美國FDA批準的伴隨診斷試劑臨床試驗證據的分析與思考

方麗 徐超 李冉 劉容枝 呂允鳳

作者單位：國家藥品監督管理局醫療器械技術審評中心，北京100081

近年來，隨著生物技術的發展，人們對于疾病的發生機理的認識得到了很大的提高，精準醫學的理念應運而生。腫瘤學是精準醫學理念最重要的應用領域，主要體現在靶向抗腫瘤藥物與相關伴隨診斷的臨床應用。伴隨診斷試劑通過對患者生物樣本中的生物標志物來為腫瘤治療藥物的安全和有效使用提供重要信息。同時，在抗腫瘤藥物的開發過程中，伴隨診斷試劑發揮了巨大的作用，抗腫瘤藥物最終是否能夠獲得成功，極大地依賴于伴隨診斷試劑的性能［1-3］。長期以來，基于我國與美國醫藥行業發展的情況，在伴隨診斷試劑上市前審評審批方面存在一定差異。筆者通過本文分析伴隨診斷試劑目前在美國的審批現狀以及所提交的臨床證據，以期為我國伴隨診斷試劑臨床試驗證據的提交提供參考。

1 美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）關于伴隨診斷產品的監管情況

美國是最早提出伴隨診斷概念并進行監管的國家。2014年FDA 發布了關于伴隨診斷產品的指南，其中正式提出伴隨診斷的定義［4］，明確了伴隨診斷產品是能夠為相應的治療性產品安全有效的應用提供關鍵性信息的體外診斷產品。2016年發布了伴隨診斷產品與治療性產品共同開發的指南草案，針對伴隨診斷產品如何與治療性產品共同開發進行了相應的規定［5］。在該草案中指出作為伴隨診斷試劑，最好在藥物臨床試驗開展前，試劑的分析性能基本已確定并能夠滿足藥物的要求。在藥物臨床試驗中伴隨診斷試劑為入組人群提供關鍵性信息，最終藥物和試劑同時獲得上市批準。2020年4月正式發布了對于同類治療性產品的伴隨診斷試劑說明書更新的指南，對同時伴隨同一類治療性產品的伴隨診斷試劑說明書的更新進行了規范［6］。伴隨診斷產品在美國按照醫療器械管理，基于產品的風險等級，實行510（k）或PMA 監管。目前美國FDA 所批準的伴隨診斷產品中，有2 個通過510（k）上市，2 個通過人道主義器械豁免（HDE）上市，絕大多數產品通過最為嚴格的PMA 而獲批上市［7］。

2 FDA 批準的伴隨診斷試劑的概況

1998年，FDA 批準了第一個伴隨診斷試劑，Dako 公司開發的HER2 檢測試劑。該試劑采用免疫組織化學（IHC）的方法，所伴隨的藥物為Genen-tech 公司的Herceptin，該藥物為針對乳腺癌及胃癌預后判斷因子（HER2）檢測陽性的乳腺癌患者的靶向藥。截至目前，FDA 共批準用于伴隨診斷的產品44 個，其中屬于伴隨診斷試劑為43 個［7］。以下從所批準的伴隨診斷試劑的檢測靶點、方法學、樣本類型等方面進行簡要分析。

2.1 檢測靶點

按照檢測靶點的類別，可分為基因檢測和蛋白檢測兩大類。基因檢測類產品共34 個，超過所批準的伴隨診斷試劑的四分之三。所檢測的基因變異的形式多種多樣，包括點突變、缺失、插入、融合等多種形式。蛋白檢測類產品共9 個，約占所批準伴隨診斷試劑的四分之一。所檢測的蛋白僅包括五個靶蛋白，從最早的HER2、原癌基因c-erbB的表達產物（EGFR）蛋白，到后來的c-KIT 蛋白、間變性大細胞激酶（ALK）、以及近年來的細胞程式死亡配體1（PD-L1）［7-8］。其中HER2、EGFR 以及ALK 既可以實現在基因水平上的檢測，也可以實現在蛋白水平上的檢測。

2.2 方法學

對于蛋白水平的檢測，僅有IHC 的方法學進行檢測。而對于基因水平的檢測，則方法學多種多樣，包括熒光原位雜交技術（FISH）、熒光聚合酶鏈式反應（PCR）、高通量測序（NGS）等。

隨著分子生物學技術的快速發展，近年來逐漸批準了幾個基于NGS 方法學的伴隨診斷試劑。2017年11月30日批準的FoundationOne CDx［9］、2019年10月23日批準的Myriad my-Choice?CDx［10］、2020年8月7日批準的Guar-dant360?CDx［11］以 及2020年8月26日批準的FoundationOne?Liquid CDx［12］均為基于NGS 方法學的伴隨診斷試劑。上述NGS 產品均為多基因檢測產品，而不再局限于傳統的單靶標的伴隨診斷產品，NGS 方法基于高通量的優勢，可以同時檢測多基因的變異，相應的，基于該方法所開發的伴隨診斷試劑所聲稱伴隨的靶向藥也可能是多個的。

2.3 樣本類型

43 個伴隨診斷試劑中，34 個產品為檢測實體瘤適應癥的體細胞突變，其中31 個產品的樣本類型為石蠟包埋組織（FFPE），2 個產品的樣本類型同時包括FFPE 和血漿，2 個產品僅有血漿的樣本類型。

2018年8月22日，FDA 批準了羅氏的cobas?EGFRMutation Test 增加血漿（cfDNA）樣本類型的PMA 申請。自2019年以來，FDA 又批準了三款樣本類型為血漿的伴隨診斷試劑，分別為2019年5月24日批準的therascreenPIK3CARGQ PCR Kit、2020年8月7日批準的Guardant360?CDx、2020年8月26日批準的FoundationOne?Liquid CDx。其中therascreenPIK3CARGQ PCR Kit 同時適用于FFPE 和血漿兩種樣本類型［7］。

3 FDA 批準的伴隨診斷試劑所提交的臨床試驗證據

目前FDA 所批準的伴隨診斷試劑既有與抗腫瘤藥物共同開發的伴隨診斷試劑，也包括抗腫瘤藥物上市后開發的伴隨診斷試劑。與抗腫瘤藥物共同開發的伴隨診斷試劑，其臨床試驗主要為藥物臨床試驗；在抗腫瘤藥物上市后開發的伴隨診斷試劑，其臨床試驗可采取橋接試驗、一致性研究等多個方法。通過對FDA 歷年來批準的伴隨診斷試劑在申報時所提交的臨床證據進行研究，約30%以上采用了藥物相關臨床試驗作為產品臨床研究證據，38%的試劑采用了橋接試驗的臨床試驗數據，僅有20%的產品采用了與已批準的伴隨診斷試劑進行一致性比對的方式取得了上市許可。以下就三種臨床證據的方式作一簡介。

3.1 藥物臨床試驗

此臨床試驗證據是伴隨診斷試劑所伴隨的靶向藥的藥物臨床試驗數據，也是伴隨診斷試劑證明其指導靶向藥的使用最直接的臨床證據。

伴隨診斷試劑在藥物臨床試驗中的參與主要有兩種方式，一種是在藥物臨床試驗開展時并不直接參與適用人群的選擇，而是在后期藥物療效的分析中，通過該試劑將人群分為不同的亞組進行藥物療效的分析；另一種方式是在藥物臨床試驗中直接參與適用人群的篩選。具體選擇哪一種藥物臨床試驗設計方式則根據所檢測靶標的特性以及藥物作用機理等因素綜合考慮。在FDA 批準的伴隨診斷試劑中，共13 個試劑直接采用藥物臨床試驗的臨床證據獲批上市，而且試劑與相伴隨的靶向藥大多同時上市。

3.2 橋接試驗

橋接試驗適用于藥物上市后，試劑廠家后續開發的伴隨診斷試劑的情形，或藥物雖未上市，但伴隨診斷試劑在藥物臨床試驗完成后進行申報的。

橋接試驗為直接采用藥物臨床試驗中的剩余樣本，采用申報試劑與藥物臨床試驗中所采用的實驗室方法或已上市伴隨診斷試劑分別進行檢測，針對兩者的檢測準確性以及兩者所篩選出的適用人群的藥物療效的分析，達到將申報試劑的性能與藥物臨床試驗中所采用的實驗室方法或已上市伴隨診斷試劑的性能進行橋接的目的［13-14］。

在FDA 批準的伴隨診斷試劑中，共17 個試劑采用橋接試驗的臨床證據獲批上市。該臨床試驗方式是對于此種情形下最為直接有力的臨床證據，但也存在一些弊端，如藥物臨床試驗中的樣本由于各種客觀原因并不能全部獲得等。

3.3 一致性比對

相對于以上兩種臨床試驗方式，一致性比對的方式最為簡單，但伴隨診斷的臨床證據力度亦不如以上兩種方式。一致性比對是采用申報試劑與已上市伴隨診斷試劑進行比較研究的方式。一致性對比僅能評價與已上市伴隨診斷試劑檢測性能的一致性，無法評價申報試劑在藥效評價方面的性能。通過對FDA 所批準的伴隨診斷試劑的分析，采用一致性比對的方法獲得上市的伴隨診斷試劑共8 個，其中7 個為針對成熟靶點HER2 的檢測試劑，1 個為KRAS 檢測試劑。

此外，2017年批準的FoundationOne CDx，該試劑是采用Meijuan.Li 于2016年提出一種針對后續開發的伴隨診斷試劑的非劣效檢驗的試驗設計和統計學模型的臨床證據而獲批上市［15-17］。該試劑通過該評價方式所獲批的伴隨診斷位點亦為相對成熟且臨床應用多年的靶點，如EGFR、KRAS、BRAF V600E、HER2、ALK 等。

4 我國伴隨診斷試劑的批準概況

目前我國已有較多針對以上伴隨診斷靶點的產品上市，但大多僅驗證了其檢測某靶標的準確性，并未驗證其伴隨診斷的用途。近年來逐步批準了以下靶點的伴隨診斷試劑，并在產品說明書中明確了伴隨診斷的預期用途，主要為針對EGFR的19 外顯子缺失、L858R、G719X、T790M的產品，針對乳腺癌易感基因（BRCA）批準了一個產品。以上已批準的伴隨診斷試劑大多基于NGS 方法學，其臨床證據主要是為與已上市試劑的比較研究以及回顧性藥效觀察性研究。

2018年批準了一款人類EGFR突變基因檢測試劑盒（多重熒光PCR 法），其樣本類型為外周血，該產品針對EGFR的T790M提交了藥物臨床試驗證據而獲批上市，其余兩個位點所提交的臨床證據也是回顧性藥效觀察性研究［18］。

5 對我國伴隨診斷試劑現狀的思考

通過上述對美國FDA 歷年來所批準的伴隨診斷試劑的分析發現，美國FDA 批準的伴隨診斷試劑除了HER2 和EGFR等非常經典的靶點有后續開發的多個產品，其他靶點則以原研的伴隨診斷試劑為主，多為試劑與藥物共同上市，后續開發的伴隨診斷試劑較少，而我國基本均為后續開發的伴隨診斷試劑。隨著我國生物醫藥行業的快速發展，后續會逐漸出現越來越多的與藥物共同開發的伴隨診斷試劑［19-20］。對于伴隨診斷試劑與藥品共同開發共同申報的情況，如何實現醫療器械技術審評與藥品技術審評的聯合同步審批，是目前急需解決的審評模式上的突破。

從獲批的伴隨診斷試劑所提交的臨床試驗證據來看，FDA 獲批的試劑所提交的臨床試驗證據大多為藥物臨床試驗或橋接試驗，而我國目前基本是與已上市試劑的比較研究以及回顧性藥物療效分析的臨床證據。出現該現象的主要原因可能是所伴隨的靶向藥物目前多為進口藥，國內生產的原研靶向藥較少，因此對于伴隨診斷試劑的企業來說，很難與國外的藥企合作來完成藥物臨床試驗或橋接試驗。基于目前的國內現狀，以及對伴隨診斷試劑認識的逐步深入，找到一種適合國內現狀的又能充分評價伴隨診斷試劑的伴隨用途的臨床評價路徑是目前急需解決的問題。

對于近年來所批準的伴隨診斷試劑，無論是我國還是FDA，基于NGS 方法學的多基因產品越來越多。對于此類產品中所包含的多級基因突變位點，其臨床試驗證據應如何要求也是目前審評中所面臨的難題。對于有明確的伴隨診斷臨床意義的基因，申請人應按照伴隨診斷試劑的要求提供相應的臨床證據。

液體活檢技術近年來也越來越多地應用到伴隨診斷試劑領域。而液體活檢相較于傳統的FF-PE 樣本，靈敏度較低，但對于無法進行手術切除的患者又有著顯著優勢［21-23］。但對于KRAS等負性選擇的生物標志物，基因野生型的患者可以用藥，而檢測血液中cfDNA 的該基因突變可能會造成一部分突變型患者的漏檢，從而導致用藥人群的擴大，而該部分人群的藥效并沒有得到驗證。因此對于此類產品的臨床試驗證據如何要求，以及此類產品的伴隨診斷的正確定位，亦是目前行業內所困惑的問題。

針對以上問題，醫療器械監管部門結合我國伴隨診斷試劑的發展現狀，已制定了《已上市抗腫瘤藥物的伴隨診斷試劑臨床試驗指導原則》，并于去年8月份已對外征求意見，將于今年正式發布，該指導原則將針對已有抗腫瘤藥物上市而后續開發的伴隨診斷試劑注冊申報應如何提交臨床試驗證據進行了指導。同時針對與抗腫瘤藥物共同開發的伴隨診斷試劑后續亦會出臺相應的指導原則，對實現醫療器械技術審評與藥品技術審評的聯合同步審批的審評模式進行探索。