《Drug Delivery and Translational Research》:Translatability of a miniature pig model to predict subcutaneous clinical injection times with a high-volume auto-injector and recombinant human hyaluronidase
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微型猪是皮下(SC)给药的既定临床前模型;然而,关于该模型直接转化性的研究有限。这项针对临床前和临床数据的回顾性分析评估了微型猪模型到大鼠的高容量自动注射器(HVAI)的性能特征及SC注射部位结果的转化性。开发了一种HVAI,用于以约30秒的目标输送时间在皮下
微型猪是皮下(SC)给药的既定临床前模型;然而,关于该模型直接转化性的研究有限。这项针对临床前和临床数据的回顾性分析评估了微型猪模型到大鼠的高容量自动注射器(HVAI)的性能特征及SC注射部位结果的转化性。开发了一种HVAI,用于以约30秒的目标输送时间在皮下给予10 mL抗体溶液。这些快速、大容量的注射是通过与重组人透明质酸酶PH20(rHuPH20)共同给药实现的。该HVAI在之前的微型猪临床前研究和I期临床试验中进行了评估,使用了相同的设备( syringe pump和HVAI)、测试溶液和注射硬件,便于直接比较注射结果。所有研究均测量了注射持续时间和注射部位结果(肿胀、硬结、红斑、回流)。猪与人之间使用syringe pump的注射力测量允许计算缩放因子以模拟人类注射持续时间(90.8%),该因子被用于估计特定HVAI配置下的注射时间为27.5秒。两物种间的观察注射持续时间相似且无统计学差异(30.0秒 vs 27.9秒;p = 0.17)。猪的肿胀和硬结比人类更显著(p < 0.01),而红斑评分倾向于人类高于猪(p < 0.05)。总之,微型猪是一种可转化的皮下注射模型,可产生有用的人类研究注射时间预测并降低临床试验风险。
该研究针对皮下注射领域长期存在的体积限制与临床转化难题,通过回顾性分析微型猪模型与人类临床试验数据,系统评估了高容量自动注射器(HVAI)与重组人透明质酸酶PH20(rHuPH20)联用的转化潜力。论文发表于《Drug Delivery and Translational Research》。
研究背景聚焦于皮下(SC)注射相较于静脉给药的优势,如便利性、低成本及适合家庭护理,但其应用受限于传统皮下组织因透明质酸(Hyaluronan)屏障导致的大容量(>2 mL)快速输注困难。尽管rHuPH20可通过降解透明质酸克服这一障碍,且已有多种含rHuPH20的生物制剂获批,但缺乏从临床前模型到人类的注射动力学转化数据。微型猪虽被广泛认可为皮肤药理学研究的理想模型,其与人类在HVAI注射参数上的直接可比性尚未明确。因此,本研究旨在通过对比微型猪与人类的HVAI注射数据,验证该模型在预测注射时间及局部反应方面的转化性,以优化器械开发与临床试验设计。
关键技术方法包括:采用回顾性分析方法整合既往微型猪临床前研究与I期临床试验数据;使用相同的原型HVAI装置、测试溶液(含10% IgG与4000 U/mL rHuPH20)及注射流程;通过测量注射力计算缩放因子(Scaling factor)以建模预测人体注射时间;利用五点改良Draize评分系统对注射部位反应(红斑、肿胀、硬结)进行定性定量评估;并采用双尾非配对学生t检验进行统计学分析。
研究结果部分显示:
在HVAI注射力与注射时间方面,研究人员通过对比微型猪(n=6)与人类(n=12)使用 surrogate AI(sAI)及25G薄壁针头的注射力数据,计算出缩放因子为90.8%,据此预测的人体注射时间为27.5秒,与实际观察到的27.9秒高度吻合,绝对误差仅0.4秒。这表明微型猪模型能有效预测HVAI在人体内的注射持续时间。
在注射部位反应方面,通过改良Draize评分发现,注射后1分钟,微型猪的肿胀和硬结严重程度显著高于人类(p < 0.01);而注射后30分钟,人类的红斑评分显著高于微型猪(p = 0.02)。尽管如此,两物种的注射部位反应均在2小时内完全消退或变得难以察觉。此外,人体的回流率(0.1%)略低于微型猪(0.2%)。
讨论部分总结指出,微型猪模型在预测HVAI注射时间方面表现出高度准确性,其预测的注射时间与人体实测值无统计学差异。虽然微型猪在肿胀和硬结等局部反应上表现出比人类更显著的倾向,但这种保守性特征反而有助于在临床前阶段更严格地评估风险。与现有文献一致,该研究进一步证实了微型猪作为SC注射研究转化模型的可靠性。
结论部分强调,通过计算基于注射力的缩放因子,本研究成功验证了微型猪模型在预测新型HVAI临床注射时间方面的有效性。研究表明,微型猪模型不仅能准确预测注射动力学参数,其对注射部位反应的保守预测还能为I期临床试验提供风险缓释依据。这些发现支持了继续将微型猪作为人类皮下注射研究的可转化模型,并为未来大容量皮下给药装置的开发提供了重要的临床前策略。