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编号:10450073
神经保护剂的试验设计规范
http://www.100md.com 2004年8月12日 北京天坛医院神经内科/解放军总医院医学统计教研室
     在美国卒中是发病率和死亡率高的重要疾病,是成年人致残的第一位原因,也是导致死亡的第三位原因。每年有超过75万例的新发或再发卒中病例,缺血性卒中每年的患病人数高达50多万人,。中风所导致的生活质量的下降比其他任何一种疾病都要严重,同时中风所带来的经济负担也是相当沉重的,每年由于卒中和误工的花费大约达490亿美元。虽然大多数中风发生在老年人,但近年来45-65岁中风的发病率增长已日益引起警惕和重视。

    已经证实急性卒中治疗的发展是一件非常艰巨的工作,只有少部分的试验获得成功,大部分都失败了。卒中治疗专题研究圆桌会议(Stroke Therapy Academic Industry Roundtable,STAIR),针对临床前及临床试验的不同阶段,探讨了急性卒中临床试验的历史、现状,并提出了很多有特色的建议,并通过不断的将新的卒中治疗方法介绍给人而不断完善他们的建议。

    一、临床前验证的方法学

, 百拇医药     1.动物模型的建立:

    动物局灶性脑缺血的模型有多种,包括永久性闭塞和短暂性血管闭塞两种技术。永久性和短暂性动物模型的研究应该先在大鼠完成,然后再扩展到猫类或灵长类动物,最后再进行大规模的人类临床试验,特别是新药有效性研究更应遵循这一原则。通过动物实验评价神经保护剂的作用时,重要的是应遵照随机和盲法的原则,这与临床试验的要求是一致的。动物实验的确切效果是决定是否向临床研究过渡的重要决定因素。个别实验室产生的缺血模型可能夸大了神经保护剂的作用,有些实验室发现半暗带或潜在的可挽救的区域比其他实验室的结论似乎更确凿,因此,神经保护剂作用的研究应该有2个或2个以上的实验室证据的支持,其中至少1个与赞助的厂家无关,这样得出的结论才比较可靠。

    2.目标群体:

    没有任何一种动物模型可以完全模拟人类,除非模型与人类中风有关。关于药物透过缺血组织,药代动力学和时间窗的问题目前还没有确切的答案。所研究动物的年龄和物种也会影响与人类中风的关系,是否可以从幼年,健康的动物扩展到老年病理状态的人类目前还不能肯定。
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    3.中风的性别差异:

    神经保护剂研究的另一个重要方面是药物效果的性别差异。最近的研究表明,大脑中动脉闭塞(MCAO)模型中雌性大鼠较雄性大鼠的梗塞体积显著缩小,卵巢切除的大鼠的梗塞体积与雄性大鼠的梗塞体积相似。雌激素甚至孕酮可能在这一过程中起到了调节作用。同时研究表明,外源性使用雌激素可以同时减小雄性和雌性大鼠的梗塞体积,这一结果为减小梗塞体积和缩小损伤面积提供了新的治疗手段。因此,分别研究神经保护剂在雄性和雌性动物的不同效果可以发现可能存在的性别差异。

    4.生理指标的监测:

    不论研究是采用小动物还是大动物,必要的生理指标的监测对保证动物正常状态和限制梗塞体积的变化都是很重要的。这些生理指标包括:血压,血气,血红蛋白,血糖,脑血流量(CBF)都应该尽可能的长时间监测。脑温度在这个实验过程中应尽可能保持稳定,这一指标是监测中容易变化的指标,也是非常重要的指标。在大鼠可以通过颞肌的温度探针间接测定。在大规模的临床试验中,这些生理指标有一些小的不利的变化,这些改变在一些小的临床前的药物研究中常常不被重视,由此会对实验结果产生重大的影响。所以,应该重视这些不利因素的影响和潜在的药物之间的相互作用,应该明确这些因素与治疗效果之间的关系。
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    5.药物剂量:

    在非人类脑损伤模型中神经保护剂表现出公认的效果,而在病人的研究中却表现出明显的局限性。在大鼠或小鼠有效的剂量,在大动物和/或人类身上可能并没有效果。不同动物种属的药代动力学特点是明显不同的,有些药物在小剂量有效,有些药物在大剂量有效,而有些药物却在中等剂量有效,而在大剂量和小剂量都没有效果。血脑屏障、脑血流量降低、血浆蛋白都可能会影响在人类使用过程中适宜剂量的把握。药物在人类使用时应该有一个目标浓度,这个参考浓度来自动物实验的结果。

    二、对神经保护剂和神经营养药应用的临床前评价

    业已证实,中风后脑损伤的多种机制与缺氧有关,具体损伤机制包括:自由基产生(脂质过氧化),兴奋性氨基酸释放(谷氨酸和天门冬氨酸),炎性介质释放,钙的参与,能量代谢障碍以及其它的机制。有些机制可能存在着交叉重叠。

    损伤后的脑保护(神经保护)并不是一个新的概念。过去已有很多关于神经保护剂和各种神经保护措施的研究。令人关注的是虽然很多神经保护剂在缺血的小动物模型(大鼠,小鼠或沙土鼠)的临床前研究效果不错,但是在人类的应用却未看到相应的效果。神经保护剂在动物实验中有效而在人类却没有效果,这一现象的确切机制还不清楚,可能与药物本身的特性有关,也可能与实验所用的动物模型有关。
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    1.对神经保护剂应用的临床前数据评价――对医生的几点建议:

    一般来说,理想的神经保护剂应该在至少两个物种,至少两个实验室,不同的动物模型的研究中有效。既在永久的缺血模型有效,也在短暂局灶缺血模型中有效。不仅能改善短期和长期的组织学变化和功能恢复,而且在缺血发生后数小时使用也有效果。如果药物作用部位在脑组织,理想的药物应该与血浆浓度一样快速达到有效的脑内浓度。同时,理想的神经保护剂应该在不同的物种之间有一致的最小的神经保护作用的血药浓度,这样才有理由推测在人类有公认的神经保护剂的浓度。 对于临床工作者来说,在参与一项新的神经保护剂的实验前,最重要的是要考虑:(1)剂量反应曲线与相应的血清水平表明最小有效剂量和最大可耐受剂量,至少一个物种,主要是大鼠;(2)时间窗的研究提示治疗在动物卒中发生一段时间后使用有效;(3)足够的生理指标的监测贯穿于随机的、盲法的动物实验的全过程,同样的治疗效果可以在两个实验室重复,其中一个与赞助厂家无关;(4)结果的测定应包括梗塞体积和功能的评价,既包括急性期动物研究,也包括远期的动物研究;(5)开始从小动物做起,如啮齿类动物的永久性闭塞模型,除非药物的作用机制提示再灌注模型的应用对药效的研究有必要。在这种情况下,临床的研究可能与再灌注的治疗有关。第二大物种(猫,灵长类动物)对于进一步的临床前评价新药和一级药物来说是很有必要。(6)研究的数据应公开发表或被权威杂志的综述引用。
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    2.关于卒中后神经营养药物临床前研究的建议:

    缺血性卒中的病人在发病后可以有显著的自然恢复,恢复的情况与梗塞的大小和部位有关,也与发病时功能缺损的程度有关。促进缺血卒中后功能恢复的机制并不完全清楚,但是主要取决于所保留的完整的脑组织功能和结构的重新建立。人类中风的研究表明功能恢复至少在卒中后头3个月可能是全面的,但是后期的恢复可能继续进行。这种延长的时间窗可直接影响卒中康复的进程,同时也为药物的开发提供了机会。

    3.临床前促进卒中恢复药物研究应遵循以下原则:

    (1)啮齿模型:公认的卒中恢复药物应该在啮齿类动物局灶性脑梗塞模型上研究,因为这类模型有恢复的基础,同时应该监测对侧肢体感觉运动功能和认知功能的恢复情况。

    (2)灵长类动物的研究:这些研究包括:已经建立的狗的行为模型或鼠猴的模型以及感觉运动实验和高级别的灵长动物如恒河猴和狒狒的认知功能的评价。
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    (3)给药途径:给药途径在评价卒中恢复药物效果时要认真考虑。许多公认的治疗如多肽生长因子可能不容易通过血脑屏障, 相反,小分子的药物如AMPHETAMINES和其他单胺拮抗剂可以通过血脑屏障更容易也更适合静脉给药。

    (4)毒性:当有效的药物和给药途径明确时,应在几个物种之间进行细致的药物毒理研究。毒理的研究既要包括正常动物,也要包括卒中动物,两者应该在药物开发的过程中进行实验。

    (5)剂量反应研究:在急性卒中治疗的发展中,剂量反应研究对于这些药物将来的临床试验计划是非常重要的。

    (6)时间窗:在急性卒中的研究中,治疗的时间窗问题是临床前阶段的重要问题。卒中恢复药物的给药时间窗可能比急性中风治疗的时间窗要长几天。当设计临床试验时,要充分考虑这一时间窗的问题。

    三、I、II 、III期临床试验
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    严密设计的III期试验需要评估急性缺血性卒中的潜在治疗益处。以前的大规模研究包括,I期:无治疗意义的初步人类研究,一般用于健康人群,确定最大可耐受剂量;II期:在可能获得潜在治疗益处的病人群体研究,探索药物有效剂量范围及替代的终点。两阶段试验对确定治疗的安全性及有效药物剂量范围是必要的。III期临床试验是大样本、重要的、有效的试验,需要提供可信的、有益处的证据,更好的确定其安全性及可耐受性,最终形成能被政府调查和认可的文件基础。

    I、II期试验的方法学缺陷及设计或实施欠理想可以导致阴性结果。下列参数(表1)在试验I、II期应考虑并实施以便进入III期。选择病人的临床入选及排除标准,在II期应与III期相似。这些标准应包括治疗时间、病人年龄范围、最小/ 最大神经功能缺损范围、卒中亚型、合并用药、安慰剂对照、双盲、随机,即使在早期,这些标准也是必要的。

    表1 卒中IIb期试验设计内容

, 百拇医药     1. 给药方法

    2. 剂量范围

    3. 治疗持续时间

    4. 从卒中发作到开始治疗时间(重要变量)

    5. 药物动力学

    6. 药物副作用及频率(注意对副作用的处理)

    7. 与其他常用药物的相互作用

    8. 作用部位的药物分布

    9. 卒中人群的精选及识别(例:某些药物对白质缺血如果无临床前验证有效的证据则不能用于皮质下卒中病人的研究,甚至不能用于伴有白质损伤的大的皮质卒中。

    10 通过临床评估和/或替代标识,获得药物活性证据。
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    大样本的III期临床试验,在成功的药物观察步骤中是至关重要的一步,必须精心设计。目前,对急性缺血性卒中只有3个III期临床试验统计学证实干预有效,其中两个为成功的急性缺血性卒中治疗试验,时间窗均很狭窄:3小时的NINDS的rt-PA卒中试验,北美Ancrod试验。3个其他的时间窗较长的(5-6小时)静脉内rt-PA试验,没有达到预期的临床终点。第三个阳性的急性卒中试验,PROACT-II,卒中发作后6小时内动脉应用尿激酶原,所有病人血管造影显示MCA近端闭塞。许多神经保护剂III期临床试验已经进行,但在主要的结局评定中,无一证实有效。这些神经保护剂试验均未限制卒中发作3小时内时间窗,典型的时间上限为6-8小时或更长,此外,也未象PROACT-II 限制同类的卒中人群。

    当考虑如何更好的设计、组织、实施III期急性卒中试验时,必须做出一系列重要的决定(表2)。重要的是,III期试验设计应该重视所研究药物的作用机制。如果一种神经保护剂对白质的缺血性损伤无保护作用,那么小血管、皮质下损伤(主要限定在白质)的病人就不可能从中获益,这类药物的III期试验就应排除这些病人。对于溶栓试验,药物设计用来重建中-大血管循环或微循环,如果循环已经恢复则几乎不可能从中获益。因此诸如氙气增强CT、灌注CT、CT血管成像、单光子发射CT、灌注MRI/ MR血管成像的血管影像技术在未来溶栓试验中,用于辨别大或微血管受累。超声技术在临床试验中可用来辨别中或大血管的闭塞。
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    表2 急性卒中III期试验设计内容

    1. 剂量选择基于临床前、I、II期的资料

    2. 最初给药的时间窗

    3. 病人选择基于药物作用机制

    4. 结局评定:主要结局的类型或世界性评估

    5. 研究卒中人群的严重程度

    6. 随访期限

    7. 支持药物有效的替代标识物的使用

    8. 多变量分析的预设计

    9. 申办者、学会会员、研究者间稳固、有效协作关系的建立
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    设计中关键性因素是时间窗及药物剂量。时间窗制定取决于临床前资料及经验。从动物卒中模型到病人,判断药物的有效性及可观察的时间窗是困难的。对血管持续闭塞的猫模型,如果显示只在卒中后短时间给药可减少梗死体积,那么人类试验中应该考虑限制时间窗。如果在非人类灵长目动物试验中,在较长时间窗有阳性结果,也应确保长时间窗适于III期试验。如果II期试验选择的时间窗,临床及影像给出治疗有效的证据,那么III期试验应选择相似的时间窗。按惯例,III期试验设计的时间窗,应尽可能给予病人治疗有效的最大机会。如果III期试验短时间窗临床获益,进一步的研究应该确定更长时间窗对适宜的病人是否有效,这具有临床和伦理学意义。时间窗一旦确定,研究者应尽可能快的选择卒中发作的病人。超过指定时间窗,确保再分配的一个机制是采用时间分层方法。这种方法成功应用于NINDS rt-PA卒中试验,并且在治疗允许的时间窗内,是其它试验试图平衡随机分类的最佳应用模式。如不考虑药物作用机制,越早给药越有可能获得临床改善。

    III期试验所用药物剂量在临床前及预试验中,应集中反映可耐受性、安全性及药物效果。药物剂量达到动物试验时的血浆及中枢神经系统水平是较为理想的,此为预测的有效水平,并在I、II期研究中显示可耐受的安全性。III期试验应考虑超过1个剂量的研究,这有助于确定剂量—反应间的关系,并可能确定最小有效剂量。
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    III期试验其它应考虑的重要问题是选择适宜的卒中人群。根据药物作用机制,年龄低限为18岁,上限基于资料中涉及的可耐受性、药物动力学及药物代谢而定。两性病人数量相当。极重要的是基线卒中严重程度分布。近期试验证实,基线神经功能缺损轻微者(例,National Institutes of Health Stroke Scale ,NIHSS评分<6-7),90天自然恢复正常或接近正常率很高;病情严重者(NIHSS评分>20-22),完全恢复率很低。症状极轻或极重的卒中病人治疗效果很难评估,因为症状极轻者有很大的安慰剂反应率,极重者只有很小的治疗作用。如果限制病人基线为中度神经功能缺损(NIHSS 7-22)将可能发现临床益处。

    卒中亚型依据药物干预机制而定。例,如果药物作用机制证实在白质无效,则小血管、皮层下白质卒中病人需经临床和/ 或影像排除。脑干卒中用一般神经功能缺损量表评估较困难,因为量表设计基本用于半球卒中。以往脑内出血病人应该从意向性分析(ITT)人群中排除,除非经证实此类病人干预治疗安全、有效。
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    选择最适宜的终点为III期试验最重要的问题。以往研究中,评估残损、残疾、残障,这3种终点均有优、劣势。用特有量表判定阳性结局是困难的,例,用改良的Rankin量表(世界性残疾量表)区别1:2的得分是敏感的(即:无严重残疾:轻微残疾)。ECASS-II试验中,基本的结局评估是病人于90天时达到改良Rankin量表0-1的比例,这在rt-PA和安慰剂病人间无显著性差别。可是post hoc分析用改良Rankin量表0-2作为成功结局的确定,显示出对rt-PA组有利的显著区别。

    避免依赖单一结局评估的潜在方法是应用全局统计分析。应用全局统计,对多样的、预定义结局评估同时进行。这类分析方法用在NINDS rt-PA试验的第二部分,用4个结局评估治疗效果:改良Rankin量表、Barthel指数、glasgow结局量表、NIHSS。虽然每个单个量表都能显示区别,但全局分析对证实rt-PA及安慰剂组的区别最为有利。除临床量表外,影像终点也可在全局分析中作为结局评估。未来的III期卒中治疗试验,应考虑使用全局分析作为基本的结局评估。
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    目前,一般将卒中后90天用做基本结局的评估。选择更早的时间评估试验的基本终点,有助于避免与所研究药物无关的情况混肴。例,晚出现的内科并发症、再卒中、不均衡康复治疗的延长,以及其它可能改变卒中长期结局的干预因素。随访可评估治疗的后期效果。在卒中后具有可恢复效果的药物,90天的终点是不适宜的,更长的终点更适合。

    四、治疗时间窗

    缺血事件后药物使用的有效时机,即治疗时间窗是研究的关键问题。动物模型的治疗时间窗并不能决定人类的治疗时机,但却有一定的指导意义。应该首先确定动物实验中最佳的时间窗和治疗疗程后才能指导临床试验。

    卒中或缺血发生的时间在动物实验中可以准确掌握,而在人类则不同。有些动物模型是在缺血前给药,或在再灌注时给药,而没有研究在再灌注的不同时间分别给药。但是对于人类来说,通常是在缺血发生后数小时才能给药。因此,时间窗的确定,即缺血或再灌注与给药之间的时间间隔,是评价在缺血后不同时间给药是否有效的重要依据。例如:如果可以知道在小动物或大动物模型缺血事件发生后15分钟,1小时,2小时和更长时间是给药是有神经保护作用的话,那么对临床是有重要的指导意义的。
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    五、终点(结局)评估

    大小动物模型的研究至少应包含两种结果的测定:功能的变化和梗塞体积的变化。结果的测定应该包括梗塞体积的大小、免疫组化分析、神经病理学观察、躯体感觉诱发电位、脑电图和神经行为的改变。结果的测定必须测定急性期(1-3天),如果要观察长期的效果还应评价远期的作用(7-30天)。永久或短暂的闭塞模型必须评价急性期药物干预的效果(典型的效果为梗塞体积的减小),急性阶段治疗的研究要全面监测6小时,所有会影响结果的生理指标(血压,体温,血糖)和临床特点(感染或血管炎的表现)应从缺血即刻起全面地进行评价观察。许多临床前的研究测定结果只限于缺血后24小时,有些药物可能在动物存活的短期有效,而过一段时间后效果则不在存在,因此动物研究有必要随访更长一段时间。

    功能的恢复是临床试验的重要目标。在人类,病变体积的大小并不总是与功能障碍有很好的平行关系,虽然这种相关性在弥散-灌注MRI表现得很明显。如果能通过试验性的缺血模型证明药物可以改善功能预后那将是非常理想的,但是可能是很困难的。虽然各种评价的技术日新月异,但是测定脑损伤的动物功能和行为的改变还是有一定难度的。
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    1.IIb期研究终点:

    初级研究终点的选择在II、III期研究阶段是最重要的考虑内容之一,选择取决于所研究的疾病及预期的药物作用机制和效果。研究终点应该易于评估、可重复、有效、有临床意义、无偏差,而且也能发现临床实际情况与最小样本资料的区别。但在II期研究阶段,终点发现治疗效果的能力或许受限。II 期终点可依据以往的阳性结果选择,例,NINDS的rt-PA卒中研究。遗憾的是,有关神经保护剂尚无阳性结果作为终点选择的重要资料。神经保护剂的阳性结果基本来源于动物模型,惯常的结果评价是大脑中动脉区(MCA)梗死的大小,一般在试验性缺血后一周内评估。

    2.药物效果的评估:

    IIb期研究应该选择意料中更能反映药物效果的终点,最敏感的评估可能是临床和放射学方法。例如,卒中后24小时或第3个月CT对脑梗死体积的测量,不象NINDS的rt-PA卒中试验中各种临床终点那么敏感,虽然在梗死体积上反映的治疗效果与临床效果评定相一致。这种临床与影像不相符的原因是复杂的,但也反映了影像作为药物疗效终点评估的局限性。
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    3.终点类型:

    神经功能缺损量表(如:NIH 卒中量表;加拿大神经功能量表;斯堪的纳维亚(Scandinavian)卒中量表;欧洲卒中量表)对变化最敏感,且有最大的区分不同治疗组的能力,这对II期的研究特别有用。

    II、III期的试验应包括残损(身体机能)、残疾(生活活动能力 )、残障(社会不利)的评定,即使它们不是根本的结局评定。Barthel指数、Rankin 量表、卒中 impact 量表,反映功能的其他水平。使用这些量表所获得的经验及获取的资料可精确评估样本,在III期试验中极大可能发现药物的效果。

    评估缺血脑损伤及存活脑组织,可通过MRI弥散加权成像(DW—MRI) 细胞毒性水肿及MRI灌注加权成像(PW—MRI)低灌注范围,与稍后所行CT显示梗死的体积比较评价。DW—MRI 与PW—MR的对比有助于我们选择病人,其可能由于影像所提供的缺血半暗带范围而从治疗中获益,而目前是依据发病时间下结论。此外基线DW—MRI缺血损伤体积,与30、90天T2所示损伤体积的评估,可在相对较小的样本上评估药物疗效。此概念还在探索中,尚不能作为卒中试验病人选择时入选及排除标准的上好工具。
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    从基线CT、MRI评估梗死体积的变化,比治疗组间评估最终梗死体积区别的方法要好。由于卒中发作早期获得基线CT梗死体积困难,因而限制了此种方法。DW—MRI克服了这种限制,使从基线确定梗死体积的变化成为可能。此种方法的另一种局限是以往的研究中,影像终点与功能结局呈中度相关。如,NINDS的rt-PA卒中试验证实,CT所示梗死体积与临床结局相关性较弱。

    自损伤脑组织释放至循环中的各种物质血浆水平,可作为缺血损伤标识,包括神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase)、S-100 、血栓调节素(蛋白)等。对于溶栓治疗或机械性再灌注,超声、血管造影、CT及MRI血管成像的对比研究可作为替代标识,根据测量再通率而判断药物效果。

    4.替代评估的概念:

    替代评估应该易于操作和重复,不干扰其他必要的治疗和评估,对干预性治疗所带来的变化敏感。
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    PROACT-I对替代结局如何用于IIb期试验提供了一个很好的范例。此研究中,治疗后2小时MCA 的M1及M2段的再灌注是主要的终点。对再灌注放射性标识的使用是临床结局的替代,因为闭塞血管的开通最终与改善临床结局相关,这在PROACT-II中证实。这种替代标识的使用也提示了一个潜在的问题,即延迟的再灌注率与良好的临床结局不相关。药物活性替代标识的使用,也考虑用在神经保护剂试验中,并集中在放射学所示的缺血损伤范围。

    5.随访期限:

    临床终点(功能结局)的随访期限,在典型的IIb期试验无需超过3个月,较短时期即可。较短的期限可减少因为与研究无关的事件发生所带来的临床结局变化,但也限制了精确评估功能结局和药物治疗安全性的机会。

    六、多种药物联合应用(多模式研究)

    神经保护剂在临床疗效验证的失效有许多可能的理由,包括:几乎在所有临床验证中,用药的时间窗过长(比动物模型所预期的要长许多);剂量不适宜,或在缺血半暗带区缺乏充足的药物浓度(对缺血脑组织的药物浓度不了解);药物毒性;一些药物在脑白质无效;动物模型的缺陷(健康的幼鼠与动脉粥样硬化人类的脑循环明显不同);缺乏长期的功能的评估;在进入关键性III期验证前缺乏试验的概念依据(匆忙进入关键性试验);试验设计缺陷,特别是样本量不足,疗效评定的不充分,导致不能发现小的治疗效果。神经保护剂试验结果阴性的最重要原因,可能是缺乏临床前的资料支持有效时间窗的选择;对药物副作用没有深入的了解即快速进入关键性试验步骤;卒中亚型的病人更可能在药物验证中获益。
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    两个其它重要原因可以解释神经保护剂的验证无效。首先,神经保护剂应用策略的失效是由于缺乏同时发生的有效再灌注。只有几个试验同时应用溶栓剂和神经保护剂,这种方法在动物卒中模型上显示有效,第III阶段的tPA与神经保护剂联合应用研究也缺乏力度。 其次,缺血瀑布极为复杂,涉及许多不同的机制。大部分神经保护剂只是作用于不同过程的某一阶段,而且联合治疗可能比单一用药效果好。此外,血压、体温、血脂这样的生理因素本质上也影响着缺血损伤的演化,但得到的关注非常有限。

    对于卒中,多模式治疗方法包括:再灌注和神经保护剂的联合;静脉和动脉溶栓的联合;针对止血系统不同方面再灌注策略的联合;针对缺血瀑布不同方面的神经保护剂的联合;以及纳入低温这样的生理策略。针对缺血瀑布的许多方面和一些再灌注形式,可能需要神经保护策略(溶栓、机械性治疗策略),以更好的针对脑损伤区域进行神经保护治疗。

    因为缺血后神经元损伤的机制是多种的,所以应该考虑同时使用多种神经保护剂以针对损伤的多种机制。这就是近来被称为的“鸡尾酒”疗法。多种神经保护治疗的应用,每一种药物既可以同时应用,也可以快速连续应用,以达到每一种药物的作用针对缺血损伤机制的不同环节的目的。例如:氧自由基清除剂,兴奋性氨基酸抑制剂,各种炎症介质的抑制剂,钙离子拮抗剂,低温和t-PA等既可以同时给药,也可以连续给药以改善预后。
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    1.联合治疗试验:

    联合治疗的潜在益处是达到2或更多药物的协同作用,并通过减少药物剂量而降低毒性。危险性是药物-药物相互作用所带来的毒性。III期联合研究的设计是在获得临床前、I期、II期临床资料基础上决定的。

    判断联合治疗时药物的协同作用或毒性叠加是困难的,各种临床前的研究设计可用来解决这个问题。最准确、但也是花费最多、最费力的是每一种药物的每一种剂量组合(即,药物1的每种剂量与药物2的每种剂量组合,确定药物效果的范围,并与每种药物单独使用作对比)。第二种设计是探索一种药物的最大有效剂量,并与第二种药物的每个剂量组合。I期研究,测定药物的血浆水平有助于选择合适的剂量范围。根据药物研究,确定治疗持续时间和剂量间隔(两者与脑缺血发作有关,两者之间也有关)。需评价两者可达到的对神经保护的最大程度,能够达到的最大治疗时间窗的期限。

    通常,临床实施剂量逐步升级的研究方法(I期),并判定最大可耐受剂量。研究时,逐步增加剂量直到出现明显的毒性作用。临床前期需谨慎确定药物剂量、血浆/ 组织浓度和疗效的关系。如果临床前期研究显示在较高剂量获益,剂量逐步升级的研究设计即可简化。这种情况下,I期临床研究要进行安全性和可耐受性试验。可单纯增加剂量至理论上的血浆/ 组织水平,这样,II期研究就有一狭窄的剂量范围。随后进行II期研究以确定已达到高原效应(即,确定对预期的计划是否有一持续的生物反应)。如果是这种情况,要防止犯选择太高剂量或作用无效的错误。相对的,一个倒置的U型或钟型剂量反应曲线表明,在达到最大有效剂量后,药效下降,这是由于更高的剂量产生了毒副作用。
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    从实践角度看,如果一种药物在III期人类研究中证实有效,研究设计在某种程度上可以简化,此药可作为标准治疗药物,用第二种药物去“添加”。临床前期、I期、II期研究时,已证实的药物剂量维持不变,剂量逐步升级仅在第二种药物上进行。但是,有关剂量间隔;治疗持续时间;与药物代谢、药物动力学、药效学有关的药物-药物相互作用等问题尚未解决。

    另一种情况,2个药物分别于III期研究中评估,但无一证实有效(或至少一个药物证实在人类可用)。联合治疗的目标是寻找联合用药的协同作用,这在单一用药试验中不能发现。

    最后需考虑药物作用的可能机制。例,一个潜在治疗方法是,在溶栓前或之后给予神经保护剂联合应用,对于rt-PA来说,已经暂时确定了标准化的治疗剂量和时间。两个不同作用机制的神经保护剂联合应用,可产生另外一种潜在的治疗作用。例,与自由基清除剂合用。

    溶栓药与神经保护剂联合应用有几个潜在原因:第一,溶栓前或溶栓过程中给予神经保护剂可延长缺血半暗带的持续时间,使更多病人获得良好的结局。第二个原因,溶栓药与神经保护剂联合应用,可扩大rt-PA静脉溶栓的时间窗(超过3小时的限制)。在更长的治疗时间窗与神经保护剂合用,可减少神经功能缺损并获得更好的结局。 第三个原因,针对“再灌注”损伤。损伤机制可能包括:微血管闭塞、炎症反应、细胞因子及氧自由基的释放、凋亡及其它形式的迟发神经元坏死。
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    2.多模式研究:溶栓+神经保护:

    每种制剂的剂量反应情况应在最初验证,并评估药物疗效和毒性。一个试验设计的例证可以是静脉给予 tPA 和神经保护剂,对照组为tPA 加安慰剂,神经保护剂应在静脉点滴tPA期间、静滴tPA之后或到达医院前给予。卒中治疗的区域性管理—镁剂(FAST-MAG)试验中,神经保护剂在专家和影像评估之后给予,随后给予溶栓制剂。虽然神经保护剂延长了溶栓治疗的时间窗,但方案要求不延误tPA 的给予。

    3.多模式再灌注:

    可以验证的再灌注策略包括:机械再灌注技术,静脉和动脉给予的溶栓制剂,糖蛋白IIb/IIIa 抑制剂、凝血酶抑制剂单独或联合应用。 一个多模式再灌注的实例是,试验初步阶段的tPA 静脉、动脉联合应用。这个研究针对更严重的卒中病人,首先静脉给予不够标准剂量的tPA ,随后行血管造影,如果病人血管闭塞持续存在,动脉再增加tPA剂量,并经机械破碎血栓。
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    脑梗死病人经药物或机械性再灌注后发生出血性转化是令人关心的一个问题,一些有限的资料涉及到机械再灌注后出血性转化的危险。近来,金属蛋白酶抑制剂的使用显示,可降低经tPA治疗的动物出血危险。保护脑血管药理学的进展可能降低与再灌注有关的出血危险。

    七、增加可治疗病人比例的可能策略

    减少和预防急性缺血性脑损伤的潜在可干预时间窗是有限的。在急性卒中治疗的应用和发展过程中,这种有限的时间窗是主要应考虑的因素。例如,目前tPA治疗必须在起病3小时内静脉给药,但病人到达医院的延迟是最常见的影响治疗的原因。克利夫兰的研究发现,只有17%的缺血性卒中病人于发病3小时内到达医院。在更多研究中发现,这种情况在国际卒中研究中是普遍存在的,4%的病人于发病后3小时内到达医院。

    增加可治疗的急性卒中病人比例的策略有几种,包括:(1)减少病人自发病到治疗的延误。(2)应用影像或实验室技术,以确定病人可能在已延误的治疗中获益。(3)验证一种新的治疗方法,使其作用机制允许治疗的延误。(4)早期实施姑息治疗,以期延长有针对性干预的治疗时间窗。
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    1.降低治疗的延误:

    研究显示,公众对卒中、卒中危险因素、症状及其可能的治疗方法缺乏认识,甚至居住在美国高危地区、具有高度危险因素的个体(老人和黑人)也是这样。如果不能识别卒中的症状,病人及旁观者就不能做出良好的反应。一系列针对公众、卒中病人和他们护理者的教育正在开展,并且能够增进他们的卒中意识和知识。但是, 资料也显示增加卒中知识和病人适宜反应之间的相关性是有限的。针对病人行为纠正的方法也提示,多策略的教育模式优于单一策略。包括电视、广播、报纸在内的多模式公众/专业人员教育活动, 针对地方、区域性初级医疗机构和急诊部门的医师,以及更大范围的医师,使病人在卒中症状发生24小时内到医疗机构救治的比例从39%上升到86%。但是,没有明确的资料显示这样的教育项目增加了可以治疗的病人比例。

    即使教育有效的改善了公众的知识,在知识和行为之间的差异依然存在。一个研究显示,病人对卒中症状识别的知识,与早期到达急诊无关。即使病人意识到身患卒中,也意识不到这种症状是严重的。一旦病人出现症状,健康管理体系被启动,有组织的急救人员识别卒中,并将病人快速转运至适宜的医疗机构是当务之急。卒中量表的应用便于急救人员对卒中做出精确的诊断。所转送的医院应该作好准备,医务人员已待诊,并可立即进行评估和治疗。美国卒中协会——卒中管理的发起者,将卒中的管理引申至社区,以减少不必要的医院前和医院内的延迟。
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    2.干预延迟时可选择的药物:

    有几种药物可提供潜在的益处,甚至于症状发作几小时后开始治疗。治疗方法,如干细胞移植、神经生长因子的应用、抗白细胞治疗、凋亡途径的调节,提示极有可能在卒中发作6小时后仍有某些益处。可是,当作为单一药物超过治疗时间窗验证时,这些药物可能只有适度的效果。这些治疗方法也可与早期溶栓或神经保护剂联合应用验证。如果新一代的溶栓药或抗栓制剂,如tenecteplase和糖化蛋白IIb/IIIa抑制因子比tPA 出现出血并发症的可能性小,他们就能在3-6小时的时间窗获得验证,并预期因为有一些略低的益处,同时出现并发症的危险性低而值得治疗。

    从动脉溶栓给药开始到血管再开通的典型的时间是90-120分钟,因此 Prolyse 在急性脑血栓栓塞(Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolism ,PROACT)II的6小时时间窗的验证中,血管再通的时间窗可视为8小时。在此基础上,机械性栓子切除设计可能在开始治疗的几分钟,而不是几小时即使闭塞的血管再开通。这样,治疗时间窗的设计可比动脉溶栓长2小时。
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    姑息治疗:对于脑内出血的病人,许多神经保护剂理论上是安全、也可能是有效的。因此扩大再灌注治疗时间窗的另一策略是,病人一到达医院就立即给予神经保护剂,或甚至由转运人员给予。神经保护剂的单一或联合应用,能使脑缺血向脑梗死的进程减慢,潜在扩展了再灌注治疗的时间窗。神经保护剂和溶栓治疗联合应用的多中心临床验证已经先期进行,但神经保护剂往往仅在溶栓开始后给予。在溶栓之前的超急性期给予神经保护剂,在扩展治疗时间窗方面是很有前途的验证方案。

    八、确定卒中亚型,有效治疗延误的病人

    并非所有病人的治疗时间窗都相同,因为急性缺血性卒中病因极为不同。人类卒中最大的治疗时间窗的确定,取决于动物试验和人类影像资料的研究。不同动物模型的试验研究显示,有效治疗时间窗的差别很大,可从几分钟至24小时。近期试验的回顾性分析显示,6小时的治疗时间窗可延长至8-12小时。

    急性卒中病人的影像和生物化学研究同样提示,有效治疗的时间窗在某些个体是可以延长的。在急性卒中的临床验证中,应获得影像学资(表3)。正电子发射断层扫描研究提示,许多大血管闭塞的病人在急性缺血性卒中9小时后,仍有可挽救的缺血半暗带。连续弥散MRI研究证实,发病超过12小时缺血损伤体积仍有进展。进展性缺血性卒中病人的脑脊液分析显示,在发病24小时后兴奋性氨基酸-谷氨酸水平持续增加。
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    表3 影像在急性卒中试验中的潜在益处

    1. 确定病人是缺血性卒中,除外与卒中症状相似的其它疾病。

    2. 确定治疗的禁忌症(如,溶栓治疗中除外出血性疾病)。

    3. 确定受累脑组织对试验药物有良好的反应,有可治疗的脑组织(如,大的、持续存在的缺血半暗带)

    4. 选择同类病人群体(如,仅为大脑中动脉区域受累,或除外脑干病变)

    5. 对于再灌注治疗,确定是否有相应的大血管的闭塞。

    6. 有可能确定增加治疗危险的组织标志(如,大面积坏死使溶栓或抗血栓治疗增加了出血性转化的可能性)。

    7. 作为临床结局的可能替代标志,使影像结局与传统临床结局联系起来。
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    许多种影像模式有助于病人的选择,最有意义的是多模式MRI和CT。MRI和CT可以显示梗死核心的范围;脑灌注下降的范围和严重程度;缺血半暗带的范围以及大血管闭塞的情况。试验所要证实的一个重要问题是,有多少病人于发病3小时后仍有大的、对治疗有反应的、可挽救的缺血半暗带。

    九、未来急性卒中试验的计划

    为提高急性卒中治疗试验的效率,加快这个领域的发展,必须将新的技术和研究工具整合在一起。试验也必须针对规则、健康管理体系、对首先受卒中影响的人群做出相应的调整。通过整合进步的试验设计和实施方法,未来急性卒中试验将更快速、花费更合理地产生理想的、可信赖的结果。

    结局评估应该包括所有对病人重要的可能结局,应该包括主要的潜在干预效果。影响一个病人的情况,但与研究性干预无关的因素,可以产生淡化重要治疗效果的作用。因此,结局评估及其选择应该仔细确定以除外来自外部的变异因素。
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    选择适宜的研究人群是极为重要的,需要在普遍性和均匀性间达到恰当的平衡。研究的病人群体应该代表受卒中影响的广大人群,一般来说,临床试验应试图包括代表较大卒中亚型的病人群体。影像研究结果以及其他生物标志对确定更可能从干预中获益的人群是有用的工具,应该进一步改善用作试验的入选标准。

    应该考虑改善未来急性卒中试验实施的效率,这需要在急性卒中试验中实施组织化体系管理,其潜在益处在表4中描述。团体包括国际、国家和区域性的协作,也包括学术性和社会团体。

    表4组织化协作对实施卒中试验的潜在益处

    1. 对试验计划给予科学的评估,反馈试验的可行性和实施情况。

    2. 与公司赞助者建立更好、更直接的联系。

    3. 建立一个体系以有助于改善和认可试验的设计、安全性及报告。
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    4. 为试验管理结构的合理和有效提供一个机制。

    5. 确定一个适宜的方式,使优质中心对必须承担的病人以合适的方式转运。

    6. 提供一个有效的方法,以维持质量标准和研究者的承诺。

    为减少资料采集和分析过程的延误,应该采取一系列改革措施,包括应用电子记录、建立标准化的网络体系、试验的审核制度。需要改善机构审查委员会(Institutional review board,IRB)的效率,应更信赖的接受中心组织的决定。假若卒中程度严重,需要放弃或征得直系亲属的同意,在心脏骤停的研究中也是如此,在作决策时将需要社区委员会参与。

    一些成功的学术协作研究提供了未来研究需努力的模式。在学术、公司和发展的小队间的协作越早,在草案上取得一致认可的可能性越大。这种设计草案的协作将从早期的临床前和临床学术研究中获益,也将达到设计花费最合理试验的公司目的,并有验证药物疗效的极大机会。在管理委员会中包括理论家、临床研究者和公司成员是在试验设计、实施和报告方面达到最有效协作的最好方式。虽然急性卒中试验的实施将从协作中获益,但应避免对商业研究机构的过分依赖。这种对协作机构的信赖,将有利于结局评定、有利于临床协作中心对试验场所的鉴定和行政管理,有利于独立的统计协作中心实施过渡期及最终的资料分析,也将毫无疑问地提高效率、改善未来试验的协作结构。试验实施的另外途径是有前途的新治疗的设计,从公司到学术团体或政府机构,这是为临床评估所设计的。这样,试验虽然更可能由研究者推动,但适于公司的介入,并最终商业化。数据和安全性监测委员会标准需要维持,试验为安全性、有效性或无效的判定将需要有早期和适时的终点。当报告试验结果时,应该应用试验报告统一标准(the Consolidated Standards of Reporting Trials ,CONSORT)的建议,结果以适宜的方式出版并广泛传播。 随着试验复杂性的增加和规模的扩大,花费也相应增加,试验基金需要增加投入,应该鼓励公众与健康-公司联盟承担临床试验的财政负担。
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    未来试验建议的概述见表5。

    表5未来卒中试验建议

    1. 卒中设计方法的综合发展,包括续贯设计(Sequential designs)、析因设计(factorial designs)、简单和复杂设计的适宜应用。

    2. 完善卒中试验目标人群,并扩展至更大、更庞杂的人群,这适合于变化的卒中轮廓(老龄、少数种族、卒中亚型)。

    3. 在试验设计中,联合应用生物学测量和改良的诊断模式(影像、血清标志)。

    4. 纳入医院前及在急诊的病人,扩大试验人群,减少随机的延迟。

    5. 改善卒中结局评估,包括连续结局的谨慎应用及使用更敏感的评分,鼓励应用调整过的结局评估方法(通过调整基线卒中严重性)。
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    6. 纳入心脏和肿瘤学的试验项目,形成由学院和社区组成的花费合理的地区、国家、国际试验团体。

    7. 通过使用电子记录、标准化的网络系统和试验审核制度,减少资料采集和分析过程的延误。

    8. 改善IRB的效率,包括广泛接受决策层的决定;放弃或征得直系亲属的同意;更新IRBs 对严重事件的应对体系。

    9. 鼓励学院-公司在各个平面的协作,包括从试验设计-试验实施-报告。

    10. 通过增加NIH对试验的支持,改善临床试验基金筹集问题,减少筹集基金的时间延误;鼓励NIH与公司的合作。

    11. 支持建立中心性卒中试验数据库(如,VISTA)

    发展急性卒中治疗的方法是一件令人畏惧和艰难的工作,成功少,失败多。从以往成功和不成功的急性卒中试验中,已经得到了许多重要而有价值的经验。很明显,目前的急性卒中治疗试验已经进入了一个新时代,对卒中试验的设计和实施鼓励使用新的技术和方法。希望STAIR小组的三次建议将给研究者和公司赞助者提供新理念,有助于恢复急性卒中治疗发展的动力。其它的治疗方法也是极为需要的。希望通过仔细构思,采用科学、有效的方法,良好的实施临床试验使新的急性卒中治疗有所发展。
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    参考文献

    1.Stroke Therapy Academic Industry Roundtable (STAIR). Recommendations for standards regarding preclinical neuroprotective and restorative drug development. Stroke. 1999;30:2752-2758

    2.Stroke Therapy Academic Industry Roundtable II (STAIR-II).Recommendations for clinical trial evaluation of acute stroke therapies. Stroke. 2001;32:1598-1606.

    3.Stroke Therapy Academic Industry Roundtable 3. Advancing development of acute stroke therapies: Stroke. 2003;34:1539-1546., 百拇医药(王素香 王拥军 王春雪 姚晨)