首次临床试验起始剂量的确定，是药物从临床前进入临床试验阶段的关键节点。免疫调节类药物由于其对机体免疫系统的调节作用，可能引发包括细胞因子风暴、过敏等严重免疫相关毒性反应。TGN1412事件后，基于毒理学终点的临床起始剂量计算方法在免疫调节类药物应用中面临巨大挑战。FDA对于免疫激动剂回顾性分析发现，基于毒理学终点计算首次人体（First in human, FIH）剂量接近或超过临床最大耐受剂量（Maximum tolerated dose, MTD）或最大人体用药剂量[1]。
本文汇总基于最低预期生物效应水平（Minimum anticipated biological effect level, MABEL）法的临床起始剂量计算考虑因素，再通过具体药物案例介绍MABEL法计算首次人体试验剂量的思路。
一、关于MABEL法计算首次人体试验剂量涉及的指导原则[2]
欧洲药品管理局（EMA）[2]、美国食品药品监督管理局（FDA）[3]以及中国药品监督管理局（NMPA）[3]先后关于免疫激动剂及高风险药物首次临床试验的起始剂量计算发布相关的指导原则，详见表1。
表1 MABEL法计算首次人体试验剂量指导原则汇总表
二、从剂量角度防范免疫风暴产生的安全风险
21世纪新药研发历史上有两起广为人知的药物临床试验“惨案”，分别是TGN1412和BIA10-2474。
TGN1412是一种人源化单克隆抗体，CD28的超强激动剂。TGN1412进入人体后激活了CD28表面分子引发了体内的炎症风暴，从而导致全身免疫系统失控盲目攻击自身的心肺和肾脏器官[5]。TGN1412事件表明基于毒理学研究终点将过高估计起始剂量并激活免疫系统。
图左 接受药物试验的一名受害者照片（图片来源于网络）
图右 影片《大象人》中的人物造型图（图片来源于网络）
鉴于此，EMA出台指南强调对于具有免疫激动活性的药物，通过MABEL法进行最大推荐起始剂量（Maximum recommended safe dose, MRSD）的估算，以充分保证受试者的安全。FDA对其数据库中以MABEL法计算起始剂量的32个生物制品进行回顾性分析，这些生物制品的靶点涵盖PD-1、PD-L1、CD40、GITR、OX40、OX40L、CD33、CD38、CD19、CD137、c-fms、B7家族抗原以及CTLA-4等[6]，其中以20％~80％药效剂量和20％~80％受体占有率估算的起始剂量具有较好的耐受性。
FDA对CD3肿瘤免疫激动剂回顾性分析表明，采用未见明显毒性反应剂量（No observed adverse effect level, NOAEL）的1/10或最高非严重毒性剂量（Highest non-severely toxic dose, HNSTD）的1/6进行了计算，有多个项目的起始剂量超过或接近临床实际MTD是非常不安全的[1]。因此，针对免疫靶点相关的新药在进行起始剂量计算时，如单独采用NOAEL、HNSTD等毒理学终点获取FIH剂量的计算依据并不充分。
MABEL法是根据在动物或人体中产生药理活性和/或体外数据所需的最低动物剂量或浓度提出的，其目的是关注人体的最低预期生物效应水平。通过MABEL和NOAEL剂量进行人体等效剂量换算，在剂量-效应反应曲线（如下图）可以发现药效剂量区间和毒性范围为早期临床研究和探索的重要内容[7]。
基于MABEL和NOAEL的FIH试验MRSD示意图
三、采用MABEL法计算MRSD的考量点
EMA指导原则指出，计算MABEL需要考虑体外细胞学研究中靶点结合与受体占有率、体内药效学研究中还需要关注剂量-暴露量-效应之间的关系[2]。在此基础上，有文章对于MABEL法计算列出了详细考量点[8]。
1）体外的靶点结合和受体占有率的测定；
2）人和动物细胞水平的concentration-response曲线；
3）体内动物种属的dose-exposure-response相关性分析；
4）动物中药理活性剂量（Pharmacologically active dose, PAD）下的暴露量；
5）将以上数据采用PK/PD modeling的方法拟合得到MABEL，依据安全系数将最保守种属的MABEL折算成FIH剂量。
四、MABEL计算MRSD的具体步骤
MABEL法需结合非临床生物学、药理学等研究获得的有效性数据，包括药物作用机制、靶点分布、不同种属间靶点亲和力差异、药理学活性以及Fcγ受体亲和力等数据。其中，体外实验应最大程度地模拟体内情况，并科学评估该实验与拟适用人群的相关性。
一般而言，对结合于细胞膜表面靶点的药物可通过体外和体内实验获得受体占有率(Receptor occupancy，RO)数据，激动型药物发挥最大效应的RO通常小于10％，而阻断型药物则通常需要大于90％。
此外，用药代动力学/药效学(PK/PD)关联分析法检测体内PD标记物的变化，也能为MABEL计算提供重要信息[12]。依据文献报道[9,10]，使用毒理学终点和药理学终点确定MRSD的一般方法如下表2。
表2 基于毒理学终点和药理学终点确定MRSD的一般方法
五、MABEL计算MRSD的案例分享
案例1[6]：ALKS 4230是由IL-2与CD25胞外区融合而成的细胞因子类药物，可选择性结合IL-2受体，激活CD8+T细胞和自然杀伤(Natural killer，NK)细胞，从而抑制肿瘤生长。体外研究数据表明，ALKS 4230在人NK细胞、CD8+T细胞和调节性T细胞中的10％最大有效浓度（10％ of the maximal effective concentration，EC10）分别为0.09，0.18和0.13 nmol/L。选择最低0.09 nmol/L（约3.1×10-3 μg/mL）作为MABEL计算依据。按照70 kg人体含3 L体积血浆推算，对应的临床剂量为0.1 μg/kg，因此选择该剂量作为ALKS 4230的FIH用药剂量[11]。
基于MABEL法选择的浓度比该药在猴子重复给药毒性研究中NOAEL对应的Cmax低750倍，比体外细胞因子释放试验中IL-6、IFN-γ、IL-8升高的浓度低3倍，佐证了MABEL法用于免疫调节类药物临床剂量设计的安全性。
案例2[6]：SCHALLER等开发了一种CD3-hEGFRvⅢ双特异性抗体，通过同时结合T细胞表面CD3和肿瘤细胞表面EGFRvⅢ，从而抑制肿瘤生长。由于该产品通过激活T细胞实现，属于高活性免疫调节类生物制品，低剂量下极有可能引发细胞因子风暴，因此临床起始剂量同样采用MABEL法进行设计。该双特异性抗体开展了结合CD3+的T细胞、结合EGFRvⅢ肿瘤细胞、细胞因子释放、T细胞增殖和活化、肿瘤细胞裂解以及体内PD等研究，相关数据及计算得到的临床剂量。通过MABEL法推算得到临床起始剂量约为57.4 ng/kg，而采用动物体内药效获得的HED约为0.6 mg/kg，较前者高10453倍。此外，受体占有率计算的结果显示，57.4 ng/kg剂量下对应的CD3受体占有率约为0.17％，再次确保了临床用药的安全性。
六、总结
在未来，通过改良荧光染料及靶向分子的选取，研发新型荧光分子、靶向配体和可调控荧光显影剂，有望提升靶向荧光显影剂的灵敏度和特异性，从而更为有效地实现病变组织的定位和成像。
MABEL法相对于基于毒理学终点NOAEL与HNSTD等获得的临床起始剂量偏低，可充分地保障受试者的安全性，该计算方法尤其适用于高活性、高风险的免疫调节类药物。但对于晚期肿瘤患者而言，MABEL法基于非临床研究中EC10、10％RO等计算所得剂量不一定能提供足够的有效性支持[12]。
此外，对于已有充分研究数据的免疫调节类靶点，开发的药物不具备高风险特点，MABEL法也不一定是临床剂量设计的首选。例如IL-13抗体CNT05825，采用NOAEL法、MABEL法计算所得临床剂量分别为0.10 mg/kg和0.07 μg/kg。考虑IL-13不是全新靶点，且CNT05825是IL-13阻断型抗体，并不属于高风险生物药，最终选择了NOAEL法计算的剂量开展临床研究[13]。
MABEL法通过综合考量体内、体外生物学和药理学研究数据，以最低预期生物效应剂量作为计算依据，很大程度上解决了免疫调节类药物首次临床研究中可能出现的安全性风险。体外生物学活性试验多会采用人源蛋白、人源细胞或人源体系开展试验，规避了种属间差异引入的风险。
然而，MABEL法并不能解决所有问题，在充分规避安全性风险的同时也需要保障其对患者的有效性，建议根据具体药物作用机制、靶点的生物学特点、临床风险级别等综合评估，选择最合适的方法应用到免疫调节类药物临床起始剂量设计中。例如，为避免早期研究阶段患者过多暴露在无效剂量下，NMPA在《以临床价值为导向的抗肿瘤药物临床研发指导原则》[14]中建议在较低剂量水平可采用加速滴定的方式，还可以采用基于模型的设计和一些新兴的模型辅助方法[6]。
表3 缩略词汇总表
参考文献
[1] Saber H, Del Valle P, Ricks T K, et al. An FDA oncology analysis of CD3 bispecific constructs and first-in-human dose selection [J].Regulatory Toxicology & Pharmacology, 2017:144-152. DOI:10.1016/j.yrtph.2017.09.001.
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[3] Food and Drug Administration. US Food and Drug Administration. Guidance for Industry: Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers [EB/OL].
[4] 国家食品药品监督管理总局. 健康成年志愿者首次临床试验药物最大推荐起始剂量的估算指导原则[EB/OL].
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[6]杜萍, 安卓玲. 最低预期生物效应剂量法在免疫调节类药物临床起始剂量设计中应用的研究现状[J].中国临床药理学杂志, 2022.
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[8] MABEL-Based Approach for First-in-Human Starting Dose Selection
[9] Saber H, Del Valle P, Ricks T K, et al. An FDA oncology analysis of CD3 bispecific constructs and first-in-human dose selection [J].Regulatory Toxicology & Pharmacology, 2017:144-152.DOI:10.1016/j.yrtph.2017.09.001.
[10] Schaller T H, Snyder D J, Spasojevic I, et al. First in human dose calculation of a single-chain bispecific antibody targeting glioma using the MABEL approach [J].Journal for Immunotherapy of Cancer, 2020, 8(1):e000213.DOI:10.1136/jitc-2019-000213.
[11] Lopes J E, Fisher J L, Flick H L, et al. ALKS 4230: a novel engineered IL-2 fusion protein with an improved cellular selectivity profile for cancer immunotherapy[J].Journal for Immunotherapy of Cancer, 2020, 8(1):e000673.DOI:10.1136/jitc-2020-000673.
[12] Muller, Patrick Y, Sims, et al. The minimum anticipated biological effect level (MABEL) for selection of first human dose in clinical trials with monoclonal antibodies [J]. [2024-06-15].
[13] Nnane I P , Xu Z , Zhou H ,et al. Non-Clinical Pharmacokinetics, Prediction of Human Pharmacokinetics and First-in-Human Dose Selection for CNTO 5825, an Anti-Interleukin-13 Monoclonal Antibody.[J].Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, 2015, 117(4):219. DOI:10.1111/bcpt.1239.
[14] 国家食品药品监督管理总局. 以临床价值为导向的抗肿瘤药物临床研发指导原则[EB/OL].
