，但在实际的新药上市申请中，该研究的缺失或设计缺陷仍然屡见不鲜。Coppola等人回顾了2010至2019年间EMA集中审批程序中的新药申请，发现物质平衡研究仍然是临床药理学领域最常引发监管疑虑的问题之一。Ramamoorthy等人对2014至2018年间FDA批准的新分子实体（NME）新药申请进行了系统分析，显示66%的药物依赖于物质平衡研究的数据来理解药物药代动力学特征并指导整体开发策略。 本文基于上述两篇国际权威综述的核心内容并参考相关指导原则，系统梳理物质平衡研究在新药研发中的重要价值与作用，涵盖其监管背景、核心目标、常见问题与教训以及最佳实践建议，以期为从事新药研发的临床药理学工作者提供参考。一、物质平衡研究的监管背景与要求1  ICH M3(R2)指导原则与代谢产物安全性评价（MIST） 物质平衡研究的监管重要性最早由FDA于2008年发布的代谢产物安全性评价指导原则中予以强调，该指导原则将需关注的代谢产物定义为代谢物稳态下的AUC超过原形药物稳态AUC 10%以上的代谢产物。2009年，ICH发布的M3(R2)指导原则将焦点从原形药物的相对比例转变为药物相关物质总暴露量的比例，明确要求对占总药物相关暴露量超过10%的人体代谢产物进行评价。对于日剂量低于10 mg的药物，则需考虑更高比例的代谢产物触发安全性评价的必要性。2012年，ICH又发布了关于该指导原则的问答文件，进一步澄清了代谢产物安全性评价的诸多细节。这些规定被业界广泛称为代谢产物安全性评价（MIST）原则。2  EMA药物相互作用指导原则与ICH M12新进展 EMA在药物相互作用指导原则（附录V）中进一步明确，应对尽可能多的给药相关物质进行鉴定，推荐对占总放射性AUC超过10%的代谢产物进行结构鉴定。同时，建议对主要消除途径贡献超过25%的酶进行鉴定；对于药理活性代谢产物，还需根据其对体内靶点效应的贡献程度来确定需要鉴定的酶的范围。这些要求为物质平衡研究的代谢产物鉴定提供了具体的量化标准。 2024年6月，ICH正式发布了M12《药物相互作用研究》指导原则（Step 5），进一步统一了全球关于药物相互作用研究的监管要求。ICH M12明确了物质平衡研究在DDI评估中的关键支撑作用，强调物质平衡研究结果有助于确认研究药物的主要排泄途径，并指出临床DDI研究可以在获得物质平衡研究的额外信息之前根据体外研究的信息先行开展，申请人应根据在研药物的特点确保灵活性。3  研究时机 EMA指导原则建议物质平衡研究的结果通常应在启动III期临床试验之前获得。在过去的十年中，业界已逐步将物质平衡研究的实施时机前移，即在疗效验证试验之前完成。这一新策略的优势在于：不仅可以及早处理需要进行安全性评价的代谢产物，还能在上市申请时提供更为完整的临床药理学数据包。Ramamoorthy等人的数据也支持了这一实践，他们发现延迟至开发后期才开展物质平衡研究，可能导致审评延误或审批受限。三、物质平衡研究的核心目标1  鉴定和定量循环中的药物相关组分 物质平衡研究的第一个核心目标是全面鉴定和定量血循环中的原形药物及其代谢产物。这一目标的意义在于：确定是否存在对药物安全性有显著影响的代谢产物，从而确认非临床毒性研究的种属选择及是否有必要开展额外的毒理试验以确保动物体内的代谢物水平能覆盖人体中的代谢物水平；评估代谢物是否具有药理活性或引发药物相互作用的风险，进而决定是否需要进行体外酶抑制或诱导试验。 如果原形药物占总放射性超过90%，则通常无需进一步代谢产物鉴定，除非存在安全性关注的功能基团。反之，如果超过10%的放射性未能被鉴定，则不能排除存在未识别的相关代谢产物的可能性。Ramamoorthy等人进一步确认，如果代谢产物占药物相关总暴露量超过10%，则应进行结构鉴定。2  阐明药物消除途径 物质平衡试验的第二个核心目标是阐明药物的主要消除途径。这一信息可用于以下决策：判断是否需要在器官功能不全患者（如肾功能不全或肝功能不全患者）中进行额外研究；评估药物-药物相互作用（DDI）的风险，评估后续临床DDI研究的必要性并对优先级排序。3.3  支持整体药物开发策略的制定 物质平衡研究的信息远不止于满足监管要求，它对整个药物开发策略具有深远影响。Ramamoorthy等人指出，物质平衡研究获得的信息，结合其他体外、体内和计算机模拟数据，可以指导以下关键决策：指导DDI研究的优先级和设计、支持器官功能不全研究的需求评估、为说明书撰写提供依据。在他们调查的154个NME中，101个（66%）在开发过程中开展了物质平衡研究，说明绝大多数药物开发项目都认识到了这项研究的核心价值。四、EMA与FDA既往申报项目中存在的常见问题1  完全未开展物质平衡研究 Coppola等人在回顾EMA审评报告时发现，2010至2019年间有5个药物（cariprazine、cladribine、fexinidazole、masitinib和rucaparib）完全未开展物质平衡研究。在这些案例中，审评者无法确定所有循环药物相关组分是否已明确，因而无法充分评估非临床毒性研究与人体的相关性。 Ramamoorthy等人的FDA数据进一步显示，在154个NME中有53个药物未开展物质平衡研究。未开展研究的常见原因包括：（1）药物在人体中使用存在安全性顾虑，如cariprazine因动物研究表明放射性可能在眼组织中蓄积，可能会长时间驻留眼部因其安全性问题及回收率低；（2）药物为放射性药物或诊断试剂；（3）药物为内源性物质或类似物（多肽、激素、寡核苷酸等）；（4）药物系统暴露可忽略不计；（5）ADME信息可从文献或已批准药物说明书获得；（6）药物主要以原形经尿液排泄（大于等于90%）。 尽管某些项目可免于开展物质平衡研究，但两篇监管机构工作人员发表的综述均强调要求提供充分的理由。rucaparib的案例尤为典型：在首次上市申请时物质平衡研究仍在进行中，EMA和FDA均要求将完整提交物质平衡研究报告作为上市后承诺。belinostat也有类似情况，动物物质平衡数据在当时仅为可用信息，人体数据不足导致FDA要求上市后开展该研究以获取关键临床药理学信息。2  代谢产物鉴定不充分：具体案例与问题类型2.1  采样时间不足 这是最常见的问题。多个药物的血浆代谢产物鉴定仅在给药后采集了有限的时间点，而放射性半衰期远超采样窗口： •lurasidone：样品仅采集到给药后8小时。尽管开展了两次物质平衡研究，但由于设计缺陷和结果解读的不确定性，CHMP要求提交更多关于药物代谢和消除途径的信息。在健康受试者中，原形药物lurasidone仅占血清总放射性的10.7%，而主要代谢产物为无活性的ID-20219（24%）和ID-20220（11%）。由于放射性半衰期显著长于原形药物，提示存在慢速消除的代谢产物，但采样点不能捕捉到这一信息。2.2 代谢产物鉴定不充分 很多项目往往因各种原因，仅鉴定和定量了循环暴露总放射性的一部分，无法满足代谢路径评估的要求。 •enclomifene：已鉴定的原形药物和3个代谢产物的AUC总和仅占总药物暴露量的约3%，约97%的总放射性未能被鉴定。EMA明确表示无法评估是否存在人体独特的主要代谢产物，并要求开展额外的ADME研究。此外，已鉴定的代谢产物在非临床毒性研究中的暴露量也不能覆盖人体暴露。 •perampanel：第一项物质平衡研究（007）存在多项缺陷，最关键的是代谢产物鉴定仅基于占总给药量约5%的单时间点样本。虽然后续研究（017）提供了更多信息，使鉴定的代谢产物仅占约50%的给药量（5%来自尿液、42%来自粪便），仍低于80%的标准。此外，经活性中间体形成的代谢产物M7和M15因研究缺陷无法进行定量。2.3  分析灵敏度不足 放射性给药剂量过低是导致分析灵敏度不足的直接原因，最典型的案例为： •neratinib：由于采用微量给药策略，血浆放射性浓度过低，无法对原形药物或代谢产物进行定量，仅报告了非放射性组分的分析结果。申请人被迫开展新的物质平衡研究，并承诺如果在后续研究中发现新的主要血浆代谢产物，将评估其血浆蛋白结合和药代动力学特征。2.4  晚期出现的代谢产物未充分定量 部分药物的总放射性半衰期长于原形药物，提示存在慢速消除的代谢产物，但采样方案未能捕捉到这些慢消除药物的消除相： •opicapone：一个额外的循环代谢产物M10在审评过程中才被鉴定出来。该代谢产物仅在给药后72小时后出现，在药后504小时占总放射性的32%。由于在ADME研究中无法获得该代谢物的质谱图，无法实现绝对鉴定。后续通过大鼠研究和临床样本再分析确认M10不太可能是稳态给药下的主要代谢产物，但仍需额外研究来充分排除风险。 •ponatinib：血浆中总放射性呈现149小时的超长半衰期，提示存在慢速消除的代谢产物。申请人承诺对ADME研究的血浆样本进行进一步分析以鉴定和定量这些代谢产物。在鉴定的人体代谢产物中，AP24600（经酰胺水解形成）为主要代谢产物，而N-去甲基代谢产物AP24567的患者血浆水平仅为ponatinib的1%至2%，但因持续存在而显示出较高的暴露水平。 •betrixaban：该项目也存在未被鉴定结构的代谢产物，EMA在审评中认为该项目在血浆代谢物谱鉴定方面失败。但考虑到有限的治疗时间和已有的安全性数据，未再要求额外研究。 但也应该看到，部分消除慢的代谢物往往浓度较低，因消除慢导致的长时间持续暴露使得其AUC占比升高。对于这种代谢产物，如果只是通过延长采样周期来获取其完整的消除曲线再进行AUC的计算，往往会高估其在总放射性中的占比。建议今后还是要结合这种长半衰期药物的活性及安全性数据，综合评估其潜在影响，不应该无限期增加采样周期。此外，如果这种代谢产物不是人体独有的代谢产物，大概率动物中也会产生持续的暴露，毒理种属中的该代谢产物的暴露量应该可以覆盖人体中的暴露水平。2.5  导致FDA审评延误或拒批的案例 Ramamoorthy等人提供了FDA视角下的严重案例，充分说明代谢产物鉴定不充分可能带来的后果： •ozanimod：因未能充分鉴定主要活性代谢产物，FDA发出了拒绝受理函（RTF）。在重新提交并解决了这些代谢产物鉴定缺陷后，药物才获得批准。这一案例直接说明代谢产物鉴定不足不仅导致审评延误，还可能导致申请被直接拒绝受理。 •deutetrabenazine：首次提交时因未能确定所有主要代谢产物，收到完整回复函（CRL）。该缺陷被归入临床药理学和非临床缺陷。后续成功的重新提交包含了对物质平衡研究留存样品的再分析，为特定代谢产物提供了明确的人体血浆暴露数据。这提示样品保存及再分析可以弥补关键研究缺陷。3  消除途径描述不完整：具体案例与问题类型3.1  缺乏静脉给药数据导致消除途径不明确 Coppola等人明确指出，仅有口服给药的物质平衡研究而缺乏静脉给药数据无法有效评估消除途径，ibrutinib、lurasidone等药物存在此问题。当口服给药后粪便中回收大量原形药物时，由于Fa未知，无法区分未吸收药物和经胆汁/肠壁分泌的药物，这对DDI风险评估造成严重不确定性。 •ibrutinib：单次口服给药后，约90%的放射性在168小时内排泄（80%经粪便，小于10%经尿液），但粪便和尿液中几乎未检测到原形ibrutinib，仅少量活性代谢产物PCI-45227；已鉴定的药物相关物质总量经回收校正后仅为给药量的64.1%。由于ibrutinib在尿液和粪便中基本未被检测到，可推断ibrutinib几乎完全被吸收且代谢为其主要消除途径。然而，由于缺乏静脉给药数据，且已鉴定部分远低于80%的标准，CHMP要求开展一系列体外和体内DDI研究作为风险管理计划的一部分。 •canagliflozin：口服剂量约60%经粪便排泄、33%经肾脏排泄，但未充分阐释粪便中原形药物中未吸收部分、胆汁分泌部分和葡醛酸苷水解的贡献比例。 •dolutegravir：粪便中回收大量原形药物，绝对生物利用度未知。通过72小时后的晚期粪便样本（主要为原形药物）估算Fa约为50%，认为粪便中回收的大部分药物可能来自经胆汁排泄的葡醛酸苷结合物。然而，这一估算存在较大不确定性。3.2  回收率不足和已鉴定部分不足 多个药物因总回收率低于90%或已鉴定部分不足80%而引发监管质疑： •pomalidomide：总放射性回收率低于理想值（88%），范围为64%至110%。由于体外代谢转化率低（小于10%），需进一步确认负责消除pomalidomide的酶。后续研究发现CYP1A2抑制剂fluvoxamine联合给药可使pomalidomide暴露量翻倍，说明书据此要求在联合使用强效CYP1A2抑制剂时将剂量减半。 •ibrutinib：已鉴定药物相关物质总量经回收和色谱回收校正后仅为64.1%，远低于80%的标准，要求进一步评估DDI风险。 •sodium benzoate：仅在低剂量（1 mg/kg）下评估了排泄情况（97%以马尿酸形式经尿液排泄），但高剂量下的排泄情况未知。且血浆特征提示高剂量下的初始排泄速率可能不同。3.3  未开展转运体鉴定 未开展转运体鉴定在多个药物的审评中被作为重要问题提出： •eribulin：主要通过胆汁排泄，原形药物贡献70%的总清除率，但未鉴定相关转运体。如果分泌被完全抑制，理论上可导致血浆浓度升高3倍以上。CHMP要求在说明书中列出强效肝摄取和外排转运体抑制剂（包括OATPs、P-gp、MRPs）作为禁忌药物，并同时要求作为上市后措施开展转运体鉴定研究。 •guanfacine：尽管后续开展了物质平衡研究，确定肾脏排泄为主要消除途径（占放射性的80%），但由于代谢贡献超过50%的消除，需开展肝摄取转运体的体外研究。监管要求申请人承诺开展上市后转运体研究，并建议在转运体鉴定后开展体内强效抑制剂/诱导剂研究。3.4  消除途径信息缺失的连锁后果 消除途径信息的不完整导致的最直接后果是DDI评估存在严重不确定性。fexinidazole因完全缺乏物质平衡研究，说明书明确建议不与其他可能发生药代动力学相互作用的药物联合使用，并对与CYP2D6抑制剂和对乙酰氨基酚的联用发出警告。masitinib需要多种其他药物治疗，但因缺乏物质平衡研究，无法通过风险管理计划或说明书警告来管理DDI风险。 在多个申请中（fexinidazole、canagliflozin、guanfacine、pacritinib、masitinib、pomalidomide、ibrutinib、pitolisant、vintafolide和perampanel），CHMP要求开展体外和/或体内临床研究作为上市后措施，以充分阐明不同酶对药物代谢的贡献并表征DDI风险。4  非临床毒理研究暴露覆盖不充分 物质平衡研究的数据对评估代谢物的非临床毒性研究的暴露水平是否充分覆盖人体暴露至关重要。两篇综述均指出了相关问题： •lesinurad：所有人体代谢产物均在非临床毒理学种属中被鉴定，但M4被认为是人体不成比例的尿代谢产物。监管要求申请人需提供充分证据确认人体暴露情况。 •brivaracetam：在重度肾功能不全患者中，其主要代谢产物的AUC较健康受试者升高3至21.5倍，而原形药物的AUC仅小幅增加21%。这提示代谢产物在特殊人群中的暴露可能与健康受试者有显著差异，需要重新评估代谢产物在非临床毒性研究中的暴露水平能否覆盖其在特殊人群中的暴露水平。 •vintafolide：除DALVBH外，对其他人体代谢产物的药理活性或药代动力学没有研究，不清楚哪些成分对系统性毒性有贡献。CHMP建议申请人尽可能开展物质平衡研究以收集相关数据。5  其他常见问题常见的其他问题有： •放射性标记位置选择不当：pitolisant案例中，约25%的放射性被认为以二氧化碳形式经呼气排泄，因标记位置不稳定。EMA要求采用稳定标记位置开展新的物质平衡研究。 •代谢产物的活性测试和消除途径鉴定缺失：guanfacine的主要循环代谢产物M13（3-羟基胍法辛硫酸酯）占血浆放射性的61%，但其药理活性未知。申请人被要求评估其活性，若活性硫酸酯共轭物对药理效应有贡献，则需研究其消除途径和相互作用。 •代谢产物CYP抑制数据和血浆蛋白结合数据缺失：多个案例中代谢产物CYP抑制数据或血浆蛋白结合数据在审评过程中被发现缺失，常被要求作为上市后研究的补充（如apremilast、pacritinib）。 •药物排泄物中不稳定的化合物：pomalidomide和canagliflozin案例中均涉及葡醛酸苷在粪便中可能回转转化为原形药物的问题，需考虑化合物在排泄物基质中的稳定性对药物回收率计算的影响。五、当前研究实践的统计分析1  研究设计与人群特征 Ramamoorthy等人对2014至2018年间FDA批准的101个药物的104份放射性物质平衡研究报告进行了系统分析，揭示了当前业界的实践特征。 在研究人群方面，90%的研究在健康受试者中开展，约10%在目标患者人群中进行（其中9项为癌症患者，1项为终末期肾病继发性甲状旁腺功能亢进患者）。 在入排标准中，86%的研究仅纳入男性受试者，12%允许两性受试者，2%仅纳入女性受试者。男性主导的设计可能反映了育龄期女性生殖毒性顾虑以及样本采集便利性的考量。 在样本量方面，中位数为6名可评价受试者（范围3至16名），66%的研究至少有6名可评价受试者。虽然通常不需要正式的样本量估算，但如果药物的药代动力学变异性较大，受试者过少可能限制数据的可解释性。2  给药方案与放射性剂量 绝大多数研究（97%）采用单次给药设计，仅3项研究在稳态下进行（letermovir、eliglustat和gilteritinib）。在剂量选择上，54%的研究使用了与最终批准剂量一致的剂量，分别有29%和17%的研究使用了高于或低于获批的剂量。98%的研究采用了与最终批准给药途径一致的给药途径。 在放射性剂量方面，99%的研究使用14C标记，仅1项使用氚标记。放射性剂量范围为200 μCi至500 μCi，其中27%使用1至100 μCi，45%使用100 μCi，17%使用大于100至500 μCi。5.3  回收率情况 在102项研究（排除2项局部给药研究）中，63%报告总放射性回收率大于等于90%，16%为85%至小于90%，13%为80%至小于85%，9%低于80%。不完整回收的潜在原因包括：放射性标记位置选择不当、半衰期长的药物采样时间不足以及生物分析方法灵敏度不足等。 值得注意的是，对于半衰期超过72小时的药物（20种药物），采用加速器质谱（AMS）等高灵敏度分析技术，可以在极低的放射性剂量下（如ixazomib约为500 nCi）完成物质平衡研究，通过门诊随访回收排泄物样本，从而解决长半衰期药物的临床研究挑战。六、物质平衡研究对新药开发的深远影响1  对监管审评和上市时间的影响 两篇综述均明确指出，物质平衡研究的缺失或缺陷可直接导致上市申请的审评延误，甚至收到拒绝受理函（RTF）或完整回复函（CRL）。Ramamoorthy等人引用的ozanimod案例表明，因未能充分鉴定主要活性代谢产物而收到RTF函，后续需开展额外研究才能重新提交。deutetrabenazine的案例则说明，即使物质平衡研究已完成，如果代谢产物分析不全面，仍可能导致CRL issuance。 Coppola等人强调，如果在上市申请时物质平衡数据缺失或被认为不充分，监管机构可能将其列为"重大异议"（major objection）。即使最终药物因孤儿药适应证或末线治疗等紧急原因被批准，说明书中的限制性条款（如联合用药禁忌、器官功能不全患者禁忌等）也将更为严格。2  对说明书撰写和临床用药的影响 物质平衡研究的缺失或缺陷直接导致说明书中的DDI相关信息不完整。在多个案例中，由于消除途径信息不明确，监管机构不得不在说明书中采用极为保守的措辞。例如，fexinidazole因缺乏物质平衡研究，说明书明确建议不与其他可能发生药代动力学相互作用的药物联合使用，并对CYP2D6抑制剂和对乙酰氨基酚的使用发出警告。而eribulin的案例更为典型。该药物70%的清除率通过胆汁排泄原形药物实现，但转运体未被鉴定。监管机构要求在说明书中列出强效肝摄取和外排转运体抑制剂作为禁忌药物，并同时要求上市后开展转运体研究。而如果在设计早期就获得完整的物质平衡数据，其中部分限制可能得以避免。3  对非临床安全性评价的指导 物质平衡研究为非临床安全性评价提供了关键的人体代谢产物暴露数据。当发现人体中存在不成比例的代谢产物（M4）时，需要额外证据来确认人体暴露情况，以确保非临床毒性研究充分覆盖了人体暴露。对于brivaracetam，在重度肾功能不全患者中，主要代谢产物的AUC较健康受试者升高3至21.5倍，而原形药物的AUC仅小幅增加21%。这一发现提示，需要重新评估代谢产物在特殊人群中的安全性覆盖是否充分。4  对DDI研究策略的指导 物质平衡研究的消除途径信息是DDI风险评估的基础。代谢和排泄信息可以直接告知是否需要进一步开展肾功能不全和/或肝功能不全评估以及DDI研究。当口服药物在粪便中回收大量原形且Fa未知时，由于无法区分未吸收和胆汁分泌的贡献，必须同时评估转运体（高Fa场景）和代谢酶（低Fa场景）相关的DDI风险，这导致DDI评估的工作量和不确定性显著增加。 对于药理活性代谢产物，需根据其未结合系统暴露量和相对药理活性计算其对体内靶点效应的贡献度。如果某活性代谢产物贡献超过50%的药理效应，则需鉴定其形成途径涉及的酶（贡献超过50%形成途径的酶）和消除途径涉及的酶（贡献超过33%消除途径的酶）。七、结合最新监管指导原则的最佳实践建议1 指导原则对比 2024年1月12日，中国国家药监局药审中心（NMPA CDE）正式发布了《放射性标记人体物质平衡研究技术指导原则》（2024年第4号），这是中国首个专门针对该研究的技术指导原则。2024年7月18日，FDA正式发布了《人体放射性标记物质平衡研究的临床药理学考量》定稿指南，这是该领域首个专门针对物质平衡研究的综合性FDA指南。该指南基于Ramamoorthy等人文章中的监管研究数据编制，对研究设计和报告提出了系统性要求。2024年6月通过的ICH M12指导原则（Step 5）统一了全球药物相互作用研究的监管要求，其中对物质平衡研究的定位和DDI评估策略提出了明确指导：明确物质平衡研究有助于确认药物的主要排泄。 综合FDA 2024年定稿指南、CDE 2024年指导原则和ICH M12 2024年的要求，三方监管机构在物质平衡研究的核心要求上已高度协调一致，但也各有侧重 表1  FDA、CDE和ICH/EMA物质平衡研究关键要求比较 2  基于既往问题教训的关键设计建议 综合两篇综述中揭示的问题和三方最新监管要求，以下设计要素应予以特别关注： •放射性标记位置：必须选择在化学和代谢上稳定的合适位置，确保放射性核素与原形药物及主要代谢产物保持结合。如单一标记位置不满足需求，建议采用双位点标记（NMPA 2024、FDA 2024）。 •静脉给药部分：对于口服药物，强烈建议纳入静脉给药部分（或至少使用静脉放射性微量给药策略），以确定绝对生物利用度和各消除途径的相对贡献。NMPA 2024明确鼓励在同一临床方案中设计两阶段研究。ibrutinib和canagliflozin的案例充分说明了缺乏静脉给药数据对DDI风险评估的严重影响。 •排泄物收集时间：应持续至满足90%回收标准，且连续两天排泄量低于给药量的1%（FDA 2024、NMPA 2024）。对于长半衰期药物，应采用门诊定时随访采集、AMS微量给药等策略。 •血浆代谢产物鉴定时间范围：必须覆盖完整的放射性浓度-时间曲线，特别关注后期出现的代谢产物。lurasidone（8小时采样）、opicapone（72小时后出现M10）和ponatinib（149小时终末半衰期）的案例充分说明了采样不足的严重后果。 •研究剂量：应选择在药代动力学线性范围内的剂量，最好与最终批准剂量一致（FDA 2024、NMPA 2024）。如果在研究时治疗剂量尚未确定，应使用线性范围内的剂量。 •样品保存与再分析：研究样品应妥善保存以便必要时进行再分析。deutetrabenazine案例证明，对留存样品的再分析可有效弥补原始研究的缺陷，避免重新开展完整研究。八、结论 人体放射性物质平衡研究是新药临床药理学开发中信息含量最为丰富的单项研究，是获取药物在人体内ADME特征最直接、最全面的方法。两篇综述从EMA和FDA的双重视角充分证明，物质平衡研究不仅可满足监管合规要求，更是指导整个药物临床药理开发策略——包括DDI研究设计、器官功能不全研究需求评估、说明书撰写以及药物在不同人群中的获益-风险评估的关键信息来源。 尽管针对物质平衡研究的监管指导和文献资料已十分丰富，物质平衡研究的缺失或设计缺陷在上市申请中仍然频繁出现。文章详细梳理的具体案例揭示，主要问题集中在五个方面：完全未开展研究、代谢产物鉴定不充分（采样时间不足、分析灵敏度不足、晚期代谢产物未充分定量）、消除途径描述不完整（缺乏静脉给药数据、回收率不足、转运体鉴定缺失）、非临床安全性覆盖不充分，以及放射性标记位置选择不当等。这些缺陷不仅导致审评延误、要求上市后研究和说明书中的过度限制性措辞，在某些极端情况下甚至可能导致被拒绝受理或拒批。 2024年FDA定稿指南、中国CDE指导原则和ICH M12指导原则的相继发布，标志着全球主要监管机构在物质平衡研究领域要求的进一步协调与完善。新药研发企业应当充分认识到物质平衡研究的应用价值，在临床开发的早期阶段合理规划并高质量地实施该研究，确保放射性标记位置稳定、采样时间充分覆盖、静脉给药部分（适用于口服药物）纳入设计、样品妥善保存以便再分析，以及报告内容规范完整。只有这样，才能充分发挥物质平衡研究在新药研发中的核心支撑作用，推动新药以更完整的临床药理学数据包高效获批，最终惠及更广泛的患者群体。参考文献 [1] Coppola P, Andersson A, Cole S. The importance of the human mass balance study in regulatory submissions. CPT Pharmacometrics Syst Pharmacol. 2019;8(11):792-804. [2] Ramamoorthy A, Bende G, Chow ECY, et al. Human radiolabeled mass balance studies supporting the FDA approval of new drugs. Clin Transl Sci. 2022;15:2567-2575. [3] International Council for Harmonisation. M12 Drug Interaction Studies. Step 5 Guidance, June 2024. FDA Final Guidance, August 2024. [4] U.S. Food and Drug Administration. Clinical Pharmacology Considerations for Human Radiolabeled Mass Balance Studies Guidance for Industry. Final Guidance, July 2024. [5] 国家药品监督管理局药品审评中心. 放射性标记人体物质平衡研究技术指导原则. 2024年第4号, 2024年1月12日.

模型工具概述与核心用途     BoltzGen 是由MIT、哈佛、斯坦福等顶尖机构的研究人员联合开发的一款全原子生成式模型，旨在解决药物发现和生物工具开发中最为核心的挑战——针对任意生物靶标“按需”设计高亲和力的结合剂（Binder）。     该模型将结构预测与生成式设计统一在一个框架中，通过其强大的3D几何与物理化学相互作用推理能力，不仅能设计结合蛋白质的纳米抗体、多肽，还能设计结合小分子、DNA、RNA甚至无序蛋白的定制化结合蛋白。 核心用途：药物研发 ：快速生成针对致病靶点（如肿瘤坏死因子TNFα、病毒蛋白）的先导化合物或抗体。工具开发 ：为生命科学研究提供高特异性的分子探针，用于追踪、报告或调控细胞内特定分子的功能。创新疗法 ：设计能够中和毒素、抑制关键蛋白相互作用或降解特定蛋白的新型多肽药物。 小编总结 BoltzGen是一个“全能型”选手，成功跨越了传统方法在靶标类型和结合剂模态上的限制，实现了设计“通用性”。 通过在10个全新靶标上的大规模湿实验验证，证明了其在面对“无结构先例”的靶标时，依然具备卓越的泛化能力。 该模型代码和训练权重的全面开源，将极大地降低生物分子设计的门槛，推动整个领域进入“按需设计”的新时代。核心亮点：一次针对26个靶标的系统性验证     BoltzGen的强大不仅仅在于理论，更在于其大规模、多中心的湿实验验证。研究团队在8个不同的设计任务中，对26个靶标进行了实际设计与测试，成功率令人印象深刻。 1. 挑战全新靶标：60%的命中率     团队首先挑选了10个在PDB（蛋白质数据库）中没有任何结合结构复合物的“硬骨头”靶标。即使只测试了前15个设计，BoltzGen依然在60%的靶标上获得了筛选阳性结果，并且这些结合界面在自然界中是全新的。 2. 结合并中和生物活性肽     针对三种结构迥异的抗菌肽（Protegrin, Indolicidin, Melittin），BoltzGen设计的结合剂不仅展现出了纳摩尔（nM）到微摩尔（µM）级别的亲和力，更重要的是，它们成功中和了这些抗菌肽的细胞毒性和溶血活性。 3. 攻克小分子靶标     小分子的体积小、结合口袋浅，设计难度极高。BoltzGen成功为抗生素Brilacidin、血红素Heme以及抗癌药物Rucaparib设计了蛋白结合剂。尤其是针对Rucaparib，设计的结合剂达到了43 µM的亲和力。 4. 环肽与线性肽设计     针对Rag GTPase这一关键的营养信号调控蛋白，BoltzGen设计的环状二硫键肽表现亮眼，23个设计中竟有26个展现出结合，最高亲和力达6 µM，验证率高达88%。 5. 调控无序蛋白与抗菌     BoltzGen还成功设计了能定位到细胞核仁的NPM1无序区结合肽，以及能够高效抑制细菌DNA旋转酶（GyrA）、阻止细菌生长的抗菌肽。核心技术原理 BoltzGen是一个基于扩散模型（Diffusion Model） 的生成式AI。其核心创新在于：统一设计与预测 ：模型同时学习“如何折叠”和“如何设计”，通过共享结构推理能力，让设计出的结合剂更符合物理规律。全原子生成 ：不同于仅生成蛋白质骨架的模型，BoltzGen能够生成包括侧链原子在内的所有原子，这对于精确设计小分子结合口袋至关重要。强大的可控制性 ：用户可以通过一个简单的“设计语言”指定靶标结合位点、需要形成的共价键（如设计环肽）、或需要保持的二级结构（如α-螺旋）。智能筛选管线 ：生成数千个候选分子后，管线会通过逆折叠、重新折叠（模拟验证）、计算氢键/盐桥/埋藏表面积等物理化学指标，并结合多样性优化，最终筛选出最可能成功的一小批设计。局限性与未来展望 作者坦诚地指出了模型的局限性：生成只是第一步 ：高亲和力不代表好的药物，还需要考虑选择性、稳定性、递送等问题。记忆效应 ：模型在生成73-76个氨基酸长度的蛋白时，有倾向生成“泛素（Ubiquitin）”，这是由于训练数据中泛素结构过多导致的。并非“零失败” ：作者强调，BoltzGen并非万能的“一键解决方案”，需要用户结合专业知识进行审慎的检查和迭代。总结     BoltzGen代表了蛋白质设计领域的一个重要里程碑，它用统一的框架和令人信服的实验数据，证明了大规模、通用性的按需生物分子设计是可行的。     该项目的最大亮点之一是完全开源，这极大地促进了科学民主化和技术迭代。 点击下方链接-下载原文pdf 2025.11.20.689494.full.pdf 往期好文推荐 Nature | 告别“大海捞针”：基于金属配位结构的精准酶挖掘策略，一举发现70个新型卤化酶家族 ACS Synth. Biol.| 机器学习在微生物细胞工厂中的应用：路径设计、酶工程与代谢调控 【ACS Catal.】从“酮-烯醇互变”到C-C键断裂：合成血红素过氧模型揭示芳香化酶催化奥秘 【bioRxiv】IMUSE：机器学习与超高通量筛选融合，开启全新酶空间探索之旅 【J. Agric. Food Chem.】从“低产”到“高效”：单点突变让羰基还原酶催化效率提升2.36倍，手性醇产率突破91% 赵晶/骆健美/刘鹏-Bioresour Bioprocess｜从经验试错到闭环智能：AI与自动化重塑酶工程的演进、挑战与未来 往期课程推荐 订阅会员畅享所有课程 超值第三期蛋白分子模拟 超值第一期分子对接 订阅第一期AI-VS-MD-RF3-vibecoding