随着药物剂型的多样性越来越丰富，涉及光安全性评价的药物数量也不断增加。 光安全被提及和讨论的频率也随之增加，关注度也越来越高。 事实上，很多药物在光照条件下都可以对人体造成急性到慢性、可逆到不可逆的损害。 根据损害特征，光安全性评价通常分为光毒性、光敏性、光基因毒性和光致癌性评价四类。 其中，光毒性最为常见。 本文重点讨论与光安全评估相关的指导原则、发展策略和常见问题等主题。
1.常见光毒性药物
有些药物服用后受到光刺激会引起人体过敏。 这些药物称为光敏药物。 药物引起的光敏反应的主要表现是：暴露皮肤出现红斑、水肿，并伴有瘙痒、烧灼感或色素沉着。 严重者可出现水疱，水疱破裂后可形成溃疡或糜烂。
常见的光毒性药物有喹诺酮类抗菌药物，代表药物有司帕沙星、氧氟沙星、环丙沙星、洛美沙星等。 磺胺类抗生素，如四环素和氯霉素。 抗精神病药，例如氯丙嗪。 利尿剂，例如氢氯噻嗪、呋塞米和氨苯蝶啶。 抗糖尿病药物如格列本脲和格列吡嗪。 抗癌药物如长春新碱和甲氨蝶呤。
2. 光毒性机制
屠洪刚等人在《药物光安全性评价的研究进展及评价策略》一文中描述了光毒性的四种机制。 某些药物受光后会从稳定状态转变为激发状态，从而对身体造成损害。 首先，它直接产生有毒光产物，导致细胞损伤； 二是产生激发态单线态氧，氧化生物大分子，对细胞膜或DNA造成损伤； 第三，产生超氧化物、过氧化物、羟基等物质。 细胞膜或DNA损伤； 第四，引起药物基团变化，与生物大分子共价结合形成抗原，从而产生免疫反应。
3.如何开展药物光毒性研究
3.1 光毒性研究相关指导原则
2015年1月，FDA发布了药品光安全测试指南（S10）。 本指南的目的是推荐药物光安全测试的国际标准。 本文件的解读可以结合ICHM3(R2)第14节关于光安全评价的内容。
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进行光安全性试验时，应结合光毒性、光敏性、光致毒性、光致癌性等进行评估。 光敏性是药物通过光化学反应产生光产物而引起的免疫反应。 在评估中，还将尽可能使用非动物方法或临床数据来评估光安全性。 但该指南不适用于肽类、蛋白质、抗体偶联物或寡核苷酸药物，以及对原料药或赋形剂有新安全担忧的产品（除非产品剂型发生改变）。
在国内，可以参考《药物刺激、过敏和溶血研究技术指导原则（2014）》中光毒性（光刺激）测试的内容。
3.2 光毒性评价策略
抗肿瘤药物和非抗肿瘤药物的光毒性评价符合ICH-S10。
不具有紫外线吸收性能的原材料一般不需要此项测试。 但如何判断“不具有紫外线吸收性能”是一个问题。 我们知道，紫外线在光谱中的频率可分为UVA（400nm~320nm）、UVB（320nm~280nm）、UVC（280nm~100nm）、EUV（100nm~10nm）。 自然界中主要的紫外线光源是太阳，阳光透过大气层时，波长短于290nm的紫外线会被大气层中的臭氧吸收。 因此，自然阳光的波长带一般在290nm至700nm之间，而日常生活中遇到的紫外线主要在290nm至400nm波段。
根据ICH规定，紫外吸收光谱可用于： 1.测定物质是否在290nm~400nm处有最大吸收。 在此波长范围内无明显吸收的物质通常不具有紫外吸收特性； 2、若物质在290nm~400nm处有最大吸收，吸收较弱，则计算290nm~400nm范围内的摩尔消光系数（MEC）。
在初始 IND 期间，至少需要通过光化学特性来评估光毒性的潜力。 考察该化合物是否能吸收290~700nm波长范围内的光子。 ICH S10规定，当化合物在290~700nm波长范围内的摩尔消光系数（MEC）不高于1000L/mol/cm时，则认为该化合物不具有足够的光反应性而产生直接光毒性。 如果高于1000L/mol/cm，可利用非临床组织分布测试结果来检查化合物是否分布在皮肤、葡萄膜和其他相关组织中。 如果是这样，或者IND申请前没有非临床组织分布测试，可以在临床研究方案中加入相关的光防护措施来保护受试者。
OECD TG 432中还提到，如果摩尔消光系数（MEC）小于1000L/mol/cm（在甲醇中测量），该化学品不太可能发生光反应，这些化学品可能不需要光毒性测试。
ICH S10给出的光毒性研究策略流程图如下图所示。 首先根据MEC值识别风险，确定药物是否需要进行光毒性测试。 如有必要，可以首先进行基于体外测试系统的研究。 一般首选3T3中性红摄取光毒性试验方法（3T3 NRU-PT）。 如果结果是否定的，则无需进一步研究。 如果呈阳性，则需要根据组织分布数据进行体内光毒性研究。 如果体内光毒性结果呈阳性，则应进行光过敏试验。 关于这一点，EMA（EMA，2011）和ICH（S10）均认为全身给药药物不需要进行光敏性评价，而透皮给药药物则需要进行此项研究。
3.3 常见光安全评价方法
光毒性评价方法包括3T3 NRU-PT、红细胞光毒性法、人体皮肤模型、Photo-RBC试验、人体角质形成细胞法、人体淋巴细胞法等。其中，3T3 NRU-PT已被纳入OECD毒性指南化学物质，应用最为广泛，但尚未得到我国监管机构的认可。 体内光毒性评价方法可根据药物是全身给药还是皮肤外敷，可选择猪、兔、豚鼠、大鼠或小鼠等物种，以及给药频率、照射时间点、照射剂量、辐照度、辐照度可以合理设计。 持续时间、光源等。 Liu Li et al. 在《药物非临床光安全性试验方法》中对常用的体内光毒性评价方法有更详细的介绍。 有兴趣的可以自行阅读。
光过敏反应是一种基于细胞免疫反应的光介导的迟发性过敏反应。 药物吸收光能后被激活，以半抗原的形式与皮肤中的蛋白质结合，形成药物-蛋白质结合物（全抗原），通过表皮朗格汉斯细胞传递到免疫活性细胞，引起过敏。反应。 光敏性是一种IV型迟发型过敏反应，发生时间较长，有一定的潜伏期。 光过敏主要以豚鼠模型为基础，也采用小鼠耳肿胀、人血清蛋白结合试验等方法。
光基因毒性是指化合物在光照条件下活化产生基因毒性作用。 目前主要的评价方法有Photo-Ames测试、Photo-HPRT测试、Photo-MLA测试、Photo-Comet测试等。
光致癌性是指药物直接（光化学致癌）或间接增加与紫外线照射相关的皮肤肿瘤的发生。 唯一符合 GLP 的模型是 SKH1 (hr/hr) 裸鼠模型，但其结果的人类预测性尚不清楚。
四、具体技术要求
光毒性评估需要区分药物是全身给药还是通过皮肤给药。
对于全身给药的药物，可以参考3.2节研究策略推进。 首先根据MEC结果确定是否需要进行具体试验。 基于3R原理，首选体外方法，其中3T3 NRU-PT是目前应用最广泛的测试，通常用于光毒性的初步检测。
在某些情况下（例如难溶性化合物），体外测试可能不适合光毒性的初步评估，应考虑体内动物或人体测试评估。 或者，根据具体情况，如果可以获得药物的分布数据，这可以支持不需要进一步光安全评估的决定。
如果体外光毒性试验结果为阳性，则需要进行体内动物光毒性试验，以评估体外试验确定的潜在光毒性与体内试验结果之间的相关性。 或者基于具体问题具体分析的原则，如果药物的分布数据表明体内光毒性风险很低，则无需进一步进行光安全性评估。 或者，可以在临床试验期间评估光安全风险，或者可以在临床试验期间实施光保护措施。 合适的体内动物或人体光毒性试验的阴性结果比体外试验的阳性结果具有更大的参考价值，在这种情况下，不建议进一步测试，也不能预测对人类的直接光毒性。
在某些情况下，基于NOAEL的风险评估可以减弱体内动物试验阳性结果所提示的风险程度，通常考虑与Cmax进行比较，否则需要进行临床评估。 在所有情况下，充分表明不存在相关问题的可靠临床光毒性评估比所有非临床阳性结果的价值更重要。
对于皮肤递送药物，MEC决策基础与全身药物递送相似。 不同之处在于，组织分布不是皮肤给药的光毒性考虑因素，直接应用于皮肤，因此除非应用于通常不暴露于光的部位，否则药物通常被认为存在于暴露于光的组织中。 此外，除了3T3 NRU-PT外，还可以考虑人体皮肤模型来评估潜在的光毒性风险。
此外，对于含有原料药或MEC高于1000L/mol/cm（290~700nm）的新型辅料的皮肤产品，除了光毒性测试外，通常还需要进行光敏性评估。 通常在 III 期临床试验期间使用拟议的市售配方进行。
临床皮肤贴剂的光安全性评价可参照上述临床皮肤制剂的技术要求。 对于透皮贴剂，适用皮肤和全身用药的技术要求。 此外，在总体风险评估中应考虑临床使用（例如，推荐的皮肤部位、使用持续时间）和贴片基质的特性（例如，对紫外线和可见光的不透明度）。
5、《ICH基础知识500问》光学安全评价问题汇总
问：为什么需要对药品进行光安全评价？
答：药物光安全评价是一个综合过程，可能包括光化学特性、非临床研究数据和人体安全信息的评价。 药物光安全性评价的目的是确定是否需要采取风险最小化措施来防止人类不良事件的发生。
问：如何进行光安全评价？
答：光安全性测试评价应根据光毒性、光过敏性、光致毒性、光致癌性四种不同的反应来进行。 目前认为进行光毒性和光致癌性测试对于人类药物来说没有意义，因此指南重点关注光毒性和光敏性。 光毒性，也称为光刺激，是指组织对光诱导的光反应性化合物的急性反应。 光敏性是指药物发生光化学反应产生光产物而引起的免疫反应。
问：为什么要开发S10？
答：S10的目的是推荐国际标准，支持药物临床试验或上市的光安全评估，促进技术要求的统一。 该指南减少了地区之间光安全评估技术要求存在重大差异的可能性。 同时，已尽力考虑使用非动物方法或临床数据来评估光安全性。
问：S10的适用范围是什么？
答：本指南一般适用于新的活性药物成分（API）、含有新赋形剂的临床皮肤科制剂（包括皮肤贴剂）以及光动力治疗产品。 光动力治疗药物是根据光化学反应产生的所需药理作用而开发的。 通常不需要光毒性评估，但需要毒代动力学和组织分布评估，以便对患者进行适当的风险管理。 本指南一般不适用于肽、蛋白质、抗体偶联物或寡核苷酸药物，也不适用于已上市产品的成分，除非对原料药或赋形剂存在新的安全问题（例如从片剂改变剂型）。 外用软膏）。
问：光安全评价需要考虑哪些因素？
答：首先，需要考虑光化学性质。 评估潜在光反应性的首要考虑因素是该化合物是否可以吸收 290 至 700 nm 波长范围内的光子。 当化合物在290～700 nm波长范围内的摩尔消光系数不高于1000L/mol/cm时，通常认为该化合物不具有足够的光反应性而产生直接的光毒性。
其次，需要考虑组织分布或药代动力学。 在一定的光照时间内，组织中光反应化合物的浓度是决定是否发生光毒性反应的关键药代动力学参数。 组织中光反应化合物的浓度取决于许多因素，例如血浆浓度、组织灌注以及组织中化合物的结合。 暴露的持续时间取决于血浆和组织半衰期所反映的清除率。 这些参数定义了光反应化合物在组织内的平均停留时间。
第三，就代谢物而言，一般来说，由于代谢通常不会产生与母体核心显着不同的发色团，因此不需要对代谢物进行单独的光安全性评估。
第四，从药理性质来看，很多情况下，药物引起的光毒性源于其化学结构而不是药理作用。 然而，某些药理作用，例如免疫抑制和血红素稳态异常，可以增强光诱导反应的敏感性。
问：光安全测试有哪些注意事项？
答：非临床光安全测试应谨慎选择测试条件，例如同时考虑模型系统和相关辐射光谱下的曝光。 理想情况下，非临床试验应具有高敏感性和特异性。
Q：说到光毒性测试，首先想到的是光照条件的选择。 如何选择光照条件？
答：无论是体外实验还是体内实验，光照条件的选择都很重要。 自然光是人类可能经常接触到的光谱范围最广的光源。 目前对于日光没有明确的定义，它取决于很多因素，例如纬度、海拔、季节、日照时长和天气条件。 此外，人类皮肤对自然光的敏感性取决于许多个体因素，例如皮肤类型、解剖结构和晒黑状态。 目前的体外和体内光毒性试验已成功应用UVA剂量为5～20J/cm2，相当于夏季温带海边长时间户外活动的光照量。
（摘自《ICH基础知识500问》，中国医学科技出版社出版）
问：如何评估光毒性？
答：评价光毒性的方法包括：化学分析评价光反应性、体外光毒性试验和体内光毒性试验。 体内方法进一步分为全身给药和皮肤给药。
如果药物研发人员选择化学分析方法来评估光反应性，则应使用药物制剂在适当的条件下进行方法学验证，以确认其敏感性。 其中一种方法是ROS测试。 这种方法灵敏度很高，可以直接预测体内的光线。 有毒物质，但特异性低，假阳性率高。
目前应用最广泛的体外试验是3T3中性红摄取光毒性试验（3T3 NRU-PT），这也被认为是目前最合适的可溶性化合物的体外筛选方法。 3T3 NRU-PT 的敏感性很高，因此如果化合物测试呈阴性，则对人体产生光毒性的可能性很低。 然而，3T3 NRU-PT 测试结果呈阳性不应作为可能存在临床光毒性风险的标志，而仅表明需要进一步评估。
问：体内测试和全身给药的光安全测试需要注意什么？
答：许多动物物种，包括豚鼠、小鼠和大鼠，已被用来测试化合物的全身光毒性。 动物种类的选择应考虑光敏感性，例如产生最小红斑的剂量、耐热性和控制特性。 尽管无色皮肤比有色皮肤对于检测光毒性更敏感，但有色和无色动物模型都可以使用。
如果进行体内光毒性研究，最好在设计试验方案之前获得化合物的药代动力学信息，以帮助选择相对于预期临床暴露的适当研究周期。 如果化合物没有药代动力学数据，则应收集药代动力学信息作为体内光毒性研究的一部分。 值得注意的是，虽然光毒性是一种典型的急性反应，但在设计体内研究时应仔细考虑研究持续时间。 重复给药后化合物在相关光暴露组织中的积累可能会增强光毒性反应。 同样，每次施用化合物后重复曝光也可以增强由于累积损伤而引起的光毒性反应。 一般来说，临床使用给药途径时，选择1天或数天的给药周期较为合理。
问：化合物引起的光毒性最敏感的早期迹象是什么？
答：红斑后水肿是化合物引起的光毒性最敏感的早期症状，在低于正常暴露剂量时会引起红斑。 不同化合物的光毒性反应类型各不相同，应评估任何已识别的光毒性反应的剂量和时间依赖性，如果可能，应确定无毒剂量。
问：皮肤给药光毒性评价有哪些建议？
答：上述研究全身药物的建议也适用于皮肤药物，包括动物种类选择、研究周期和光照条件。 对于皮肤局部应用，通常使用临床制剂进行测试。 应尽可能采用临床预期的条件，并在给药后特定时间对暴露部位进行照明。 给药和光照之间的时间间隔应根据受试制剂的特殊性质确定。 对于皮肤药物，非临床研究经常结合急性光毒性进行接触光敏性评估。 然而，这些测试方法尚未得到正式验证。 因此，一般不建议进行此类非临床光过敏测试。
问：评估药物光毒性的策略是什么？
答：如果受试药物（包括辅料）的MEC不高于1000L/mol/cm，则不建议进行光安全性试验，可以预测对人体不会有直接的光毒性，但注意需要注意通过间接机制（例如假卟啉症或卟啉症）发生的光毒性。 对于MEC高于1000L/mol/cm的化合物，研究人员需要选择进行光反应性测试。 如果获得阴性结果，则不需要进一步评估。 根据3R原则，为了减少动物的使用，在进行动物测试之前通常会考虑经过验证的体外测试方法。 在某些情况下（例如难溶性化合物），体外测试可能不适合光毒性的初步评估，应考虑体内动物或人体测试评估。 如果体外光毒性试验结果为阳性，则需要进行动物体内光毒性试验，或者在临床试验中评估光安全风险，以评估体外试验确定的潜在光毒性与体内试验结果之间的相关性。
（摘自《ICH基础知识500问》，中国医学科技出版社出版）
参考
[1] 邱云良，李华，唐纳平，等。 喹诺酮类抗生素体内光毒性比较研究[C]//首届中国药物毒理学年会(2011)暨国际药物非临床安全评价研究论坛论文集。 2011年。
[2] 丁世民. 磺酰胺类抗生素光降解及光毒性研究[D]. 西南大学，2019。
[3] 药物ICH-S10的光安全性评价。
[4] 药物刺激、过敏和溶血研究技术指导原则（2014）（NMPA）。
