이 가이던스는 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낸다. 이 가이던스는 누구에게도 어떠한 권리를 만들거나 부여하지 않으며, FDA나 일반 대중을 구속하지 않는다. 적용 법률과 규정의 요건을 충족한다면 다른 접근 방법을 사용할 수 있다. 다른 접근 방법을 논의하려면 해당 FDA 직원에게 연락한다. 해당 FDA 직원을 찾을 수 없으면 이 가이던스 표지에 적힌 해당 전화번호로 연락한다.

This guidance represents the Food and Drug Administration’s (FDA’s) current thinking on this topic. It does not create or confer any rights for or on any person and does not operate to bind FDA or the public. You can use an alternative approach if the approach satisfies the requirements of the applicable statutes and regulations. If you want to discuss an alternative approach, contact the appropriate FDA staff. If you cannot identify the appropriate FDA staff, call the appropriate number listed on the title page of this guidance.

생물의약품평가연구센터(CBER) 세포·조직·유전자치료제실(OCTGT)은 시험용 세포치료제, 유전자치료제, 치료용 백신, 이종이식 제품 및 OCTGT가 심사하는 일부 생물의약품-의료기기 복합제품(이하 CGT 제품이라 한다)의 임상시험을 뒷받침하는 데 필요한 비임상 정보의 내용과 범위에 관한 권고를 의뢰자와 비임상시험을 설계·수행하는 사람에게 제공하기 위해 이 가이던스를 발행한다.¹

The Center for Biologics Evaluation and Research (CBER)/Office of Cellular, Tissue and Gene Therapies (OCTGT) is issuing this guidance to provide sponsors and individuals that design and implement preclinical studies with recommendations on the substance and scope of preclinical information needed to support clinical trials for investigational cellular therapies, gene therapies, therapeutic vaccines, xenotransplantation, and certain biologic-device combination products which OCTGT reviews (hereinafter referred to as CGT products).¹

이 가이던스는 2012년 11월자 초안 가이던스 「Guidance for Industry: Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products」를 최종 확정한 것이며, 1998년 3월자 가이던스 「Guidance for Industry: Guidance for Human Somatic Cell Therapy and Gene Therapy」(참고문헌 1)의 VIII항 권고를 대체한다. FDA는 이 분야의 발전과 OCTGT의 CGT 제품 심사 경험을 통해 얻은 현재의 지식을 반영하여 권고를 개정하였다.

This guidance finalizes the draft guidance entitled “Guidance for Industry: Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products” dated November 2012 and supersedes the recommendations in section VIII in the guidance entitled “Guidance for Industry: Guidance for Human Somatic Cell Therapy and Gene Therapy” dated March 1998 (Ref. 1). We have revised our recommendations to reflect our current knowledge gained through advancements in the field and through experience gained through OCTGT’s review of CGT products.

따라서 이 가이던스는 이들 제품의 임상시험계획(IND)²과 생물의약품 허가신청(BLA)³을 뒷받침할 비임상 정보에 대한 OCTGT의 현재 기대를 명확히 한다.

Thus, this guidance clarifies OCTGT’s current expectations regarding the preclinical information that would support an Investigational New Drug Application (IND)² and a Biologics License Application (BLA)³ for these products.

이 가이던스의 적용 범위에 드는 CGT 제품은 PHS Act 351(i)조(42 U.S.C. 262(i))의 “생물의약품” 정의에 해당한다. CGT 제품과 전용 투여 시스템처럼 CGT 제품이 복합제품⁴의 구성 요소이기도 한 경우에는 일반적으로 하나의 IND로 충분하다. IND 신청에는 적용 규정이 요구하는 그 밖의 정보와 함께, 이 가이던스에서 설명하는 바에 따라 생물의약품과 투여 시스템에 관한 비임상 정보를 포함하여야 한다.

CGT products within the scope of this guidance meet the definition of “biological product” in section 351(i) of the PHS Act (42 U.S.C. 262(i)). For a CGT product that is also a component of a combination product⁴ such as a CGT product and a dedicated delivery system, a single IND is generally sufficient. The IND application should contain preclinical information, as described in this guidance, on the biological product and on the delivery system, along with any other information required by the applicable regulations.

이 가이던스는 21 CFR 1271에 기술된 바와 같이 PHS Act 361조(42 U.S.C. 264)에 의해서만 규제되는 인체 세포·조직 및 세포·조직 기반 제품(HCT/P)이나 21 CFR 820에 따라 의료기기로 규제되는 제품에는 적용되지 않는다. 이 가이던스는 의약품평가연구센터(CDER)⁵가 규제 책임을 지는 치료용 생물의약품에도 적용되지 않는다. 또한 이 가이던스는 OVRR이 심사하는 생물의약품(예: 예방용 백신)이나 CBER 혈액연구심사실이 심사하는 생물의약품에는 적용되지 않는다.

This guidance does not apply to those human cells, tissues, and cellular and tissue-based products (HCT/P’s) regulated solely under section 361 of the PHS Act (42 U.S.C. 264) as described under 21 CFR Part 1271 or to products regulated as medical devices under 21 CFR Part 820. This guidance also does not apply to the therapeutic biological products for which the Center for Drug Evaluation and Research (CDER)⁵ has regulatory responsibility. In addition, this guidance does not apply to those biological products which OVRR reviews (for example, preventive (prophylactic) vaccines), or to those biological products that CBER’s Office of Blood Research and Review reviews.

FDA는 앞서 몇몇 특정 제품 분야의 비임상 개발에 관한 권고를 담은 가이던스 문서들을 제공한 바 있다(참고문헌 2~7). 이 가이던스는 그 정보를 보완하기 위한 것이다.

We note that we have previously provided guidance documents incorporating recommendations regarding preclinical development for several specific product areas (Refs. 2 through 7). This guidance is intended to complement that information.

이 가이던스를 포함한 FDA의 가이던스 문서는 법적 강제력이 있는 책임을 정하지 않는다. 가이던스는 어떤 주제에 대한 FDA의 현재 견해를 설명하는 것이며, 특정 규정이나 법률 요건이 인용된 경우가 아니면 권고로만 보아야 한다. FDA 가이던스에서 should라는 단어는 어떤 것을 제안하거나 권고한다는 뜻이며, 요구한다는 뜻은 아니다.

FDA’s guidance documents, including this guidance, do not establish legally enforceable responsibilities. Instead, guidances describe the FDA’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 FDA’s guidances means that something is suggested or recommended, but not required.

IND 제출 자료에 포함할 정보의 일반적인 내용과 형식은 21 CFR 312.23에 나와 있다. 312.23(a)(8)항은 시험용 의약품을 임상시험에서 투여하기 전에 의뢰자가 “제안된 임상시험을 수행하는 것이 합리적으로 안전하다고 의뢰자가 결론 내린 근거가 된 약리·독성시험에 관한 적절한 정보”를 제공하여야 한다고 규정한다. “요구되는 동물시험 및 그 밖의 시험의 종류, 기간, 범위는 제안된 임상시험의 기간과 성격에 따라 달라진다.” 따라서 비임상 약리·독성시험의 설계와 수행은 사람에게 시험용 CGT 제품을 안전하게 투여하는 방법을 정하는 데 도움이 되는 규제 결정에 정보를 주는 데 중요하다. 구체적인 제품 특성과 추정 작용기전(MOA), 목표 적응증, 제품 투여 방법은 비임상시험 프로그램의 구성 요소와 설계를 정하는 데 도움이 된다.

The general content and format of information to be included in the submission of an IND can be found in 21 CFR 312.23. Section 312.23(a)(8) states that, prior to administration of an investigational pharmaceutical agent in a clinical trial, the sponsor must provide “[a]dequate information about the pharmacological and toxicological studies…on the basis of which the sponsor has concluded that it is reasonably safe to conduct the proposed clinical investigations. The kind, duration, and scope of animal and other tests required vary with the duration and nature of the proposed clinical investigations.” The design and conduct of preclinical pharmacological and toxicological studies are thus important to inform regulatory decisions that help define the safe administration of an investigational CGT product in humans. The specific product characteristics and putative mechanism(s) of action (MOA(s)), the target disease indication, and the method of product delivery will help define the elements and design of the preclinical testing program.

OCTGT는 다양한 임상 적응증에 대한 CGT 제품의 규제를 담당한다. 이들 제품은 새로운 제조공정의 결과물인 경우가 많고, 정식 독성시험이나 임상시험에서 시험된 적이 없는 구성 요소를 포함하기도 한다. 약리학·독성학 분야의 일반적인 과학 원칙은 CGT 제품에도 적용되지만, 특정 용어(예: 흡수·분포·대사·배설(ADME))는 CGT 제품에 적용되지 않거나 CGT 제품에 대해 현재 널리 받아들여지는 정의가 없다. 다양한 생물학적 특성과 임상 적응증, 그리고 이들 제품 분야에서 빠르고 유동적으로 발전하는 과학 연구 상황은 규제 심사 측면에서 고유한 과학적 과제를 제기한다.

OCTGT is responsible for the regulation of CGT products for a variety of clinical indications. These products are frequently the result of novel manufacturing processes, and/or contain components that have not been previously tested in formal toxicology studies or in clinical trials. We note that the general scientific principles within the fields of pharmacology and toxicology apply to CGT products; however, specific terms (e.g., absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME)) either may not apply, or do not currently have widely accepted definitions with respect to use with CGT products. The diverse biology and clinical indications and the rapid and fluid state of the evolving scientific research into these product areas pose unique scientific challenges in terms of regulatory review.

그 결과 시험용 CGT 제품을 평가하는 규제 심사 과정에서는 연구 대상인 특정 임상 적응증의 맥락에서 신중한 위해성-유익성 분석이 필요하다. CGT 제품의 고유한 물질 구성과 추정 MOA는 저분자 의약품, 고분자 생물의약품(즉, 치료용 단백질), 의료기기와 다르다. 따라서 의약품 개발과 의료기기 시험을 위해 개발된 전통적이고 표준화된 비임상 독성시험 접근 방법은 CGT 제품의 안전성 평가에 적절하지 않은 경우가 많다. OCTGT는 제품의 생물학적 특성(해당되면 생체역학적 특성 포함)과 의도한 임상 적응증을 모두 고려하는 맥락에서 안전성 문제를 다루기 위해 유연하고 과학에 근거한 심사 과정을 사용한다. 이러한 접근 방법은 유연하지만, 보다 전통적이고 표준화된 비임상시험의 바탕이 되는 기본 독성학 원칙을 포함한다.⁶

As a consequence, the regulatory review process for evaluation of investigational CGT products necessitates a careful risk-benefit analysis performed in the context of the particular clinical indication under study. The intrinsic material composition and putative MOA(s) of CGT products differ from small molecular weight drugs, macromolecular biologic drugs (i.e., therapeutic proteins), and medical devices. Therefore, the traditional, standardized approaches for preclinical toxicity testing, which were developed for drug development and device testing, are often not appropriate for evaluating the safety of CGT products. OCTGT uses a flexible, science-driven review process to address safety issues in a context that considers both the biology (and biomechanics if applicable) of the product and the intended clinical indication. Although flexible, such an approach incorporates the basic toxicological principles that underlie more traditional, standardized preclinical testing.⁶

이러한 규제 접근 방법에는 의뢰자와 심사 부서 사이의 소통이 본질적으로 필요하다. 기초 연구의 결과로 새로운 CGT 제품에 관한 정보가 빠른 속도로 쌓이고 있으므로, FDA는 제품 개발 기간 동안 OCTGT 약리·독성 담당자와 일찍부터 지속적으로 소통할 것을 권고한다. 이러한 소통은 안전성, 잠재적 활성의 입증, 가능한 MOA의 이해에 관한 규제 기대가 다루어지도록 하는 데 도움이 된다.

Inherent in such an approach to regulation is the need for communication between the sponsor and the review office. Given the significant pace at which information pertaining to novel CGT products is accumulating as a consequence of basic research, we recommend early and ongoing communication with OCTGT Pharmacology/Toxicology staff during product development. These communications help to ensure that regulatory expectations related to safety, demonstration of potential activity, and understanding of possible MOA(s) are addressed.

수행되는 비임상시험은 시험용 제품의 전체 개발 경로에서 중요한 요소이다. CGT 제품에 대한 충분한 비임상 프로그램의 전반적인 목표는 해당되는 대로 다음을 포함한다.

The preclinical studies that are conducted are an important element of the overall development pathway for an investigational product. The overall objectives for a sufficient preclinical program for a CGT product include, as applicable:

비임상시험에서 얻은 데이터는 초기 임상시험 설계의 길잡이가 되고, 이후 제품 개발 단계를 뒷받침하는 데 필요할 수 있는 생식·발생 독성시험 같은 향후 비임상시험 수행의 기반을 마련하기 위해 이러한 목표를 다루어야 한다.

The resulting data from preclinical studies should address these objectives in order to guide the design of early-phase clinical trials, as well as establish a platform for the conduct of future preclinical studies, such as reproductive/developmental toxicity studies, that may be needed to support later phases of product development.

가능하면 환자군에 투여할 시험용 CGT 제품을 확정적 비임상시험에 사용하여야 한다.⁷ 특정 제품 유형에 관련된 권고는 이 문서 곳곳에서 다룬다. 비임상 시험관내 시험과 생체내 시험에 사용하는 시험용 CGT 제품의 각 로트는 제품 개발 단계에 맞는 적절한 기준에 따라 특성분석을 하여야 한다(참고문헌 8, 9). 비임상용 제품 로트와 임상용 제품 로트 사이의 유사점과 차이점은 IND 제출 자료에서 강조하여 논의하여야 한다. 그러나 임상용 제품의 종 특이적 성질 때문에(예: 일부 벡터 발현 인간 이식유전자: 인체 유래 세포치료(CT) 제품) 임상 투여용 CGT 제품을 동물에서 시험해도 유익한 정보를 얻지 못하는 경우가 있으며, 이때는 유사 제품을 시험하는 것이 적합한 대안일 수 있다.⁸

When possible, the investigational CGT product that will be administered to the patient population should be used in the definitive preclinical studies.⁷ Recommendations germane to specific product types are discussed throughout this document. Each lot of an investigational CGT product used in the preclinical in vitro and in vivo studies should be characterized according to appropriate criteria, consistent with the stage of product development (Refs. 8 and 9). Similarities and differences between product lots intended for preclinical use and lots intended for clinical use should be highlighted and discussed in the IND submission. However, in certain cases, due to the species-specific nature of the clinical product (e.g., some vector-expressed human transgenes: human-derived cellular therapy (CT) products), testing the CGT product intended for clinical administration in animals may not be informative, and therefore testing of an analogous product may be a suitable alternative.⁸

이러한 상황에서 비임상시험 프로그램의 설계는 제품별로 검토한다. 시험용 제품의 부적합성(incompatibility) 문제에 관한 고려사항은 CT 제품은 이 문서 IV.B.항에서, 유전자치료(GT) 제품은 V.B.항에서 다룬다.

In these situations, the design of the preclinical testing program is considered on a product-by-product basis. Considerations regarding investigational product incompatibility issues are discussed in section IV.B. of this document for CT products and in section V.B. for gene therapy (GT) products.

임상시험 설계의 길잡이가 될 데이터를 얻기 위해, 생물학적 활성과 안전성 평가용으로 선정한 동물 종은 시험용 CGT 제품에 대해 사람에서 예상되는 것과 유사한 생물학적 반응⁹을 보여야 한다. 관련 종을 정할 때 고려하여야 할 요소에는 a) 사람과의 생리·해부학적 유사성, b) 바이러스 벡터 또는 유전자치료용 미생물 벡터의 감염과 복제에 대한 허용성/감수성, c) 인체 CT 제품 또는 GT 제품이 발현하는 인간 이식유전자에 대한 면역관용, d) 계획된 임상 투여 시스템/절차의 사용 가능성이 있다.

The animal species selected for assessment of bioactivity and safety should demonstrate a biological response⁹ to the investigational CGT product similar to that expected in humans in order to generate data to guide clinical trial design. Some factors that should be considered when determining the relevant species include: a) comparability of physiology and anatomy to that of humans; b) permissiveness/susceptibility to infection by, and replication of, viral vectors or microbial vectors for gene therapy; c) immune tolerance to a human CT product or human transgene expressed by a GT product; and d) feasibility of using the planned clinical delivery system/procedure.

이러한 요소를 평가하려면 구체적인 제품과 임상 적응증을 고려하여야 한다. 유전자 변형 설치류(즉, 형질전환 또는 녹아웃 동물)나 대동물(예: 양, 돼지, 염소, 말) 같은 “비표준” 시험 종도 적절한 타당성이 제시되면 받아들여질 수 있다. 시험용 CGT 제품의 시험관내·생체내 안전성과 유효성은 한 동물 종에서 평가할 수도 있지만, 다른 요인(예: CGT 제품의 기원, ROA) 때문에 두 종 이상에서 시험해야 할 수도 있다. 확정적 비임상시험을 시작하기 전에, 특정 동물 종이 시험용 제품에 대해 생물학적 관련성이 있는지 확립하기 위해 시험관내 시험(예: 기능 시험, 면역표현형 분석, 형태학적 평가)과 생체내 예비시험을 수행할 것을 권고한다.

Assessment of these factors necessitates consideration of the specific product and clinical indication. “Non-standard” test species, such as genetically modified rodents (i.e., transgenics or knockouts) or large animals (e.g., sheep, pigs, goats, and horses) may be acceptable when adequate justification is provided. Although safety and effectiveness of the investigational CGT product in vitro and in vivo can possibly be evaluated in one animal species, other contributory factors (e.g., source of the CGT product, ROA) may result in the need for testing in more than one species. Prior to initiation of the definitive preclinical studies, we recommend the conduct of in vitro studies (e.g., functional assays, immunophenotyping, morphologic evaluation) and in vivo pilot studies, to establish the biological relevance of a specific animal species to the investigational product(s).

의뢰자는 각 잠재적 임상시험을 뒷받침하는 데 사용하는 동물 종마다 관련성을 상세히 평가할 것을 권고한다. 이 평가의 요약은 IND의 비임상 부분에 포함하여 제출하여야 한다.

We recommend that sponsors conduct a detailed assessment of the relevancy of each animal species used in support of each potential clinical trial. A summary of this assessment should be submitted as part of the preclinical section of the IND.

질병/손상 동물 모델에서 수행한 비임상시험은 용량과 활성 및 독성 사이의 관계에 관한 통찰을 줄 수 있다. 제품 개발의 기초 연구 또는 탐색 연구 단계에서 사용하는 질병/손상 동물 모델도 CGT 제품의 임상시험을 뒷받침하는 데이터를 얻는 데 유용할 수 있다. CGT 제품의 특징(예: 의도한 제품 효과가 오래 지속될 가능성, 생체내 제품 지속성, CGT 제품과 질병 환경 사이의 상호작용이 관여하는 복잡한 MOA, 침습적 ROA) 때문에 이들 제품의 활성과 안전성 평가에는 건강한 동물보다 질병/손상 동물 모델이 더 바람직할 수 있다. 따라서 시험용 CGT 제품과 관련된 위해성-유익성 비율을 더 잘 정의하기 위해 질병/손상 모델에서의 비임상시험이 권장된다.

Preclinical studies performed in animal models of disease/injury may provide insight regarding the relationships of dose to activity and toxicity. Animal models of disease/injury that are used in basic research or discovery science phases of product development are also potentially useful for generating data to support clinical trials for CGT products. Due to features of CGT products (e.g., potentially prolonged duration of intended product effect, product persistence in vivo, complex MOA involving interaction between the CGT product and the disease environment, invasive ROA), animal models of disease/injury may be preferable to healthy animals to assess the activity and safety of these products. Therefore, preclinical studies in disease/injury models are encouraged to better define the risk-benefit ratio associated with investigational CGT products.

또한 질병/손상 모델을 사용하면 임상시험에서 모니터링에 활용할 수 있는 활성-위해 바이오마커를 찾아낼 기회가 생긴다.

In addition, use of disease/injury models provides the opportunity for possible identification of activity-risk biomarkers that may be applicable for monitoring in clinical trials.

이러한 비임상 동물 모델에는 한계가 있을 수 있다. 이러한 한계의 예는 다음과 같다.

Potential limitations of these preclinical animal models can exist. Examples of these limitations include:

모든 모델에는 고유한 강점과 약점이 있으므로, 어떤 단일 모델도 환자군에서 시험용 CGT 제품의 유효성과 안전성 결과를 완전히 정확하게 예측하지는 못한다. CGT 제품의 활성과 안전성 프로파일은 질병 발병 시점에 대한 투여 시기에 따라 영향을 받을 수 있으므로, 제품 투여를 시작할 때의 질병 상태를 특성분석하여 IND 제출 자료에 기록하여야 한다.

Each model has inherent strengths and weaknesses; thus, no single model will predict with complete accuracy the efficacy and safety outcome of the investigational CGT product in the patient population. The activity and safety profile of the CGT product may be influenced by the timing of administration relative to the onset of disease, thus the disease state at the initiation of product administration should be characterized and documented in the IND submission.

IND 제출 자료에는 선정한 동물 모델이 목표 질병 집단을 모사하고 시험용 CGT 제품의 안전성을 평가할 수 있는 유용성/능력을 뒷받침하는 정보를 포함하여야 하며, 이때 다음 각각을 고려하여야 한다.

The IND submission should include information supporting the usefulness/ability of the selected animal model(s) to mimic the target disease population and to permit assessment of the safety of the investigational CGT product that takes into account each of the following:

적절한 경우, 의뢰자는 적절한 동물 모델을 선정하기 위해 단계적 접근 방법을 사용하는 것을 고려할 것을 권고한다. 의도한 시험용 CGT 제품을 사용한 예비시험을 수행하면 특정 동물 종/모델이 확정적 비임상시험에 사용하기에 적합한지 평가하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 연구 대상인 단일 제품의 기능적 측면과 잠재적 독성을 충분히 확인하려면 여러 동물 모델이 필요할 수 있다. 이러한 상황에서 비임상시험 체계에는 1) 대동물과 소동물 모델, 2) 여러 소동물 모델, 또는 3) 대동물 모델만을 사용하는 방법이 포함될 수 있다.

We recommend that, when appropriate, sponsors consider using a tiered approach for determining selection of an appropriate animal model. Performance of pilot studies involving the intended investigational CGT product may assist in evaluating the suitability of a particular animal species/model for use in the definitive preclinical studies. Moreover, multiple animal models may be necessary to adequately identify functional aspects and potential toxicities of a single product under study. In these situations, the preclinical testing paradigm may include the use of 1) large and small animal models, 2) multiple small animal models, or 3) only large animal models.

수행할 시험의 수와 종류는 시험용 CGT 제품의 생물학적 특성에 따라 정해진다. CGT 제품의 단계적 시험 접근 방법에 관한 정보와 권고를 담은 현행 CBER 가이던스(참고문헌 2~4)를 참조한다.

The number and type of studies performed will be guided by the biological attributes of the investigational CGT product. Please refer to current CBER guidances (Refs. 2 through 4) that include information and recommendations regarding tiered testing approaches for CGT products.

POC 시험의 주된 목적은 목표 환자군에서 시험용 CGT 제품을 사용하는 것의 실행 가능성과 근거를 확립하는 것이다. POC 시험은 CGT 제품의 위해성-유익성 평가에서 유익성 측면에 정보를 준다. 이러한 데이터는 고유 위해가 상당한 새로운 제품을 평가할 때 필수적일 수 있다. 또한 POC 시험 데이터는 동물 종 선정에 크게 기여할 수 있다(이 문서 III.B.2항 참조).

A primary objective of POC studies is to establish the feasibility and rationale for use of an investigational CGT product in the targeted patient population. POC studies help inform the benefit side of the risk-benefit assessment of the CGT product. Such data may be essential in the assessment of novel products with substantial inherent risks. In addition, data from POC studies can contribute significantly to animal species selection (refer to section III.B.2 of this document).

POC 시험에서는 다음을 조사하여야 한다.

POC studies should investigate the following:

이 정보는 모두 합쳐 제안된 임상시험의 근거와 실행 가능성을 확립하는 역할을 한다. 적절한 동시 대조군의 포함, 무작위배정, 눈가림 방법 같은 시험 설계 요소는 결과 데이터의 신뢰도를 높일 수 있으므로 고려하여야 한다.

Collectively, this information serves to establish the rationale for, and feasibility of, the proposed clinical trial. Features of study design, such as the inclusion of appropriate concurrent controls, randomization, or blinding methods, may increase the strength of the resulting study data, thus should be considered.

시험용 CGT 제품의 생물학적 활성의 여러 측면(예: 성장인자 분비, 면역반응 프로파일, 신경전달물질 발현)을 평가하기 위한 비임상 시험관내 시험은 POC를 뒷받침하는 정보를 제공할 수 있다.

Preclinical in vitro assays intended to assess aspects of the biological activity of an investigational CGT product (e.g., growth factor secretion, immunological response profile, expression of a neurotransmitter) can provide supporting POC information.

시험용 CGT 제품의 잠재적 안전성 문제와 MOA를 확인하기 위해 시험관내 시험을 활용할 것을 적극 권장한다. 그러나 이 시험만으로는 생체내 투여 후 제품의 생리적·기능적 통합 결과를 믿을 만하게 예측하기에 충분하지 않다. 따라서 비임상시험 프로그램은 의도한 환자군에서 시험용 CGT 제품을 사용하는 것의 생물학적 타당성을 이해하기 위해 단계적이고 다요인적인 접근 방법을 포함하여야 한다.

Use of in vitro studies is strongly encouraged for identification of potential safety issues and MOA of an investigational CGT product. However, this testing alone is not sufficient to reliably anticipate the outcome of physiological and functional integration of the product following in vivo administration. Accordingly, the preclinical testing program should incorporate a stepwise, multifactorial approach to achieve an understanding of the biological plausibility for use of the investigational CGT product in the intended patient population.

생체내 비임상시험에서는 질병/손상 동물 모델의 사용이 권장되는데, 이러한 시험에서는 관찰 가능한 기능/행동 변화와 함께 그에 따른 형태학적 변화를 특성분석할 수 있기 때문이다. 이러한 동물 모델에 관한 일반적인 논의는 이 문서 III.B.3항을 참조한다.

For in vivo preclinical testing, the use of animal models of disease/injury is encouraged, as such studies allow for the characterization of resulting morphological changes in conjunction with observable functional/behavioral changes. For a general discussion regarding these animal models, refer to section III.B.3 of this document.

시험관내·생체내 비임상 POC 시험에서 얻은 데이터는 비임상 독성시험과 초기 임상시험의 설계에 길잡이가 될 수 있으며, 동시에 의도한 환자군에서 시험용 CGT 제품의 합리적인 위해 수준을 정하는 데 기여한다.

Data derived from in vitro and in vivo preclinical POC testing can guide the design of both the preclinical toxicology studies, as well as the early-phase clinical trials, while contributing to defining reasonable risk for the investigational CGT product in the intended patient population.

시험용 CGT 제품 안전성의 비임상 평가는 제안된 임상시험에 대해 받아들일 수 있는 위해성-유익성 비율을 정하는 데 기여한다. 안전성 평가는 잠재적인 국소·전신 독성, 그 발현 시기(즉, 급성 또는 지연성), 독성의 회복 가능성, 제품 용량 수준이 독성 소견에 미치는 영향을 확인·특성분석·정량할 수 있을 만큼 충분히 포괄적이어야 한다.

Preclinical assessment of the safety of an investigational CGT product contributes to the definition of an acceptable risk-benefit ratio for a proposed clinical trial. The safety assessment should be sufficiently comprehensive to permit identification, characterization, and quantification of potential local and systemic toxicities, their onset (i.e., acute or delayed), the possibility for resolution of any toxicities, and the effect of product dose level on toxicity findings.

독성시험을 설계할 때 다음 각각을 고려하여야 한다.

Each of the following should be considered in the design of the toxicology study:

독성시험에는 CGT 제품이 생물학적으로 활성을 나타내는 동물 종을 사용하여야 하며, 종 선정을 정당화하는 뒷받침 데이터를 제공하여야 한다(이 문서 III.B.2항 참조). 전통적인 독성시험에서는 건강한 동물이 표준 모델 시험계이지만, 질병/손상 동물 모델을 사용하는 시험 설계를 시험용 CGT 제품의 잠재적 독성을 평가할 수 있도록 중요한 안전성 변수를 포함하는 방향으로 수정하는 경우가 많다(즉, 약리-독성 혼합 시험 설계). 이러한 데이터는 건강한 동물에서의 독성시험을 보완하거나, 경우에 따라 이를 대신하여 사용될 수 있다.

Animal species in which the CGT product is biologically active should be used in the toxicology studies; supporting data should be provided that justify species selection (refer to section III.B.2 of this document). Although healthy animals represent the standard model test system employed to conduct traditional toxicology studies, study designs using animal models of disease/injury are frequently modified to incorporate important safety parameters that allow for assessment of the potential toxicology of an investigational CGT product (i.e., hybrid pharmacology-toxicology study design). Such data can supplement, or possibly be used in lieu of toxicology studies in healthy animals.

독성시험의 전체 설계는 제안된 임상시험 설계를 가능한 한 가깝게 모사하여야 한다. 비임상 독성시험 설계에는 해당되는 대로 다음을 포함하여야 한다.

The overall design of the toxicology studies should mimic the proposed clinical trial design as closely as possible. Preclinical toxicology study designs should include the following, as applicable:

이러한 비임상 데이터는 임상시험 설계에 길잡이가 된다. 예를 들어 독성시험에서 얻은 데이터로 무독성량(NOAEL)을 정할 수 있으며, 이는 임상시험의 시작 용량 수준과 이후 용량 증량 계획을 정하는 데 도움이 된다. 또한 이 정보를 통해 환자에서 중대한 독성을 피하거나 줄일 수 있다.

These preclinical data will help guide clinical trial design. For example, data generated from the toxicology studies will potentially establish a No-Observed-Adverse-Effect-Level (NOAEL), which will help determine selection of the starting dose level and subsequent dose-escalation scheme for the clinical trial. In addition, this information will potentially allow for circumvention or mitigation of significant toxicities in patients.

확정적 비임상시험에서 시험용 CGT 제품을 투여하는 데 사용하는 ROA는 임상에서 사용할 ROA를 최대한 모사하여야 한다. 동물 모델에서 임상 ROA를 재현할 수 없으면, 비임상 개발 계획의 일부로 대체 경로/방법을 제안하고 과학적으로 정당화하여야 한다.

The ROA used to deliver the investigational CGT product in the definitive preclinical studies should mimic the ROA to be employed in the clinical setting to the greatest degree possible. If it is not possible to replicate the clinical ROA in the animal model, then alternative routes/methods should be proposed and scientifically justified as a part of the preclinical development plan.

제품 투여 방법과 관련된 잠재적 위해를 평가하기 위해, 확정적 비임상시험에 사용하는 투여 기구 시스템은 가능하면 계획된 임상용 제품 투여 기구와 동일하여야 한다. 계획된 임상 투여 기구 시스템을 사용할 수 없는 확정적 시험에서는 사용한 투여 시스템에 대한 타당성을 제시하여야 한다. IND 의뢰자는 FDA가 투여 기구 시스템의 안전성을 판단할 수 있도록 충분한 데이터를 제공할 책임이 있다. IND 제출 자료에는 투여 기구에 대한 의료기기 마스터파일(MAF)을 의료기기·방사선보건센터(CDRH)에 제출했는지를 밝혀야 한다. MAF가 있으면 IND 제출 자료에는 FDA가 MAF의 특정 정보를 교차 참조할 수 있도록 허락하는 MAF 보유자의 위임장(letter of authorization)을 포함하여야 한다.

To assess the potential risks associated with the method of product administration, the delivery device system used in the definitive preclinical studies should be identical to the planned clinical product delivery device, if possible. In definitive studies where the planned clinical delivery device system cannot be used, justification for the delivery system that is utilized should be provided. The IND sponsor is responsible for providing sufficient data to allow FDA to determine the safety of the delivery device system. The IND submission should state whether a device master file (MAF) has been submitted to the Center for Devices and Radiological Health (CDRH) for the delivery device. If a MAF exists, the IND submission should include a letter of authorization from the MAF holder granting permission for FDA to cross-reference specific information in the MAF.

CBER는 의료기기 MAF에 제공된 정보가 임상시험에서의 사용을 뒷받침할 만큼 충분히 상세한지(예: 시설과 제조 절차 및 관리, 화학물질·재료의 합성·제형·정제 및 기준, 생체적합성(참고문헌 10), 비임상 데이터, 임상시험 데이터) 판단하기 위해 필요에 따라 CDRH 심사 담당자와 협의한다. 투여 기구에 대한 MAF가 없거나 정보가 제안된 사용을 뒷받침하기에 충분하지 않으면, 제안된 임상시험에서 해당 기구의 사용을 뒷받침하기 위해 IND 제출 자료에 포함하여야 할 정보의 종류와 범위를 정하기 위해 CDRH 심사 담당자와 협의할 수 있다.

CBER will consult with CDRH review staff as necessary to determine whether the information provided in the device MAF is sufficient in detail (e.g., facilities and manufacturing procedures and controls; synthesis, formulation, purification and specifications for chemicals, materials; biocompatibility (Ref. 10), preclinical data; clinical study data) to support use in the clinical trial. If a MAF for the delivery device does not exist or if the information is not sufficient to support the proposed use, CDRH review staff may be consulted to determine the type and extent of information that should be included in the IND submission to support the use of the device in the proposed clinical trial.

시험용 CGT 제품에 새로운 기구 및/또는 투여 절차를 사용하는 것과 관련될 수 있는 잠재적 위해를 확인하고 평가하여야 한다. 이전에 시험된 적이 없는 기구를 두개 내 제품 투여에 사용하는 것과 관련된 위해 평가나, CGT 제품을 심장 또는 뇌에 넣기 위해 시험용 투여 시스템을 사용하는 것과 관련된 위해 평가처럼, 특정 상황에서는 투여 기구의 안전성 시험에 대동물 종(건강한 동물 또는 질병/손상 모델)을 사용하는 것이 적절할 수 있다. 앞에서 말한 바와 같이, 투여 기구와 투여 절차에 대한 안전성 데이터는 현재 유효한 기존 규제 제출 자료(즉, IND, 시험용 의료기기 면제(IDE), MAF)에서 얻을 수 있다.

Potential risks that may be associated with use of a novel device and/or delivery procedure for an investigational CGT product should be identified and evaluated. The use of a large animal species (healthy animal or a disease/injury model) to test the safety of a delivery device may be appropriate in certain situations, such as assessment of risk associated with use of a previously untested device for intracranial product delivery, or assessment of risk associated with use of an investigational delivery system for placement of the CGT product into the heart or the brain. As indicated above, safety data for the delivery device and delivery procedure may derive from existing active regulatory submissions (i.e., INDs, Investigational Device Exemptions (IDEs), MAFs).

또한 앞에서 말한 바와 같이, 이 경우 시험용 CGT 제품의 IND 제출 자료에는 이들 기존 제출 자료의 의뢰자가 발행한 교차 참조 허가서를 포함하여야 한다. 임상 투여 기구와 투여 절차를 사용한 공개 연구도 뒷받침 안전성 데이터를 제공할 수 있다.

As also indicated above, in these circumstances, the IND submission for the investigational CGT product should include letters of cross-reference from the sponsors of these existing submissions. Published studies that involve the use of the clinical delivery device and delivery procedure may also provide supportive safety data.

21 CFR 58(Part 58)에 따라 모든 비임상 독성시험은 GLP를 준수하여 수행하여야 한다. 그러나 FDA는 일부 독성 평가가 GLP 규정을 완전히 준수하지 못할 수 있음을 인정한다. 예를 들어 시험용 CGT 제품의 독성 데이터는 질병/손상 동물 모델을 사용하는 POC 시험에서 수집되기도 하는데, 이러한 시험에는 GLP 시험기관에서 갖추지 못했을 수 있는 특수한 동물 관리와 기술적 전문성이 필요할 수 있다. 마찬가지로 벡터 체내분포, 세포 운명, 특정 면역학적 평가변수처럼 독성시험에 포함되는 일부 평가변수를 포함하는 시험은 GLP 시험기관에서 수행하지 못할 수 있다. 시험관내·생체내 약리/POC 시험은 GLP 준수가 요구되지 않는다.

According to 21 CFR Part 58 (Part 58), all preclinical toxicology studies are to be conducted in compliance with GLP. However, we recognize that some toxicology assessments may not fully comply with the GLP regulations. For example, toxicology data for investigational CGT products are sometimes collected in POC studies that use an animal model of disease/injury, which may require unique animal care issues and technical expertise that may not be available at a GLP testing facility. Similarly, studies that incorporate some endpoints included in the toxicology study, such as vector biodistribution, cell fate, or specific immunological endpoints may not be available at a GLP testing facility. Compliance of in vitro and in vivo pharmacology/POC studies with GLP is not required.

이러한 시험에서 안전성 평가변수(즉, 조직병리)를 수집할 계획이라면, 이들 시험 변수를 GLP에 따라 수행할 것을 권고한다.

If collection of safety endpoints (i.e., histopathology) in such studies is planned, conduct of these study parameters in compliance with GLP is recommended.

최종 시험 보고서에는 “58부에 따른 [GLP] 규정의 적용을 받는 각 비임상 시험에 대해, 그 시험이 58부의 [GLP]를 준수하여 수행되었다는 진술, 또는 시험이 그 규정을 준수하여 수행되지 않았다면 준수하지 않은 이유에 대한 간단한 진술”을 제출하여야 한다(21 CFR 312.23(a)(8)(iii)). 이 설명에는 일탈 영역과 그 일탈이 시험 결과에 영향을 주었는지를 포함하여야 한다. 다만 이 경우에는 독립적인 신뢰성보증(QA) 부서/담당자가 독성시험의 수행과 그에 따른 각 최종 시험 보고서를 감독하는 기능을 하도록 하는 것을 고려하여야 한다(21 CFR 58.35에 기술된 것과 유사하게).

“For each nonclinical laboratory study subject to the [GLP] regulations under part 58, a statement that the study was conducted in compliance with [GLP] in part 58, or, if the study was not conducted in compliance with those regulations, a brief statement of the reason for the noncompliance,” must be submitted in the final study report (21 CFR 312.23(a)(8)(iii)). This explanation should include the areas of deviation and whether the deviation(s) impacted study outcome. However, in these instances, consideration should be given to having an independent Quality Assurance (QA) unit/person provide an oversight function with respect to the conduct of the toxicology study and each resulting final study report (similar to that described in 21 CFR 58.35).

시험 설계에 안전성 변수를 포함하는 비임상시험은 사전에 설계한 시험계획서에 따라 수행하여야 한다. 이러한 시험에서 얻은 결과는 제안된 임상시험을 뒷받침할 만큼 충분한 품질과 완전성을 갖추어야 한다. 사전에 설계한 시험계획서로부터의 모든 일탈과 그 일탈이 시험의 완전성과 결과에 미칠 수 있는 영향의 요약을 비임상시험 보고서에 제공하여야 한다.

Preclinical studies that incorporate safety parameters in the study design should be conducted using a prospectively designed study protocol. Results derived from these studies should be of sufficient quality and integrity to support the proposed clinical trial. A summary of all deviations from the prospectively designed study protocol and their potential impact on study integrity and outcome should be provided in the preclinical study report.

이 가이던스의 권고는 동물 사용의 감소·개선·대체를 장려하는 시험방법 계획서를 육성하는 “3R” 원칙과, 기관 동물실험윤리위원회(IACUC)의 활용을 포함한 1976년 동물복지법 개정법(7 U.S.C. 2131 이하)의 해당 조항을 반영한다.¹⁰ 각 시험용 CGT 제품의 비임상 프로그램은 임상 안전성과 치료 활성에 대한 이들 시험의 예측 가치를 최대화하기 위해 범위, 복잡성, 설계 면에서 개별화하여야 한다. FDA는 의뢰자가 비임상 개발 프로그램을 설계하는 과정에서 동물 사용을 감소·개선·대체할 기회를 활용할 것을 권장한다. 이러한 기회에는 다음이 포함될 수 있다(참고문헌 11).

The recommendations in this guidance incorporate the principles of the “3Rs,” the fostering of test method protocols that encourage reducing, refining, and replacing animal use, and the applicable provisions of the Animal Welfare Act Amendments of 1976 (7 U.S.C. 2131 et seq.), including the use of institutional animal care and use committees (IACUCs).¹⁰ The preclinical program for each investigational CGT product should be individualized with respect to scope, complexity and design in order to maximize the predictive value of these studies for clinical safety and therapeutic activity. We encourage sponsors to take advantage of opportunities for reducing, refining and replacing animal use during the process of designing a preclinical development program. Such opportunities might include (Ref. 11):

이러한 노력의 적합성은 CGT 제품의 안전성과 활성에 관해 필요한 데이터를 제공하는 비임상시험 프로그램의 능력에 미치는 영향이 있다면 그 영향을 고려하여 판단하여야 한다.

The suitability of these efforts should be considered with respect to their effect, if any, on the ability of the preclinical testing program to provide necessary data regarding the safety and activity of the CGT product.

시험용 CGT 제품의 개발이 후기 임상시험으로 진행되면, 남은 문제를 해결하기 위한 추가 비임상시험의 수행을 고려하여야 한다. 예를 들어 제조/제형 변경으로 후기 CGT 제품과 초기 임상시험에 사용한 제품의 동등성/동질성(comparability)이 불확실해지면, 두 제품을 연결하기 위한 추가 시험관내 및/또는 생체내 비임상시험이 필요할 수 있다. 이러한 가교시험을 통해 초기 제품으로 수집한 데이터가 후기 개발이나 허가를 뒷받침할 수 있게 된다. 투여 요법이나 환자군이 초기 임상시험에서 크게 바뀌면 추가 비임상시험이 필요할 수 있다. 또한 제품 유형이나 목표 환자군에 따라 생식·발생 독성 가능성을 다루어야 할 수 있다. 일반적으로 이러한 시험은 3상 임상시험 전에 수행하여야 한다.¹¹

As development of an investigational CGT product progresses to later-phase clinical trials, consideration should be given to the conduct of additional preclinical studies to address any outstanding issues. For example, if manufacturing/formulation changes occur such that the comparability of the later-phase CGT product to the product used in early-phase clinical trial(s) is uncertain, additional in vitro and/or in vivo preclinical studies may be needed to bridge the two products. Such bridging studies allow data collected with the early-phase product to support later-phase development or licensure. Additional preclinical studies may be necessary if the dosing regimen or patient population changes significantly from the early-phase clinical trials. In addition, the potential for reproductive/developmental toxicity may need to be addressed, depending on product type or target patient population. In general, such studies should be conducted prior to Phase 3 clinical trials.¹¹

이와 달리 CGT 제품의 생물학적 특성(예: 줄기세포, 통합형 바이러스 벡터) 때문에 발암성/종양원성 가능성을 평가하는 시험은 일반적으로 제품 개발 초기 단계에 수행한다(참고문헌 12, 13). 추가 비임상시험의 시기와 설계가 원활한 제품 개발을 가능하게 할 만큼 적절하도록, CGT 제품 개발 프로그램 전반에 걸쳐 OCTGT와 협의할 것을 권고한다.

In contrast, due to the biological attributes of the CGT products (e.g., stem cells and integrating viral vectors), the conduct of studies to assess the carcinogenicity/tumorigenicity potential generally occurs during the early stages of product development (Refs. 12 and 13). Consultation with OCTGT throughout the CGT product development program is recommended to ensure that the timing and design of any additional preclinical studies are adequate to allow for seamless product development.

시험용 CGT 제품의 안전성을 입증하기 위한 각 시험관내·생체내 비임상시험마다 보고서를 제출하여야 한다(21 CFR 312.23(a)(8)). 약리/POC 시험의 완전한 보고서는 요구되지 않지만, 시험 결과를 독립적으로 해석할 수 있도록 이들 시험에서 충분한 정보를 제공하여야 한다. 각 완전한 시험 보고서에는 a) 사전에 설계한 시험계획서와 모든 계획서 변경 목록, b) 시험 설계의 상세한 설명(예: 사용한 시험계, 사용한 동물 종/모델, 투여한 대조 물질과 시험용 제품, 용량 수준, 제품 투여와 모든 시험계획서 변수 수집의 상세 절차), c) 개별 동물 데이터와 표/요약 데이터를 포함한, 평가한 모든 변수의 완전한 데이터 세트, d) 얻은 결과의 분석과 해석이 포함되어야 하며, 이에 한정되지 않는다.

A report must be submitted for each in vitro and in vivo preclinical study intended to demonstrate the safety of an investigational CGT product (21 CFR 312.23(a)(8)). Although complete reports for pharmacology/POC studies are not required, sufficient information from these studies should be provided to allow for independent interpretation of the study results. Each complete study report should include, but is not limited to: a) a prospectively designed protocol and listing of all protocol amendments; b) a detailed description of the study design (e.g., the test system used, animal species/model used, control and investigational products administered, dose levels, detailed procedures for product administration and collection of all study protocol parameters); c) complete data sets for all parameters evaluated, including individual animal data and tabulated/summary data; and d) analysis and interpretation of the results obtained.

FDA는 시험용 CGT 제품 개발 프로그램 초기에 OCTGT 약리·독성 담당자와 소통할 것을 권고한다. 유용한 일반 정보는 FDA 가이던스와 학술 회의 발표에서 얻을 수 있다. 그러나 CGT 제품의 비임상시험 프로그램은 고도로 개별화해야 하는 경우가 많으므로, 의뢰자는 특정 제품과 적응증에 대한 CBER의 기대에 관해 OCTGT와 논의해야 할 수 있다. 이러한 조언은 처음에 pre-pre-IND 상호작용¹²을 통해 얻을 수 있는데, 이는 제품 개발 초기 단계에 약리·독성과(Pharmacology/Toxicology Branch) 심사자, 그 밖의 해당 심사자, 의뢰자 사이에 이루어지는 구속력 없고 비공식적이며 초점을 맞춘 과학·규제 논의이다.

We recommend communication with OCTGT Pharmacology/Toxicology staff early in the investigational CGT product development program. Useful general information can be gained from FDA guidances and presentations at scientific meetings. However, preclinical testing programs for CGT products often need to be highly individualized; therefore, a sponsor may need discussions with OCTGT regarding CBER expectations for the specific product and indication. Such advice can be obtained initially through a pre-pre-IND interaction,¹² which is a non-binding, informal, targeted scientific and regulatory discussion between reviewers from the Pharmacology/Toxicology Branch, other applicable reviewers, and the sponsor at an early stage of product development.

이 상호작용에서 OCTGT가 준 조언은 확정적 비임상시험의 최종 계획서를 작성할 때와 pre-IND 회의용 브리핑 문서의 각 부분을 작성할 때 고려하여야 한다.¹³

The advice given by OCTGT in this interaction should be considered when preparing final protocols for definitive preclinical studies, as well as in preparing various sections of the briefing document for the pre-IND meeting.¹³

CT 제품은 제형(스캐폴드나 그 밖의 비세포 구성 요소와의 결합 포함), 세포와 환자의 유전적 관계(자가, 동종, 이종), 세포 기원 같은 특성에 따라 다양하다. CT 제품은 일반적으로 줄기세포 유래 CT 제품과 성숙/기능적으로 분화된 세포 유래 CT 제품으로 분류할 수 있다. CT 제품이 유도만능줄기세포(iPSC)에서 유래하면 줄기세포 유래 제품과 성숙/기능적으로 분화된 세포 유래 제품의 특성을 모두 나타낼 가능성이 있으므로, 제품 개발 과정에서 CT 제품의 두 가지 기본 기원 범주를 모두 고려하여야 한다. 시험용 CT 제품의 생체내 생물학적 활성과 안전성 프로파일은 제품 기원(공여자 기원, 조직 기원)과 함께 투여 시점의 조작 수준과 분화 단계의 영향을 받는다.

CT products vary with respect to characteristics such as formulation (including combination with a scaffold or other non-cellular component), the genetic relationship of the cells to the patient (autologous, allogeneic, xenogeneic), and the cell source. CT products can be generally classified as: stem cell-derived CT products; or mature/functionally differentiated cell-derived CT products. If the CT product is derived from an induced pluripotent stem cell (iPSC), the product has the possibility of expressing characteristics of both stem cell-derived and mature/functionally differentiated cell-derived products; therefore, both fundamental source categories of CT products should be considered during the product development process. The in vivo biological activity and safety profile of the investigational CT product is influenced by product origin (donor source, tissue source), as well as the level of manipulation and stage of differentiation at the time of administration.

CT 제품의 유형에 관계없이, 세포가 동물 조직이나 세포에서 유래하면(이종이식 제품) 추가 고려사항이 적용된다(참고문헌 5, 14).

Regardless of the type of CT product, if the cells originate from animal tissue or cells (xenotransplantation products), additional considerations apply (Refs. 5 and 14).

생물학적으로 관련 있는 동물 종과 질병/손상 동물 모델 선정에 관한 일반적인 논의는 이 문서 III.B.2항과 3항을 참조한다. CT 제품에 대한 추가 고려사항에는 다음이 포함될 수 있다.

For a general discussion regarding the selection of biologically relevant animal species and animal models of disease/injury, refer to sections III.B.2 and 3 of this document. Additional considerations for CT products can include:

인체 세포를 동물에 투여하는 것은 건강한 면역 정상 동물의 면역원성 반응 때문에 복잡해지며, 그 결과 투여한 인체 세포가 거부될 수 있다. 이 반응 때문에 인체 세포 제품의 활성과 안전성을 적절히 평가하지 못할 수 있다. 인체 세포 제품의 활성과 안전성을 평가하는 비임상시험을 수행할 때, 종간 면역원성 때문에 투여한 인체 세포를 위한 생체내 면역관용 환경을 만들도록 동물 모델을 변경해야 할 수 있다. 고려된 여러 모델에는 다음이 있다.

Administration of human cells into animals is complicated by the immunogenic responses of healthy immune-competent animals, potentially resulting in the rejection of the administered human cells. This response may prevent adequate evaluation of the activity and safety of the human cellular product. When conducting preclinical studies to evaluate the activity and safety of a human cellular product, the cross-species immunogenicity may necessitate alteration of the animal model in order to create an in vivo immune tolerant niche for the administered human cells. Various models that have been considered include:

비임상시험에서 유사 세포 제품을 투여하는 것도 받아들일 수 있는 선택지가 될 수 있다. 이 접근 방법의 과학적 가치는 유사 CT 제품이 인체 CT 제품과 실질적으로 유사할 때 가장 커진다. 그러나 유사 세포 제품을 사용한 비임상시험은 생물학적 활성, 분자 조절 기전, 불순물/오염물질이 다를 수 있어 데이터의 관련성에 불확실성을 가져올 수 있다. 따라서 이 비임상시험 경로를 사용한다면, 동물 세포 제품과 의도한 인체 세포 제품 사이의 유사성 수준을 특성분석하여야 한다. 예로는 다음이 있을 수 있다.

The administration of analogous cellular products in the preclinical studies is also a potentially acceptable option. The scientific value of this approach is optimized when the analogous CT product is substantially similar to the human CT product. However, preclinical testing using an analogous cellular product can introduce uncertainty regarding the relevance of the data due to potentially different biological activities, molecular regulatory mechanisms, and impurities/contaminants. Therefore, if this preclinical testing pathway is used, the level of analogy of the animal cellular product with the intended human cellular product should be characterized. Examples may include:

동물시험에서 얻은 데이터의 적용 가능성을 최대화하기 위해, 유사 CT 제품의 이들 변수는 제안된 인체 CT 제품과 가능한 한 가깝게 유사하여야 한다.

The degree of similarity of these parameters for the analogous CT product should be as close to the proposed human CT product as possible in an attempt to maximize the applicability of data derived from the animal studies.

FDA는 제1형 당뇨병(참고문헌 16), 심장 질환(참고문헌 17), 연골 복구(참고문헌 18) 같은 임상 상태의 치료를 위한 인체 유래 CT 제품에 적절한 동물 모델 선정을 논의한 자문위원회 회의를 연 바 있다. 또한 FDA 자문위원회는 급성 간부전과 제1형 당뇨병 치료를 위한 이종이식 제품의 안전성과 활성 시험에 관련된 비임상 동물 모델을 논의하였다(참고문헌 19).

FDA has held advisory committee meetings that discussed the selection of appropriate animal models for human-derived CT products intended to treat clinical conditions such as Type 1 diabetes (Ref. 16), cardiac disease (Ref. 17), and cartilage repair (Ref. 18). Additionally, an FDA advisory committee discussed relevant preclinical animal models for the testing for safety and activity of xenotransplantation products intended to treat acute liver failure and Type 1 diabetes mellitus (Ref. 19).

이 문서 III.B.항에서 제시한 비임상시험 프로그램에 관한 일반 가이던스에 더하여, 시험용 CT 제품의 비임상시험을 설계할 때 고려할 사항은 다음과 같다.

In addition to the general guidance on the preclinical testing program provided in section III.B. of this document, considerations when designing preclinical studies for investigational CT products include the following:

FDA 자문위원회는 만능줄기세포와 관련하여 이러한 안전성 문제 중 상당수를 논의하였다(참고문헌 12). 이러한 우려 중 일부는 아래에서 더 자세히 다룬다.

An FDA advisory committee discussed many of these safety issues in the context of pluripotent stem cells (Ref. 12). Some of these concerns are discussed in more detail below.

동물에 투여한 후 시험용 CT 제품의 운명을 확인하는 것은 제품의 활성과 안전성 프로파일을 특성분석하는 데 중요한 기여를 한다. 비임상시험 프로그램 초기에 수행하면, 세포 운명 평가는 원하는 약리학적 반응을 얻는 데 생착이 중요하고 필요한지를 판단함으로써 추정 MOA를 특성분석하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 세포 운명은 동물 종/모델 선정과 확정적 시험 기간을 정당화하고, 잠재적 독성 표적 장기를 확인하는 데 도움이 될 수 있다. 생체내 세포 운명에 관한 고려사항은 다음과 같다.

Determination of the fate of the investigational CT product following administration in animals is an important contribution to characterizing the product activity and safety profile. When conducted early in the preclinical testing program, assessment of cell fate can help characterize the putative MOA by determining if engraftment is important and necessary to achieve the desired pharmacological response. Additionally, cell fate can help justify the selection of the animal species/models, justify the duration of the definitive studies, and identify potential target organs of toxicity. Considerations of cell fate in vivo include:

세포 생존율과 그에 따른 생착은 다음의 영향을 받을 수 있다.

Cell viability and subsequent engraftment may be affected by:

CT 제품의 유효성을 얻는 데 장기적인 세포 생존/생착이 필요하다면, 생체내 세포 생존, 해부학적 생착, 생물학적 활성을 포괄적으로 평가할 수 있을 만큼 충분한 기간 동안 동물을 추적하여야 한다.

If long-term cell survival/engraftment is necessary to achieve effectiveness of the CT product, the animals should be followed for an interval sufficient to allow for comprehensive evaluation of in vivo cell survival, anatomic engraftment, and biologic activity.

생체내 투여한 CT 제품은 그 생물학적 특성 때문에 통상적인 화학 분석의 대상이 되지 않으므로, 표준 ADME와 약동학 시험 기법 및 프로파일은 적용되지 않는다. CT 제품의 세부 특성과 ROA의 영향을 받기는 하지만, 세포는 본래 목표 장기/조직 이외의 부위로 분포할 가능성이 있다. 방사성동위원소 표지 세포, 유전자 변형 세포(예: 녹색 형광 단백질 발현), 나노입자 표지 세포(예: 철-덱스트란 나노입자)를 검출하는 데 쓰는 영상 기법, 또는 인체 유래 세포나 숙주와 핵형이 다른 세포(예: 성별)를 확인하기 위한 중합효소연쇄반응(PCR) 분석과 면역조직화학 같은 여러 방법이 분포 평가에 사용되어 왔다. 생체내 영상 기법의 잠재적 장점은 많은 경우 같은 동물을 시간 경과에 따라 평가할 수 있어 변동성이 줄고 사용하는 동물 수가 감소한다는 것이다.

As a consequence of their biologic attributes, CT products administered in vivo are not subject to conventional chemical analyses; therefore, standard ADME and pharmacokinetic testing techniques and profiles are not applicable. Although influenced by specifics of the CT product and its ROA, cells have an inherent potential to distribute to sites other than to the target organ/tissue. Various methods, such as imaging modalities used for detection of radioisotope-labeled cells, genetically modified cells (e.g., expressing green fluorescent protein), nanoparticle-labeled cells (e.g., iron-dextran nanoparticles), or the use of polymerase chain reaction (PCR) analysis and immunohistochemistry to identify cells of human origin or cells of a karyotype different than the host (e.g., sex), have been used to assess distribution. A potential advantage of in vivo imaging techniques is that in many instances, the same animal can be evaluated over time, thus decreasing variability and reducing the number of animals used.

이러한 영상 기법을 사용할 수 있도록 세포를 변형했다면, CT 제품의 생존율과 기능을 뒷받침하는 데이터를 제공하여야 한다.

Data should be provided to support the viability and function of the CT product if the cells are modified to enable use of such imaging techniques.

세포의 분화 능력, 분화전환(transdifferentiation)이나 다른 세포 유형과의 융합에 따른 표현형 발현의 가소성, 그리고 구조적·기능적 조직 통합은 모두 CT 제품이 투여되는 국소 미세환경이나 세포가 최종적으로 머무는 위치/환경 내의 생리적 요인의 영향을 받을 수 있다. 따라서 세포가 놓이는 국소 미세환경의 조건은 CT 제품의 안전성 및/또는 생물학적 활성에 영향을 줄 가능성이 크다. 일부 CT 제품의 생물학적 특성을 고려하면, 목표 조직과 비목표 조직에서 이소성 발현이 일어날 가능성도 있다. 세포의 분화 상태와 생체내 투여 전 세포가 거치는 조작의 정도에 따라, 생체내 투여 후의 세포 형태, 표현형, 분화 수준 같은 변수를 동물시험에서 평가하여야 한다.

Cellular differentiation capacity, the plasticity of phenotypic expression attributable to transdifferentiation or fusion with other cell types, as well as structural and functional tissue integration, may all be influenced by physiologic factors within either the local microenvironment into which the CT product is administered or the final location/niche in which the cells ultimately reside. Therefore, conditions found within the local microenvironment into which the cells are placed are likely to have an impact on the safety and/or bioactivity of the CT product. Given the biological attributes of some CT products, the potential for ectopic expression in target and non-target tissues also exists. Depending on their differentiation status and the extent of manipulation the cells undergo prior to in vivo administration, parameters such as cell morphology, phenotype, and level of differentiation following in vivo administration should be assessed in the animal studies.

종양원성, 이형성, 과다형성이 일어날 가능성은 각 시험용 CT 제품의 구체적인 생물학적 특성에 맞게 고려하고 다루어야 한다. 종양원성 평가에 영향을 줄 수 있는 요인은 다음과 같다.

The potential for tumorigenicity, dysplasia, or hyperplasia to occur should be considered and addressed as appropriate for the specific biologic properties of each investigational CT product. Factors that may influence the tumorigenicity assessment include:

종양원성을 평가하는 동물시험에는 유사 동물 세포가 아니라 의도한 임상용 제품을 사용하여야 한다. 현재 종양원성 가능성을 평가하는 데 가장 적절한 동물 모델의 선정이나, 현재의 동물 모델이 임상 결과를 예측하는 능력에 관한 과학적 합의는 없다. 그러나 CT 제품의 이 평가변수를 평가하도록 설계한 동물시험에서는 종양이 형성될 수 있을 만큼 충분한 기간 동안 세포가 생체내에서 생존함을 보여 주는 것이 중요하다(참고문헌 12).¹⁵

Studies conducted in animals to assess tumorigenicity should use the intended clinical product, not analogous animal cells. There is currently no scientific consensus regarding the selection of the most relevant animal models to evaluate tumorigenic potential or the ability of current animal models to predict clinical outcome. However, it is important that animal studies designed to assess this endpoint for CT products show in vivo survival of the cells for a sufficient length of time to allow for potential tumor formation (Ref. 12).¹⁵

추가 시험 설계 고려사항에는 1) 적절한 대조군(예: 미분화 세포, 부분 분화 세포, 양성 대조, 부형제 대조), 2) 종양 형성의 배경 발생률을 포함한 모든 생물학적 관찰의 통계적 유의성을 확보할 수 있도록 군당 충분한 동물 수, 3) 투여할 수 있는 최대 절대 세포량에 해당하는 용량 수준을 하나 이상 포함, 4) 계획된 임상 해부학적 부위를 목표로 한 CT 제품 투여, 5) 충분한 시험 기간이 있다.

Additional study design considerations include: 1) appropriate control groups (e.g., undifferentiated cells, partially differentiated cells, positive controls, vehicle controls); 2) adequate numbers of animals per group to ensure statistical significance of any biological observations, including any background incidence of tumor formation; 3) inclusion of at least one dose level that constitutes the maximum absolute amount of cells that can be administered; 4) delivery of the CT product targeting the planned clinical anatomic site; and 5) sufficient study duration.

이 문서 IV.B~D항에 제시한 고려사항에 더하여, 이러한 복합제품의 전체 비임상시험 설계에서는 다음을 고려하여야 한다.

In addition to the considerations presented in sections IV.B through D of this document, overall preclinical study designs for these combination products should take into account the following:

모든 CT 제품과 마찬가지로, CT 구성 요소의 사용을 뒷받침하기 위해 스캐폴드 파종 전에 세포 특성분석 결과를 제공하여야 한다(참고문헌 8).

Similar to all CT products, cell characterization should be provided prior to scaffold seeding to support use of the CT component (Ref. 8).

사용하는 모든 스캐폴드 구조물(합성 또는 비합성 고분자)은 의도한 임상용 스캐폴드와 조성이 동일하여야 한다. 스캐폴드는 조성, 분해 프로파일, 생체역학적 성능, 생체적합성(스캐폴드 구성 요소와 제품의 세포 구성 요소에 대한 숙주 반응 측면)에 대해 적절히 특성분석하여야 한다. 스캐폴드를 충분히 특성분석하는 데 필요한 구체적인 시험은 그 조성과 의도한 용도에 따라 정해진다. 스캐폴드 재료에 대한 구체적인 시험 기대는 스캐폴드를 단독 이식물로 사용할 경우에 기대되는 시험과 일부 공통점이 있다. 그러나 제조공정의 세부 사항과 사용하는 세포는 필요한 구체적인 시험에 영향을 줄 가능성이 크다.

Any scaffold construct (synthetic or non-synthetic polymers) used should be identical in composition to the intended clinical scaffold. The scaffold should be adequately characterized for composition, degradation profile, biomechanical performance, and biocompatibility (with respect to host response to the scaffold component and to the cell component of the product). The specific tests that are needed to sufficiently characterize a scaffold are determined by its composition and intended use. The specific testing expectations for scaffold materials will share some features similar to the testing expected if the scaffold were to be used as an implant alone. However, the details of the manufacturing process and the cells used will likely influence the specific tests needed.

의도한 임상용 제품을 구성하는 재료에 따라 생체적합성 시험이 필요할 수 있다. 생체적합성 시험 접근 방법에 대해서는 Blue Book 메모 #G95-1 「Use of International Standard ISO-10993, Biological Evaluation of Medical Devices Part-1: Evaluation and Testing」(참고문헌 10)에 따른 생체적합성 시험 결과를 참고하여야 한다. 또한 ASTM F748-04 「Standard Practice for Selecting Generic Biological Test Methods for Materials and Devices」도 생체적합성 시험 수행에 받아들일 수 있는 접근 방법일 수 있다.¹⁶

Depending on the material(s) that constitute the intended clinical product, biocompatibility testing may be warranted. Biocompatibility test results in accordance with the Blue Book Memorandum #G95-1 “Use of International Standard ISO-10993, Biological Evaluation of Medical Devices Part-1: Evaluation and Testing,” (Ref. 10) should be consulted for approaches to biocompatibility testing. In addition, ASTM F748-04, “Standard Practice for Selecting Generic Biological Test Methods for Materials and Devices” may also be an acceptable approach for conducting biocompatibility testing.¹⁶

수행한 시험, 사용한 구체적인 방법, 결과를 기술한 완전한 시험 보고서를 규제 제출 자료에 포함하여야 한다.

A complete test report describing the tests performed, the specific methods utilized, and the results should be included in the regulatory submission.

동물에 투여하는 CT 제품에는 임상에서 제안한 것과 동일한 세포 파종 절차/파종 밀도를 사용하여야 한다.

The same cell seeding procedure/seeding density as proposed clinically should be used for the CT product administered to the animals.

시험군은 의도한 임상용 제품(즉, 여러 세포 밀도로 파종한 스캐폴드)을 투여한 동물과 적절한 대조군으로 구성하여야 한다.

Groups should consist of animals administered the intended clinical product (i.e., scaffold seeded at varying cell densities) and appropriate controls.

투여한 제품과 제품 구성 요소의 안전성과 POC는 생화학적, 형태학적(즉, 조직의 구성과 구조), 기능적 평가변수를 포함하여 입증하여야 한다. 기능적 평가변수에는 기계적 시험이 포함될 수 있으며, 이는 제품 설계, 제품 구성 요소, 제품 투여 방법/위치, 추정 MOA, 질병 적응증에 따라 달라진다. 복구, 대체 또는 재생된 조직의 기계적 특성은 적절한 동시 대조군과 비교하여야 한다. 2011년 12월자 FDA 가이던스 「Guidance for Industry: Preparation of IDEs and INDs for Products Intended to Repair or Replace Knee Articular Cartilage」(참고문헌 2)는 일부 세포/스캐폴드 제품에 적용할 수 있는 기계적 시험에 관한 권고를 제공한다.

Safety and POC of the administered product and product components should be demonstrated via inclusion of biochemical, morphological (i.e., composition and architecture of the tissue), and functional endpoints. Functional endpoints may include mechanical testing, which will depend on product design, product components, the method/location of product administration, putative MOA, and disease indication. The mechanical properties of the repaired, replaced, or regenerated tissue should be compared to appropriate concurrent controls. FDA’s guidance document entitled “Guidance for Industry: Preparation of IDEs and INDs for Products Intended to Repair or Replace Knee Articular Cartilage” dated December 2011 (Ref. 2) offers recommendations on mechanical testing that may be applied to some cell/scaffold products.

임상 병변의 복구, 대체 또는 재생(즉, 구조물 성능)과 효과의 지속성을 평가하는 데 필요한 최적 용량과 기간을 정하여야 한다. 또한 스캐폴드 구조물의 생분해 프로파일을 평가하여야 한다. 시험 기간은 제품과 임상 적응증에 따라 다르지만, 효과의 지속성을 보여 주는 데이터를 제공할 만큼 충분하여야 한다. 예를 들어 무릎 연골의 복구/대체를 위한 제품의 경우, 제품 성능 판정과 지속성 평가를 위해 관련 동물 손상 모델에서 1년의 시험 기간이 권고된다(참고문헌 2).

The optimal dose and length of time needed to assess repair, replacement, or regeneration of clinical lesions (i.e., construct performance) and the durability of the effect should be determined. In addition, the biodegradation profile of the scaffold construct should be evaluated. The study duration will vary based on the product and the clinical indication, but should be sufficient to provide data to show durability of effect. For example, study duration of one year in a relevant animal injury model is recommended for determination of product performance and assessment of durability for products intended for repair/replacement of knee cartilage (Ref. 2).

국소 독성(예: 종양원성, 주사 부위의 조직 기능 변화, 부적절한 세포 분화, 염증 세포 침윤)은 제품 구성 요소와 조직의 상호작용이나 투여 부위에서의 제품 구성 요소 분해 때문에 생길 수 있다. 목표 조직 밖으로의 세포 이동은 이소성 조직 형성과 종양원성 같은 전신 독성으로 이어질 수 있다. 구조물(즉, 스캐폴드 및/또는 세포)의 면역원성도 독성을 일으킬 수 있다. 제품의 급성 및 장기 생체내 안전성을 모두 평가하여야 한다.

Local toxicities (e.g., tumorigenicity, altered tissue function at the injection site, inappropriate cellular differentiation, or inflammatory infiltrates) may be due to interactions of the product components with the tissue or to the degradation of product components at the site of administration. Cell migration outside of the target tissue may lead to systemic toxicities, such as ectopic tissue formation and tumorigenicity. The immunogenic potential of the construct (i.e., the scaffold and/or the cells) could also cause toxicity. Both acute and long-term in vivo safety of the product should be evaluated.

일반적으로 OCTGT는 다음 GT 제품을 심사한다.

As a general matter, OCTGT reviews the following GT products:

생물학적으로 관련 있는 동물 종과 질병/손상 동물 모델 선정에 관한 일반적인 논의는 이 문서 III.B.2항과 3항을 참조한다. 시험용 GT 제품에 관련 있는 동물 종/모델 선정의 구체적인 고려사항은 다음과 같다.

For a general discussion regarding the selection of biologically relevant animal species and animal models of disease/injury, refer to sections III.B.2 and 3 of this document. Specific considerations for the selection of relevant animal species/model for investigational GT products include:

특정 GT 제품에 관련된 위 변수를 일반적인 실험동물 종으로 충족할 수 없으면, 변경을 고려하여야 한다. 예를 들어 인간 수용체 표적을 발현하는 유전자 변형 동물이 일부 바이러스의 생물학적 활성과 그에 따른 잠재적 병리를 특성분석하는 데 사용되어 왔다. 마찬가지로 면역결핍 동물이 유전자 변형 인체 세포의 안전성 평가에 사용되어 왔다. 발현된 이식유전자가 해당 동물 종에서 생물학적 활성이 없는 경우, 특히 발현 단백질에 대한 임상 또는 비임상 데이터가 있으면, 실험동물 종에서 활성이 있는 유사 이식유전자를 발현하는 임상용 벡터를 사용하는 것으로 충분할 수 있다. 이러한 경우 의도한 임상용 제품과 동물 유사체의 비교(예: 서열, 표적 특이성, 발현 수준)를 제공하여야 한다.

If the above parameters relevant to a specific GT product cannot be met using common laboratory animal species, modifications should be considered. For example, genetically modified animals expressing the human receptor target have been used to characterize the biologic activity, and thus the potential pathology, of some viruses. Similarly, immunodeficient animals have been used to evaluate the safety of genetically modified human cells. In instances where the expressed transgene is not biologically active in the animal species, use of the clinical vector expressing an analogous transgene that is active in the laboratory species may suffice, especially if clinical or preclinical data for the expressed protein exist. In such instances, comparison of the intended clinical product and the animal analogue should be provided (e.g., sequence, target specificity, expression levels).

이 문서 III.B.항에서 제시한 비임상시험 프로그램에 관한 일반 가이던스에 더하여, 시험용 GT 제품의 체외 투여와 생체내 투여 모두에 대한 안전성 우려는 체외 유전자 변형 세포, 벡터 또는 발현된 이식유전자에 대한 이상 면역반응 가능성, 벡터와 이식유전자의 독성, 투여 절차의 잠재적 위해 같은 여러 요인에서 비롯된다. 예를 들어 유전자 변형 세포나 벡터를 뇌나 심장 같은 생명 유지 장기에 투여하면, 제품 자체에 의한 잠재적 독성뿐 아니라 투여 기구와 투여 절차에 관련된 위해 가능성에 대한 우려도 생긴다. 이러한 문제는 임상시험을 시작하기 전에 비임상시험 프로그램에서 다루어야 한다.

In addition to the general guidance on the preclinical testing program provided in section III.B. of this document, safety concerns for both ex vivo and in vivo administration of an investigational GT product derive from multiple factors, such as: the potential for adverse immune responses to the ex vivo genetically modified cells, the vector, or the expressed transgene; vector and transgene toxicities; and the potential risks of the delivery procedure. For example, administration of genetically modified cells or vector to vital organs, such as the brain or heart, generate concerns for potential toxicity from the product itself, as well as for possible risks associated with the delivery device and the delivery procedure. These issues should be addressed in the preclinical testing program before initiation of clinical trials.

생체내 투여한 벡터의 안전성 평가는 벡터 유형별 생물학적 특성에 따라 달라지지만, 다루어야 할 우려는 다음과 같다.

Although assessment of the safety of the in vivo administered vector depends on the biological properties of each vector type, concerns that should be addressed include:

특정 벡터 유형에 특징적인 잠재적 독성의 몇 가지 예는 다음과 같다.

Some examples of potential toxicities characteristic of specific vector types include:

GT 임상시험 참여자의 이상사례에 대한 적절한 임상 추적 기간은 주로 임상시험 설계의 문제이지만, 벡터 특성과 비임상 데이터는 임상시험 결정에 정보를 주는 데 사용된다. CBER는 2006년 11월자 업계용 가이던스 「Guidance for Industry: Gene Therapy Clinical Trials - Observing Subjects for Delayed Adverse Events」(2006 가이던스)(참고문헌 6)를 발행하였으며, 이 가이던스는 유전 물질 또는 유전 물질을 운반하는 데 쓰인 제품의 다른 구성 요소의 지속적인 생물학적 활성 때문에 GT 제품 노출 후 발생할 수 있는 지연성 이상사례의 잠재적 위해를 다룬다.

Although the appropriate duration of clinical follow-up of GT trial participants for adverse events is primarily a trial design issue, vector characteristics and preclinical data are used to inform clinical trial decisions. CBER has issued a guidance for industry entitled “Guidance for Industry: Gene Therapy Clinical Trials - Observing Subjects for Delayed Adverse Events” dated November 2006 (2006 Guidance) (Ref. 6), that discusses the potential risks of delayed adverse events following exposure to GT products as a consequence of persistent biological activity of the genetic material or other components of the products used to carry the genetic material.

그 가이던스에 명시된 바와 같이, 사람에서 지연성 이상사례의 위해를 높일 가능성이 있는 요인에는 바이러스 벡터의 지속성, 유전 물질의 숙주 유전체 통합, 이식유전자의 장기 발현, 숙주 유전자 발현의 변화가 있다. 2006 가이던스를 참고하여야 하며, 연구 대상 시험용 GT 제품에 적용된다고 판단되면 사람에게 투여한 결과 생길 수 있는 장기 안전성 문제를 다루는 관련 비임상시험의 설계에 길잡이로 사용하여야 한다.

As specified in that guidance, factors that are likely to increase the risk of delayed adverse events in humans include persistence of the viral vector, integration of genetic material into the host genome, prolonged expression of the transgene, and altered expression of the host’s genes. The 2006 Guidance should be consulted and, if found to be applicable to the investigational GT product under study, should be used to guide the design of relevant preclinical studies to address potential long-term safety issues that may result from administration to humans.

발현된 이식유전자 및/또는 번역된 단백질의 안전성을 판단할 때, 의뢰자는 a) 국소 발현과 전신 발현, b) 발현의 수준과 기간, c) 급성 영향과 만성 영향을 고려하여야 한다. 이식유전자의 지속적인 발현은 일부 GT 제품에서는 바라는 평가변수일 수 있지만, 다른 제품에서는 과발현, 이식유전자 단백질의 축적, 비정상 면역반응의 위해 때문에 바라지 않는 결과일 수도 있다. 성장인자, 성장인자 수용체, 면역조절 물질 같은 이식유전자의 장기 발현은 조절되지 않는 세포 성장, 악성 형질전환, 자가항원에 대한 자가면역 반응, 숙주 유전자 발현의 변화, 그 밖의 예상하지 못한 이상 영향 때문에 장기적인 위해와 관련될 수 있다(참고문헌 6, 20). 이러한 우려를 평가하기 위해 장기 비임상시험의 수행을 고려하여야 한다.

When determining the safety of an expressed transgene and/or translated protein, sponsors should consider the following: a) local versus systemic expression; b) level and duration of expression; and c) acute versus chronic effects. While persistent transgene expression may be a desired endpoint for some GT products, it can also be an undesired outcome for other products due to overexpression, accumulation of transgene protein, or the risk of an abnormal immune response. Prolonged expression of transgenes such as growth factors, growth factor receptors, or immunomodulating agents, may be associated with long-term risks due to unregulated cell growth, malignant transformation, autoimmune reactions to self-antigens, altered expression of the host’s genes, or other unanticipated adverse effects (Refs. 6 and 20). The conduct of long-term preclinical studies should be considered to evaluate these concerns.

또한 독성 유발 가능성이 알려지지 않은 새로운 이식유전자를 발현하는 벡터, 또는 비목표 조직에서 비정상적으로 발현되면 독성을 유발할 가능성이 알려졌거나 의심되는 이식유전자를 발현하는 벡터에 대해서는 생체내 이식유전자 발현 프로파일을 평가할 것을 권고한다. 정량적 역전사 PCR(RT-PCR) 시험 같은 방법으로 이식유전자 발현을 정량하면, 특정 조직/장기계에서 유익하거나 해로운 영향과 관련된 발현의 역치 수준과, 이식유전자 발현 동역학과 바라는 활성 또는 바라지 않는 독성 프로파일의 상관관계를 판단하는 데 도움이 될 수 있다.

In addition, assessment of the in vivo transgene expression profile is recommended for: vectors expressing a new transgene(s) with an unknown potential to induce toxicity; or vectors expressing a transgene with a known or suspected potential to induce toxicity if aberrantly expressed in non-target tissues. Quantitation of transgene expression using methods such as a quantitative Reverse Transcriptase PCR (RT-PCR) assay can help determine: the threshold level of expression associated with beneficial or deleterious effects for specific tissues/organ systems; and correlation of the kinetics of transgene expression with desired activity or undesired toxicity profiles.

또한 발현된 이식유전자 및/또는 자기/내인성 단백질에 대한 잠재적 면역원성/중화 반응이 우려될 수 있다. 예를 들어 여러 내인성 효소, 수용체 또는 구조 단백질을 암호화하는 이식유전자를 전달하면 이식유전자와 정상 세포·조직에서 발현되는 내인성 구성 요소 모두에 대한 항체가 유도되어 이상 반응이 생길 수 있다. 마찬가지로 융합 단백질이나 키메라 단백질을 발현하는 이식유전자는 이론적으로 그 외래(이종) 성질 때문에 면역원성을 가질 수 있다. 이러한 우려는 비임상시험 프로그램에서 다루어야 한다.

In addition, potential immunogenic/neutralization responses directed against the expressed transgene and/or directed against self/endogenous proteins can be a concern. For example, delivery of transgenes that encode various endogenous enzymes, receptors or structural proteins may elicit antibodies against both the transgene and against the endogenous components expressed in normal cells and tissues, resulting in an adverse response. Similarly, transgenes that express fusion or chimera proteins can theoretically be immunogenic due to their foreign (xenogeneic) nature. These concerns should be addressed in the preclinical testing program.

체외에서 형질도입한 세포의 세포 구성 요소에 대한 안전성 평가에는 이 문서 IV.C항과 D항에서 말한 바와 같이 CT 제품에서 평가하는 것과 유사한 평가변수가 포함된다. 이들 항에서 설명한 문제의 중요성은 사용하는 세포 유형, 벡터 구조물 및/또는 이식유전자에 따라 달라진다. 비임상시험 설계는 각 제품에 특이적인 관련 요인을 다루어야 한다.

The safety assessment of the cellular component of ex vivo transduced cells includes endpoints that are similar to those evaluated for CT products, as noted in sections IV.C and D of this document. The significance of the issues described in these sections will depend on the cell type(s), the vector construct, and/or the transgene used. The preclinical study designs should address relevant factors specific to each product.

생체내 투여 후 벡터 체내분포 프로파일의 특성분석은 GT 제품 비임상 개발 프로그램의 중요한 구성 요소이다. 이 데이터는 원하는 목표 조직/생체액(예: 혈액, 뇌척수액), 비목표 조직/생체액, 생식계열에 벡터가 존재할 가능성을 판단하는 데 사용된다(참고문헌 21, 22). 벡터의 존재, 지속성, 소실 프로파일을 특성분석하면 GT 제품 투여 일정, 여러 활성/안전성 변수의 모니터링 일정, 확정적 비임상시험의 동물 부검 시점 선정에 정보를 줄 수 있다. 체내분포 데이터는 임상병리와 조직병리 같은 다른 비임상 안전성 평가변수와 함께, 벡터의 존재나 유전자 발현이 동물에서 조직 특이적 해로운 영향과 상관관계가 있는지 판단하는 데 도움이 된다.

The characterization of the vector biodistribution profile following in vivo administration is an important component of the preclinical development program for GT products. These data are used to determine the potential for vector presence in desired target tissues/biological fluids (e.g., blood, cerebral spinal fluid), in non-target tissues/biological fluids, and in the germline (Refs. 21 and 22). The characterization of the vector presence, persistence, and clearance profile can inform the selection of the GT product dosing schedule, the monitoring schedule for various activity/safety parameters, and the animal sacrifice time points in the definitive preclinical studies. The biodistribution data, coupled with other preclinical safety endpoints such as clinical pathology and histopathology, help determine whether vector presence or gene expression correlates with any tissue-specific detrimental effects in the animals.

사람에게 투여하기 전에 다음 경우에는 체내분포 시험을 고려하여야 한다.

Prior to administration in humans, biodistribution studies should be considered for:

초기 임상시험을 시작하기 전에 체내분포 시험을 수행하지 않으면 그 타당성을 제시하여야 한다.

Justification should be provided if biodistribution studies are not conducted prior to initiation of early-phase clinical trials.

조직/생체액 분석은 분자 수준에서 정량적 PCR(Q-PCR) 시험을 사용하여, 벡터 투여 후 지정된 시점에 유전체 DNA 마이크로그램당 벡터 복제수를 측정하는 방식으로 수행하여야 한다. ROA와 시험용 GT 제품의 생물학적 특성(벡터 유형과 발현 이식유전자)에 따라, 추가 조직(즉, 2006년 11월자 FDA 가이던스 「Guidance for Industry: Gene Therapy Clinical Trials - Observing Subjects for Delayed Adverse Events」 IV.B.2항에 나열된 조직 외의 조직)을 채취하여 분석해야 할 수 있다(참고문헌 6). 또한 조직/생체액에서 벡터 서열이 검출되면 이식유전자 발현 수준을 확인하기 위한 추가 분석이 필요할 수 있다.

Tissue/biological fluid analysis should be conducted at the molecular level, using a quantitative PCR (Q-PCR) assay to determine the number of vector copies per microgram of genomic DNA at specified time points post-vector administration. Depending on the ROA and biology of the investigational GT product (vector type and expressed transgene), additional tissues (i.e., beyond the tissues listed in section IV.B.2 of the FDA guidance entitled “Guidance for Industry: Gene Therapy Clinical Trials - Observing Subjects for Delayed Adverse Events” dated November 2006) may need to be collected and analyzed (Ref. 6). In addition, the presence of a vector sequence in tissues/biological fluids may trigger further analysis to determine the transgene expression levels.

치료용 백신은 외인성 또는 내인성 항원 부위를 표적으로 하는 항원 특이적 숙주 면역반응을 유도하거나 조절함으로써 생체내에서 치료 효과를 매개하여 특정 질병을 개선하거나 치료하도록 설계된다. 이와 달리 예방용 백신은 질병 예방을 위해 설계되며, 이들 백신은 이 가이던스의 적용 범위 밖에 있다.¹⁸ 치료용 암 백신에 특유한 비임상 고려사항은 2011년 10월자 FDA 가이던스 「Guidance for Industry: Clinical Considerations for Therapeutic Cancer Vaccines」(참고문헌 7)를 참조한다.

Therapeutic vaccines are designed to mediate their therapeutic effect in vivo through induction or modulation of the antigen-specific host immune response, targeted to an extrinsic or intrinsic antigenic moiety, thereby ameliorating or treating a specific disease. Prophylactic vaccines, in contrast, are designed for the prevention of disease, and these vaccines are beyond the scope of this guidance.¹⁸ For a discussion of preclinical considerations specific for therapeutic cancer vaccines, refer to the FDA guidance entitled “Guidance for Industry: Clinical Considerations for Therapeutic Cancer Vaccines” dated October 2011 (Ref. 7).

비종양 적응증의 치료용 백신은 일반적으로 관심 에피토프를 포함하는 표적 펩타이드/단백질(합텐)로 구성되며, 이는 운반체와 결합되거나 접합될 수 있고, 면역보조제와 함께 혼합되거나 병용 투여되는 경우가 많다.¹⁹ 이들 백신은 세포 기반이거나 유전자 기반일 수 있다.

Therapeutic vaccines for non-oncology indications generally consist of a target peptide/protein containing the epitope of interest (hapten), which may be combined with or conjugated to a carrier and is often co-mixed or co-administered with an adjuvant.¹⁹ These vaccines may be cell- or gene-based.

이 문서 III.B.2항과 3항에서 다룬 바와 같이, 동물 종/모델의 선정은 시험용 제품의 추정 MOA와 표적 특이성에 따라 달라진다. 이상적으로는 동물 종이 백신의 생물학적 효과에 반응하여, 안전성과 함께 잠재적 생물학적 활성을 평가할 수 있어야 한다. 건강한 동물의 사용에 더하여, 종/모델이 목표 환자군의 모든 면역학적 측면을 모사하지 못할 수 있다는 점을 인식하면서, 그 환자군을 대표하는 질병/손상 모델에서 치료용 백신의 안전성을 평가하는 것을 고려한다. 사용한 동물 종과 모델에 대해 뒷받침하는 시험관내 및/또는 생체내 데이터와 함께 타당성을 제시하여야 한다.

As discussed in sections III.B.2 and 3 of this document, the selection of the animal species/model depends on the putative MOA and the target specificity of the investigational product. Ideally, the animal species should be responsive to the biological effects of the vaccine, allowing for the assessment of potential biological activity in conjunction with safety. In addition to the use of healthy animals, consider assessing the safety of the therapeutic vaccine in models of disease/injury representative of the target patient population, recognizing that the species/model may not mimic all immunological aspects of that population. Justification, with supporting in vitro and/or in vivo data, should be provided for the animal species and model(s) used.

시험용 치료용 백신의 비임상시험 설계는 이 문서 III.B.4항과 5항에 제시한 고려사항을 따라야 한다. 또한 면역학적 특이성, 면역 활성, 면역독성 가능성을 평가하는 변수를 포함하여야 한다. 면역 활성 시험에는 체액성·세포성 반응 프로파일의 특성분석을 포함하여야 하며, 그 결과 데이터를 약리 및/또는 독성 소견과 연관 지어야 한다. 백신에 대한 전신 체액성·세포성 면역반응의 발현, 지속성, 정도를 특성분석하기 위해, 시험 설계에는 같은 동물에서 시간 경과에 따라 검체를 채취하는 것을 포함하여야 한다.²⁰

The design of preclinical studies for investigational therapeutic vaccines should follow the considerations presented in sections III.B.4 and 5 of this document. In addition, parameters to evaluate immunological specificity, immune activity, and the potential for immune toxicity should be included. Immune activity testing should include characterization of the humoral and cellular response profile, with correlation of resulting data with pharmacological and/or toxicological findings. To characterize the onset, persistence, and extent of the systemic humoral and cellular immune response to the vaccine, study designs should include the collection of samples over time from the same animal.²⁰

이 가이던스는 세포·유전자치료제의 임상시험을 뒷받침하기 위한 비임상 프로그램 계획의 일반적인 틀과, 특히 시험용 CGT 제품의 비임상시험 설계 시 고려사항에 관한 보다 상세한 권고를 함께 제시한다. 이 문서에서 제공하는 기술적 권고와 OCTGT 담당자와의 제출 전 상호작용 기회는 임상시험에서 CGT 제품의 사용을 뒷받침할 적절한 비임상시험 설계를 쉽게 해 줄 것이지만, 개별 비임상시험이나 프로그램의 적절성은 구체적인 시험 설계, 이후의 수행, 그리고 그 결과 데이터에 따라 결정된다. 따라서 IND 제출 자료에 포괄적인 비임상 평가를 제공하는 것이 중요하다.

This guidance recommends both a general framework for planning a preclinical program intended to support clinical trials of cellular and gene therapies, and more detailed recommendations for considerations for designing preclinical studies specifically for investigational CGT products. Although the technical recommendations provided in this document and the opportunities for pre-submission interactions with OCTGT staff should facilitate the design of appropriate preclinical studies to support use of the CGT products in clinical trials, the adequacy of any specific preclinical study or program will depend on the specific study design, subsequent implementation, and on the resulting data. Accordingly, it is important to provide a comprehensive preclinical assessment in the IND submission.