综述：人体吸收、分布、代谢和排泄研究：传统方法还是微示踪剂法？

本文全面比较了传统和微示踪剂两种人体吸收、分布、代谢和排泄（hADME）研究类型。通过文献回顾，分析其优缺点及适用场景，提出选择合适研究类型的决策树，为研究人员选择 hADME 研究类型提供重要参考。

　　

1. 引言

人体吸收、分布、代谢和排泄（hADME）研究是小分子药物临床药理学研究的关键环节，通常在大规模临床试验（如 III 期试验）前开展。该研究能揭示药物在人体内的循环情况和消除途径，为后续药物安全性、药物 - 药物相互作用等研究提供重要依据。

hADME 研究主要分为传统和微示踪剂两种类型，二者的区别在于放射性剂量水平。一般以 1 μCi 为界，传统 hADME 研究放射性剂量大于 1 μCi，通常在 100 μCi 左右；微示踪剂 hADME 研究放射性剂量则小于等于 1 μCi 。除剂量差异外，两种研究类型在前提条件和放射性检测方法上也有所不同。如何选择合适的研究类型是药物研发中的实际难题，本文旨在通过文献回顾、优缺点比较等，为研究人员提供指导。

2. 文献中传统和微示踪剂 hADME 研究综述

为探究传统和微示踪剂 hADME 研究的分布情况，作者对 2010 - 2024 年发表在《药物代谢与处置》（Drug Metabolism and Disposition, DMD）、《英国临床药理学杂志》（British Journal of Clinical Pharmacology, BJCP）和《临床药代动力学》（Clinical Pharmacokinetics, CP）上的相关文章进行了全面回顾。分析的 hADME 研究针对已获批或处于研究阶段的小分子药物及肽类药物，共涉及 121 种化合物，其中 118 种为小分子，3 种为肽类。这些研究中，120 种化合物使用碳 - 14（¹⁴C）标记，仅利拉鲁肽使用氚（³H）标记。

在 121 项 hADME 研究中，传统研究有 106 项（占 88%），微示踪剂研究有 15 项（占 12%）。从年度发表情况看，每年传统研究数量均多于微示踪剂研究，但近十年微示踪剂研究比例有所上升。这可能得益于加速质谱（AMS）技术的发展，不过其比例增长并非持续上升，两种研究类型的动态似乎已达到稳定状态。

3. 传统和微示踪剂 hADME 研究的比较

尽管微示踪剂 hADME 研究比例有所增加，但传统研究数量仍远超微示踪剂研究。两种研究类型各有优劣。

• 样本分析：hADME 研究的样本分析包括母体化合物和 / 或代谢物的生物分析、代谢物谱分析以及总放射性（TRA）测定。传统 hADME 研究中，代谢物谱分析常用传统技术，TRA 测定一般采用液体闪烁计数（LSC），操作简便、耗时短；微示踪剂 hADME 研究则需使用 AMS 进行代谢物谱分析和 TRA 测定，过程复杂、耗时久。不过，在某些情况下，传统研究样本因放射性水平低需用 AMS 分析，微示踪剂研究中尿液和粪便样本放射性浓度高，LSC 也可满足检测需求。
• 放射性样本分析的测试设施：传统 hADME 研究的放射性样本分析可由制药公司内部或多数合同研究组织（CRO）完成，LSC 等设备可在临床研究单位现场进行 TRA 测定，便于及时监测剂量回收情况；微示踪剂 hADME 研究除非用 LSC 检测排泄物放射性，否则需将样本送至具备 AMS 能力的 CRO，这会导致结果延迟，还可能增加参与者的限制时间或降低排泄物剂量回收率。此外，AMS 资源有限，传统放射性检测技术更具灵活性、成本更低且速度更快。
• 支持 hADME 研究的前提条件：传统 hADME 研究因放射性剂量较高，可能导致人体辐射暴露超标，所以需要进行临床前定量全身放射自显影（QWBA）研究和人体剂量测定；微示踪剂 hADME 研究放射性剂量低，辐射暴露极小，无需进行这些前提研究，但药物上市仍需临床前 QWBA 研究数据。
• 药品质量要求：传统 hADME 研究通常使用符合药品生产质量管理规范（GMP）的放射性标记药物，非 GMP 放射性标记药物在满足一定条件下也可使用；微示踪剂 hADME 研究中，非 GMP ¹⁴C 标记材料用量少，可作为杂质与 GMP 未标记材料混合使用，且制备成本低、速度快。
• 辐射分解风险：放射性标记化合物在高比活度（SA）下可能发生辐射分解，传统 hADME 研究中药物产品的 SA 通常高于微示踪剂研究，因此传统研究辐射分解风险更高，尤其是低治疗剂量的化合物，可通过降低放射性剂量（如采用微示踪剂剂量）来降低风险。

4. 进行微示踪剂 hADME 研究的场景

基于作者经验和文献，在以下 7 种场景中，微示踪剂 hADME 研究可能更具优势：

• 场景 1：需要快速完成 hADME 研究：当 hADME 研究需加速以适应紧迫的研发时间表时，若 AMS 分析不是限制因素，可考虑微示踪剂研究。例如，在新冠疫情期间，为快速推进潜在治疗药物研发，卢夫特瑞韦（lufotrelvir）和 AZD4831 均采用了微示踪剂 hADME 研究，同时微示踪剂研究可使用非 GMP ¹⁴C 标记材料，能缩短研究周期。
• 场景 2：倾向于 “人先 / 仅人” 方法：“人先 / 仅人” 方法即在 I 期或 II 期临床研究阶段，先于任何放射性标记的临床前研究开展 hADME 研究。由于缺乏临床前 QWBA 研究的人体剂量数据，此时需进行微示踪剂 hADME 研究，如 Lu AF09535 的研发过程。
• 场景 3：申办方具备内部 AMS 能力：若申办方有内部 AMS 能力，可减轻微示踪剂 hADME 研究因使用外部 CRO 进行 AMS 分析带来的不便和成本问题，使微示踪剂研究的整体优势得以凸显，成为更优选择。
• 场景 4：放射性标记药物物质因高 SA 发生辐射分解：对于¹⁴C 标记的药物物质，若存在辐射分解问题，降低放射性剂量可减少辐射分解风险，微示踪剂放射性剂量是合适的选择，如 AZD4831 因高 SA 存在潜在辐射分解问题，选择了微示踪剂 hADME 研究。
• 场景 5：无法获取 GMP ¹⁴C 标记药物物质：当无法获得 GMP ¹⁴C 标记药物物质时，微示踪剂 hADME 研究所需的¹⁴C 标记材料量少，低于药物产品的杂质鉴定阈值，可使用非 GMP ¹⁴C 标记材料，如在化合物 Y 的 hADME 研究计划中，因无法制备足够的 GMP ¹⁴C 标记药物物质，选择了微示踪剂 hADME 研究。
• 场景 6：研究药物的终末半衰期长或在非临床物种中放射性保留时间长：终末半衰期长的研究药物在体内组织中停留时间长，样本放射性浓度低，传统检测技术可能灵敏度不足。微示踪剂 hADME 研究可减少对参与者体内放射性残留的担忧，且 AMS 灵敏度高，适合分析低放射性浓度样本，如维莫德吉（vismodegib）、阿帕鲁胺（apalutamide）和塞拉匹定（cerlapirdine）等药物的 hADME 研究。
• 场景 7：研究药物在人体内具有时间依赖性药代动力学（PK）或代谢：当研究药物具有时间依赖性 PK 或代谢时，单次给药后的代谢物谱不能代表稳态时的情况。多次给予传统放射性剂量会使参与者辐射暴露过高，而多次给予微示踪剂放射性剂量则可接受，如恩沃多司他（emvododstat）的 hADME 研究，通过多次给予微示踪剂剂量获得了稳态时的放射性代谢物谱。

5. 进行 hADME 研究的建议

虽然传统 hADME 研究在过去 15 年的文献中占主导地位，但在某些情况下微示踪剂 hADME 研究更具优势。研究类型的选择取决于多种因素，如研究的紧迫性、前提研究的状况、GMP ¹⁴C 标记材料的可用性以及¹⁴C 标记材料的稳定性等。基于上述 7 种场景，作者提出了进行 hADME 研究的决策树。

决策树中，除问题 1 和 4 需额外条件外，对其他问题的 “是” 回答通常表明推荐进行微示踪剂 hADME 研究；对问题 6 和 7 的 “是” 回答，则表示可根据具体情况选择微示踪剂或传统 hADME 研究；若对所有 7 个问题的回答均为 “否”，则推荐传统 hADME 研究。

此外，对于非静脉给药的研究药物，常进行伴随的绝对生物利用度（ABA）研究。hADME 研究可单独进行，也可与 ABA 研究结合。微示踪剂 ABA 研究具有诸多优势，如无需静脉毒理学研究、减少静脉制剂工作等。目前，包含微示踪剂 ABA 和 hADME 阶段的两周期研究备受青睐，其设计主要有两种：微示踪剂 hADME 研究后进行微示踪剂 ABA 研究，或微示踪剂 ABA 研究后进行传统 hADME 研究。这两种设计中微示踪剂 ABA 研究部分相同，均需用 AMS 测定静脉给药后样本中¹⁴C 标记分析物的浓度。两周期研究设计强烈推荐用于非静脉给药的药物。

6. 未来展望

hADME 研究对小分子药物研发至关重要。目前，多数制药公司倾向于传统 hADME 研究，但微示踪剂 hADME 研究在特定场景下优势明显。随着 AMS 技术的不断进步，如果其放射性样本分析能像传统方法一样简便、易获取和方便操作，微示踪剂 hADME 研究可能会成为默认的研究设计。