前言

近日，一位準備負責生殖毒理學教學內容的同事過來找我探討：“在生殖毒性試驗I段中，雄性動物合籠前后到底應該給藥多久？”

在查閱了各大監管機構的資料后，我發現不同組織對這方面的要求確實存在差異。那就寫篇文章，和大家一起聊聊這個話題。

背景小知識
生殖毒性試驗I段，全稱為生育力與早期胚胎發育毒性試驗（Fertility and Early Embryonic Developmental Toxicity Test，簡稱FEED）。

各大監管機構的指導原則要求

筆者查閱了不同監管機構的生殖毒性試驗的指導原則，匯總原文如下：

ICH S5(R3)《人用藥物生殖與發育毒性檢測》1：對雄性嚙齒類動物的FEED試驗設計包括合籠前給藥2~4周，以便能檢測對精子生成和附睪運輸的影響。當重復給藥毒性試驗資料表明藥物對睪丸有毒性時，延長合籠前給藥時間至10周是合適的；這使得能評估對完整生精周期和附睪運輸的影響。

NMPA 2006年《藥物生殖毒性研究技術指導原則》2：雄性動物交配前給藥期可定為4～10周，給藥期應持續整個交配期直至被處死。

FDA《Testicular Toxicity: Evaluation During Drug Development Guidance for Industry》3：在特定情況下，將生育能力及/或精子質量分析納入重復給藥毒性研究或生育力研究中可能是合適的。可在雄性生育力研究的交配前階段延長給藥時間，以覆蓋完整的生精周期及附睪轉運過程（例如大鼠約為63天），從而明確既往研究中預期或觀察到的毒性作用程度。若懷疑研究結果存在物種依賴性（例如效應由物種特異性代謝物引起），在第二物種中開展驗證性研究可能具有重要意義。

OECD TG421/4224：OECD 421和422主要用于化學品或篩選性質研究。OECD TG422要求雄性至少給藥4周（交配前2周+2周交配期）。

理論基礎

由于嚙齒類動物與人類的精子生成生理機制高度相似，大鼠一直被視為檢測睪丸毒性的經典動物模型。然而，多年的藥物研發經驗表明：非臨床毒性研究對人體睪丸毒性風險的預測，往往存在一定程度的高估5。

在 1993 年第一版 ICH 指導原則發布之前，幾乎所有地區性的指導原則都相對保守，建議在雄性嚙齒類動物交配前進行為期9 周的給藥處理，以確保覆蓋整個生精周期。

但隨后的多項協作研究徹底打破了這一傳統認知。研究表明：在交配前給藥 4 周、甚至 2 周，就已經能夠有效檢測出藥物對雄性生育能力的影響，其陽性檢出率與提前給藥 9 周相比并無顯著差異6-8。

最終ICH S5指南于2020年進行了重大修訂（R3），正式明確：“針對雄性嚙齒類動物設計的FEED試驗方案（包含交配前2-4周的給藥期）能夠有效檢測對精子發生及附睪運輸過程的影響”。

關于雄鼠的剖檢時機：行業內怎么做？

關于雄性動物的給藥終止時間，現行及既往指南均建議持續給藥直至交配成功。嚙齒類動物的交配期一般為 2 周（通過陰道栓和陰道分泌物鏡檢確認）。但在實操中，不同實驗室的做法各不相同：

• 分批剖檢：確認交配成功后，當天或次日立即剖檢該只雄鼠。這種做法的缺點是無法保證所有雄鼠在同一天剖檢，試驗操作較為分散。

• 統一剖檢：雄鼠在整個交配期持續給藥，直至交配期結束后，在同一天對所有雄鼠進行統一剖檢。這種方法在數據平行性和實驗室操作上更具優勢。

上市藥物研究案例

Paul Barrow 于 2024 年在《Reproductive Toxicology》雜志上發表了一篇題為 “Male premating treatment in FEED studies: Length is not everything” 的重磅文章9。他系統分析了2022 年至 2023 年在 FDA 上市的44 款新藥的 FEED 試驗數據，結果非常值得我們借鑒：

關鍵結論提煉：

• 4周是主流：超過半數（52%）的 FEED 研究采用了為期 4 周的交配前給藥方案。

• 2周很安全（低風險群體）：采用 2 周給藥期的 7 款藥物，無一例外在早期的重復給藥毒性研究中均未發現雄性生殖器官的病理改變。

• 長周期事出有因（高風險群體）：在 14 款給藥周期超過 4 周的藥物中，有半數（如 Fabhalta、Filspari、Joenja、Ogsiveo、Pyrukynd、Sohonos 和 Wainua）在早期的重復給藥毒性試驗中就已經顯現出了明確的睪丸毒性跡象。

這就印證了一個核心觀點：給藥時間長短不是絕對的，關鍵取決于前期的風險信號。

在設計 FEED 試驗的雄性給藥周期時，業界應當摒棄“越長越穩妥”的傳統思維，轉而采用風險導向（Risk-based）的思路：

• 低風險前提下：雄性交配前給藥 2~4 周 是完全可接受的（持續給藥至交配成功）。

• 高風險提示下：若重復給藥毒性研究、機制研究或靶點提示有睪丸毒性擔憂，應將交配前給藥延長至 10 周，以徹底澄清毒性程度。

• 申報資料的撰寫：在撰寫申報資料時，應明確闡述雄性給藥周期的選擇依據。不能“一刀切”，而是要綜合既往毒性研究、組織病理學、精子參數、藥理機制、藥代動力學（PK）暴露以及風險信號進行合理辯護。

參考文獻

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

[2] NMPA．藥物生殖毒性研究技術指導原則．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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