抗病毒药物病毒学研究申报资料要求的指导原则

2021年1月27日发(作者：夏侯嘉正)

抗病毒药物病毒学研究申报资料要求的指导原则


一、概述

病毒感染是危及人类健康和生命的疾病之一，目前已有很多抗
病毒 药物上市应用，
但仍不能完全满足临床治疗的需求。
近年来国
外相关制药企业不断投入 大量资金研发抗病毒药物，
抗病毒药物的
注册申请也逐渐受到各方面的关注。

根据试验数据撰写的非临床和临床病毒学研究报告是审评抗病
毒药物的临床试验申请和上市申请的重要 资料。
本指导原则旨在帮
助研发抗病毒药物或生物制品（例如：治疗性蛋白和单克隆抗体）的申请人初步了解哪些非临床和临床病毒学研究数据对于抗病毒
药物或生物制品申报临床试验或申请 上市是最关键的。

本指导原则主要关注非临床和临床病毒学研究报告，同时对需
要收 集和提交的耐药性研究数据提出了建议。讨论的主要问题包
括：

?

明确作用机制

?

确定所研究药物特定的抗病毒活性

?

评价所研究药物与其他可能合用的抗病毒药之间发生相互
作用的可能性

?

提供病毒对所研究药物产生耐药性的研究数据



?

提供所研究药物与已上市的其他相同作用靶点抗病毒药物
的交叉耐药性的研究数据

二、背景

近年来，国外在抗
HIV-1
药物的研究方面积累了大量 的经验，
也取得了很多进展。因此，本指导原则以抗
HIV-1
药物为例，介绍
抗病毒药物病毒学研究的一般原则。尽管不同病毒的检测方法和模
型系统有较大的差异，但本指导原则 的许多抗
HIV
药物研发的原则
适用于治疗其他病毒感染（如乙型肝炎病毒、丙型肝炎 病毒、单纯
疱疹病毒、带状疱疹病毒、流感病毒、鼻病毒、巨细胞病毒及人乳
头瘤病毒等国常见 病毒）的抗病毒药物的研发。病毒学领域研究发
展日新月异，所以，当积累了新的资料或出现相关需求时 ，我们将
对本指导原则进行修订。

三、非临床病毒学研究

非临床 病毒学研究有助于在进行人体试验前评价药物的有效
性和安全性。建议申请人进行药物的作用机制、药物 在模型系统中
的特定抗病毒活性的研究，并提供对药物产生耐药的病毒学数据。
此外，临床上常 将一种药物与其他已上市的治疗相同适应症的药物
联合使用，因此，最好通过体外试验研究两种或两种以 上药物联合
用药的抗病毒活性，以便发现所研究药物与其他抗病毒药物之间可
能存在的相互作用 （如拮抗、协同、增强、叠加等），尤其应关注
负面的相互作用。




由于已上市的抗病毒药物很多，交叉耐药（病毒对一种药物耐
药后，对同类的 其他药物也产生了耐药性）可能会成为临床应用中
的一个主要问题。因此，在抗病毒药物的研发过程中， 下列信息显
得非常重要：

?

测定所研究药物对相同作用靶点的其他已上市药物的耐药病
毒株的抗病毒活性。

?

测定已上市药物对由相同作用靶点的所研究药物诱导的耐药
病毒株的抗病毒活性。


申请人在开始
I
期临床试验前应先进行非临床研究（如作用机制研< br>究、体外抗病毒活性研究、耐药性研究，以及血清蛋白结合率对抗病毒
活性影响的研究等）。
如果病毒有合适的体外感染模型系统，在开始旨在考察所研究药物
与其他抗病毒药物合用 疗效的临床试验前，申请人应完成所研究药物与
其他已上市的针对此病毒药物合用的体外活性研究，如针 对相同靶点有
多种已上市的药物和研究药物，应从每一类药物中至少选一种有代表性
的药物进行 研究。

在对感染某一种病毒的患者进行临床试验前，应先通过体外试验诱
导对所研究 药物耐药的病毒株，并鉴定耐药病毒株的表型和基因型及交
叉耐药性。

（一）作用机制研究




在
I
期临床试验前应进行作用机制研究。充分掌握药物的作用机制
对于临床试验的设计非常重要，可使研究者 了解病毒基因组中发生导致
耐药性突变的可能区域，这些区域不仅限于所研究药物作用的靶位（病
毒编码的靶点）
，
也可能包括酶的底物或靶蛋白复合物中存在的另外的病
毒或宿主编 码蛋白。耐药性突变的鉴定结果也可以为机制研究和临床研
究提供依据。

病毒生命周 期中的许多阶段都可以成为潜在的抗病毒药物的作用靶
点。药物可以通过作用于病毒特异性的编码功能而 发挥直接的抗病毒作用
（如酶抑制剂）
，或者通过其他途径而发挥间接的抗病毒作用（如干扰素
诱导的宿主细胞应答）
。建议进行如下作用机制研究：

?

证明药物具有特异性地抑制病毒复制或抑制病毒特定功能的能力。

?
确定药物作用的靶点（如病毒复制酶、蛋白酶等）或作用于病毒复
制的哪个阶段（如病毒进入、入核 等）。


申请人可提供支持其药物作用机制的生物化学、结构学、细胞学、遗
传学等方面的数据。证明药物作用机制的数据包括但不仅限于受体结合、
抑制酶活性、确定抑制 剂与受体复合物结合的
X-
光晶体结构、编码靶蛋白
基因的耐药性突变位点的鉴定等。


应比较所研究药物对病毒靶点及细胞或宿主蛋白作用的选择性，当宿
主细胞中存在或可能存在与病毒酶类似的酶时，此点尤其重要。例如，如
果药物的作用靶点是病毒聚合 酶，建议申请人证明该药物对病毒聚合酶的
抑制活性，
同时比较其对宿主细胞的
DNA
聚合酶
（如
DNA
聚合酶α、
β及γ）


的抑制活性。


研发免疫调节剂还应注意更多问题。此类药物会对机 体的免疫系统产
生作用，因而可能会对病毒的复制起不到抑制作用，或者对机体产生其他
不良影 响。对于通过刺激全身免疫反应而发挥作用的免疫调节剂，建议申
请人证实其抗病毒活性，并鉴定出参与 作用的免疫分子或免疫细胞。

（二）抗病毒活性

1.
体外抗病毒活性

许多感染人体的病毒可以在细胞培养系统或动物宿主体 完成完整的
生命周期。在这样的情况下，建议申请人在开始
I
期临床试验前先通过体外试验证明所研究药物和
/
或其代产物的特异的、可定量的抗病毒活
性。
这些数据应能清楚地证明在体、
在可接受的风险
/
收益比的情况下达
到的药 物浓度具有抗病毒作用，从而为人体试验提供支持，这一点非常
重要。此外，使用相关的细胞和病毒临床 分离株进行的体外抗病毒活性
和细胞毒性评价
[
见第三部分（三）细胞毒性和治疗指数
]
可以指导早期
临床试验选择合适的剂量围。

鼓励申请人使用人靶 细胞的原代培养细胞进行抗病毒活性研究。由
于病毒的基因容易发生变异，所以应使用多种临床分离株考 察所研究药
物的抗病毒活性，临床分离株应能代表临床试验中的病毒群。建议进行
的抗病毒活性 研究包括：

?

评价所研究药物对一系列病毒实验室适应株和临床分离株 （包括
不同的亚群（
clades
）、亚型
(subtypes)
或 基因型
(genotypes)
）


的特异性抗病毒活性。

?

评价所研究药物对相同作用靶位或复合 物药物耐药的病毒株、对
其他已上市具有相同适应症的药物耐药的代表性耐药病毒株的抗
病毒活 性。

应使用定量的检测方法，
在不同浓度药物的条件下测定病毒的复制，
并 与不添加药物的测定结果进行比较，确定药物的剂量依赖的特异性抗
病毒活性。

药物 的有效浓度是指使病毒复制的水平降低
50%
的浓度
（细胞培养试
验中用EC
50
表示，生物化学或亚细胞试验中用
IC
50
表示）。评 价药物的抗
病毒活性和细胞毒性的方法包括但不局限于病毒灭活试验、空斑减数试
验、细胞病变 效应抑制试验、病毒抗原或核酸检测、感染性病毒颗粒检
测、含报告基因的病毒或细胞检测等。可能影响 这些试验的因素包括病
毒感染复数（
Multiplicity of Infection< br>，
MOI
）和给药时间（如病毒
感染前给药或感染后不同时间给药）。建议申请 人使用传代次数较少的
宿主细胞进行研究。


药物的有效浓度与作用 机制研究的数据应一致，如果药物抑制病毒
复制所需的浓度低于根据假定的作用机制计算出的生化数据， 则提示可
能还存在其他的作用位点或机制。当抗病毒活性数据与生化数据不一致
时，可以通过耐 药性分析证明药物在体的作用机制。对于核苷或核苷酸
类似物，建议在细胞的稳定期及分裂期测定药物活 性分子的三磷酸盐的
半衰期（
t
1/2
）。




某些影响人类健康的病毒（如乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒等）目
前尚无合适 的细胞培养系统或动物模型。对于此类病毒，可以通过对亲
缘关系很近的病毒关键功能和活性的抑制揭示 药物的潜在抗病毒活性。
如果目标病毒目前尚无合适的细胞培养系统或动物模型，而且药物的作
用部位被认为位于细胞、细胞的药物浓度与生化研究中的结果一致时，
确定抗病毒药物的活性部分能否进 入细胞尤为重要。目前用于研究乙型
肝炎病毒
（
HBV
）
的细胞系和 基于细胞的检测方法还非常有限。
研究丙型
肝炎病毒（
HCV
）进入、复制和 感染的基于细胞的试验取得了一定进展，
但还存在很多不足。


目前用于检测
HBV
复制的方法包括但不限于：

?

通过生物化学试验测定
HBV DNA
聚合酶的活性。

?

使用杆状病毒介导的转入或转染
HBV
基因组到人肝细胞株进行细
胞培养试验 ，然后用
HBV DNA
探针经
Southern Blot
定量分析检测
HBV cccDNA
及
RI- DNA
等的形成。

?

用含有
HBV
基因组（复制可调控或不可调控）
的稳定转染细胞株进
行细胞培养试验。

?

采用定量
PCR
法测量细胞外的
HBV DNA
。


对于
HCV,
目前有用于研究病毒进入
（或受体）
的假病毒系统
（
HCVpp
）
、
研究病 毒复制的复制子系统（
Replicon
）以及研究完整病毒复制周期的
病毒感染系统 （
HCVcc
），这些系统均可用于评价药物对
HCV
的抗病毒活
性 。
遗憾的是
HCVcc
系统目前仅在
2a
亚型中取得成功。
目前用于评价药物


抗
HCV
活性的方法包括但不局限于：

?

体外检测药物对病毒靶标蛋白（
HCV RNA
聚合酶、
HCV
丝氨酸蛋白
酶）的抑制活性。

?

采用不同亚型复制子系统评价药物对不同亚型
HCV
复制的抑制 作
用。通过报告基因检测病毒抗原的表达水平，或通过
RT- PCR
检测
HCV
复制子细胞中
HCV RNA
的水平。

?

在
HCVcc
系统中，
通过检测病毒中报告基因编码产 物
（如荧光素酶
或绿色荧光蛋白等）的活性反映药物对病毒的抑制作用。也可以
通过< br>RT-PCR
检测
HCV
复制子细胞中
HCV RNA
的拷贝数，或定量检测
病毒抗原水平。

2.
血清蛋白存在条件下的体外抗病毒活性

血清蛋白能与许多药物结合或螯 合，从而影响药物的抗病毒活性。
建议申请人详细考察药物是否能与血清蛋白显著结合。测定药物血清蛋
白结合率的常用方法包括平衡透析法、超滤法以及基于荧光技术的高通
量人血清白蛋白和α-
酸性糖蛋白结合试验。如果药物的蛋白结合率较
高，则建议申请人在加入系列人血清稀释 液（如
5%
、
10%
、
20%
、
40%
）
条件下测定药物的体外抗病毒活性。通过这些数据可以推算出药物在
100%
人血清中 的
EC
50
，同时应报告血清校正后的
EC
50
值。此外， 建议申
请人在含有生理浓度的α
-
酸性糖蛋白和人血清白蛋白的条件下测定药
物的
EC
50
值。



3.
抑制指数

血浆药物浓度和细胞药物浓度对于评价抗病毒治疗的量效关系 和发
生耐药的可能性非常重要，计算抑制指数（
Inhibitory Quotient，
IQ
）
时也需要用到这些数据。抑制指数（
IQ
）等于
C
min
除以血清校正后的
EC
50
值。
测定
E C
50
值的更多信息可参阅第三部分
（二）
第
1
节
-
体外抗病毒活性。
IQ
值是一个综合药物的体浓度和抗病毒活性的有用工具，也是描 述药物
的暴露程度与病毒对药物敏感性之间相互关系的一个指标。如果一种药
物的
IQ
较高，则表明患者体的药物能达到有效抑制病毒的浓度，可使耐
药发生的概率降到最低。由于同 一种剂量可能并不适用于所有的患者，
所以
IQ
值也可以用于指导
III期和
IV
期临床试验剂量的选择。

4.
体抗病毒活性


在体外抗病毒活性研究的基础上，可进一步通过动物感染模型来评
价药物的抗 病毒活性。动物模型的分析指标包括病毒感染后（需要有证
据证明）动物发病率和死亡率、组织学检查、 各时间点的病毒载量、在
发生病毒反弹的动物体耐药株的分离和鉴定、病毒抗原和抗体的定量检
测、药代动力学数据以及症状（如神经系统症状、体重减少等）。

（三）细胞毒性及治疗指数


申请人应在临床试验前开展药物细胞毒 性和治疗指数的研究。需要
证明药物在体可达到的浓度下具有抗病毒活性，同时该浓度的药物不会对细< br>胞产生毒性作用。应排除测定的药物抗病毒活性是由于宿主细胞死亡所造成
的可能。这一点非常重 要。



在细胞毒性试验中，应设置抗病毒药物的浓度梯度，测定导致50%
的宿主
细胞死亡的浓度
[
参见第三部分（二）第
1
节
-
体外抗病毒活性
]
，即所研究药
物的半数细胞毒性浓度，通常用
CC
50
或
CCIC
50
来表示。
治疗 指数或选择性指数
（即
CC
50
/EC
50
）则是药物的细 胞毒性效应与抑制病毒复制效应的比值。理想的药物
应具有最大的抗病毒活性，同时具有最小的细胞毒性 （即具有较大的治疗指
数）。

建议申请人对处于稳定期和分裂期的各种类型的、相关 的人细胞和组织
细胞进行
CC
50
值的测定，确定药物对不同细胞周期、不同 细胞类型或不同组织
的潜在毒性。


由于某些抗病毒药物对骨髓有抑 制作用，
建议申请人采用细胞集落形成法
评价某些药物（如核苷类似物）对人骨髓祖细胞生长的 潜在影响。此外，某
些药物也对负责正常细胞核
DNA
和线粒体
DNA
合成及修复的细胞
DNA
聚合酶
具有潜在的抑制作用。
申请人应测定抗病毒 药物对细胞聚合酶的
IC
50
，
同时应
证明药物对病毒靶点作用的特 异性
（与对细胞聚合酶的作用相比）
。
人体的
DNA
聚合酶γ负责线 粒体
DNA
合成，人
DNA
聚合酶γ被抑制与线粒体功能缺损之
间具 有相关性，并会导致人体不良反应的发生。因此，考察某些药物（如核
苷类似物）对人聚合酶γ活性的影 响以及对线粒体的毒性作用（如乳酸的生
成量，线粒体
DNA
含量、线粒体形态学，葡 萄糖利用率）就显得非常重要。

（四）体外联合用药的活性分析


感染病毒的患者体可能存在不同的病毒变异株，其中某些类型的病
毒株可能对一种或多种抗病毒 药物具有耐药性。因此，对于某些病毒而