摘  要

关键词

正  文

按照相关的法规，在开展临床试验前，需要结合立题目的，以安全有效性的确定及说明书撰写为基本要求，制定详细的临床试验计划和方案，并在临床研究阶段，基于阶段性研究结果对临床试验计划和方案及时地进行补充和完善。目前创新药物研究往往基于是否用于治疗危及生命，而采取不同的研发策略。对于用于治疗非危及生命的研究药物，在Ⅰ期临床研究阶段，一般首先进行健康志愿者单次给药耐受性和药动学研究; 其次是连续给药的研究，从这些研究中可以获得最大耐受剂量 ( maximumtolerated dose，MTD) 或药效达到平台期的剂量水平; 此后，在可能的情况下，开展机制验证( proof ofmechanism，POM) ，验证药物的药理效应能否在人体中表达［12］。有了这些信息，就可以在患者中开展探索性药效研究; 对于危及生命药物的研发，在Ⅰ期研究阶段主要是入选无药可用的终末期患者，所用的起始剂量要尽量使入选的患者获益。限于篇幅，本文Ⅱ期试验中所涉及药物主要是用于非危及生命疾病的治疗。

2． 1 研究目的

按照文献［13］的解释，POC 研究是在药物开发阶段最早在患者群体中进行的药效学研究，根据获得的研究数据，明确研究药物是否具有开发成功的主要特性，同时没有导致开发失败的主要因素。

2． 2 研究设计

一般采用随机、双盲、安慰剂对照的平行试验设计。

2． 3 参比制剂和剂量选择

如果没有伦理问题，参比制剂首选安慰剂，试验药物一般选择在 MTD 附近的剂量作为试验剂量，对于该剂量的选择，主要考虑到量效关系曲线是随着剂量的增加一般呈现单调上升的特性，在 MTD 附近选择剂量，可以体现出药物最大的疗效。

2． 4 研究人群

主要选择目标适应证人群，疾病情况比较单一。

2． 5 观测指标

生物标志物、替代终点、临床终点可以是单一指标，也可以是复合指标。如果用生物标志物作为主要的观察指标，要注意与Ⅲ期临床终点指标的区别，避免出现误判。

2． 6 统计结论

一般要出现统计学方面的显著差异( P 值显著) ，还要与安慰剂比较，出现临床相关的改善。要根据已上市的药物情况，确定出现改善时的阈值大小。可结合贝叶斯原理，说明所获得结果的可靠性，避免出现误判。研究期间可以进行样本量的调整、阈值调整、中期分析等。必要时，可以采用计算模拟的方法，确定试验设计的特性，如确定试验设计对出现差别时的区分能力。研究者可根据 POC 试验数据确定后续研发策略: ① 继续进行试验。② 终止试验。③ 不能确定。

2． 7 其他

Ⅰ期阶段通过 POM 研究确定药物能否和靶位有效结合，与之相似，Ⅱa 期阶段开展 POC 研究的主要目的是帮助申办者及早确定研究药物有无继续研发的价值，降低后期研究的风险，这对于一些新类别药物的临床研究尤为关键。某些情况下，POC 研究可以在Ⅰ期阶段完成，如西格列汀( sitagliptin) 。该药为二肽基肽酶Ⅳ( DPP-Ⅳ) 抑制剂，其作用机制为特异性地抑制血液中的 DPP-Ⅳ酶，在Ⅰ期阶段通过测定给药后体内 DDP-Ⅳ酶活性的抑制情况，完成了 POM; 测定给药后胰岛素随血糖的依赖性释放情况，完成了 POC。Ⅱa 期的 POC 研究就可以豁免［12，14 － 15］。

当 POC 研究提示所开发的药物具有进一步研究的潜力时，即可进入量效关系研究的Ⅱb 期阶段。按照 ICH E4 的规定［4］，在此阶段量效关系研究主要是: ① 找到合适的起始剂量。② 找到调整剂量的最佳方法，满足特殊人群的剂量调整要求。③ 找到高的剂量，在此剂量之上，受试者不再获益或带来不能接受的不良反应。按照以上研究目的，可以开展的研究类型为: ① 剂量范围研究: 研究产生药物效应或不良反应的剂量范围。② 剂量滴定研究: 通过调整研究中的给药剂量，来满足安全性和有效性的要求。③ 剂量发现或剂量选择研究，该研究主要是用来确定 1 个或数个有效剂量，其研究设计同剂量范围研究，但这种研究一般需要在剂量与安慰剂之间进行假设检验，找到具有临床意义的最小有效剂量( minimum effective dose，MED) 。

3． 1 研究设计

量效关系研究设计有多种方式，在进行试验设计前需要仔细考虑其优缺点，根据所研究品种的特点、适应证、观察指标、统计方法等，选择最适合研究设计。按照 ICH E4 的规定［4］，目前主要有以下试验设计。

3． 1． 1 平行量效研究 

在量效关系研究中，该研究设计是最常见的设计，也是本文中主要介绍的研究设计。其临床试验的特征包括盲法、随机、平行、固定剂量、安慰剂对照。其中盲法和随机是一般临床试验的特征，可以减少临床试验中的偏倚; 而平行、固定剂量、安慰剂对照是量效关系研究的主要特征。试验中患者一般分为多个剂量组，分别接受不同的固定剂量和安慰剂。这里固定剂量指的是维持剂量或最终剂量。考虑到个体之间的量效关系是不一致的，这种研究设计只能获得群体平均量效关系特征。

3． 1． 2 交叉剂量研究 

其优点是对 1 例患者进行了不同剂量的研究，可以获得个体和群体量效关系曲线，研究中需要的例数也可以降低，但该种方法需要药物起效快，治疗结束后迅速回到治疗前状态。其缺点包括携带效应、受试者的退出、研究时间长、周期和治疗间的相互作用等。

3． 1． 3 强制剂量递增研究 

在该设计中，所有的受试者按照一定的顺序，从较小的剂量递增到统一的剂量水平。如果累计效应比较小，可以给出个体量效关系特性和群体量效关系特性。其缺点是不能将因剂量增加引起的效应与治疗时间增加及药物蓄积作用引起的效应之间做合理区分。

3． 1． 4 供选择的剂量递增研究 

本研究是患者的给药剂量滴定到出现好的或坏的反应为止，适用于反应迅速而非诸如卒中和死亡这种不可逆的事件。对此类设计的分析，有时需要采用复杂的统计学或建模仿真手段。

3． 2 参比制剂的选择

因临床研究条件的差异，目前一般不建议使用历史参比作为对照。采用安慰剂对照还是活性药物对照取决于: ① 采用阳性药对照时，主要基于疾病的考虑以及进行活性比对。在仅有阳性药对照时，需要对研究设计的分析灵敏度进行关注。② 在早期研究时，如果无伦理方面的限制，一般可以加入安慰剂对照，通过试验获得研究药物是否具有正向的有效性信号。对于抗菌药物，有时出于伦理方面的考虑，不适合加入安慰剂组，此时需要考虑量效关系曲线是否呈现递增状态来判断药物是否有效。

3． 3 剂量组数量的选择和剂量间隔

由于量效关系曲线的复杂性，在量效关系研究中，需要采用多个剂量进行研究。对于最常采用的平行、随机对照试验设计，一般需要 3 个或更多的剂量水平进行研究，其中 1 个剂量组为安慰剂组( 相当于剂量为 0) ，另外 2 个或 2 个以上为不同剂量组。对于仅包括 2 个受试药剂量组的研究设计，在设计得当时可以得到剂量与疗效和安全性的关系。但该种研究设计所提供的信息量有限，不能获得量效关系曲线的特性，而了解该特性对指导临床给药方案的调整具有非常重要的意义。

国人目前常采用的 1 个阳性对照药组加 2 个不同剂量的受试药组设计，存在的问题有: ① 不能说明临床试验的分析灵敏度能否满足要求。② 无法提供量效关系信息。③ 无法确定最小有效剂量。

如果研究目的是获得最小有效剂量和最大有效剂量及其量效关系曲线，一般需要 3 ～ 6 个非 0 剂量组，更多的剂量组可能受限于早期研发的制剂规格，最大和最小之间的剂量间隔经验值一般是 10 倍以上，这样可以避免剂量间隔太小造成研究结果的区分力不够。对剂量组的间隔设计，目前有多种分配方法，包括等距、等比、二分法等。

在确定剂量组的数量后，常常采用等距的方式选择剂量组，如最高剂量组一般选择在 MTD 附近，相邻剂量组的间隔是将最高剂量组和安慰剂组之间的距离除以非 0 剂量组数，该值作为剂量之间的间隔。如选择的最高剂量组是 90 mg，试验中选择 3 个非 0 的剂量组，则相邻剂量之间的间距 90 /3 = 30 mg，则确定的 3 个非 0 剂量组为 90，60，30 mg。当然也可以采用等比( 对数剂量等距) 的设计，此时的剂量设计为 90，30，10 mg。文献［16］介绍了一种二分法进行剂量距离的设置，比较灵活且易于实施。此处需要说明的是，对于一些类别的药物，如抗肿瘤药物，由于直接入选现有临床治疗手段失败的患者，设置的最小剂量组不宜太低。

有作者提出了使用两阶段方法的适应性设计进行Ⅱ期阶段的研究，可以提高研究效率，目前这方面的研究案例不多，感兴趣的读者可以阅读相关文献［17］。

3． 4 给药间隔

给药方案中，给药间隔也是一个需要重点考虑的因素，一般情况下，可以利用 PK/PD 的结果进行给药间隔的设定; 有时，在满足疗效和安全性及PK/PD 的前提下，给药间隔的设置也会考虑市场方面的因素。

3． 5 样本量大小

样本量的大小是基于研究目的进行设计的，一个最基本的要求是需要确定具有临床意义的最低剂量，该指标的获得应基于假设检验，有样本量大小的要求。如果研究中还有其他目的，样本量的大小也应随之进行调整。

3． 6 受试者人群和观测指标

在Ⅱ期试验中，选择的人群相对比较单一，无过多的基础疾病。对于观测指标的设定，早期阶段为了节省时间或受限于早期毒理学研究支持，一般选择较易观察测量的生物标志物进行测定，且观察时间有限。在确证性临床试验中，一般选择临床终点进行观察，两者之间会存在差异，研究者应予以注意。

3． 7 中心数量

为了加快研究的速度，中心的数量越多越好，但是为了减少中心效应，一般要求一个中心完成一定数量的不同剂量组的研究，并减少不同中心之间的数量差异。

3． 8 统计学的考虑

3． 8． 1 组间比较 

如果研究目的是区分某一剂量组与安慰剂组的区别，如逐组比较，可以使用 t 检验的方式进行检验，基于统计学结果做出结论。需要注意的是，统计学差异和临床差异不是等同的。

3． 8． 2 多重比较 

对于多个剂量组的比较，可以使用多重比较的方式( multiple comparison，MCP) 进行统计，统计时要考虑Ⅰ类错误 α 消耗的问题。文献介绍了 3 种比较的方法［18］可以采用，有 Hochbergprocedure，Gate keeping，Order restricted ( Isotonic )estimation。

3． 8． 3 多重比较-模型方法 

针对量效关系研究中的多剂量组比较和量效关系曲线可能的方式，文献［19］提出了一种多重比较结合模型分析( multiplecomparison and modeling，MCP-Mod) 的方法，并 被EMA 所推荐。与常规的Ⅱ期逐对比较的方法相比，该方法具有节省样本数量、适合在剂量之间进行外推、效率更高等特点，可以提供更多的信息用于剂量选择的决策。有关该方法的详细介绍参见文献［19］。

3． 9 量效关系研究的模型方法

3． 9． 1 剂量-暴露量-响应( D-E-R) 之间的研究 

虽然常规的安慰剂和 1 ～ 2 个剂量组的Ⅱ期研究，可以逐对比较剂量组与安慰剂之间的关系，但不能解释量效关系的特征。目前可以通过横断面( crosssection) 、纵向( longitude) 或模型( model) 的方法进行 D-E-R 之间的研究，获得结果后，可以更好地了解量效关系曲线的特点，有助于选择Ⅲ期临床试验的给药剂量。

3． 9． 2 定量药理学方法或基于模型的研究方法 

该方法将作用机制、病理生理和药理学知识整合到数学模型中，充分利用获得的数据，这些数据不仅仅是完整的数据，也可以包括不完整的数据。其结果可以用于数据的预测、模拟和外推。有关该方面的介绍可以参见监管部门的指南和有关的文献［20 － 21］。

需要说明的是一些定量药理的建模方法是一种数据驱动的方法，受制于原始数据的质量; 另外，许多建模的方法属于解释性质的，临床研究设计的目的不是为了使用该种方法获得确证性的结论，对研究假设所涉及的把握度或显著性水平的分析基本也很少考虑。

3． 10 法规方面对剂量选择的考虑

在剂量研究中，因剂量设计的问题，如剂量均很高或相邻剂量之间比较接近，有时会获得相近的治疗效果，此时需要从均衡安全性和有效性方面做出判断。如果药物具有特殊的治疗作用、治疗或预防严重疾病的获益是明确的，其获益/风险比显著优于已上市药物，可满足迫切临床需求，有可能获得有条件批准生产上市，但需在获准后继续进行临床试验，包括进一步的剂量探索研究、确证性临床试验等［4］。

探索性药效研究的目的主要是进行 POC、量效关系研究，如果借助于目前的一些定量药理学研究手段能够达到上述目的，则可以全部豁免或部分豁免探索性药效研究，如Ⅱa 或Ⅱb 期研究。有的药物POC 试验是在Ⅰ期完成，如西格列汀［15］; 另外，对于一些仿制国外已上市药物的改构产品，作用靶点和机理明确，不必担心化合物的无效问题。对于以上情况，在探索性临床研究中，可以豁免Ⅱa 期研究。如果早期的 PK/PD 或定量药理学研究能够充分说明药物的有效性和量效关系曲线问题，则可能豁免Ⅱb 期研究，如抗菌药物的探索性药效研究。目前，我国颁布的抗菌药物 PK/PD 研究技术指导原则［22］已明确规定，如果研发的抗菌新药属于经过充分评价的药物类别，且 PK/PD 研究较充分，如已有了充分的非临床 PK/PD 研究数据、并有代表性的目标适应证群体的 PK 数据等，则可以在经过充分论证后考虑豁免探索性阶段的临床试验。

5． 1 POC 研究示例

试验药为抗白介素 17A 的单克隆抗体［23］，用于治疗活动性克罗恩病，POC 研究中采用了双盲、随机、安慰剂对照设计，入选 59 例严重的克罗恩病患者，克罗恩病活动指数( CDAI) 为 200 ～ 450，按照2∶ 1 比例入选，主要判断指标为治疗 6 周后 CDAI 评分治疗组比安慰剂组大于 50 点的概率。试验结束后发现，治疗组比安慰剂组 CDAI 评分下降大于50 点的概率 ＜ 0． 1%［ΔCDAI( SD) = 33． 9( 19． 7) ，95% CI为 －4． 9 ～72． 9］，没有达到预期目标，试验药物无效。

5． 2 最小有效剂量的确定

Ting 等［24］报道了治疗骨髓炎的案例，研究者首先进行了 1 个安慰剂与 3 个剂量组( 80，120，160 mg)的Ⅱ期量效关系研究，其结果是 3 个剂量组的疗效基本等同，80 mg 接近最大疗效; 随后研究者又进行了第 2 个研究，仍采用 1 个安慰剂与 3 个剂量组( 40，80，120 mg) 的研究设计，结果发现，3 个剂量组的疗效还是基本等同。依此结果，研究者选择 40 ～120 mg 进行Ⅲ期临床研究。在与 FDA 的会议中，所采用的剂量受到了质疑，认为不是最小的有效剂量，为此研究者开展了第 3 个Ⅱ期研究，除安慰剂组外，选择的剂量为2． 5，10，40 mg。该研究成功地探索了本药物的量效关系特征，基于该特征，确定了最小有效剂量应该是在 10 mg 附近，而既往确定的Ⅲ期剂量高估了许多。该案例提示在剂量探索中，不同剂量组间剂量差别不能太小。

5． 3 剂量发现研究

NVA237 是一种治疗慢性阻塞性肺疾病( COPD)的长效毒覃碱受体拮抗剂［25］，为确定 NVA237 的最小有效剂量并为后续临床研究推荐最佳给药剂量，开展了一项开放标签、随机、双盲、阳性药和安慰剂对照、4 周期、不完全交叉设计的临床试验。试验中阳性药为噻托溴铵，入选的患者≥40 岁，患有稳定的中等至严重的 COPD，接受的剂量为 12． 5，25，50，100 μg 和安慰剂，阳性药的剂量为 18 μg。以上药物 qd，共 7 d。主要的研究终点为 7 d 时平均谷 1 秒用力呼气容积( FEV1) 。试验共完成 78 例，不同剂量组入组患者例数为 51 ～ 55 例。试验结果显示，所有剂量组 d 7 的平均谷 FEV1 值均较安慰剂有显著差异( P ＜ 0． 05) ，但只有 50 和 100 μg 剂量组具有临床意义的改善。经 MCP-Mod 方法分析，最小有效剂量为 42 μg。上述案例提示，仅基于统计学差异判断，不能得到最小的临床有效剂量，另外，Ⅲ期的临床试验剂量也可能不是剂量探索研究中使用的剂量。

近年来，我国有大量新的化合物进入临床研究阶段，考虑到人体疾病的特殊性和种属外推的不确定性，多数化合物的淘汰将是不可避免的。在临床研究中，需要通过合理的临床试验设计，及早了解这些化合物的临床开发价值，将不可能成为药物的化合物及早淘汰，而将有限的资源用于开发最有可能成功的化合物。

Ⅱ期临床阶段是新药研究中的重要阶段，通过研究可以获得所研究药物是否具有初步临床有效性的信息，以及通过量效关系曲线特征确定给药剂量的信息。有了这些信息，可为确证性临床试验的开展奠定基础。需要注意的是，非临床研究和充分的Ⅰ期临床研究信息是Ⅱ期临床研究的基础。

POC 研究可以用来初步确定化合物是否在疾病人体内具有药物治疗作用，一些新的作用机制或/和作用靶点不明的化合物，缺少 POC 研究，就不能用最小的代价说明药物的有效性，后续的研究失败将会带来更大的损失。剂量发现( 剂量选择) 和量效关系探索研究可以用于确定合适的给药剂量或给药剂量递增方案。这些Ⅱ期阶段的研究需要仔细进行设计，经过统计学的分析才能说明需要回答的问题，其结果对研究药物的临床推进至关重要。有些剂量探索研究设计，如 2 个受试药组加 1 个阳性组的设计，并不是一个好的剂量探索研究设计方案，除了说明该种试验设计的分析灵敏度需要符合要求外，其研究结果不能说明量效关系曲线的特性，这不利于临床应用阶段的剂量调整和获得较大成功把握的给药剂量或方案。当然，有时Ⅱ期探索研究所获得的结果存在不确定性并不妨碍临床研究的推进，而是将这些不确定因素向后期临床试验传递，可能增加后期临床试验的失败风险，并有可能需要重新开展剂量探索研究。

志谢: 缔脉生物医药科技( 上海) 有限公司史军博士对本文提出宝贵意见。

参考文献