바이오마커 적격성 인정을 뒷받침하기 위한 조직병리검사 및 관련 방법 사용 시 고려사항
Considerations for Use of Histopathology and Its Associated Methodologies to Support Biomarker Qualification
제약바이오의 정석이 제공하는 FDA 가이던스 한글 번역본이며, 원문과 차이가 있으면 원문을 우선시합니다. 가이던스는 법적 구속력이 없는 FDA의 현재 견해입니다.
이 가이던스는 조직병리검사를 '정답'에 해당하는 진실 기준으로 삼아 비임상시험으로 바이오마커 적격성 인정을 받으려는 분들을 위한 FDA 문서예요.
핵심은 바이오마커 수준 변화와 조직의 형태학적 변화가 시간적으로 어떻게 맞물리는지, 그리고 바이오마커 민감도·특이도를 분석 민감도·특이도와 구분해 특성분석하는 거예요.
일반 비임상 안전성 평가 시험과 달리, 확증적 시험에서는 병리전문가가 투여 조건·채취 시점·바이오마커 결과를 모른 채 눈가림 판독하도록 강력히 권장한다는 점을 꼭 기억해 두세요.
실무에서는 IV항의 슬라이드 검경·대조군·고정·절편 수·염색 요건과 V항의 필터링·진단 표류·시간 경과 편향 부분을 가장 자주 찾게 될 거예요.
적격성 인정 절차 자체는 「Qualification Process for Drug Development Tools」 가이던스에서 다루니 함께 보면 좋아요.
이 가이던스는 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낸다. 이 가이던스는 누구에게도 어떠한 권리를 만들지 않으며, FDA나 일반 대중을 구속하지 않는다. 적용 법률과 규정의 요건을 충족한다면 다른 접근 방법을 사용할 수 있다. 다른 접근 방법을 논의하려면 표지에 적힌, 이 가이던스를 담당하는 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)의 신약실(Office of New Drugs)과 중개과학실(Office of Translational Sciences)이 작성하였다.
1 This guidance has been prepared by the Office of New Drugs and the Office of Translational Sciences in the Center for Drug Evaluation and Research (CDER) at the Food and Drug Administration.
이 가이던스는 조직병리검사를 참조 기준 또는 진실 기준(truth standard)으로 사용하는 비임상시험을 수행하여 바이오마커2의 적격성 인정을 신청하는 자를 돕기 위한 것이다(Zhou et al. 2011). 이러한 시험은 비임상 바이오마커 적격성 인정을 뒷받침하는 직접 근거가 되거나, 제안된 사용 맥락(context of use)에 맞는 임상 바이오마커의 개발과 적격성 인정에 도움이 되는 보조적 중개 데이터가 될 수 있으므로, 조직병리학적 변화와 관련하여 바이오마커 성능을 과학적으로 엄밀하게 평가하는 것이 필수적이다. 이 가이던스는 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험에서 조직병리 데이터를 생성할 때 고려하여야 할 사항을 다루고, 바이오마커 특성분석과 적격성 인정에 권장되는 과학적 기준을 제시한다.
This guidance is intended to assist submitters of a biomarker2 for qualification that conduct nonclinical studies for which histopathology is used as a reference or truth standard (Zhou et al. 2011). Scientifically rigorous evaluation of biomarker performance in relation to histopathologic changes is essential in these studies because they may provide direct evidence to support nonclinical biomarker qualification or supportive translational data to aid in the development and qualification of clinical biomarkers for a proposed context of use. This guidance discusses the issues that should be considered when generating histopathology data in nonclinical biomarker qualification studies and outlines the scientific standards recommended for biomarker characterization and qualification.
바이오마커 적격성 인정 절차는 별도의 가이던스인 「의약품 개발 도구의 적격성 인정 절차(Qualification Process for Drug Development Tools)」에 설명되어 있다.3
The biomarker qualification process is described in a separate guidance, Qualification Process for Drug Development Tools.3
일반적으로 FDA 가이던스 문서는 법적 강제력이 있는 의무를 정하지 않는다. 가이던스는 어떤 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 설명하는 것이며, 특정 규정이나 법률 요건을 인용하지 않는 한 권고로만 보아야 한다. FDA 가이던스에서 should라는 말은 무언가를 제안하거나 권장한다는 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.
2 처음 나올 때 굵은 글씨로 표시한 용어는 이 가이던스의 용어 정의(Glossary) 부분에 정의되어 있다.
2Terms that appear in bold type upon first use are defined in the Glossary section of this guidance.
3 산업계 및 FDA 직원용 FDA 가이던스 「의약품 개발 도구의 적격성 인정 절차(Qualification Process for Drug Development Tools)」 참조(http://www.fda.gov/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/default.htm 에서 볼 수 있다). 가이던스는 주기적으로 갱신된다. 가이던스의 최신판인지 확인하려면 FDA 의약품 가이던스 웹페이지 http://www.fda.gov/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/default.htm 을 확인한다.
3 See FDA guidance for industry and FDA staff on Qualification Process for Drug Development Tools, available at http://www.fda.gov/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/default.htm. We update guidances periodically. To make sure you have the most recent version of a guidance, check the FDA Drugs guidance Web page at http://www.fda.gov/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/default.htm.
바이오마커의 발굴, 특성분석, 적격성 인정 및 사용은 FDA 핵심 경로 계획(Critical Path Initiative)4에서 의약품5 개발의 효율과 성공률을 높이는 중요한 수단으로 꼽혔다.
The discovery, characterization, qualification, and use of biomarkers have been identified by the FDA Critical Path Initiative4 as important means for improving the efficiency and success rate of drug5 development.
생물학적 표지자(biological marker) 또는 바이오마커는 정상적인 생물학적 과정, 병리적 과정 또는 치료적 개입에 대한 생물학적 반응의 지표로서 객관적으로 측정·평가되는 특성으로 정의된다(Biomarkers Definitions Working Group 2001).
A biological marker or biomarker is defined as a characteristic that is objectively measured and evaluated as an indicator of normal biologic processes, pathogenic processes, or biological responses to a therapeutic intervention (Biomarkers Definitions Working Group 2001).
사용 맥락은 의약품 개발에서 바이오마커를 어떤 방식으로 사용하고 어떻게 해석하며 어떤 목적으로 사용하는지를 설명하는 포괄적이고 명확한 진술이다. 사용 맥락의 구성 요소와 바이오마커 범주에 관한 자세한 내용은 바이오마커 적격성 인정 사용 맥락 웹페이지(http://www.fda.gov/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/DrugDevelopmentToolsQualificationProgram/ucm284620.htm)에서 볼 수 있다. 비임상 바이오마커의 경우, 신청자는 비임상시험에서 바이오마커를 정상 건강 동물에 사용할 것인지 질환 동물모델에 사용할 것인지를 명시하여야 한다.
The context of use is a comprehensive and clear statement that describes the manner of use, interpretation, and purpose of use of a biomarker in drug development. Details about the elements of context of use and categories of biomarkers can be found at the Biomarker Qualification Context of Use Web page (http://www.fda.gov/Drugs/DevelopmentApprovalProcess/DrugDevelopmentToolsQualificationProgram/ucm284620.htm). For nonclinical biomarkers, submitters should specify whether the intended use of the biomarker in nonclinical studies will be in normal, healthy animals or in animal models of disease.
바이오마커가 적격성을 인정받으면, 분석적으로 타당한 그 바이오마커의 측정값은 의약품 개발과 규제 의사결정에서 특정하고 해석 가능한 의미(예: 생리학적, 독성학적, 약리학적 또는 임상적 의미)를 갖는 것으로 신뢰할 수 있다. 그러면 업계는 시판 전 의약품 개발 중에 적격성이 인정된 사용 맥락에 그 바이오마커를 사용할 수 있고, FDA 심사자는 적용 가능성이나 유용성을 다시 확인할 필요 없이 적격성이 인정된 사용 맥락을 신뢰할 수 있다. 적격성 인정 절차에는 특정 사용 맥락에 대한 바이오마커를 뒷받침하는 데이터를 평가하는 공식 심사가 포함된다. 바이오마커 적격성 인정을 뒷받침하기 위해 수행할 시험의 유형은 제안된 사용 맥락에 따라 달라지며, 사용 맥락이 데이터의 깊이와 범위를 정한다.
When a biomarker is qualified, analytically valid measurements of it can be relied upon to have a specific and interpretable meaning (e.g., physiologic, toxicologic, pharmacologic, or clinical) in drug development and regulatory decision-making. Industry can then use the biomarker for its qualified context of use during premarketing drug development, and FDA reviewers can be confident about its qualified context of use without the need to reconfirm its applicability or utility. The qualification process includes a formal review to evaluate data supporting a biomarker for a particular context of use. The types of studies to be conducted in support of a biomarker qualification will depend upon the proposed context of use, which dictates the depth and extent of data.
따라서 비임상 바이오마커 적격성 인정을 뒷받침하는 데이터는 신뢰할 수 있고 반복 가능하여야 한다. 바이오마커는 CDER의 검토와 협의를 거쳐 사례별로 임상시험계획(IND) 신청에서 적격성이 인정된 사용 맥락 밖의 목적으로도 사용할 수 있다.
Accordingly, data supporting a nonclinical biomarker qualification should be reliable and repeatable. The biomarker also can be used for a purpose outside the qualified context of use in investigational new drug application (IND) submissions, subject to review and discussion with CDER, on a case-by-case basis.
이 가이던스에서 탐색적 시험(exploratory study)과 확증적 시험(confirmatory study)이라는 용어는 사람 대상 유효성 시험을 설명할 때와 비슷하게 쓰이며, 각각 탐색적 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험과 확증적 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험을 가리킨다. 탐색적 시험은 목적이 분명하여야 한다. 이 시험의 결과는 후속 연구의 방향을 잡는 초기 정보가 될 수 있다. 이러한 시험은 대개 바이오마커 특성분석의 초기에 이루어지며, 축적되는 데이터에 따라 시험계획서와 분석을 바꿀 수 있는 유연한 설계를 사용할 수 있다. 이 시험은 유익한 정보를 주는 경우가 많지만, 일반적으로 바이오마커의 제안된 사용 맥락을 뒷받침하는 유일한 데이터 출처가 되지는 않는다. 반면 확증적 시험은 잘 설계되고 잘 통제된, 가설에 기반한 시험이다.
The terms exploratory study and confirmatory study are used in this guidance similarly to their use in describing human efficacy studies — to refer to exploratory nonclinical biomarker qualification studies and confirmatory nonclinical biomarker qualification studies, respectively. Exploratory studies should have clear objectives. The results of the studies may provide initial information to guide further investigation. These studies usually occur early in the characterization of a biomarker and can use a flexible design that allows for changes in the study protocol and analyses in response to the accumulating data. The studies are often informative but would generally not be the sole source of data to support the proposed context of use of a biomarker. In contrast, a confirmatory study is well designed, well controlled, and hypothesis driven.
확증적 시험은 바이오마커의 제안된 사용 맥락을 뒷받침하는 실질적 근거를 제공할 것으로 기대된다.
Confirmatory studies are expected to provide substantive evidence to support the proposed context of use of a biomarker.
4 FDA 핵심 경로 계획(Critical Path Initiative) 참조(http://www.fda.gov/scienceresearch/specialtopics/criticalpathinitiative/default.htm 에서 볼 수 있다).
4 See FDA’s Critical Path Initiative, available at http://www.fda.gov/scienceresearch/specialtopics/criticalpathinitiative/default.htm.
5 이 가이던스에서 의약품(drug)이라는 용어는 달리 명시하지 않는 한 CDER가 규제하는 사람용 의약품과 치료용 생물의약품을 모두 가리킨다.
5 The term drug as used in this guidance refers to both human drugs and therapeutic biologics regulated by CDER unless otherwise specified.
적격성 인정 결정(qualification determination)은 FDA가 내리는 규제상 결론이다. 적격성 인정 시험(qualification study)은 이 가이던스에서 바이오마커 적격성 인정 절차와 관련된 비임상시험을 가리키는 일반 용어로 쓰인다. 바이오마커가 특정 사용 맥락에 대해 적격성을 인정받아야 한다는 FDA의 결론을 뒷받침하려면 데이터의 품질과 완전성이 중요하다. 적격성이 인정된 바이오마커는 의약품 개발과 규제 결정을 뒷받침하기 위한 것이다. 따라서 적격성 인정 데이터는 신뢰할 수 있고 반복 가능하여야 한다.
A qualification determination is a regulatory conclusion made by the FDA. Qualification study is a general term used in this guidance to refer to nonclinical studies having to do with the process of biomarker qualification. Data quality and integrity are important to support FDA’s conclusion that the biomarker should be qualified for its specific context of use. A qualified biomarker is intended to support drug development and regulatory decisions. Thus, the qualification data should be reliable and repeatable.
전통적으로 조직병리검사는 생체내 진단, 치료 반응 평가, 기초 연구 및 비임상 안전성 평가와 관련된 형태학적 변화를 확인하는 데 사용되어 왔다. 특정 조직병리 소견과 임상 징후 또는 일부 임상화학 지표 사이에는 강한 상관관계가 있는 경우가 많다. 이 때문에 현재 일부 바이오마커 적격성 인정 프로그램에서는 바이오마커와 형태학적 변화의 진행 및 가역성 사이의 시간적 상관관계를 평가하는 참조 기준 또는 진실 기준으로 조직병리검사를 사용한다. 이 가이던스는 조직병리검사를 참조 기준 또는 진실 기준으로 사용하는 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험을 수행하는 연구자에게 권고를 제공하기 위한 것이다.
Traditionally, histopathology has been used to identify morphologic changes associated with an in vivo diagnosis, evaluation of response to therapy, basic research, and nonclinical safety assessment. There is often a strong correlation between specific histopathologic findings and clinical signs, or some clinical chemistry parameters. Thus, histopathology is currently used in some biomarker qualification programs as a reference or truth standard to evaluate the temporal correlation of the biomarker with the evolution and reversibility of the morphologic changes. This guidance is intended to provide recommendations to investigators who conduct nonclinical biomarker qualification studies when histopathology is used as a reference or truth standard.
이 가이던스는 전통적인 의약품 개발용 비임상 안전성 평가 시험에서의 조직병리검사 사용을 다루지 않는다. 바이오마커 적격성 인정 시험은 비임상 안전성 평가 시험과 다르며, 다른 과학적 패러다임이 필요하다. 비임상 안전성 평가 시험은 주로 특정 의약품의 위해요인 특성분석을 위해 수행되며, 조직병리학적 평가는 그 의약품의 영향을 확인하는 데 도움을 준다. 안전성 평가 시험에서는 병리전문가가 투여군 구분, 임상 징후, 혈액학, 임상화학, 요검사, 장기 무게 및 육안 병리 데이터를 알고서 조직병리를 평가한 다음, 이 정보를 생리학적으로 타당한 하나의 형식으로 통합하는 것이 일반적인 관행이다(Crissman et al. 2004).
This guidance is not intended to address the use of histopathology in traditional drug development nonclinical safety assessment studies. Biomarker qualification studies are different from nonclinical safety assessment studies and call for a different scientific paradigm. Nonclinical safety assessment studies are conducted primarily for hazard characterization of a specific drug, and histopathologic assessment assists in identifying effects of the drug. In safety assessment studies, it is common practice for the pathologist to evaluate the histopathology knowing the identity of the treatment groups, the clinical signs, hematology, clinical chemistry, urinalysis, organ weight, and gross pathology data, and then to integrate this information in a unified, physiologically plausible format (Crissman et al. 2004).
반면 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험에서 조직병리검사는 바이오마커와 형태학적 변화 사이의 상관관계와 시간적 관계를 확립하는 데 사용된다. 예를 들면 (1) 바이오마커 수준과 형태학적 변화의 중증도 사이의 정량적 관계 가능성 확립, (2) 바이오마커의 방출·소실 동태와 이에 상응하는 조직형태 탐색, (3) 바이오마커의 정상 변동 범위와 관련 형태학적 소견 결정, (4) 바이오마커 사용에 잠재적으로 교란을 일으키는 요인 확인이 있다. 특히 확증적 비임상 바이오마커 적격성 인정 시험에서는 조직병리검사를 참조 기준 또는 진실 기준으로 사용할 수 있다.
In contrast, histopathology is used in nonclinical biomarker qualification studies to establish correlative and temporal relationships between the biomarker and morphologic changes. Examples include (1) establishing a possible quantitative relationship between biomarker level and severity of morphological change; (2) exploring the kinetics of release, clearance of the biomarker, and correlative histomorphology; (3) determining the range of normal variability of the biomarker and any associated morphologic findings; and (4) identifying potentially confounding factors for use of the biomarker. Particularly in confirmatory nonclinical biomarker qualification studies, histopathology can be used as a reference or truth standard.
이 경우 병리전문가는 다른 정보에 영향을 받지 않는 공정한 판독자로서 기능하여야 하며, 새 바이오마커 값과 비교 대상 값(예: 표준 임상화학 값)에 대해 명확히 눈가림되어야 하고, 가능하면 배정된 투여군에 대해서도 눈가림되어야 한다.
In these cases, the pathologist should function as an impartial interpreter, uninfluenced by other information, and unequivocally blinded to novel biomarker value and comparator value (e.g., standard clinical chemistry value) and preferably to assigned treatment group.
이 가이던스는 비임상 안전성 평가 시험의 수행에 적용하려는 것은 아니지만, 바이오마커 적격성 인정을 뒷받침하기 위해 안전성 평가 시험에서 탐색적이든 확증적이든 바이오마커 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어 Burkhardt et al. 2011에 제시된 것과 같은 “모범 실무(Best Practices)”에 따라 수집한 데이터는 안전성 평가 시험에서 나왔든 전용 적격성 인정 시험에서 나왔든 보조 데이터로 사용할 수 있다. 바이오마커 개발자는 안전성 평가와 적격성 인정을 겸하는 이중 목적 시험을 시작하기 전에 FDA와 협의할 것을 권장한다.
Although this guidance is not intended to apply to the conduct of nonclinical safety assessment studies, biomarker data, either exploratory or confirmatory, can be gathered from safety assessment studies to support the qualification of a biomarker. For example, data collected following “Best Practices,” such as those outlined by Burkhardt et al. 2011, can be used as supportive data, regardless of whether the data were derived from safety assessment studies or dedicated qualification studies. We recommend that biomarker developers consult with the FDA prior to initiating dual purpose safety assessment-qualification studies.
바이오마커의 적격성 인정은 규제상 결론이므로, 적격성 인정을 뒷받침하는 데 사용되는 시험은 과학적으로 타당하고 품질이 높으며 편향이 없어야 한다.
Qualification of a biomarker is a regulatory conclusion, and thus, the studies used to support qualification are expected to be scientifically valid, of high quality, and unbiased.
이 항에서는 바이오마커 민감도, 바이오마커 특이도, 분석 민감도 및 분석 특이도를 설명한다(용어 정의의 민감도와 특이도 참조). 체외진단검사의 진단 민감도와 진단 특이도도 명확히 하기 위해 용어 정의에 정의해 두었으나(용어 정의의 민감도와 특이도 참조), 이는 바이오마커 적격성 인정과는 별개이다.
In this section, we describe biomarker sensitivity, biomarker specificity, analytical sensitivity, and analytical specificity (See Sensitivity and Specificity in Glossary). Diagnostic sensitivity and diagnostic specificity of in vitro diagnostic tests are also defined in the Glossary (see Sensitivity and Specificity in Glossary) for clarity, but are separate from biomarker qualification.
바이오마커 검출은 여러 가지 방법(예: 생화학적 측정, 생리학적 장기 기능 검사, 분자 수준부터 해부학적 수준까지의 구조적 특징 영상화)에 근거할 수 있다. 바이오마커 검출 방법은 바이오마커를 조직병리검사라는 참조 기준 또는 진실 기준과 비교하는 바탕이 되는 측정값을 제공하므로 바이오마커 특성분석에 결정적이다. 따라서 검출 시스템은 특성이 충분히 분석되어 있어야 한다.6
Biomarker detection can be based on several different methodologies (e.g., biochemical measurements, physiologic organ function tests, or imaging of structural features ranging from molecular to anatomic levels). The method of biomarker detection provides the measurements that are the basis for comparison of the biomarker to the reference or truth standard of histopathology and, therefore, is critical to biomarker characterization. Thus, the detection system should be well characterized.6
예를 들어 생화학적 바이오마커의 경우, 바이오마커를 측정하는 분석법은 과학적으로 엄밀한 분석 민감도와 분석 특이도를 갖추어야 한다. 민감도가 낮거나 생체 시료 또는 매트릭스 안의 다른 물질에 의해 저해되는 분석법은 바이오마커 수준의 초기 변화를 검출하지 못해 위음성 결과를 낳을 수 있다. 특이도가 낮은 분석법은 비표적 장기의 손상을 구별하지 못하거나 검체 안의 비특이 물질과 교차반응할 수 있다. 따라서 바이오마커 분석법은 바이오마커 수준의 변화(증가 또는 감소)나 변화 없음을 신뢰성 있고 재현성 있게 검출하여야 한다. 검출된 바이오마커 수준 변화의 해석에는 궁극적으로 조직병리와의 비교를 통해 그 변화가 생물학적으로 의미 있는지에 대한 평가가 포함되어야 한다.
For example, for a biochemical biomarker, the assay used to measure the biomarker should have scientifically rigorous analytical sensitivity and analytical specificity. An assay with poor sensitivity or one that is inhibited by other substances in the biological sample or matrix could lead to a false negative result by failing to detect initial changes in biomarker levels. An assay with poor specificity would not distinguish injury to a nontarget organ or the assay may cross-react with nonspecific substances in the specimen. Thus, the biomarker assay should reliably and reproducibly detect changes (increase or decrease) or absence of changes in biomarker levels. Interpretation of any detected change in biomarker levels should ultimately include an assessment of whether the change is biologically meaningful through comparison to the histopathology.
생화학적 측정에 근거한 바이오마커 검출에 관한 고려사항은 영상 기술(예: 양전자방출단층촬영, 자기공명영상, 방사선 촬영) 같은 다른 방법에 근거한 바이오마커 검출에도 적용된다. 참조 기준 또는 진실 기준으로 사용하는 조직병리검사는 바이오마커가 평가하는 것과 같은 변수를 독립적으로 평가하는 수단이 된다.
Considerations for biomarker detection based on biochemical measurements also apply to biomarker detection based on other methodologies such as imaging technologies (e.g., positron emission tomography, magnetic resonance imaging, radiology). Histopathology used as a reference or truth standard provides an independent means of evaluating the same variable that is assessed by the biomarker.
6 산업계용 FDA 가이던스 초안 「생체시료분석법 밸리데이션(Bioanalytical Method Validation)(Revision 1)」 참조. FDA는 2013년 9월 13일자 연방관보(78 FR 56718)에 개정 가이던스 초안의 공개를 알리는 공지를 게재하였다. 최종본이 확정되면 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타내게 된다.
6 See FDA’s draft guidance for industry Bioanalytical Method Validation (Revision 1). In the Federal Register of September 13, 2013 (78 FR 56718), FDA published a notice announcing the availability of the revised draft guidance. When finalized, it will represent the Agency’s current thinking on the topic.
어떤 바이오마커도 100% 특이적이거나 100% 민감할 가능성은 매우 낮다. 바이오마커의 제안된 사용 맥락이 적격성 인정을 뒷받침하는 데 쓸 수 있는 구체적인 성능 특성을 결정한다. 바이오마커의 민감도, 특이도 및 재현성을 확립하기 위한 시험은 제안된 사용 맥락과 관련이 있어야 한다. 조직병리검사 같은 참조 기준 또는 진실 기준은 바이오마커가 평가하려는 것과 같은 지표를 독립적으로 평가하는 수단이 된다.
It is highly unlikely that any biomarker will be 100 percent specific or 100 percent sensitive. The proposed context of use for a biomarker determines the specific performance characteristics that can be used to support qualification. Studies intended to establish the sensitivity, specificity, and reproducibility of the biomarker should be relevant to the proposed context of use. A reference or truth standard such as histopathology provides an independent means of evaluating the same parameter that the biomarker is intended to assess.
분석 민감도와 달리, 바이오마커 민감도는 (1) 형태학적 영향을 확인할 확률, (2) 바이오마커 수준에 식별 가능한 변화를 일으킬 형태학적 변화의 역치, (3) 형태학적 영향 전후로 바이오마커 수준 변화가 검출될 때까지의 시간 간격과 관련된다.
In contrast to analytical sensitivity, biomarker sensitivity is related to (1) the probability of identifying a morphologic effect, (2) the threshold of morphologic change that would cause a discernible change in the biomarker level, and (3) the time interval before or after a morphologic effect until a change in the biomarker level can be detected.
바이오마커 민감도는 특정 형태학적 변화가 있을 때 바이오마커가 그 변화를 나타낼 확률이다. 바이오마커가 100% 민감하다면, 검출하도록 설계된 특정 형태학적 변화가 있을 때 결코 음성이 되지 않는다. 바이오마커 수준의 초기 변화와 조직병리학적 변화의 시작 사이의 시간적 관계가 바이오마커 민감도를 규정한다. 이 시간적 관계를 정확히 특성분석하는 것이 바이오마커 민감도를 최적화하는 데 중요하다.
Biomarker sensitivity is the probability that a biomarker will indicate a specific morphologic change when the change is present. If the biomarker is 100 percent sensitive, it will never be negative in the presence of the specific morphologic change that it is designed to detect. The temporal relationship between the initial change in biomarker level and the onset of histopathologic change defines the biomarker sensitivity. Accurate characterization of this temporal relationship is important to optimizing the biomarker sensitivity.
적격성 인정 시험에서 바이오마커 측정 시점과 빈도는 바이오마커와 형태학적 변화의 시간적 관계를 명확히 해석할 수 있게 정하여야 한다. 바이오마커 적격성 인정 시험에서 검체 채취 및/또는 분석의 시간 경과를 계획할 때에는 어떤 요인(예: 기계적, 화학적 요인, 자연 발생 질환)이 조직에 형태학적 변화를 일으키는 시간 범위와 기전을 이해하고 고려하여야 한다.
The timing and frequency of biomarker measurement in qualification studies should allow for a clear interpretation of the temporal relationship of the biomarker with morphologic changes. The time frame and mechanism by which an agent (e.g., mechanical, chemical, natural disease) produces morphologic changes in tissue should be understood and considered when planning the time course of sampling and/or analysis in biomarker qualification studies.
헤마톡실린·에오신(H&E) 염색과 광학현미경을 이용한 조직병리학적 평가가 바이오마커의 사용 맥락에서 사용할 방법이라면, 적격성 인정 시험에서도 이 방법이 선호된다. 동물에서 투여로 유발된 조직병리학적 변화의 경우, 바이오마커 수준의 변화와 광학현미경 및 H&E 염색으로 관찰되는 검출 가능한 형태학적 변화 사이의 시간적 관계는 적절한 보조 데이터가 보여 주는 바에 따라 대개 다음 중 하나로 기술할 수 있다.
Histopathologic evaluation using light microscopy with hematoxylin and eosin (H&E) staining is preferred in qualification studies, when this is the method that will be used in the context of use of the biomarker. For treatment-induced histopathologic changes in animals, the temporal relationship between changes in biomarker levels and detectable morphologic changes, as observed by light microscopy and H&E staining, usually can be described by one of the following statements, as indicated by appropriate supportive data:
마찬가지로 회복 또는 가역 과정에서 형태학적 변화와 바이오마커 변화 사이에 관계가 있을 때, 형태학적 변화는 바이오마커 수준의 변화보다 늦게, 동시에 또는 앞서 일어날 수 있다. 때로는 형태학적 변화로부터의 회복이 바이오마커 수준의 변화와 무관할 수 있다.
Similarly, when there is a relationship between morphologic and biomarker changes during reversal or recovery, morphologic changes may be preceded by, concurrent with, or followed by changes in the biomarker levels. Sometimes recovery from morphologic changes may be unrelated to changes in the biomarker levels.
바이오마커 위음성 결과(형태학적 영향이 있는데도 예상되는 바이오마커 변화가 따르지 않는 경우)의 잠재적 원인은 여러 가지가 있다. 여기에는 (1) 낮은 분석 민감도, (2) 다른 단백질이나 물질의 분석 간섭, (3) 서로 다른 생리적·병리적 조건에서 일정하지 않은 바이오마커 발현, (4) 형태학적 영향에 비해 길게 지연되는 바이오마커 변화, (5) 바이오마커가 측정하는 것과 다른 기전으로 일어난 형태학적 영향, (6) 검체 취급 부주의, (7) 부적절한 검체 채취가 포함된다.
There are several potential causes for false negative biomarker results (when a morphologic effect is not accompanied by an expected change in biomarker). These include (1) low analytical sensitivity, (2) interference of other proteins or substances with the assay, (3) inconsistent expression of the biomarker under different physiologic or pathologic conditions, (4) a prolonged latency in biomarker change relative to the morphologic effect, (5) the morphologic effect being caused by a mechanism other than the one measured by the biomarker, (6) mishandling of a specimen, or (7) inadequate sampling of a specimen.
조직병리학적 민감도는 조직병리 검사 방법에 따라 달라진다. 바이오마커 민감도의 초기 평가에는 광학현미경을 사용하는 것이 바람직하다. 특수 방법(예: 전자현미경, 면역조직화학)은 바이오마커 수준의 작거나 이른 변화가 H&E 염색 광학현미경으로는 검출하기에 너무 미세한 조직병리학적 변화와 관련되는지 조사하는 데 유용할 수 있다.
Histopathologic sensitivity depends on the histopathologic methods of examination. The use of light microscopy for the initial evaluation of biomarker sensitivity is preferable. Special methods (e.g., electron microscopy, immunohistochemistry) may be useful to investigate whether small or early changes in biomarker levels are associated with histopathologic changes too subtle to be detected by light microscopy with H&E stain.
바이오마커 적격성 인정 시험은 바이오마커 변화의 크기와 형태학적 변화의 정도 사이의 정량적 상관관계를 평가하여야 한다. 이러한 시험에서는 두 지표 사이의 시간적 단절을 피하기 위해 최종 바이오마커 측정을 조직 채취 시점에 최대한 가깝게(적어도 같은 날) 하는 것이 매우 중요하다.
Biomarker qualification studies should evaluate the quantitative correlation between the magnitude of biomarker change and the degree of morphologic change. For these studies, it is critical to obtain a final biomarker measurement as close to the tissue collection as possible (at least on the same day) to avoid a temporal disconnect in these two parameters.
바이오마커의 특이도는 관심 조직에 형태학적 변화가 일어나지 않았다고 올바르게 판정할 확률이다. 특이도가 100%인 바이오마커는 위양성을 내지 않는다. 특이도는 형태학적 변화가 없을 때 기저값이 매우 낮거나 매우 안정적인 것으로 볼 수도 있다. 특이도가 높은 바이오마커는 영향을 받지 않은 조직이나 비표적 조직에서 유래하는 신호가 없다. 적절한 보조 데이터는 바이오마커의 특이도를 확립하는 데 도움이 된다.
The specificity of a biomarker is the probability of correctly determining that no morphologic change has occurred in the tissue of interest. A biomarker that has 100 percent specificity will result in no false positives. Specificity also can be viewed as a very low or very stable baseline value when there is no morphologic change. A highly specific biomarker will not have a signal originating in unaffected or non-target tissues. Appropriate supportive data helps to establish specificity of a biomarker.
후보 바이오마커의 특이도는 평가하기 어려울 수 있으며, 특히 조직 분포가 서로 다른 여러 이소형(isoform)이 있는 것으로 알려진 경우에 그렇다. 예를 들어 신장 손상 분자-1(kidney injury molecule-1)에는 간과 신장에 특이적인 이소형이 있고(Bailly et al. 2002), 트로포닌에는 심장근과 골격근에 특이적인 이소형이 있다(Wei and Jin 2011에서 검토). 이러한 경우 후보 바이오마커가 관심 조직에 대한 특이도를 갖는지 확인하기 위해 여러 조직 유형에서 조직학적 소견과 바이오마커 이소형 발현을 조사하는 것이 중요하다.
The specificity of a biomarker candidate can be challenging to evaluate, particularly when it is known that multiple isoforms exist with different tissue distributions. For example, kidney injury molecule-1has isoforms specific to liver and kidney (Bailly et al. 2002); troponins have isoforms specific to cardiac and skeletal muscle (reviewed in Wei and Jin 2011). In such cases, it is important to examine histologic and biomarker isoform expression in multiple tissue types to assure that the biomarker candidate has specificity for the tissue of interest.
바이오마커 위양성 신호의 원인은 여러 가지가 있다. 예로는 낮은 분석 특이도, 비표적 조직에서의 바이오마커 방출, 생리적 조건과 병리적 조건 모두에서의 바이오마커 발현이 있다.
There are several causes of a false positive biomarker signal. Examples include low analytical specificity, the release of the biomarker from a nontarget tissue, or expression of the biomarker under both physiologic and pathologic conditions.
앞서 언급했듯이 어떤 바이오마커도 100% 특이적이거나 100% 민감할 가능성은 매우 낮다. 바이오마커의 제안된 사용 맥락이 바이오마커 민감도와 특이도 사이의 적절한 균형을 정한다. 때로는 바이오마커 하나로 특정 사용 맥락을 충족하지 못하므로 여러 바이오마커의 사용을 고려할 수 있다. FDA의 우려 사항이 모두 해소되도록, 바이오마커 적격성 인정을 위한 확증적 시험을 설계할 때 여러 바이오마커의 사용을 FDA와 논의할 것을 권장한다.
As noted previously, it is highly unlikely that any biomarker will be 100 percent specific or 100 percent sensitive. The proposed context of use of the biomarker will define the appropriate balance between biomarker sensitivity and specificity. Sometimes a single biomarker does not fulfill a particular context of use, and therefore the use of multiple biomarkers may be considered. We recommend that the use of multiple biomarkers be discussed with the Agency during design of the confirmatory studies for biomarker qualification to ensure that all Agency concerns are addressed.
생리적 또는 병리적 과정으로부터의 회복이나 그 과정의 중단을 조사하도록 설계된 시험은 바이오마커 변화의 가역과 조직병리학적 변화의 중단/회복 사이의 시간적 관계를 특성분석하여야 한다. 다만 바이오마커 변화의 가역이 조직병리학적 변화의 중단이나 회복과 상관되지 않을 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어 약물 유발 손상의 경우, 바이오마커 수준의 가역은 조직병리학적 변화의 중단/회복 없이 손상 부위에서의 바이오마커 방출 중단 및/또는 이후의 분해나 체내 제거로 일어날 수 있다. 따라서 바이오마커와 조직병리학적 변화를 적절히 해석하는 일은 복잡하며, 모든 데이터를 고려하여야 한다.
Studies designed to investigate the recovery from or the cessation of a physiologic or pathologic process should characterize the temporal relationship between the reversal of biomarker changes and the cessation/recovery of the histopathologic changes. Note, however, that the reversal of the biomarker changes may not correlate with the cessation or recovery of the histopathologic changes. For example, in the context of drug-induced injury, reversal of the biomarker levels may be caused by the cessation of the biomarker release from the site of injury and/or the subsequent degradation or elimination from the body, without cessation/recovery of the histopathologic changes. Thus, an adequate interpretation of the biomarker and histopathologic changes is complex and all data should be considered.
비임상 바이오마커 적격성 인정에 건강한 동물을 사용하는 대신 사람 질환의 동물모델을 사용할 수 있다. 이러한 동물모델은 약리학적, 생리학적 또는 물리적 개입에 대한 후보 바이오마커의 변화를 평가하는 데 유용할 수 있다.
An alternative to the use of healthy animals for nonclinical biomarker qualification is the use of animal models of human disease. These animal models may be useful for evaluating the change in a biomarker candidate in response to a pharmacologic, physiologic, or physical intervention.
확증적 바이오마커 적격성 인정 시험은 일반적으로 제안된 사용 맥락과 분석법에 관한 초기 질문 상당수가 정리된 뒤에 수행된다. 관심 조직, 특정 병변, 병변의 중요한 특징 같은 조직병리검사의 초점은 확증적 시험을 계획하고 시작하기 전에 이미 확인되어 있을 것이다. 이 항에서 다루는 주제는 확증적 시험에 결정적이며, 설득력 있는 시험 결과를 얻으려면 이를 고려하고 다루어야 한다.
The confirmatory biomarker qualification studies generally will be conducted after many of the early questions on the proposed context of use and the assays have been refined. The focus of the histopathology, such as the tissue of interest, the specific lesions, and important features of lesions, will have been identified before planning and initiation of confirmatory studies. The topics discussed in this section are critical to confirmatory studies and should be considered and addressed to provide convincing study results.
첫 단계는 일반적으로 검색에서 편향을 피하는 방식으로 수행하는 체계적 문헌 고찰이다(Mignini and Khan 2006; Piper et al. 1996; Pound et al. 2004; Roberts et al. 2002). 문헌 고찰은 적격성 인정 시험을 계획하는 데와 적격성 인정 노력을 뒷받침하는 데 모두 사용할 수 있다.
The first step generally entails a systematic review of the literature (Mignini and Khan 2006; Piper et al. 1996; Pound et al. 2004; Roberts et al. 2002) conducted in a way that avoids bias in the search. A literature review can be used both to plan the qualification studies and to support a qualification effort.
확증적 시험을 계획할 때 중요한 요소는 조직병리 평가까지 이르는 모든 단계와 그 평가 자체를 다루는, 사전에 작성한 시험계획서이다. 부검의 모든 측면, 즉 시점, 검체와 조직의 취급, 고정, 시료 보관, (해당되는 경우) 운송, 슬라이드 제작 및 평가를 명확히 기술하여야 한다.
An important factor in planning confirmatory studies is a prospectively written protocol that discusses all steps leading to and including the evaluation of the histopathology. All aspects of the necropsy, including timing, handling of the specimen and tissues, fixation, sample storage, transportation (if relevant), and slide preparation and evaluation, should be described clearly.
고려하여야 할 중요한 사항 일부를 다음 하위 항에서 다룬다.
Some of the important points that should be considered are discussed in the following subsections.
병리전문가는 어떤 시험에서든, 특히 그것이 기관의 표준 관행이라면, 결과에 대한 눈가림 평가를 자유롭게 수행할 수 있어야 한다(Holland and Holland, 2011a; Holland and Holland, 2011b). Burkhardt et al.이 제시한 권고는 변화를 특성분석하기 위한 투여군과 시간 경과, 정량·정성 점수 체계의 고안, 배경 변화의 역치 결정을 고려하여 눈가림 평가를 사용하는 것이 적절한 경우에 대한 기준을 제시한다(Burkhardt et al. 2011).
A pathologist should be free to conduct a blinded assessment of outcomes for any study, especially if that is the standard practice for the institution (Holland and Holland, 2011a; Holland and Holland, 2011b). Recommendations outlined by Burkhardt et al. provide criteria for when it may be appropriate to use blinded evaluations, taking into account the treatment groups and time course to characterize changes, devising quantifying and qualifying scoring systems, and determining thresholds for background changes (Burkhardt et al. 2011).
확증적 시험을 뒷받침하는 데 쓰이는 탐색적 시험에서는 독성병리학회(Society for Toxicologic Pathology)가 제안한 절차를 사용하는 단계적 분석 접근법이 적절할 수 있다(Crissman et al. 2004). 이 단계적 접근법의 첫 단계는 미세한 소견(자연 발생 소견의 발생률이나 중증도 증가 등)을 확인하고 점수 기준을 개발하기 위해 투여군과 대조군 검체를 눈가림 없이 비교하는 것일 수 있다. 이 첫 단계 분석 뒤에 병리전문가는 필요에 따라 일부 또는 모든 군을 대상으로 표적화된 눈가림 평가를 수행할 수 있다. 이렇게 하면 대조군에서 나타나는 소견과 일관되게 구별할 수 있는, 투여와 관련된 미세한 소견을 확인할 수 있다.
For exploratory studies used to support confirmatory studies, a tiered analysis approach may be appropriate, using procedures as proposed by the Society for Toxicologic Pathology (Crissman et al. 2004). The first level in this tiered approach can be an unblinded comparison of treated and control specimens to identify subtle findings (such as the increase in incidence or severity of spontaneous findings) and to develop scoring criteria. Following this first tier analysis, the pathologist might perform a targeted, blinded evaluation from any or all groups as appropriate. This allows for identification of subtle, treatment-related findings that can be consistently differentiated from those that occur in controls.
해당 시험을 모르는 두 번째 병리전문가가 표적화된 눈가림으로 수행하는 병리 동료 검토도 편향을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다(Morton et al. 2010). 마지막으로 병리 작업그룹(pathology working group)을 꾸리는 것도 가치가 있을 수 있다.
A pathology peer review, with targeted blinding by a second pathologist who is naïve to the study, may also help minimize bias (Morton et al. 2010). Lastly, enlisting a pathology working group may be valuable.
확증적 시험의 목표는 바이오마커가 제안된 사용 맥락을 뒷받침할 만큼 조직병리를 정확히 반영하는지 검증하는 것이다. 주관적 판단은 슬라이드 평가의 어느 단계에든 영향을 미쳐 시험의 목적을 무너뜨릴 수 있다. 평가 대상 조직병리학적 변화가 미세하거나 드문드문할 때(많은 바이오마커 적격성 인정 시험에서 가장 관심 있는 수준의 조직 변화) 편향 위험이 더 크다. 슬라이드 검경 절차는 편향을 최소화하는 단계를 포함하여 확증적 시험계획서에 사전에 정하여야 한다. 확증적 시험에서는 판독자가 투여 조건, 검체 채취 시점, 새 바이오마커 결과 및 모든 비교 대상 바이오마커 결과에 대해 눈가림된 상태로 조직 절편을 평가할 것을 강력히 권장한다.
The goal of a confirmatory study is to test whether the biomarker accurately reflects the histopathology to support the proposed context of use. Subjective judgment can influence any step of slide evaluation, defeating the purpose of the study. The risk of bias is greater when the histopathologic changes under evaluation are subtle or sparse (the level of tissue change of most interest in many biomarker qualification studies). Slide examination procedures should be defined prospectively in the confirmatory study protocol, including steps to minimize bias. In confirmatory studies, we strongly recommend that tissue sections be evaluated with the reader blinded to treatment condition, sampling times, novel biomarker results, and any comparator biomarker results.
동시 대조군 동물의 슬라이드는 처음에 배경 형태를 확립하고 미세한 조직병리학적 변화를 정상 변동과 구별하는 데 도움을 주는 데 사용할 수 있다. 배경 조직형태의 정상 변동에 대한 이러한 평가는 투여 관련 병변을 구별하는 역치를 정하고, 특정 배경 조직형태가 바이오마커 값의 변화와 관련되는지 이해하는 데 중요하다. 정상 변동과 배경 병변을 평가할 수 있도록 대조군 동물의 여분 슬라이드를 충분한 수만큼 제작할 수 있다. 계획된 조직 시료에서 추가 절편을 얻을 수 없을 때에는 비임상시험에 대조군 동물을 추가로 포함할 수 있다. 통계적 목적상 이러한 여분 슬라이드에서 얻은 데이터는 적격성 인정 시험의 최종 데이터셋에 포함하지 않는 것이 바람직하다.
Slides from concurrent control group animals can be used initially to establish background morphology and aid in distinguishing subtle histopathologic changes from normal variation. This assessment of normal variations in background histomorphology is important for identifying thresholds to distinguish treatment-related lesions and to understand whether certain background histomorphology is associated with altered biomarker values. Extra slides from control group animals can be prepared in sufficient number to allow assessment of normal variations and background lesions. When acquiring additional sections from the planned tissue samples is not feasible, additional control group animals can be included in the nonclinical studies. For statistical purposes, it is preferable that the data derived from these extra slides not be included in the final dataset of the qualification study.
전체 동료 검토 평가 계획이 있다면 판독자/검토자 사이의 의견 불일치 해소 계획과 함께 과학적 계획에 명시하고 시험계획서에 반영하여야 한다.
The overall peer review assessment plan, if any, should be stipulated in the scientific plan and reflected in the protocol, along with a plan for resolving disagreements among readers/reviewers.
바이오마커의 제안된 사용 맥락과 해당 시험의 구체적 목표가 조직 시료 채취 시점을 결정한다. 바이오마커 측정값의 변동성과 그 변동성의 가능한 원인을 파악하는 것이 중요하다. 검체 채취 시점은 변동성의 중요한 요인일 수 있다. 따라서 구체적인 검체 채취 시점(시험일과, 해당되는 경우 처치 후 시간)을 신중히 선정하여야 하며, 데이터 해석과 재현성을 돕기 위해 그 근거를 시험계획서에 포함하여야 한다.
The proposed context of use of a biomarker and the specific goal of a given study will determine the timing of tissue sample collection. It is important to determine the variability of biomarker measurements and the likely reasons for the variability. Timing of sample collection may be an important factor in variability. Thus, specific sampling times (study day and hour post-procedure, if applicable) should be selected carefully, and the rationale should be included in the protocol to facilitate interpretation of data and reproducibility.
확증적 시험의 목적은 조직형태학적 변화에 대한 바이오마커의 성능을 전향적으로 평가하는 것이다. 확증적 시험은 투여군과 대조군을 타당하게 비교하고 조직 자료를 편향 없이 평가할 수 있을 만큼 충분히 엄밀하게 설계하여야 한다. 분석적·생물학적 위음성 및 위양성 결과의 가능성을 줄이기 위해, 환경 요인을 통제하고 바이오마커 민감도/특이도를 결정·비교할 수 있게 하며 시약/방법의 적절성을 보장하도록 동시 양성 대조군과 음성 대조군을 사용하여야 한다.
The objective of a confirmatory study is to prospectively evaluate the performance of the biomarker relative to histomorphologic changes. The confirmatory study should be designed with sufficient rigor to permit a valid comparison of treatment and control groups and permit unbiased assessment of histologic material. To reduce the potential for analytical and biological false negative and false positive results, concurrent positive and negative control groups should be used to control for environmental factors, enable determination/comparison of biomarker sensitivity/specificity, and ensure reagent/method adequacy.
동시 대조군의 구성과 사용 근거는 시험계획서에 기술하여야 한다. 적절한 과거(외부) 대조군 데이터는 데이터셋에서 분석적·생물학적 이상값 가능성을 확인하는 데 사용할 수 있으나, 이러한 목적으로 과거 데이터를 적용하는 방식은 사전에 정하고 시험계획서에 미리 상세히 기술하여야 한다. 과거 대조군 데이터는 최신이어야 하며, 비슷한 대조 시험물질 및/또는 조건을 사용한 시험만 포함하여야 한다(Keenan et al. 2009).
The identification of concurrent control groups and the rationale for their use should be described in the protocol. Adequate historical (external) control data can be used to identify potential analytical and biological outlier values in datasets; however, applying the historical data in this regard should be determined a priori and prospectively detailed in the protocol. Historical control data should be current and contain only studies for which similar control test agents and/or conditions were used (Keenan et al. 2009).
고정 절차는 시험계획서에 기술하여야 한다. 고정까지 걸리는 시간과 고정 기간의 차이는 데이터에 변동성을 만들어 바이오마커와 조직형태 사이의 실제 관계를 가릴 수 있다. 조직 고정의 지연과 편차는 피하여야 하며, 시험계획서로부터의 일탈은 기록하여야 한다. 실험 편향을 피하기 위해 예정 부검 순서는 동물을 무작위배정하여 정하여야 한다.
Fixation procedures should be described in the study protocol. Variations in the time to fixation and duration of fixation may create variability in the data that obscures a true biomarker-histomorphologic relationship. Delays and variations in fixation of tissue should be avoided, and deviations from the protocol should be noted. To avoid experimental bias, animals should be randomized for scheduled necropsy.
조직을 채취하는 해부학적 부위와 채취하는 시료 수는 결과와 그 해석에 영향을 줄 수 있다. 명시된 목표에 근거하여 채취할 조직 절편의 수와 채취 위치에 대한 근거를 시험계획서에 제시하여야 한다. 채취·분석할 절편 수를 정할 때 신청자는 시료를 충분히 채취하지 않으면 미세하거나 드문드문한 병변을 놓칠 가능성이 커진다는 점을 고려하여야 한다. 각 채취 위치에 대한 기술은 시험기관 간 재현이 가능할 만큼 충분하여야 한다. 시료를 얻을 조직/장기, 엽(lobe), 조직 안의 부위별 위치(예: 왼쪽, 오른쪽, 앞쪽, 뒤쪽, 위쪽, 아래쪽)를 시험계획서에 기술하여야 한다. 연속 절편이나 단계 절편을 얻는다면, 장기/조직 안에서 병변의 정확한 위치를 확인하고 보고하는 절차를 시험계획서에 기술하여야 한다.
The anatomic sites from which tissue is collected and the number of samples collected may affect results and their interpretation. Based on the stated goals, a rationale for the number of tissue sections to be collected and the locations from which they will be taken should be provided in the protocol. When deciding the number of sections to be collected and analyzed, a submitter should consider that there is a greater likelihood of missing subtle or sparse lesions if an insufficient number of samples are taken. A description of each sampling location should be sufficient to allow reproducibility across laboratories. The tissue/organ, lobe, and regional position within tissue (e.g., left, right, anterior, posterior, superior, inferior) from which samples will be obtained should be described in the protocol. If serial or step tissue sections will be obtained, the procedures for identifying and reporting the precise location of lesions within an organ/tissue should be described in the protocol.
조직 슬라이드는 일반적으로 제안된 사용 맥락의 조건에서 평가하는 것이 바람직하다. 예를 들어 대부분의 안전성 평가 시험은 H&E 염색 절편에 광학현미경을 사용한다. 사용하는 각 염색법의 근거를 제시하여야 한다. 염색을 시험실에서 미리 확립된 절차에 따라 수행한다면, 이 정보를 시험계획서에 부록으로 넣거나 인용할 수 있다. 비표준 염색의 경우 방법과 점수 체계를 시험계획서에 충분히 문서화하거나 인용하여야 한다. 양성 대조군과 음성 대조군을 포함한 모든 시료에 자동화되거나 표준화된 염색 기법을 사용할 것을 권장한다.
Assessment of histologic slides under the conditions of the proposed context of use is generally preferable. For example, most safety assessment studies use light microscopy for H&E-stained sections. The rationale should be provided for each stain used. If staining methods are performed in the laboratory according to previously established procedures, this information can be incorporated into the protocol as an appendix or it can be referenced. For nonstandard stains, the methods and scoring systems should be well documented or referenced in the protocol. We encourage using automated or standardized staining techniques for all samples, including positive and negative controls.
경우에 따라(예: 형태학적 과정, 세포 유형 또는 위치를 확인하기 위해) 시험 목적을 달성하려면 더 구체적인 정보나 추가 보조 데이터가 과학적으로 필요할 수 있다. 이러한 경우 명시된 가설을 뒷받침하기 위해 특정 표적의 형태를 평가하는 특수 방법이 필요할 수 있다. 이러한 방법에는 다음이 포함되며, 이에 한정되지 않는다.
In some cases (e.g., to confirm the morphologic process, cell type, or location), there may be a scientific need for more specific information or additional supportive data to achieve the study objectives. In these cases, special methodologies may be necessary to assess the morphology of particular targets to support a stated hypothesis. These methods include, but are not limited to, the following:
특수 방법을 사용하는 근거를 제시하여야 하며, 사용한 방법은 시험계획서에 충분히 문서화하거나 인용하여야 한다.
The rationale for using a special methodology should be provided, and the methodology used should be well documented or referenced in the protocol.
그 밖의 요인도 슬라이드 평가 결과에 영향을 줄 수 있다. 이 항에서는 시험계획서에서 고려하고 다루어야 할 몇 가지 요인을 설명한다.
Other factors may affect the outcome of the slide evaluation. This section discusses certain factors that should be considered and addressed in the study protocol.
디지털 슬라이드는 공인된 독성병리 학회(Tuomari et al. 2007)와 디지털병리협회(Digital Pathology Association, DPA)(https://digitalpathologyassociation.org/ 참조)가 확립한 지침에 따라 공유하고 검경하여야 한다.
Digital slides should be shared and examined according to the established guidelines of recognized societies of toxicologic pathology (Tuomari et al. 2007) and the Digital Pathology Association (DPA) (see https://digitalpathologyassociation.org/).
용어 체계는 변화의 유형과 정도를 분류하는 사전에 정한 기준을 규정한다. 용어를 그림으로 예시하면 변동성을 줄이는 데 큰 도움이 된다.
Lexicons specify the predetermined criteria that classify types and degrees of change. Illustrations of the terminology are of great benefit in reducing variability.
잘 정의된 형태학적 상태의 경우 관련 병변을 묶어 데이터를 입력하는 것이 적절하다(예: 랫드의 만성 진행성 신증). 그러나 통계 분석의 편의를 위해 용어를 묶는 일이 데이터의 편향 없는 분석과 바이오마커와의 상관관계 분석에 필요한 개별 특성을 가려서는 안 된다.
For a well-defined morphologic condition, combining associated lesions for data entry is appropriate (e.g., chronic progressive nephropathy of rats). However, combining terms for ease of statistical analysis should not obscure individual characteristics appropriate for the unbiased analysis of the data and correlation with the biomarker.
진단병리에서는 특정 병변을 배경 병변으로 해석하여 결과에 보고하지 않는 것이 표준 관행이다(필터링). 또한 병리전문가마다 변화를 배경으로 규정하는 역치가 다를 수 있어 전체 해석에 영향을 준다.
It is standard practice in diagnostic pathology to interpret certain lesions as background and not report them in results (filtering). Different pathologists can also use different thresholds for defining changes as background, thereby affecting the overall interpretation.
배경 변화가 바이오마커의 정상 변동에 얼마나 기여하는지, 또는 기여하지 않는지를 보여 주는 데이터를 생성할 것을 권장한다(예: 필터링과 관계없이 모든 병변을 관련 바이오마커 값과 함께 보고). 다른 방법으로, 우발적 배경으로 간주한 병변의 유형과 범위를 빠짐없이 문서화할 수 있다. 배경 병변을 기술하고 문서화하는 절차는 과학적 계획 또는 시험계획서에 기술하여야 한다.
We recommend that data be generated to show how much, if at all, the background changes contribute to the normal variability of the biomarker (e.g., report all lesions, along with the associated biomarker values, independent of the filtering). An alternative is to comprehensively document the type and extent of lesions considered to be incidental background. The procedures for describing and documenting the background lesions should be described in the scientific plan or protocol.
진단 표류(diagnostic drift)와 시간 경과 편향(chronological bias) 같은 요인도 고려하는 것이 중요하며, 이를 통제하는 절차를 시험계획서에 포함하여야 한다.
Factors such as diagnostic drift and chronological bias are also important to consider, and procedures should be included in the protocol to control for these.
진단 표류는 단일 시험 안에서 병변의 명명이나 중증도 등급이 점차 바뀌는 것으로 정의된다. 이는 투여 관련 병변/변화의 검출이나 무영향 용량의 결정에 부정적 영향을 줄 수 있는 비일관성의 원인이다(Crissman et al. 2004).
Diagnostic drift is defined as a gradual change in nomenclature or severity grading of lesions within a single study. It is a source of inconsistency that can negatively affect detection of treatment-related lesions/changes or the determination of no-effect levels (Crissman et al. 2004).
시간 경과 편향은 등급 부여에 대한 더 구체적이고 민감한 기준이 명확해지고 학습되고 공표되는, 등급 체계의 발전 과정으로 정의된다. 병리전문가가 경험을 쌓으면서 발전하는 체계의 미묘한 부분이 조직 절편 해석에 적용된다(Kondylis et al. 2003). 이 역시 투여 관련 병변/변화의 검출이나 무영향 용량의 결정에 부정적 영향을 줄 수 있는 비일관성의 원인이다.
Chronological bias is defined as the evolutionary process of a grading system, whereby more specific and sensitive criteria for grade assignment are clarified, learned, and publicized. As pathologists gain experience, subtleties of the evolving system are applied to interpretation of tissue sections (Kondylis et al. 2003). This is also a source of inconsistency that can negatively affect detection of treatment-related lesions/changes or the determination of no-effect levels.
정상적인 생물학적 과정, 병리적 과정 또는 치료적 개입에 대한 생물학적 반응의 지표로서 객관적으로 측정·평가되는 특성(Biomarkers Definitions Working Group 2001).
A characteristic that is objectively measured and evaluated as an indicator of normal biologic processes, pathogenic processes, or biological responses to a therapeutic intervention (Biomarkers Definitions Working Group 2001).
이 가이던스에서 바이오마커의 적격성 인정에 특정하여 관련된 비임상시험을 가리키는 일반 용어.
A general term used in this guidance to refer to nonclinical studies specifically pertaining to the qualification of a biomarker.
등급 부여에 대한 더 구체적이고 민감한 기준이 명확해지고 학습되고 공표되는, 등급 체계의 발전 과정(Kondylis et al. 2003).
The evolutionary process of a grading system, whereby more specific and sensitive criteria for grade assignment are clarified, learned, and publicized (Kondylis et al. 2003).
가설을 사전에 명시하고 평가하는, 잘 설계되고 잘 통제된 비임상시험. 이러한 시험에서는 핵심 관심 가설을 미리 정해 두며, 그것이 시험 종료 시 검증되는 가설이다. 확증적 시험은 바이오마커의 제안된 사용 맥락을 뒷받침하는 확고한 근거를 제공하기 위한 것이므로 시험계획서 준수가 특히 중요하다.
A well-designed and -controlled nonclinical study in which the hypotheses are stated in advance and evaluated. In such studies, the key hypothesis of interest is predefined and is the hypothesis that is tested when the study is complete. Confirmatory studies are intended to provide firm evidence in support of the proposed context of use of the biomarker and, therefore, adherence to the protocol is particularly important.
단일 시험 안에서 병변의 명명이나 중증도 등급이 점차 바뀌는 것. 진단 표류는 투여 관련 병변/변화의 검출이나 무영향 용량의 결정에 부정적 영향을 줄 수 있는 비일관성의 원인이다(Crissman et al. 2004).
A gradual change in nomenclature or severity grading of lesions within a single study. Diagnostic drift is a source of inconsistency that can negatively affect detection of treatment-related lesions/changes or the determination of no-effect levels (Crissman et al. 2004).
목적이 분명하고 후속 연구의 방향을 잡을 수 있는 정보를 제공하는 시험. 확증적 비임상시험과 달리 탐색적 시험은 바이오마커 특성분석의 초기에 이루어질 수 있으며, 축적되는 데이터에 따라 시험계획서를 바꿀 수 있는 유연한 설계를 사용할 수 있다. 분석에는 데이터 탐색과 여러 가설의 검증이 포함될 수 있다. 이러한 시험은 바이오마커의 제안된 사용 맥락을 뒷받침하는 유일한 근거가 될 수 없지만, 전체 근거에 기여할 수 있다. 탐색적 시험은 흔히(그러나 이에 한정되지 않고) 기술 과학이다.
A study that has clear objectives and provides information that may guide further investigation. In contrast to confirmatory nonclinical studies, an exploratory study may occur early in the characterization of a biomarker and can use a flexible design that allows for changes in the study protocol in response to the accumulating data. The analyses may involve exploring data and testing different hypotheses. Such studies cannot be the sole basis to support the proposed context of use of a biomarker, but can contribute to the total body of evidence. Exploratory studies are frequently (but not limited to) descriptive science.
해당 시험보다 이전 시기의, 처치를 받았거나 받지 않은 대상 집단. 과거 대조군 데이터는 특정 소견이나 변화의 정상 발생률 범위를 산출하는 데 쓰일 수 있다(Keenan et al. 2009).
A group of subjects, treated or untreated, from an earlier time than the study under consideration. Historical control data may serve to produce a range of normal rates of certain findings or changes (Keenan et al. 2009).
변화의 유형과 정도를 분류하는 데 쓰는 사전에 정한 기준으로 이루어진다. 이 사전 기준을 명확히 하기 위해 용어 체계에 그림 예시를 붙일 수 있다.
Consist of predetermined criteria used to classify types and degrees of change. A lexicon may be illustrated to clarify these predetermined criteria.
시험 병리전문가가 최종 병리 평가와 해석을 다듬고 검증하며 정확성과 품질을 높이도록 돕는 것을 목적으로 하는 2차 검토.
A secondary review with the objective of assisting the study pathologist to refine, verify, and improve the accuracy and quality of the final pathology assessments and interpretations.
시험 병리전문가, 동료 검토 병리전문가 및 적어도 한 명의 다른 병리전문가로 구성된 그룹. 이 그룹은 의견 차이를 해소하거나, 시험 안의 전체 병리 해석을 검토하거나, 복잡한 문제를 해결하고 문서화하기 위해 소집될 수 있다.
A group composed of the study pathologist, peer review pathologist, and at least one other pathologist. This group may be convened to resolve differences of opinion, review overall pathology interpretations within a study, or resolve and document a complicated issue.
이 가이던스에서는 바이오마커, 바이오마커 검출 분석법 또는 바이오마커를 이용한 진단검사에 대해 쓰인다. 바이오마커 민감도는 특정 형태학적 변화가 있을 때 바이오마커가 그 변화를 보고할 확률이다. 민감한 바이오마커는 비교적 적은 양의 표적 조직 손상 뒤에도 변화를 보인다. 특정 바이오마커 검출 방법의 분석 민감도는 측정할 수 있는 바이오마커의 최소량을 말한다. 명확성을 위해 민감도라는 용어는 바이오마커 자체에 관한 것(즉, 바이오마커 민감도)인지 바이오마커 측정 방법에 관한 것(즉, 분석 민감도)인지 한정하여 써야 한다. 진단 민감도는 질환이 있는 사람이 임상검사로 올바르게 판별될 확률이다(진양성 결과 수를 질환이 있는 전체 수, 즉 진양성과 위음성 결과 수의 합으로 나눈 값).
In the context of this guidance, refers to a biomarker, an assay for detection of a biomarker, or a diagnostic test using a biomarker. Biomarker sensitivity is the probability that a biomarker will report a specific morphologic change when the change is present. A sensitive biomarker also demonstrates changes after a relatively low amount of target tissue damage. Analytical sensitivity of the detection method for a given biomarker refers to the smallest quantity of biomarker that can be measured. For clarity, the term sensitivity should be qualified as being related to the biomarker itself (i.e., biomarker sensitivity) or the methodology used to measure the biomarker (i.e., analytical sensitivity). Diagnostic sensitivity is the probability that a person having a disease will be correctly identified by a clinical test (the number of true positive results divided by the total number with the disease, which is the sum of the numbers of true positive plus false negative results).
바이오마커, 바이오마커 검출 분석법 또는 바이오마커를 이용한 진단검사에 대해 쓰인다. 바이오마커 특이도는 관심 조직에 변화가 없을 때 바이오마커가 변하지 않을 확률이다. 특이도가 높은 바이오마커는 정의된 형태학적 변화가 없을 때 신뢰성 있게 변하지 않거나 안정적이다. 바이오마커의 분석 특이도는 존재할 것으로 예상되는 다른 물질이 있는 가운데 특정 물질 하나를 측정하는 분석법의 능력을 말한다. 진단 특이도는 질환이 없는 사람이 임상검사로 올바르게 판별될 확률이다(진음성 결과 수를 질환이 없는 전체 수, 즉 진음성과 위양성 결과 수의 합으로 나눈 값).
Refers to a biomarker, an assay for the detection of a biomarker, or a diagnostic test using a biomarker. Biomarker specificity is the probability that the biomarker does not change in the absence of change in the tissue of interest. A biomarker with high specificity is reliably unchanged or stable in the absence of a defined morphologic change. Analytical specificity for the biomarker refers to the ability of the assay to measure one specific substance in the presence of other substances expected to be present. Diagnostic specificity is the probability that a person not having a disease will be correctly identified by a clinical test (the number of true negative results divided by the total number of those without the disease, which is the sum of the numbers of true negative plus false positive results).
관련 과학계나 임상계가 연구 대상 조직, 동물 또는 사람의 진단이나 그 밖의 특정 분류에 의존하며, 바이오마커 적격성 인정에서 이 목적으로 FDA가 인정하는 모든 의학적 절차나 시험실 방법 또는 절차와 방법의 조합. 이상적인 진실 기준은 위양성이나 위음성 결과가 나올 가능성이 무시할 만큼 작다(Zhou, Obuchowski, and McClish, 2011).
Any medical procedure or laboratory method or combination of procedures and methods that the relevant scientific or clinical community relies upon for diagnosis or other specific categorization of the studied tissue, animal, or person and that is accepted by FDA for this purpose in biomarker qualification. Ideal truth standards will have negligible likelihood of either a false positive or a false negative result (Zhou, Obuchowski, and McClish, 2011).
조직병리검사를 참조 기준 또는 진실 기준으로 사용하는 비임상시험으로 바이오마커 적격성 인정을 신청할 때, 조직병리 데이터를 어떻게 생성하고 평가해야 하는지 과학적 기준을 제시한 CDER 가이던스입니다. 적격성 인정 절차 자체는 별도 가이던스인 「Qualification Process for Drug Development Tools」에서 다룹니다.
안전성 평가 시험은 특정 의약품의 위해요인 특성분석이 목적이어서 병리전문가가 투여군과 다른 데이터를 알고 평가하는 것이 일반적입니다. 반면 적격성 인정 시험은 바이오마커와 형태학적 변화의 상관관계·시간적 관계를 확립하는 것이 목적이어서, 특히 확증적 시험에서는 병리전문가가 바이오마커 값과 비교 대상 값에 대해 명확히 눈가림되고 가능하면 투여군에 대해서도 눈가림되어야 합니다.
편향을 최소화하는 단계를 포함한 슬라이드 검경 절차를 시험계획서에 사전에 정해야 하며, 판독자가 투여 조건, 검체 채취 시점, 새 바이오마커 결과 및 비교 대상 바이오마커 결과에 대해 눈가림된 상태로 조직 절편을 평가할 것을 강력히 권장합니다. 동료 검토 계획이 있다면 판독자 간 의견 불일치 해소 계획과 함께 시험계획서에 반영해야 합니다.
바이오마커 민감도는 특정 형태학적 변화가 있을 때 바이오마커가 그 변화를 나타낼 확률이고, 분석 민감도는 검출 방법이 측정할 수 있는 바이오마커의 최소량입니다. 가이던스는 혼동을 피하기 위해 민감도라는 용어를 어느 쪽인지 한정해서 쓰라고 합니다.