Приложение. Указания по доклинической оценке способности исследуемого вещества вызывать замедление реполяризации желудочков сердца (удлинять интервал QT)

Приложение
к Руководству по исследованию
фармакологической безопасности
лекарственных препаратов для
медицинского применения

Указания
по доклинической оценке способности исследуемого вещества вызывать замедление реполяризации желудочков сердца
(удлинять интервал QT)

I. Общие положения

1. Оценка влияния лекарственных препаратов на реполяризацию желудочков сердца и аритмогенный риск является предметом активного изучения на доклиническом и клиническом этапе разработки лекарственных препаратов.

2. Настоящие Указания описывают стратегию доклинических исследований оценки потенциала исследуемого действующего вещества замедлять реполяризацию желудочков сердца и содержат сведения о доклинических анализах и интегральной оценке риска.

3. Интервал QT (время от начала комплекса QRS до конца зубца Т) на электрокардиограмме (ЭКГ) - мера длительности деполяризации и реполяризации желудочков сердца. Удлинение интервала QT может быть врожденным или приобретенным (например, лекарственно обусловленным). При замедлении реполяризации желудочков сердца и удлинении интервала QT повышается риск желудочковых тахиаритмий, включая пируэтную желудочковую тахикардию, особенно в сочетании с другими факторами риска (например, гипокалиемией, органическими заболеваниями сердца, брадикардией). В связи с этим уделяется большое внимание потенциальным аритмогенным эффектам лекарственных препаратов, связанных с удлинением интервала QT.

4. Реполяризация желудочков сердца, определяемая по длительности потенциала действия миокарда, сложный физиологический процесс и совокупный результат работы многих мембранных ионных каналов и переносчиков. В физиологических условиях функции указанных ионных каналов и переносчиков сильно взаимозависимы. На активность каждого ионного канала или переносчика влияет множество факторов, включая внутриклеточную и внеклеточную концентрацию ионов, мембранный потенциал, межклеточное электрическое взаимодействие, ритм сердца, активность автономной нервной системы, и т.п. Также важны метаболическое состояние (например, кислотно-основный баланс), расположение и вид кардиомиоцита. Потенциал действия желудочков сердца состоит из 5 последовательных фаз:

фаза 0: нарастание потенциала действия главным образом обусловлено быстрым транзиторным входящим током () через -каналы;

фаза 1: прекращение нарастания потенциала действия и фаза ранней реполяризации происходят за счет инактивации -каналов и транзиторного выходящего тока () через -каналы;

фаза 2: плато потенциала действия отражает баланс между входящим током () через -каналы L-типа и выходящими реполяризующими -токами;

фаза 3: устойчивый нисходящий ход потенциала действия и фаза поздней реполяризации происходят за счет выходящего тока ( и ) через -каналы задержанного выпрямления;

фаза 4: потенциал покоя поддерживается за счет входящего выпрямляющего - тока().

5. Удлинение потенциала действия может происходить из-за сниженной инактивации входящих - или -токов, повышенной активации -тока или ингибирования одного либо нескольких выходящих -токов. Быстро и медленно активирующиеся компоненты -тока задержанного выпрямления ( и ), видимо, играют наиболее важную роль в определении продолжительности потенциала действия и следовательно интервала QT. Ген hERG (human ether-a-go-go-related gene) и ген KvLQTl кодируют порообразующие белки KCNH2 и KCNQ1, которые, предположительно, представляют -субъединицу калиевых каналов, отвечающих за и соответственно. Указанные -субъединичные белки могут образовывать гетеро-олигомерные комплексы со вспомогательными -субъединицами (то есть продуктами генов MiRP и MinK), которые, видимо, модулируют пропускные свойства белков-каналов. Наиболее распространенным механизмом удлинения интервала QT под влиянием лекарственных препаратов является ингибирование калиевого тока задержанного выпрямления, отвечающего за .

6. Настоящие Указания применяются в отношении новых химических соединений для медицинского применения и зарегистрированных лекарственных препаратов (например, если нежелательные клинические явления, новая популяция пациентов или новый путь введения вызывают риск развития нежелательного эффекта, не изученного ранее). Условия, при которых исследования не требуются, описаны в настоящем Руководстве.

7. In vitro -анализ и in vivo QT-анализ, описанные в пунктах 16 и 17 настоящих Указаний, проводимые в целях регистрации лекарственных препаратов, следует проводить в соответствии с Правилами надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств, утвержденными Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 г. N 81 (далее - Правила надлежащей лабораторной практики). Последующие исследования, описанные в пунктах 20 - 22 настоящих Указаний, должны максимально соответствовать указанным Правилам.

8. Поскольку анализы in vitro и in vivo являются комплементарными подходами, следует проводить оба вида анализа.

9. Экспериментальный подход и признаки риска необходимо индивидуализировать под исследуемое вещество в зависимости от его профилей фармакодинамики, фармакокинетики и безопасности.

II. Планирование и организация исследований влияния изучаемого вещества на реполяризацию желудочков сердца

10. Цели исследований включают в себя:

а) установление способности исследуемого вещества и его метаболитов замедлять реполяризацию желудочков на тест-системе;

б) соотнесение степени замедления реполяризации желудочков с концентрациями исследуемого вещества и его метаболитов.

11. Результаты исследования следует использовать для:

а) выяснения механизма действия исследуемого вещества;

б) оценки риска замедления реполяризации желудочков и удлинения интервала QT у человека при рассмотрении вместе с другими сведениями.

Принципы выбора и планирования исследований фармакологической безопасности лекарственных препаратов для медицинского применения

12. Доклиническая методология позволяет изучить следующие функциональные уровни реализации фармакологического эффекта лекарственного препарата:

ионные токи, измеряемые в изолированных кардиомиоцитах животных или человека, культурах клеточных линий сердца и гетерологичных экспрессирующих системах клонированных ионных каналов человека;

параметры потенциала действия в изолированных препаратах сердца или определенные электрофизиологические параметры, характеризующие продолжительность потенциала действия у анестезированных животных;

параметры электрокардиограммы животных, находящихся в сознании или анестезированных;

аритмогенные эффекты, возникающие в изолированных препаратах сердца или у животных.

Указанные функциональные уровни можно изучать, используя методы in vitro и (или) in vivo. Данные, полученные при изучении таких функциональных уровней, могут быть полезны для прогнозирования аритмогенного эффекта лекарственного препарата у человека.

13. Электрофизиологические исследования in vitro позволяют изучить потенциальные клеточные механизмы, которые нельзя спрогнозировать на основании данных, полученных в исследованиях in vivo. Изменения других сердечно-сосудистых параметров или влияние исследуемого вещества на несколько ионных каналов могут осложнять интерпретацию данных. Эту проблему можно решить с помощью комплементарных оценок, полученных на других системах. Несмотря на то что замедление реполяризации может происходить за счет модуляции ионных каналов нескольких видов, ингибирование - наиболее частый механизм реализации индуцируемого лекарством удлинения интервала QT у человека.

14. Модели in vivo, обладающие полным набором молекулярных, биохимических и физиологических систем, также могут быть информативны с точки зрения ответа человека на исследуемое вещество. Тщательно спланированные и проведенные исследования in vivo позволяют оценить исходное вещество и метаболиты, а также позволяют оценить запас их безопасности в отношения повышения дозы или изменения режима дозирования. Оценка ЭКГ in vivo позволяет получить сведения о свойствах проведения импульсов и внесердечных влияниях различных факторов на проводимость (например, тонусе автономной нервной системы). Исследования параметров потенциала действия позволяют получить сведения об интегральной активности нескольких ионных каналов сердца.

Стратегия доклинических исследований лекарственных препаратов для медицинского применения

15. Общая стратегия доклинических исследований фармакологической безопасности для оценки риска замедления реполяризации желудочков сердца и удлинения интервала QT представлена на рисунке.

  /----------------------------------------\     /-----------------------\

  | /-------------\       /--------------\ |     |    Химический или     |

  | |  In vitro   |       |   In vivo    | |----|  фармакологический    |

  | | I_Kr-анализ |       |  QT-анализ   | |     |        класс          |

  | \-------------/       \--------------/ |     |                       |

  \----------------------------------------/     \-----------------------/

  /---------------\       /--------------\       /----------------------\

  |  Последующие  |       | Интегральная |       |     Релевантные      |

  | исследования  |-----| оценка риска |------|   доклинические и    |

  |               |       |              |       |     клинические      |

  \---------------/       \--------------/       |     исследования     |

                                 |               |                      |

                                                \----------------------/

                          /--------------\

                          |Признаки риска|

                          \--------------/

Рис. Стратегия доклинических исследований фармакологической безопасности лекарственных препаратов

Изучение in vitro -анализа

16. In vitro -анализ оценивает влияние на ионный ток через нативный или экспрессирущий -канальный белок, например, кодируемый геном hERG (пункты 29 - 34 настоящих Указаний).

In vivo QT-анализ

17. In vivo QT-анализ измеряет такие показатели реполяризации желудочков сердца, как интервал QT. Указанный анализ можно спланировать так, чтобы достичь целей как основной батареи исследований фармакологической безопасности (сердечно-сосудистое исследование из основной батареи), так и исследования аритмогенного действия лекарственного препарата в соответствии с настоящими Указаниями. Это позволит снизить использование животных в эксперименте и других ресурсов.

Химический или фармакологический класс исследуемого вещества

18. Необходимо учесть возможную принадлежность исследуемого вещества к химическому или фармакологическому классу, некоторые члены которого проявляли способность удлинять интервал QT у человека (например, нейролептики, блокаторы Hi-гистаминовых рецепторов, фторхинолоны). Указанный фактор следует учитывать (если значимо) при выборе референтного соединения (соединений) и включать в интегральную оценку риска.

Релевантные доклинические и клинические сведения

19. Дополнительные сведения, необходимые для интегральной оценки риска, включают в себя результаты:

а) фармакодинамических исследований;

б) токсикологических исследований или исследований безопасности;

в) фармакокинетических исследований, включая плазменные концентрации исходного вещества и метаболитов (в том числе данные человека (при наличии));

г) исследований лекарственных взаимодействий;

д) исследований распределения и кумуляции в тканях;

е) пострегистрационного изучения.

Последующие исследования

20. Последующие исследования направлены на получение более глубокого понимания или дополнительных знаний о способности исследуемого вещества замедлять реполяризацию желудочков сердца и удлинять интервал QT у человека. Подобные исследования могут позволить получить дополнительные сведения об активности, механизме действия, наклоне кривой "доза - ответ" или величине ответа. Последующие исследования направлены на решение конкретных задач, поэтому применимы различные дизайны исследований in vivo и in vitro.

21. Если результаты разных доклинических исследований не согласованы и (или) результаты клинических исследований отличаются от результатов доклинических исследований, ретроспективная оценка и последующие доклинические исследования могут установить причины возникших расхождений. Результаты последующих исследований фармакологической безопасности могут являться существенным компонентом интегральной оценки риска.

22. При выборе и планировании последующих исследований фармакологической безопасности наряду с релевантными доклиническими и клиническими сведениями необходимо учитывать следующее:

а) выполнение анализов реполяризации желудочков сердца, измеряющих параметры потенциала действия на изолированных препаратах сердца (пункты 29 - 34 настоящих Указаний);

б) использование специфичных электрофизиологических параметров, характеризующих продолжительность потенциала действия у анестезированных животных (пункты 35-40 настоящих Указаний)

в) повторное (многократное) введение исследуемого вещества;

г) выбор вида и пола животных;

д) использование индукторов и ингибиторов метаболизма;

е) использование сопутствующих положительных контрольных веществ и референтных соединений (пункты 27 - 28 настоящих Указаний);

ж) ингибирование других ранее не оцененных каналов;

з) измерение электрофизиологических параметров в нескольких временных точках;

и) искажающие эффекты у животных в отношении которых не применялась анестезия, ограничивающие интерпретацию данных, таких как индуцированные исследуемым веществом влияния на ритм сердца или автономный тонус, либо такой токсичности, как тремор, судороги или рвота.

Интегральная оценка риска

23. Интегральная оценка риска - оценка результатов доклинических исследований, включающая в себя результаты последующих исследований и другие релевантные сведения. Интегральная оценка риска должна быть научной и индивидуализированной под исследуемое вещество. Такая оценка может помогать планированию клинических исследований и интерпретации их результатов. Интегральную оценку (при наличии) риска следует включить в брошюру исследователя и доклинический обзор модуля 2 регистрационного досье лекарственного препарата. В зависимости от стадии разработки лекарственного препарата интегральная оценка риска должна также учитывать:

а) чувствительность и специфичность анализа;

б) активность исследуемого вещества по отношению к референтному соединению (соединениям);

в) зависимость между экспозициями, связанными с влиянием на реполяризацию, и экспозициями исследуемого вещества, оказывающими первичное фармакодинамическое действие в доклинических исследованиях на экспериментальные виды животных или предполагаемое терапевтическое действие на человека;

г) вклад метаболитов в удлинение интервала QT, а также метаболические различия между человеком и животными.

Признаки риска аритмогенного действия

24. Признаки риска аритмогенного действия, устанавливаются на основе общего вывода по результатам интегральной оценки риска о способности исследуемого вещества замедлять реполяризацию желудочков сердца и удлинять интервал QT у человека.

Сроки доклинических исследований и интегральной оценки риска по отношению к программе клинической разработки лекарственного препарата

25. Следует предусмотреть проведение доклинических исследований, направленных на оценку риска замедления реполяризации желудочков сердца и удлинения интервала QT, перед первым введением исследуемого вещества человеку. Их результаты в составе интегральной оценки риска могут обосновывать планирование и интерпретацию результатов последующих клинических исследований фармакологической безопасности.

III. Тест-системы

Выбор тест-систем

26. Настоящий раздел содержит обзор методологий, используемых для оценки потенциала исследуемого вещества замедлять реполяризацию желудочков сердца и удлинять интервал QT. При выборе наиболее подходящих тест-систем необходимо принимать во внимание:

а) научную достоверность и устойчивость методологии анализа и экспериментальных конечных точек;

б) стандартизацию анализов и лекарственных препаратов;

в) воспроизводимость результатов анализов;

г) релевантность конечных точек или параметров анализов для оценки риска для человека.

Использование положительных контрольных веществ и референтных соединений

27. В целях демонстрации ответной реакции in vitro препаратов ионных каналов и анализов продолжительности потенциала действия необходимо использовать субмаксимальную эффективную концентрацию положительного контрольного вещества и включать его в каждое исследование. В исследовании in vivo положительные контрольные вещества необходимо использовать для валидации и определения чувствительности тест-системы, но включать их в каждое исследование не требуется.

28. В отношении исследуемых веществ, принадлежащих к химическому или фармакологическому классу, связанному с удлинением интервала QT у человека, следует предусмотреть использование в исследованиях in vitro и in vivo сопутствующего референтного соединения (соединений) (относящегося к тому же химико-фармакологическому классу веществ) в целях облегчения ранжирования активности исследуемого вещества по отношению к его компараторам.

Электрофизиологические исследования in vitro

29. Электрофизиологические исследования in vitro могут позволить получить ценные сведения о влиянии исследуемого вещества на продолжительность потенциала действия и (или) ионные токи в сердце. Эти исследования играют важную роль при оценке потенциала удлинения интервала QT и выяснении клеточных механизмов, влияющих на реполяризацию миокарда. В электрофизиологических исследованиях in vitro используются отдельные клетки (например, гетерологичные экспрессирующие системы, дезагрегированные кардиомиоциты) либо многоклеточные препараты (например, волокно Пуркинье, сосочковая мышца, трабекулы, перфузируемый миокард, интактное сердце). Гетерологичные экспрессирующие системы (белки ионных каналов человека экспрессируются на несердечных клеточных линиях) используются для оценки влияния исследуемого вещества на определенный ионный канал. По сравнению с экспрессирующими системами дезагрегированные миоциты вызывают больше технических затруднений, но позволяют оценить влияние на продолжительность потенциала действия и ионные токи. Несмотря на то что одноклеточные препараты более хрупкие, в них минимизированы диффузионные барьеры в месте действия. Многоклеточные препараты являются стабильными тест-системами для изучения продолжительности потенциала действия. Анализ таких параметров каждой фазы потенциала действия, как Vmax для фазы 0 (), или для фазы 2 () и "триангуляция" для фазы 3 (), позволяет изучить влияние исследуемого вещества на определенные каналы, отвечающие за эти фазы. Кроме того, некоторые параметры потенциала действия, получаемые с помощью препарата Лангендорффа, позволяют получить сведения об аритмогенном риске.

30. Препараты тканей и клеток для анализов in vitro получают от различных видов лабораторных животных, включая кроликов, хорьков, морских свинок, собак, свиней, а иногда и от человека. Ионные механизмы реполяризации у взрослых крыс и мышей отличаются от ионных механизмов более крупных видов животных, а также человека (основные ионные токи, контролирующие реполяризацию у взрослых крыс и мышей, - ), поэтому использование тканей этих видов животных неприемлемо. При выборе тест-системы следует учитывать межвидовые различия с точки зрения того, какие ионные каналы сердца вносят вклад в реполяризацию сердца и продолжительность потенциала действия. При использовании нативных тканей или клеток сердца, следует учитывать свойства и источник получения лекарственного препарата, поскольку распределение ионных каналов сердца зависит от расположения и вида клеток.

31. Количество изучаемых концентраций исследуемого вещества в исследованиях in vitro должно охватывать широкий диапазон, покрывающий пределы ожидаемой максимальной терапевтической плазменной концентрации и выходящий за их границы. Возрастающие концентрации исследуются до установления характеристик кривой "концентрация - ответ" или пока физико-химические эффекты не начнут ограничивать концентрацию. В идеале продолжительность экспозиции должна быть достаточной для получения равновесных электрофизиологических эффектов, если этому не препятствует жизнеспособность препарата клеток или тканей. Следует указать продолжительность экспозиции. Для определения чувствительности систем анализа in vitro следует использовать соответствующие положительные контрольные вещества.

32. К факторам, способным искажать или ограничивать интерпретацию результатов электрофизиологических исследований in vitro, относятся:

а) испытанию высоких концентраций исследуемого вещества может препятствовать его низкая растворимость в водных физиологических солевых растворах;

б) адсорбция на стекло или пластик либо неспецифическое связывание с исследуемой матрицей может снижать концентрацию исследуемого вещества в инкубационном или перфузионном растворе;

в) концентрации исследуемого вещества могут быть ограничены его цитотоксическими или физико-химическими свойствами, нарушающими целостность клеточной мембраны, что не позволит достичь электрофизиологических конечных точек;

г) клетки и ткани сердца обладают низкими метаболическими возможностями для метаболизма лекарственных препаратов, поэтому исследования in vitro с использованием исходного вещества не позволяют получить данные о влиянии метаболитов. Если доклинические или клинические исследования in vivo обнаруживают удлинение интервала QT, не согласующееся с результатами исследований in vitro с использованием исходного вещества, следует предусмотреть проведение исследований метаболитов в тест-системах in vitro.

33. При разработке новых технологий анализа калиевых каналов, которые могут быть использованы для предварительного скрининга исследуемых веществ в целях выявления "соединений - ведущих кандидатов", следует подтвердить согласованность новых и стандартных технологий перед началом использования таких новых технологий в целях экспертизы и регистрации лекарственного препарата.

34. Допускается использование протоколов конкурентного связывания, в которых исследуемые вещества изучаются на предмет их способности вытеснять радиоактивно меченый блокатор hERG-канала в клеточной линии, экспрессирующей hERG. Вместе с тем конкуренция за участки связывания с радиолигандами не позволяет получить сведения об агонистических или антагонистических эффектах испытуемого вещества на . Более того, этот анализ не будет выявлять исследуемые вещества, связывающиеся с hERG в участках, отличных от участков связывания радиолиганда. Принимая во внимание потенциальное ограничение, такой анализ не следует считать заменой анализам фиксации потенциала (напряжения), описанным в пунктах 29-33 настоящих Указаний.

Электрофизиологические исследования in vivo

35. Модели in vivo с интактными животными позволяют изучить реполяризацию желудочков или ассоциированные с ней аритмии, а также оценить интегральное влияние всего комплекса ионных каналов и типов клеток. Кроме того, интактные животные позволяют изучить потенциальный нейрональный и гормональный ответ на фармакодинамический эффект лекарств.

36. Длина интервала QT на электрокардиограмме - наиболее часто используемая конечная точка, измеряющая влияние исследуемого вещества на реполяризацию желудочков. В специализированных электрофизиологических исследованиях сведения о реполяризации желудочков (например, продолжительность монофазного потенциала действия и эффективный рефрактерный период) можно также получить на моделях in vivo. Одновременно можно оценить дополнительные представляющие интерес параметры безопасности, включая артериальное давление, ритм сердца, интервал PR, ширину комплекса QRS и аритмии.

37. Интервал QT и ритм сердца имеют обратную (нелинейную) зависимость, варьируются между видами и между особями одного вида. Таким образом, изменение ритма сердца само по себе влияет на интервал QT, что может искажать оценку влияния исследуемого вещества на реполяризацию желудочков сердца и интервал QT. Кроме того, следует учитывать вариабельность ритма сердца между особями: во-первых, в силу разницы в автономном тонусе и, во-вторых, вследствие влияния исследуемого вещества на ритм сердца. В связи с этим при интерпретации данных полученных от тест-систем in vivo, необходимо учитывать одновременные изменения ритма сердца. В идеале данные об интервале QT, получаемые после введения исследуемого вещества, следует сравнивать с контрольными и исходными данными при сопоставимых ритмах сердца. Если вариабельность ритма сердца не обусловлена исследуемым веществом, ее можно снизить путем акклиматизации или при использовании животных моделей, в отношении которых выполнена анестезия. Если эффекты обусловлены исследуемым веществом, наиболее распространенным подходом является коррекция интервала QT на ритм сердца (QTc) с использованием формулы Базетта, Фредерика и других подходов. Выбор формулы коррекции ритма сердца следует обосновать данными, полученными от тест-системы. Если различия в ритме сердца между вмешательством и контролем велики, то корректирующие формулы могут оказаться неэффективными для оценки риска удлинения интервала QT. Альтернативным подходом является поддержание постоянного ритма сердца с помощью искусственного водителя ритма. Иногда целесообразнее провести анализ отношения QT/RR включая коррекцию интервала QT с использованием формул для отдельных экспериментальных животных.

38. К лабораторным видам животных, используемым в электрофизиологических исследованиях in vivo, относятся собаки, обезьяны, свиньи, кролики, хорьки и морские свинки. Ионные механизмы реполяризации у взрослых крыс и мышей отличаются от ионных механизмов реполяризации более крупных видов животных, а также человека (основные ионные токи, контролирующие реполяризацию у взрослых крыс и мышей, - ), поэтому использование крыс и мышей неприемлемо. Следует выбрать наиболее подходящие тест-системы in vivo и обосновать их выбор.

39. Диапазон доз должен согласовываться с диапазоном, который был использован в основной батарее исследований фармакологической безопасности, и во всех выполнимых случаях включать или превышать ожидаемую экспозицию у человека. Диапазон доз может ограничиваться непереносимостью исследуемого вещества животными (например, рвотой, тремором или гиперактивностью). При проведении исследований, направленных на соотнесение степени замедления реполяризации желудочков с концентрациями исходного исследуемого вещества и его метаболитов, можно использовать контролируемую экспозицию с помощью постоянной внутривенной инфузии. Мониторинг экспозиции исследуемого вещества и метаболитов позволяет интерпретировать данные о зависимости "доза - ответ" и "концентрация - ответ" и планировать последующие исследования (если целесообразно).

40. При проведении исследований и интерпретации результатов учитываются следующие факторы:

а) метод сбора и анализа данных;

б) чувствительность и воспроизводимость тест-систем;

в) период дозирования и измеряемые точки;

г) ритм сердца и другие эффекты, искажающие интерпретацию данных об интервале QT;

д) межвидовые и половые различия (например, электрофизиология сердца, гемодинамика или метаболизм исследуемых веществ);

е) способность исследуемых веществ, влияющих на несколько ионных каналов, давать сложный вид зависимости "доза - ответ" в эксперименте, который может плохо поддаваться интерпретации.

Имитация патологических состояний и аритмий

41. Точная зависимость между замедлением реполяризации желудочков сердца, индуцируемым исследуемым веществом и риском аритмии неизвестна. Целесообразно напрямую изучить аритмогенный риск лекарственных препаратов, удлиняющих интервал QT. При оценке аритмогенного действия могут использоваться животные модели и показатели аритмогенной активности (например, электрическая нестабильность, временная и (или) пространственная дисперсия рефрактерности, обратная частотная зависимость, изменения конфигурации потенциала действия). Приветствуются разработка заинтересованными сторонами описанных моделей и оценка их пригодности при определении риска для человека.