生殖发育毒性I段FEED雄性动物给药周期探讨

前言

近日，一位准备负责生殖毒理学教学内容的同事过来找我探讨：“在生殖毒性试验I段中，雄性动物合笼前后到底应该给药多久？”

在查阅了各大监管机构的资料后，我发现不同组织对这方面的要求确实存在差异。那就写篇文章，和大家一起聊聊这个话题。

背景小知识
生殖毒性试验I段，全称为生育力与早期胚胎发育毒性试验（Fertility and Early Embryonic Developmental Toxicity Test，简称FEED）。

各大监管机构的指导原则要求

笔者查阅了不同监管机构的生殖毒性试验的指导原则，汇总原文如下：

ICH S5(R3)《人用药物生殖与发育毒性检测》1：对雄性啮齿类动物的FEED试验设计包括合笼前给药2~4周，以便能检测对精子生成和附睾运输的影响。当重复给药毒性试验资料表明药物对睾丸有毒性时，延长合笼前给药时间至10周是合适的；这使得能评估对完整生精周期和附睾运输的影响。

NMPA 2006年《药物生殖毒性研究技术指导原则》2：雄性动物交配前给药期可定为4～10周，给药期应持续整个交配期直至被处死。

FDA《Testicular Toxicity: Evaluation During Drug Development Guidance for Industry》3：在特定情况下，将生育能力及/或精子质量分析纳入重复给药毒性研究或生育力研究中可能是合适的。可在雄性生育力研究的交配前阶段延长给药时间，以覆盖完整的生精周期及附睾转运过程（例如大鼠约为63天），从而明确既往研究中预期或观察到的毒性作用程度。若怀疑研究结果存在物种依赖性（例如效应由物种特异性代谢物引起），在第二物种中开展验证性研究可能具有重要意义。

OECD TG421/4224：OECD 421和422主要用于化学品或筛选性质研究。OECD TG422要求雄性至少给药4周（交配前2周+2周交配期）。

理论基础

由于啮齿类动物与人类的精子生成生理机制高度相似，大鼠一直被视为检测睾丸毒性的经典动物模型。然而，多年的药物研发经验表明：非临床毒性研究对人体睾丸毒性风险的预测，往往存在一定程度的高估5。

在 1993 年第一版 ICH 指导原则发布之前，几乎所有地区性的指导原则都相对保守，建议在雄性啮齿类动物交配前进行为期9 周的给药处理，以确保覆盖整个生精周期。

但随后的多项协作研究彻底打破了这一传统认知。研究表明：在交配前给药 4 周、甚至 2 周，就已经能够有效检测出药物对雄性生育能力的影响，其阳性检出率与提前给药 9 周相比并无显著差异6-8。

最终ICH S5指南于2020年进行了重大修订（R3），正式明确：“针对雄性啮齿类动物设计的FEED试验方案（包含交配前2-4周的给药期）能够有效检测对精子发生及附睾运输过程的影响”。

关于雄鼠的剖检时机：行业内怎么做？

关于雄性动物的给药终止时间，现行及既往指南均建议持续给药直至交配成功。啮齿类动物的交配期一般为 2 周（通过阴道栓和阴道分泌物镜检确认）。但在实操中，不同实验室的做法各不相同：

• 分批剖检：确认交配成功后，当天或次日立即剖检该只雄鼠。这种做法的缺点是无法保证所有雄鼠在同一天剖检，试验操作较为分散。

• 统一剖检：雄鼠在整个交配期持续给药，直至交配期结束后，在同一天对所有雄鼠进行统一剖检。这种方法在数据平行性和实验室操作上更具优势。

上市药物研究案例

Paul Barrow 于 2024 年在《Reproductive Toxicology》杂志上发表了一篇题为 “Male premating treatment in FEED studies: Length is not everything” 的重磅文章9。他系统分析了2022 年至 2023 年在 FDA 上市的44 款新药的 FEED 试验数据，结果非常值得我们借鉴：

关键结论提炼：

• 4周是主流：超过半数（52%）的 FEED 研究采用了为期 4 周的交配前给药方案。

• 2周很安全（低风险群体）：采用 2 周给药期的 7 款药物，无一例外在早期的重复给药毒性研究中均未发现雄性生殖器官的病理改变。

• 长周期事出有因（高风险群体）：在 14 款给药周期超过 4 周的药物中，有半数（如 Fabhalta、Filspari、Joenja、Ogsiveo、Pyrukynd、Sohonos 和 Wainua）在早期的重复给药毒性试验中就已经显现出了明确的睾丸毒性迹象。

这就印证了一个核心观点：给药时间长短不是绝对的，关键取决于前期的风险信号。

在设计 FEED 试验的雄性给药周期时，业界应当摒弃“越长越稳妥”的传统思维，转而采用风险导向（Risk-based）的思路：

• 低风险前提下：雄性交配前给药 2~4 周 是完全可接受的（持续给药至交配成功）。

• 高风险提示下：若重复给药毒性研究、机制研究或靶点提示有睾丸毒性担忧，应将交配前给药延长至 10 周，以彻底澄清毒性程度。

• 申报资料的撰写：在撰写申报资料时，应明确阐述雄性给药周期的选择依据。不能“一刀切”，而是要综合既往毒性研究、组织病理学、精子参数、药理机制、药代动力学（PK）暴露以及风险信号进行合理辩护。

参考文献

[1] ICH. S5(R3): Detection of Reproductive and Developmental Toxicity for Human Pharmaceuticals. 2020.

[2] NMPA．药物生殖毒性研究技术指导原则．2006．

[3] FDA. Testicular Toxicity: Evaluation During Drug Development Guidance for Industry.

[4] OECD. Test No. 422: Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test.

[5] A.R. Scialli, R.V. Clark, R.E. Chapin. Predictivity of nonclinical male reproductive findings for human effects. Birth Defects Res (2017).

[6] S. Takayama, M. Akaike, K. Kawashima, et al. A collaborative study in japan on optimal treatment period and parameters for detection of male fertility disorders induced by drugs in rats. J. Am. Coll. Toxicol. 14 (1995) 266–292.

[7] B. Ulbrich, A.K. Palmer. Detection of effects on male reproduction—a literature survey. J. Am. Coll. Toxicol. 14 (1995) 293–327.

[8] T. Sakai, M. Takahashi, K. Mitsumori, et al. Collaborative work to evaluate toxicity on male reproductive organs by repeated dose studies in rats: overview of the studies. J. Toxicol. Sci. 25 (2000) 1–21.

[9] Barrow P. Male premating treatment in FEED studies: Length is not everything. Reprod Toxicol. 2024 Dec;130:108703.

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