위산 감소제와의 위 pH 의존성 약물상호작용 평가: 시험 설계, 데이터 분석, 임상적 의미
Evaluation of Gastric pH-Dependent Drug Interactions With Acid-Reducing Agents: Study Design, Data Analysis, and Clinical Implications
제약바이오의 정석이 제공하는 FDA 가이던스 한글 번역본이며, 원문과 차이가 있으면 원문을 우선시합니다. 가이던스는 법적 구속력이 없는 FDA의 현재 견해입니다.
이 가이던스는 제산제·H2 차단제·양성자 펌프 억제제(PPI) 같은 위산 감소제(ARA)가 위 pH를 올려서 경구 약물의 흡수를 바꾸는 약물상호작용(DDI)을 어떻게 평가할지 정리한 FDA 문서예요.
핵심은 약염기성 약물의 속방성 제품이에요. pH 1.0–6.8에서의 용해도, 용량을 250 mL로 나눈 값과의 비교, 용출 프로파일의 f2 값으로 임상시험이 필요한지 단계적으로 판단하는 그림 1의 흐름을 먼저 익혀 두세요.
임상 DDI 시험은 효과가 오래가는 PPI로 하는 것이 권장되고, PPI를 4~7일 미리 투여해 항정상태를 만든 뒤 시험약의 최대 치료 용량을 시판 예정 제형으로 투여하는 설계를 III항에서 자세히 다뤄요.
실무에서는 V항의 그림 2를 가장 자주 찾게 될 거예요. PPI 시험 결과를 같은 계열로 외삽하는 원칙과, 상호작용이 있을 때 PPI·H2 차단제 병용 회피나 제산제 2시간 시차 투여 같은 위험 완화 전략이 정리되어 있어요.
DDI 평가의 일반 원칙은 FDA의 CYP 효소·수송체 매개 약물상호작용 가이던스(2020년 1월)에 있으니 함께 읽어 두면 좋아요.
이 가이던스는 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낸다. 이 가이던스는 누구에게도 어떠한 권리를 확립하지 않으며 FDA나 일반 대중을 구속하지 않는다. 적용 법률과 규정의 요건을 충족한다면 다른 접근 방법을 사용할 수 있다. 다른 접근 방법을 논의하려면 표지에 적힌 이 가이던스 담당 FDA 부서에 연락한다.
This guidance represents the current thinking of the Food and Drug Administration (FDA or Agency) on this topic. It does not establish any rights for any person and is not binding on FDA or the public. You can use an alternative approach if it satisfies the requirements of the applicable statutes and regulations. To discuss an alternative approach, contact the FDA office responsible for this guidance as listed on the title page.
1 이 가이던스는 FDA 의약품평가연구센터(CDER) 중개과학실(Office of Translational Sciences) 임상약리실(Office of Clinical Pharmacology)이 작성하였다.
1 This guidance has been prepared by the Office of Clinical Pharmacology, Office of Translational Sciences, in the Center for Drug Evaluation and Research at the Food and Drug Administration.
위산 감소제(acid-reducing agent, ARA)에 의한 위 pH 상승은 일부 경구 투여 약물의 용해도와 용출 특성에 영향을 줄 수 있다. 그 결과 약물을 ARA와 병용 투여하면 그 약물의 생체이용률이 달라질 수 있으며, 약염기성 약물에서는 유효성 상실을, 약산성 약물에서는 이상사례 증가를 초래할 가능성이 있다. 제산제, 히스타민 H2 수용체 길항제(H2 차단제), 양성자 펌프 억제제(PPI) 같은 ARA는 널리 사용되며, 처방으로도 일반의약품(OTC)으로도 구할 수 있다.2,3 따라서 약물을 ARA와 병용 투여하면 임상적으로 유의한 약물-약물 상호작용(DDI)이 일어날 위험이 있다.
Elevation of gastric pH by acid-reducing agents (ARAs) can affect the solubility and dissolution characteristics of some orally administered drugs. As a result, concomitant administration of a drug with an ARA could alter the bioavailability of the drug, potentially resulting in a loss of efficacy for weak-base drugs or increased adverse events for weak-acid drugs. ARAs such as antacids, histamine H2-receptor antagonists (H2 blockers), and proton pump inhibitors (PPIs) are widely used, and these drugs are available through prescription and also over the counter.2,3 Consequently, there is a potential risk for clinically significant drug-drug interactions (DDIs) with concomitant administration of drugs with ARAs.
그러므로 의약품 개발 초기에 시험약이 위 pH 변화로 매개되는 DDI(pH 의존성 DDI라 한다)에 얼마나 민감한지 평가하고, 필요하면 임상시험으로 DDI 영향을 특성분석하며, 관련 결과와 (있다면) 위험 완화 방안을 의약품 라벨링에 전달하는 것이 중요하다.
Therefore, it is important to assess the susceptibility of an investigational drug to DDIs mediated by gastric-pH changes (referred to as pH-dependent DDIs) early in drug development, characterize the DDI effect with clinical studies when needed, and communicate the relevant findings and mitigation options where available in the drug product labeling.
2 미국 질병통제예방센터(CDC) 국민건강영양조사(National Health and Nutrition Examination Survey), https://www.cdc.gov/nchs/data/hus/hus16.pdf#079 (2022년 4월 1일 접속).
2 Centers for Disease Control and Prevention's (CDC's) National Health and Nutrition Examination Survey, available at: https://www.cdc.gov/nchs/data/hus/hus16.pdf#079 (accessed April 1, 2022).
3 Zhang L, F Wu, SC Lee, H Zhao, and L Zhang, 2014, pH-Dependent Drug-Drug Interactions for Weak Base Drugs: Potential Implications for New Drug Development, Clin Pharmacol Ther, 96(2):266-277.
3 Zhang L, F Wu, SC Lee, H Zhao, and L Zhang, 2014, pH-Dependent Drug-Drug Interactions for Weak Base Drugs: Potential Implications for New Drug Development, Clin Pharmacol Ther, 96(2):266-277.
이 가이던스는 다음에 관한 FDA의 권고를 설명한다: (1) ARA와의 임상 DDI 시험이 언제 필요한지, (2) 그러한 임상 DDI 시험의 설계, (3) 시험 결과의 해석 방법, (4) 그 결과를 의약품 라벨링에 전달하는 방법.4
This guidance describes the FDA’s recommendations regarding: (1) when clinical DDI studies with ARAs are needed; (2) the design of such clinical DDI studies; (3) how to interpret these study results; and (4) communicating these findings in drug product labeling.4
4 의약품 개발 중 DDI 평가에 관한 일반적 고려사항은 FDA 가이던스 Clinical Drug Interaction Studies – Cytochrome P450 Enzymes and Transporters-Mediated Drug Interactions (2020년 1월)를 참조한다. FDA는 가이던스를 주기적으로 개정한다. 가이던스의 최신판은 FDA 가이던스 웹페이지 https://www.fda.gov/RegulatoryInformation/Guidances/default.htm 에서 확인한다.
4 For general considerations regarding the evaluation of DDIs during drug development, see the FDA guidance entitled Clinical Drug Interaction Studies – Cytochrome P450 Enzymes and Transporters-Mediated Drug Interactions (January 2020). We update guidances periodically. For the most recent version of a guidance, check the FDA guidance web page at https://www.fda.gov/RegulatoryInformation/Guidances/default.htm.
이 가이던스는 일부 ARA의 다른 DDI 기전, 예를 들어 약산성 약물에서 킬레이트 복합체 형성으로 인한 흡수 감소(예: 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘, 탄산칼슘)와 소변 알칼리화로 인한 특정 약물의 신장 배설 감소(예: 탄산수소나트륨)는 다루지 않는다. 적절한 경우 의뢰자는 의약품 개발 중에 이러한 DDI의 유의성을 평가하여야 한다.
This guidance does not cover other DDI mechanisms for some ARAs such as reduced absorption due to the formation of chelate complexes (e.g., aluminum or magnesium hydroxides, calcium carbonate) for weak-acid drugs and decreased renal elimination of certain drugs as a result of the alkalinization of urine (e.g., sodium bicarbonate). When appropriate, sponsors should evaluate the significance of these DDIs during drug development.
일반적으로 FDA 가이던스 문서는 법적 강제력이 있는 책임을 확립하지 않는다. 대신 가이던스는 어떤 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 설명하며, 특정 규제 또는 법률 요건을 인용하지 않는 한 권고로만 보아야 한다. FDA 가이던스에서 should라는 단어는 어떤 것을 제안하거나 권고한다는 뜻이며 요구한다는 뜻이 아니다.
In general, FDA’s guidance documents do not establish legally enforceable responsibilities. Instead, guidances describe the Agency’s current thinking on a topic and should be viewed only as recommendations, unless specific regulatory or statutory requirements are cited. The use of the word should in Agency guidances means that something is suggested or recommended, but not required.
의뢰자는 이후 임상시험에서 ARA와 함께 쓸 때의 투여 방법을 더 잘 정할 수 있도록, 특히 환자 중 상당 비율이 ARA를 복용하고 있을 가능성이 높은 적응증에 대해, 개발 초기에 약물의 pH 의존성 DDI 가능성을 평가하여야 한다. 일반적으로 약물에 pH 의존성 DDI 가능성이 있다고 판단되면, 의뢰자는 ARA가 시험약의 약동학에 미치는 영향을 특성분석하는 임상시험을 수행하거나(III항 참조), 시험관내(in vitro)·인실리코(in silico)·임상 정보를 근거로 pH 의존성 DDI가 없음을 정당화하는 근거를 제시하여야 한다.
Sponsors should assess the potential of pH-dependent DDIs for a drug during early development to better inform dosing of the drug with ARAs in subsequent clinical trials, especially for those indications where a significant proportion of patients are likely to be taking ARAs. In general, if a drug is determined to have the potential for a pH-dependent DDI, the sponsor should conduct a clinical study to characterize the effect of ARAs on the pharmacokinetics of the investigational drug (see section III) or provide a rationale justifying the lack of a pH-dependent DDI based on in vitro, in silico, or clinical information.
pH 의존성 DDI가 입증된 약물 대부분은 임상 용량을 녹이는 데 필요한 용해도(즉, 최고 치료 용량을 250 mL로 나눈 값)에 비해 고유 수용해도가 낮은 약염기성 약물이다. 시험약이 ARA와 상호작용할 가능성은 원료의약품의 물리화학적 특성과 완제의약품의 용출 프로파일을 근거로 단계적으로 평가할 수 있다.5 ARA와의 임상 DDI 위험을 평가하는 방법의 예로 아래에 틀을 제시한다(그림 1). pH 의존성 DDI를 평가하기 위해 다른 전략을 택한다면 의뢰자는 해당 심사 부서와 협의하여야 한다.
Most drugs that have demonstrated pH-dependent DDIs are weak bases with low intrinsic aqueous solubility compared to the solubility needed to dissolve the clinical dose (i.e., the highest therapeutic dose divided by 250 mL). The potential for an investigational drug to have an interaction with an ARA can be assessed in a stepwise manner based on the physicochemical properties of the drug substance and dissolution profiles of the drug product.5 A framework is presented below as an example for how to assess clinical DDI risk with ARAs (Figure 1). Sponsors should consult the appropriate review division if they pursue alternative strategies to evaluate pH-dependent DDIs.
5 Miao L, F Wu, X Yang, YM Mousa, A Ramamoorthy, SC Lee, K Raines, L Zhang, and P Seo, 2022, Application of Solubility and Dissolution Profile Comparison for Prediction of Gastric pH-Mediated Drug-Drug Interactions, AAPS J, 24(35):https://doi.org/10.1208/s12248-022-00684-3.
5 Miao L, F Wu, X Yang, YM Mousa, A Ramamoorthy, SC Lee, K Raines, L Zhang, and P Seo, 2022, Application of Solubility and Dissolution Profile Comparison for Prediction of Gastric pH-Mediated Drug-Drug Interactions, AAPS J, 24(35):https://doi.org/10.1208/s12248-022-00684-3.
그림 1. 약염기성 약물의 속방성 제품에서 ARA와의 임상 DDI 위험을 평가하는 틀Figure 1. A Framework to Assess Clinical DDI Risk with ARAs for Immediate-Release Products of Weak-Base Drugs
rpm – 분당 회전수 f2 – 유사성 인자6
rpm – revolutions per minute f2 – similarity factor6
a 적절한 경우 타당한 근거와 함께 원료의약품과 제품의 특성에 따라 다른 용출 조건(예: 장치, 회전 속도)과 생체 관련 용출액(biorelevant media)을 선택할 수 있다.7,8,9,10
a When appropriate, with justification, other dissolution parameters (e.g., apparatus, speed) and biorelevant media can be selected based on the properties of the drug substance and product.7,8,9,10
6 자세한 내용은 FDA 가이던스 M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers (2021년 5월)를 참조한다.
6 For more information, see the FDA guidance entitled M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers (May 2021).
7 Markopoulos C, CJ Andreas, M Vertzoni, J Dressman, C Reppas, 2015, In Vitro Simulation of Luminal Conditions for Evaluation of Performance of Oral Drug Products: Choosing the Appropriate Test Media, Eur J Pharm Biopharm, 93:173-82.
7 Markopoulos C, CJ Andreas, M Vertzoni, J Dressman, C Reppas, 2015, In Vitro Simulation of Luminal Conditions for Evaluation of Performance of Oral Drug Products: Choosing the Appropriate Test Media, Eur J Pharm Biopharm, 93:173-82.
8 Mann J, J Dressman, K Rosenblatt, L Ashworth, U Muenster, K Frank, P Hutchins, J Williams, L Klumpp, K Wielockx, P Berben, P Augustijns, R Holm, M Hofmann, S Patel, S Beato, K Ojala, I Tomaszewska, J Bruel, J Bulter, 2017, Validation of Dissolution Testing With Biorelevant Media: An OrBiTo Study, Mol Pharm, 14(12):4192-4201.
8 Mann J, J Dressman, K Rosenblatt, L Ashworth, U Muenster, K Frank, P Hutchins, J Williams, L Klumpp, K Wielockx, P Berben, P Augustijns, R Holm, M Hofmann, S Patel, S Beato, K Ojala, I Tomaszewska, J Bruel, J Bulter, 2017, Validation of Dissolution Testing With Biorelevant Media: An OrBiTo Study, Mol Pharm, 14(12):4192-4201.
9 Dressman JB, M Vertzoni, K Goumas, C Reppas, 2007, Estimating Drug Solubility in the Gastrointestinal Tract, 2007, Adv Drug Deliv Rev, 59(7):591-602.
9 Dressman JB, M Vertzoni, K Goumas, C Reppas, 2007, Estimating Drug Solubility in the Gastrointestinal Tract, 2007, Adv Drug Deliv Rev, 59(7):591-602.
10 Segregur D, T Flanagan, J Mann, A Moir, EM Karlsson, M Hoch, D Carlile, S Sayah-Jeanne, J Dressman, 2019, Impact of Acid-Reducing Agents on Gastrointestinal Physiology and Design of Biorelevant Dissolution Test to Reflect These Changes, J Pharm Sci, 108(11):3461-3477.
10 Segregur D, T Flanagan, J Mann, A Moir, EM Karlsson, M Hoch, D Carlile, S Sayah-Jeanne, J Dressman, 2019, Impact of Acid-Reducing Agents on Gastrointestinal Physiology and Design of Biorelevant Dissolution Test to Reflect These Changes, J Pharm Sci, 108(11):3461-3477.
b ARA가 있을 때 시험약의 평균 AUC 또는 Cmax가 25% 이상 감소할 것으로 예상된다.11 시험약에서 이 감소가 임상적으로 유의한지는 개별 약물의 용량/노출-유효성 관계를 근거로 판단하여야 한다.
b The average AUC or Cmax of the investigational drug is anticipated to decrease by 25 percent or more in the presence of an ARA.11 The clinical significance of this decrease for an investigational drug should be determined based on the dose/exposure-efficacy relationship of individual drug.
11 Zhang L, F Wu, SC Lee, H Zhao, and L Zhang, 2014, pH-Dependent Drug-Drug Interactions for Weak Base Drugs: Potential Implications for New Drug Development, Clin Pharmacol Ther, 96(2):266-277.
11 Zhang L, F Wu, SC Lee, H Zhao, and L Zhang, 2014, pH-Dependent Drug-Drug Interactions for Weak Base Drugs: Potential Implications for New Drug Development, Clin Pharmacol Ther, 96(2):266-277.
c 다른 접근 방법(예: 집단 약동학 또는 생리학 기반 약동학 모델링, IV항 참조)을 고려할 수 있다.
c Alternative approaches (e.g., population pharmacokinetic or physiologically based pharmacokinetic modeling, see section IV) can be considered.
평가할 때는 다음 추가 고려사항을 반영하여야 한다.
The assessments should account for the following additional considerations:
용해도: 생리적으로 의미 있는 pH 범위(예: 1.0~6.8)에서 원료의약품의 수성 평형 용해도 프로파일을 특성분석하는 것이 중요하다.12 용해도를 측정할 pH 값은 프로파일의 변곡이 적절히 특성분석되도록, 예를 들어 균일한 간격(약 1 pH 단위)으로 정하여야 한다. 용해도 측정용 매질의 pH는 시험 약물에 의해 변해 처음 pH에서 벗어날 수 있으므로 용액의 pH를 측정하여 보고하여야 한다. 기준 용해도(즉, 용량을 250 mL로 나눈 값)를 계산하는 데 쓰는 용량은 시판 예정인 최대 치료 용량이어야 한다.
Solubility: It is important to characterize the aqueous equilibrium solubility profile of the drug substance over a physiologically relevant pH range (e.g., 1.0 to 6.8).12 The pH values to conduct solubility measurements should be chosen, for example, in uniform increments (approximately one pH unit), such that any inflection in the profile is appropriately characterized. Since the pH of the medium for measuring solubility could be altered by a tested drug and deviate from the initial pH, the pH of the solution should be measured and reported. The dose used to calculate the reference solubility (i.e., dose divided by 250 mL) should be the maximum therapeutic dose intended to be marketed.
용출시험에 쓰는 제형과 용량: 시험약의 pH 의존성 DDI 가능성 평가에 도움이 되도록 의약품 개발 초기에 초기 제형으로 용출 데이터를 얻을 수 있다. 이와 함께 시판 예정 제형에 대해서도 최대 치료 용량으로 용출시험을 수행하고 보고하여야 한다.
Formulation and dose used in a dissolution test: Dissolution data can be generated for an initial formulation during early drug development to help assess the liability of pH-dependent DDIs for an investigational drug. In addition, the dissolution test should also be performed and reported for the formulation intended to be marketed at the maximum therapeutic dose.
식후 상태에서만 복용하도록 의도된 약물: 음식을 섭취하면 위 pH가 올라간다. 따라서 식후 복용하도록 의도된 약물은 식후 상태의 pH를 나타내는 조건과 pH 6~6.8 조건에서의 용해도와 용출 프로파일을 비교하여 위 pH 변화의 영향을 평가하여야 한다. 예를 들어 pH 4~5는 고지방·고열량 식사 후의 pH 조건에 가깝고, pH 2~3은 가벼운 식사 후의 pH 조건을 반영한다.13,14,15 그러나 음식 섭취는 pH를 올릴 뿐 아니라 위장관에서 약물 용해도를 높일 수 있는 담즙산 분비를 자극하므로, 시험관내 pH-용해도 및 pH-용출 프로파일만으로 pH 의존성 DDI 가능성을 평가하기는 어려울 수 있다. 이런 경우 의뢰자는 심사 부서와 협의하여야 한다.
Drugs intended to be taken only under fed condition: Gastric pH is elevated upon food intake. Thus, for a drug that is intended to be taken under fed conditions, the impact of gastric-pH changes should be evaluated by comparing solubility and dissolution profiles at conditions representing the fed state pH conditions to that of pH 6-6.8. For example, pH 4-5 approximates the pH condition after a high-fat and high-calorie meal, and pH 2-3 reflects the pH condition after a light meal.13,14,15 However, assessing pH-dependent DDI liability based on in vitro pH-solubility and -dissolution profiles can be challenging because besides elevating pH, food intake stimulates secretion of bile acid which could increase drug solubility in the gastrointestinal tract. Under these circumstances, sponsors should consult with review Divisions.
12 FDA 가이던스 M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers (2021년 5월)를 참조한다.
12 See the FDA guidance entitled M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers (May 2021).
13 Surofchy DD, LA Frassetto, and LZ Benet, 2019, Food, Acid Supplementation and Drug Absorption-A Complicated Gastric Mix: A Randomized Control Trial, Pharm Res, 36(11):155.
13 Surofchy DD, LA Frassetto, and LZ Benet, 2019, Food, Acid Supplementation and Drug Absorption-A Complicated Gastric Mix: A Randomized Control Trial, Pharm Res, 36(11):155.
14 Koziolek M, F Schneider, M Grimm, C Mode, A Seekamp, T Roustom, W Siegmund, and W Weitschies, Intragastric pH and Pressure Profiles After Intake of the High-Caloric, High-Fat Meal as Used for Food-Effect Studies, 2015, J Control Release, 220(PT A):71-78.
14 Koziolek M, F Schneider, M Grimm, C Mode, A Seekamp, T Roustom, W Siegmund, and W Weitschies, Intragastric pH and Pressure Profiles After Intake of the High-Caloric, High-Fat Meal as Used for Food-Effect Studies, 2015, J Control Release, 220(PT A):71-78.
15 Simonian HP, L Vo, S Doma, RS Fisher, and HP Parkman, 2005, Regional Postprandial Differences in pH Within the Stomach and Gastroesophageal Junction, Dig Dis Sci, 50(12):2276-2285.
15 Simonian HP, L Vo, S Doma, RS Fisher, and HP Parkman, 2005, Regional Postprandial Differences in pH Within the Stomach and Gastroesophageal Junction, Dig Dis Sci, 50(12):2276-2285.
약산성 약물의 pH 의존성 DDI 영향 평가는 약염기성 약물에 비해 경험이 적다. pH 1~2에서 용해도가 낮고 pH가 올라가면 용해도가 증가하는 약산성 약물은 PPI나 H2 차단제와 병용 투여하면 흡수 속도나 흡수 정도(최고 농도(Cmax) 또는 농도-시간 곡선하 면적(AUC))가 높아질 수 있다. 그러나 현재 허가된 약산성 약물의 데이터를 보면 약산성 약물의 pH 의존성 DDI 크기는 일반적으로 작다. 임상시험 수행 여부는 약산성 약물의 안전성 프로파일 또는 용량/노출-안전성 관계에 따라 정한다.
There is less experience with the evaluation of the impact of pH-dependent DDIs for weak-acid drugs compared to weak-base drugs. It is possible that co-administration with a PPI or a H2 blocker could result in a higher rate or extent (maximum concentration (Cmax) or area under the concentration time curve (AUC)) of absorption for weak-acid drugs with low solubility at pH 1-2 and increased solubility at elevated pH. However, based on data from currently approved weak-acid drugs, the magnitude of pH-dependent DDIs for weak-acid drugs is generally small. Whether to conduct a clinical study depends on the safety profile or dose/exposure-safety relationship of a weak-acid drug.
방출 기전이 pH에 민감한 서방성 또는 지연방출 제품은 ARA와 DDI를 일으킬 가능성이 있다. 이러한 조절방출 제품의 임상 pH 의존성 DDI 평가 경험은 매우 제한적이다. pH 의존성 DDI 가능성이 있는 조절방출 프로파일의 약물에 대해서는 의뢰자가 해당 심사 부서와 협의하여야 한다.
Extended-release or delayed-release products with pH-sensitive release mechanisms have the potential for DDIs with ARAs. There is very limited experience with clinical pH-dependent DDI evaluation for these modified-release products. Sponsors should consult the appropriate review division for drugs that have a modified-release profile that could have a pH-dependent DDI liability.
시험대상자군: 일반적으로 ARA와의 상호작용 가능성을 특성분석하는 전용 시험은 건강한 시험대상자를 대상으로 수행할 수 있다. 안전성 문제로 특정 약물(예: 세포독성 약물)의 시험에 건강한 시험대상자를 쓸 수 없는 경우가 있으며, 이때는 시험약의 개발 대상 환자를 대상으로 시험을 수행하여야 한다. DDI 시험에 포함하는 시험대상자 수는 상호작용의 크기와 변동성을 신뢰성 있게 추정하기에 충분하여야 한다.
Study population: Generally, dedicated studies can be conducted in healthy subjects to characterize the interaction potential with ARAs. Safety considerations could preclude the use of healthy subjects for testing certain drugs (e.g., cytotoxic drugs) in which case these studies should be performed in patients for whom the investigational drug is being developed. The number of subjects included in a DDI study should be sufficient to provide a reliable estimate of the magnitude and variability of the interaction.
시험 설계: 시험대상자 간 변동성을 줄이기 위해 교차 시험(고정 순서 또는 무작위배정)이 선호된다. 약물의 반감기가 길면 평행 설계를 고려할 수 있다.
Study design: Crossover studies (fixed-sequence or randomized) are preferred to reduce inter-subject variability. A parallel study design can be considered if a drug has a long half-life.
ARA 선택: DDI 시험에 쓸 ARA와 그 투여 요법의 선택은 목적(예: 최악의 시나리오 특성분석, 또는 시차 투여 같은 적절한 위험 완화 전략 확인)에 따라 달라진다. 현재 허가된 ARA 가운데 PPI는 위 pH에 대한 효과가 오래 지속되므로, PPI로 시험을 수행하거나 PPI를 포함하는 것이 권장된다. 필요에 따라 대안으로 다른 계열 ARA의 영향을 평가할 수 있다. 몇 가지 고려사항을 아래에서 자세히 설명한다.
Choice of ARAs: Selection of ARAs and associated dosing regimens for DDI studies depends on the purpose (e.g., characterization of a worst-case scenario or identification of an appropriate mitigation strategy such as staggered administration). Among the currently approved ARAs, PPIs result in prolonged effects on gastric pH; therefore, it is recommended that the study be conducted with or include a PPI. Effects of other classes of ARAs can be evaluated as alternatives as needed. Some considerations are discussed in detail below.
PPI: 시험약을 투여하기 전에 PPI의 약력학적 항정상태에 도달하도록 PPI를 며칠(예: 4~7일) 동안 미리 투여하여야 한다. PPI가 위 pH에 미치는 효과는 오래 지속되므로, 시험약을 PPI와 시차 투여해도 DDI 위험이 완화되지 않을 것으로 예상된다(추가 고려사항은 V항 참조). PPI가 위 pH에 미치는 효과(예: 24시간 평균 pH, 24시간 동안 pH ≥4인 시간의 비율)는 개별 PPI와 그 용량에 따라 다르다. pH 상승에 최대에 가까운 효과를 낼 것으로 예상되는 PPI와 용량을 선택하는 것이 바람직하다.16,17
PPIs: Pre-treatment with PPIs for several days (e.g., 4 to 7 days) is needed to reach the pharmacodynamic steady state of PPIs before administering the investigational drug. The effect of PPIs on gastric pH is long lasting, and thus staggered administration of an investigational drug with a PPI is not expected to mitigate the DDI risk (see section V for additional considerations). The effect of PPIs on gastric pH (e.g., mean pH over 24 hours, percentage of the time when the pH ≥4 in a 24-hour interval) is dependent on the individual PPI and its dose. It is preferable to select a PPI and a dose that is expected to provide a near maximum effect on pH elevation.16,17
H2 차단제: 일반적으로 시험약보다 먼저(예: 2시간 전) H2 차단제를 1회 또는 반복 투여하면 pH 상승 효과를 최대로 할 수 있다.18,19 H2 차단제는 PPI보다 pH 상승 지속 시간이 비교적 짧으므로, 약물을 H2 차단제와 시차 투여하면 pH 의존성 DDI 위험을 줄이거나 피할 수 있다. 예를 들어 시험약을 H2 차단제 투여 2시간 전과 10~12시간 후에 투여하면 위험을 완화할 수 있다(추가 고려사항은 V항 참조). 이러한 전략은 임상시험으로 확인하여야 한다.
H2 blockers: In general, administration of single or multiple doses of H2 blockers ahead of the investigational drug (e.g., 2 hours) can maximize the pH-elevating effect.18,19 Since H2 blockers result in a relatively shorter duration of pH increase than PPIs, the pH-dependent DDI risk could be reduced or avoided for a drug with staggered administration of H2 blockers. For example, administration of an investigational drug 2 hours before and 10 to 12 hours after dosing of H2 blockers could mitigate the risk (see section V for additional considerations). Such a strategy should be confirmed with a clinical study.
제산제: 제산제는 위산을 직접 중화하는 효과가 있으므로 제산제 1회 용량을 병용 투여할 수 있다.
Antacids: Concomitant administration of a single dose of an antacid could be used due to their direct gastric acid neutralizing effect.
추가 고려사항: 시험에 쓸 ARA를 고를 때는 위 pH 변화 외의 상호작용 기전도 고려하여야 한다. 예를 들어 오메프라졸은 CYP2C19 억제제로 알려져 있고, 시메티딘은 여러 CYP 효소와 수송체(예: CYP2D6, CYP3A4, MATE1, MATE2/K)를 억제한다. 다른 상호작용 기전을 나타내지 않는 ARA를 선택하는 것이 바람직하다(I항 참조). 또한 시험약이 약동학에 영향을 줄 것으로 예상되는 ARA는 DDI 시험에 사용하지 않아야 한다.
Additional considerations: Interacting mechanisms other than gastric-pH changes should be taken into consideration when choosing an ARA to study. For example, omeprazole is a known inhibitor of CYP2C19, and cimetidine inhibits multiple CYP enzymes and transporters (e.g., CYP2D6, CYP3A4, MATE1 and MATE2/K). It is preferable to select an ARA that does not exhibit other interacting mechanisms (see section I). Also, an ARA should not be used in a DDI study if its pharmacokinetics are anticipated to be affected by the investigational drug.
16 Miner P, PO Katz, Y Chen, M Sostek, 2003, Gastric Acid Control With Esomeprazole, Lansoprazole, Omeprazole, Pantoprazole, and Rabeprazole: A Five-Way Crossover Study, Am J Gastronenterol, 98(12):2616-20.
16 Miner P, PO Katz, Y Chen, M Sostek, 2003, Gastric Acid Control With Esomeprazole, Lansoprazole, Omeprazole, Pantoprazole, and Rabeprazole: A Five-Way Crossover Study, Am J Gastronenterol, 98(12):2616-20.
17 Kirchheiner J, S Glatt, U Fuhr, U Klotz, I Meineke, T Seufferlein, J Brockmöller, 2009, Relative Potency of Proton-Pump Inhibitors-Comparison of Effects on Intragastric pH, Eur J Clin Pharmacol, 65(1):9-31.
17 Kirchheiner J, S Glatt, U Fuhr, U Klotz, I Meineke, T Seufferlein, J Brockmöller, 2009, Relative Potency of Proton-Pump Inhibitors-Comparison of Effects on Intragastric pH, Eur J Clin Pharmacol, 65(1):9-31.
18 Hedenström H, C Alm, M Kraft, A Grahnén, 1997, Intragastric pH After Oral Administration of Single Doses of Ranitidine Effervescent Tablets, Omeprazole Capsules and Famotidine Fast-Dissolving Tablets to Fasting Healthy Volunteers, Aliment Pharmacol Ther, 11(6):1137-41.
18 Hedenström H, C Alm, M Kraft, A Grahnén, 1997, Intragastric pH After Oral Administration of Single Doses of Ranitidine Effervescent Tablets, Omeprazole Capsules and Famotidine Fast-Dissolving Tablets to Fasting Healthy Volunteers, Aliment Pharmacol Ther, 11(6):1137-41.
19 Miner Jr, PB, LD Allgood, JM Grender, 2007, Comparison of Gastric pH with Omeprazole Magnesium 20.6 mg (Prilosec OTC) o.m. Famotidine 10 mg (Pepcid AC) b.d. and Famotidine 20 mg b.d. Over 14 Days of Treatment, Aliment Pharmacol Ther, 25(1):103-9.
19 Miner Jr, PB, LD Allgood, JM Grender, 2007, Comparison of Gastric pH with Omeprazole Magnesium 20.6 mg (Prilosec OTC) o.m. Famotidine 10 mg (Pepcid AC) b.d. and Famotidine 20 mg b.d. Over 14 Days of Treatment, Aliment Pharmacol Ther, 25(1):103-9.
용량: 최악의 시나리오를 특성분석하려면 의뢰자는 DDI 시험에서 임상 현장에서 흔히 쓰는 ARA 용량 중 가장 높은 용량(예: 에스오메프라졸 40 mg, 오메프라졸 40 mg, 판토프라졸 40 mg)을 선택하여야 한다. 시험약은 치료 목적으로 의도된 최대 권장 용량이 pH 의존성 DDI 영향에 더 민감하므로 그 용량이 권장된다. 다른 용량이나 투여 요법을 제안한다면 의뢰자는 그 타당성을 제시하여야 한다.
Dose: To characterize the worst-case scenario, sponsors should select the highest dose of an ARA in the DDI study that is commonly used in clinical practice (e.g., 40 mg esomeprazole, 40 mg omeprazole, 40 mg pantoprazole). The maximum recommended dose of an investigational drug that is intended for therapeutic use is recommended since it is more susceptible to pH-dependent DDI effects. Sponsors should provide a justification if an alternative dose or dosing regimen is proposed.
제형: pH 의존성 DDI 영향은 제형에 따라 다를 수 있다. 따라서 시험약의 시판 예정 제형으로 전용 시험을 수행하는 것이 권장된다. 의약품 개발 초기에는 그러한 제형이 없을 수 있음을 인정한다. 초기 제형으로 시험을 수행한다면, 의뢰자는 그 pH 의존성 DDI 영향을 시판 예정 제형에 외삽할 수 있는 이유를 정당화하는 근거를 제시하여야 한다.
Formulation: The pH-dependent DDI effect can be formulation dependent. Thus, a dedicated study is recommended with the to-be-marketed formulation of an investigational drug. It is recognized that such a formulation might not be available during early drug development. If a study is performed with an early formulation, the sponsor should provide a rationale that justifies why the pH-dependent DDI effect can be extrapolated to the to-be-marketed formulation.
시험약 투여 빈도: 다음의 경우가 아니면 시험약을 1회 투여하는 것으로 충분하다: (1) 반복 투여 후 약물 흡수가 달라지는 경우, (2) 환자를 대상으로 시험을 수행하여야 하고 지속 치료가 필요한 환자에게 1회 투여가 유익하지 않은 경우.
Dosing frequency of investigational drug: Single-dose administration of the investigational drug is acceptable, unless: (1) there is a change in drug absorption after multiple doses; or (2) the study has to be conducted in patients, and single-dose administration is not beneficial to patients who need continuous treatment.
음식 섭취: 시험약을 공복 상태에서 복용하도록 의도했다면 시험은 공복 조건에서 수행하여야 한다. 시험약을 음식과 관계없이 복용하도록 의도했다면, 공복 조건이 최악의 시나리오를 나타낼 가능성이 높으므로 시험은 공복 조건에서 수행하여야 한다. 시험약을 음식과 함께 복용하도록 의도했다면, 시험은 후기 임상시험과 일관된 식후 조건에서 수행하여야 한다. 고지방 식사는 다른 식사보다 기저 위 pH를 더 많이 올리고 약물 가용화를 돕는 담즙산 분비를 더 많이 자극하므로, 약물을 고지방 식사와 함께 투여하면 다른 종류의 음식에 비해 ARA의 pH 의존성 DDI 영향을 과소평가할 수 있다.
Food intake: If an investigational drug is intended to be taken in the fasted state, the study should be conducted under fasted conditions. If the investigational drug is intended to be taken without regard to food, the study should be conducted under fasted conditions as it is likely to represent the worst-case scenario. If the investigational drug is intended to be taken with food, the study should be conducted under fed conditions that are consistent with late-phase clinical trials. Administration of a drug with a high-fat meal could underestimate the pH-dependent DDI effect of ARAs compared to other types of food, since high-fat meals elevate the baseline gastric pH more than other meals and stimulate more secretion of bile acids which help solubilize drugs.
약동학 검체 채취와 데이터 수집: 약동학(PK) 검체 채취 시점은 시험약을 단독 투여할 때와 ARA와 병용 투여할 때의 AUC0-INF(반복 투여 시험에서는 항정상태 AUC0-TAU), Cmax, Cmax 도달 시간(Tmax), 그리고 임상적으로 의미가 있다면 최저 농도(Cmin) 또는 부분 AUC를 적절히 특성분석하기에 충분하여야 한다. 활성 대사체가 시험약의 유효성이나 안전성에 기여한다면 의뢰자는 활성 대사체 농도도 측정하여야 한다.
Pharmacokinetic sampling and data collection: Pharmacokinetic (PK) sampling times should be sufficient to adequately characterize the AUC0-INF (or steady-state AUC0-TAU for multiple-dose studies), the Cmax, the time to reach Cmax (Tmax), and if clinically relevant, the minimal concentration (Cmin) or partial AUC of an investigational drug administered alone and when co-administered with an ARA. Sponsors should also determine active metabolite concentrations if the metabolites contribute to the investigational drug’s efficacy or safety.
생리학 기반 약동학(PBPK) 시뮬레이션: 그림 1에 제시한 평가 틀과 함께, pH 의존성 DDI 가능성을 추가로 평가하는 데 PBPK 시뮬레이션을 쓸 수 있는 경우가 있다. PBPK 접근법은 임상시험 설계를 정하는 데에도 유용할 수 있다. PBPK의 활용은 아직 발전 중이며 FDA가 계속 평가하고 있다. 따라서 pH 의존성 DDI를 평가하기 위해 PBPK 시뮬레이션 접근법을 택한다면 의뢰자는 해당 심사 부서와 협의할 것이 권장된다. 의약품 개발에서 PBPK 접근법을 사용할 때의 일반적 고려사항은 FDA 업계 대상 가이던스 Physiologically Based Pharmacokinetic Analyses — Format and Content Guidance for Industry (2018년 8월)에 있다.20
Physiologically based PK (PBPK) simulations: In conjunction with the assessment framework outlined in Figure 1, PBPK simulations can sometimes be used to further assess the potential for pH-dependent DDIs. PBPK approaches can also be useful to inform clinical study designs. The applications of PBPK are still evolving and are continuously being evaluated by the FDA. Therefore, sponsors are encouraged to consult the appropriate review division if they pursue a PBPK simulation approach to evaluate pH-dependent DDIs. General considerations for using PBPK approaches in drug development can be found in the FDA guidance for industry entitled Physiologically Based Pharmacokinetic Analyses — Format and Content Guidance for Industry (August 2018).20
20 FDA 가이던스 초안 The Use of Physiologically Based Pharmacokinetic Analyses - Biopharmaceutics Applications for Oral Drug Product Development, Manufacturing Changes, and Controls (2020년 9월)도 참조한다. 이 가이던스는 최종본이 되면 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낼 것이다.
20 Also see the FDA draft guidance entitled The Use of Physiologically Based Pharmacokinetic Analyses - Biopharmaceutics Applications for Oral Drug Product Development, Manufacturing Changes, and Controls (September 2020). When final, this guidance will represent the Agency’s current thinking on this topic.
일반적으로 전용 DDI 시험에서 시험약과 ARA 한 가지로 관찰한 영향은 같은 계열의 다른 ARA로 외삽할 수 있다(즉, 비슷한 위 pH 상승 효과를 내는 용량 수준에서 PPI 하나의 결과를 다른 PPI로).
In general, the effects observed with an investigational drug and one ARA from a dedicated DDI study can be extrapolated to other ARAs within the same class (i.e., from one PPI to other PPIs at dose levels that achieve a similar gastric-pH elevating effect).
위 pH 변화 외에도 여러 상호작용 기전을 가진 ARA로 전용 DDI 시험을 수행한 경우에는 그 ARA의 결과를 같은 계열의 다른 ARA로 외삽하는 데 교란이 있을 수 있다.
Extrapolation of the findings with an ARA to other in-class ARAs may be confounded when a dedicated DDI study is conducted with an ARA that has multiple interacting mechanisms besides a change in gastric pH.
전용 시험의 결과를 외삽하여 라벨링 권고를 마련하는 틀을 아래에 제시한다. 이 틀은 약염기성 속방성 시험약 제품을 PPI와 함께 평가한 예를 보여 준다(그림 2). pH 의존성 DDI를 평가하기 위해 다른 전략을 택한다면 의뢰자는 해당 심사 부서와 협의하여야 한다.
A framework is presented below for extrapolating results from a dedicated study to develop labeling recommendations. The framework depicts the example of a weak-base, immediate-release investigational drug product evaluated with a PPI (Figure 2). Sponsors should consult the appropriate review division if they pursue alternative strategies to evaluate pH-dependent DDIs.
일반적으로 PPI는 위 pH에 대한 효과가 오래 지속되므로 pH 의존성 DDI의 최악의 시나리오에 해당한다. 따라서 PPI와의 전용 시험에서 음성 결과가 나오면 시험약에 pH 의존성 DDI가 없음을 나타낸다. PK 결과를 임상적으로 유의하다고 볼지는 시험약의 노출-반응(예: 유효성 또는 안전성) 관계를 근거로 판단하여야 한다. DDI 시험 결과의 해석에 관한 권고는 FDA 업계 대상 가이던스 Clinical Drug Interaction Studies — Cytochrome P450 Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions (2020년 1월)를 참조한다.
In general, PPIs represent a worst-case scenario for pH-dependent DDIs due to their long-lasting effects on gastric pH. Thus, a negative result from a dedicated study with a PPI indicates the lack of a pH-dependent DDI for an investigational drug. Whether PK results are considered as clinically significant should be determined based on the exposure-response (e.g., efficacy or safety) relationship of an investigational drug. Refer to the FDA guidance for industry entitled Clinical Drug Interaction Studies — Cytochrome P450 Enzyme- and Transporter-Mediated Drug Interactions (January 2020) for recommendations regarding interpreting the results of the DDI studies.
시험약과 PPI의 시험에서 시험약 노출에 임상적으로 유의한 변화가 나타나면, FDA는 위험 완화 전략과 DDI 완화를 최적화하기 위한 시험약 추가 시험 수행에 관해 다음과 같이 권고한다.
If the study of the investigational drug with a PPI demonstrates a clinically significant change in the exposure of an investigational drug, the FDA has the following recommendations regarding mitigation strategies and for conducting additional studies with the investigational drug to optimize DDI mitigation:
PPI: 약물을 PPI와 함께 사용하지 않는다. 또는 의뢰자는 더 낮은 PPI 용량의 영향을 평가하는 추가 시험 수행을 고려할 수 있다.
PPIs: Avoid the use of the drug with PPIs. Alternatively, the sponsor can consider conducting an additional study to evaluate the impact of a lower dose of a PPI.
H2 차단제: 약물을 H2 차단제와 함께 사용하지 않는다. 또는 의뢰자는 pH 의존성 DDI 위험을 완화하는 임상적으로 실용적인 투여 요법을 찾기 위해 하나 이상의 시차 투여 일정을 평가하는 시험약 추가 시험을 수행할 수 있다.
H2 blockers: Avoid the use of the drug with H2 blockers. Alternatively, the sponsor can conduct an additional study with the investigational drug to evaluate one or more staggered dosing schedules to identify a clinically practical dosing regimen to mitigate the risk of pH-dependent DDIs.
제산제: 제산제의 효과는 단기간이므로 약물을 제산제와 시차 투여할 수 있다(예: 제산제 사용 2시간 전 또는 2시간 후에 약물을 투여).21 필요하면 의뢰자는 시험약과 제산제의 시차 투여 간격을 더 짧게 하여 평가하는 시험을 수행할 수 있다.
Antacids: Drug dosing can be staggered with antacids (e.g., administer the drug 2 hours before or 2 hours after antacid use) because the antacid effect is short-term.21 If needed, the sponsor can conduct a study to evaluate a shorter period of staggered dosing of the investigational drug with antacids.
이러한 위험 완화 전략은 라벨링에 적절히 전달하여야 한다.
Such mitigation strategies should be appropriately communicated in labeling.
21 Lin, MS, P Sun, HY Yu, 1998, Evaluation of Buffering Capacity and Acid Neutralizing-pH Time Profile of Antacids, J Formos Med Assoc, 97(10):704-10.
21 Lin, MS, P Sun, HY Yu, 1998, Evaluation of Buffering Capacity and Acid Neutralizing-pH Time Profile of Antacids, J Formos Med Assoc, 97(10):704-10.
그림 2. 약염기성 약물의 속방성 제품에서 임상 DDI 시험 결과의 외삽과 그 의미Figure 2. Extrapolating Clinical DDI Study Results and Implications for Immediate-Release Products of Weak-Base Drugs
처방정보(Prescribing Information)에는 의료인이 약물을 안전하고 유효하게 사용하는 데 필요한 핵심 과학 정보의 요약이 반드시 담겨야 한다.22 DDI 정보를 라벨링에 넣는 방법에 관한 구체적 요건과 권고는 21 CFR 201.57과 다음 FDA 가이던스를 참조한다.23,24
The Prescribing Information must contain a summary of essential scientific information needed for the safe and effective use of the drug by the healthcare provider.22 For specific requirements and recommendations regarding how to incorporate DDI information in labeling, refer to 21 CFR 201.57 and the following FDA guidances:23,24
22 21 CFR 201.56(a)(1).
22 21 CFR 201.56(a)(1).
23 그 밖의 사람용 전문의약품 라벨링 가이던스 문서는 FDA의 Labeling Resources for Human Prescription Drugs 웹사이트(https://www.fda.gov/drugs/laws-acts-and-rules/fdas-labeling-resources-human-prescription-drugs)를 참조한다.
23 For additional human prescription drug labeling guidance documents, see the FDA’s Labeling Resources for Human Prescription Drugs website (available at https://www.fda.gov/drugs/laws-acts-and-rules/fdas-labeling-resources-human-prescription-drugs).
24 FDA 가이던스 초안 Dosage and Administration Section of Labeling for Human Prescription Drug and Biological Products — Content and Format (2023년 1월)도 참조한다. 이 가이던스는 최종본이 되면 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낼 것이다.
24 Also see the FDA draft guidance entitled Dosage and Administration Section of Labeling for Human Prescription Drug and Biological Products — Content and Format (January 2023). When final, this guidance will represent the Agency’s current thinking on this topic.
위산 감소제(ARA)가 위 pH를 올려 경구 약물의 용해도·용출과 생체이용률을 바꾸는 pH 의존성 약물상호작용을 언제, 어떻게 임상시험으로 평가하고 그 결과를 해석해 라벨링에 반영할지에 관한 FDA 권고를 담은 가이던스입니다. 2023년 3월 CDER 임상약리 분야 최종 가이던스입니다.
약염기성 약물의 속방성 제품이라면 먼저 pH 1.0–6.8 범위에서 pH 의존성 용해도가 있는지, pH 6.0–6.8에서의 용해도가 용량을 250 mL로 나눈 값보다 낮은지 봅니다. 선택적으로 pH 1.2와 pH 6.8 용출액에서 용출 프로파일을 비교해 f2가 50 미만이면 ARA와 상호작용 가능성이 높다고 보고 임상시험을 권장합니다(그림 1).
PPI는 위 pH에 대한 효과가 오래 지속되어 최악의 시나리오에 해당하므로 PPI로 시험하거나 PPI를 포함할 것이 권장됩니다. PPI는 약력학적 항정상태에 도달하도록 4~7일 미리 투여하고, 임상에서 흔히 쓰는 최고 용량(예: 에스오메프라졸·오메프라졸·판토프라졸 40 mg)을 선택하며, CYP 억제 같은 다른 상호작용 기전이 없는 ARA를 고르는 것이 바람직합니다.
PPI와 H2 차단제는 병용을 피하도록 하되, 더 낮은 PPI 용량이나 H2 차단제와의 시차 투여 일정을 평가하는 추가 시험을 할 수 있습니다. 제산제는 효과가 짧아 약물을 제산제 2시간 전 또는 2시간 후에 투여하는 시차 투여가 가능하며, 이러한 위험 완화 전략은 라벨링에 적절히 반영하여야 합니다.