Statistične metode v raziskavah bioekvivalence zdravil

33
Statistične metode v Statistične metode v raziskavah raziskavah bioekvivalence bioekvivalence zdravil zdravil Iztok Grabnar Iztok Grabnar Fakulteta za farmacijo Fakulteta za farmacijo

description

Statistične metode v raziskavah bioekvivalence zdravil. Iztok Grabnar Fakulteta za farmacijo. Raziskave biološke uporabnosti in bioekvivalence. “The cutting edge of biomedical sciences”. Znanstveni pogled: - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Statistične metode v raziskavah bioekvivalence zdravil

Page 1: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Statistične metode v Statistične metode v raziskavahraziskavah bioekvivalence bioekvivalence zdravilzdravil

Iztok GrabnarIztok Grabnar

Fakulteta za farmacijoFakulteta za farmacijo

Page 2: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Raziskave biološke Raziskave biološke uporabnosti in uporabnosti in bioekvivalencebioekvivalence

““The cutting edge of biomedical The cutting edge of biomedical sciences”sciences”

Znanstveni pogled:Interdisciplinaren značaj - Klinične discipline, kemijska in biokemijska analitika, farmacevtske znanosti (farmacevtska tehnologija, biofarmacija, farmakokinetika, farmakometrika)

Družbeni pogled:Udeleženi so - pacient, zdravnik (predpisovanje zdravil), farmacevt (izdaja zdravil), farmacevtska industrija, raziskovalne in regulatorne ustanove)

Page 3: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Vloga raziskav Vloga raziskav bioekvivalencebioekvivalence

• IND/NDAIND/NDA• ANDAANDA• Razvoj zdravila po registraciji Razvoj zdravila po registraciji

(SUPAC)(SUPAC)

Page 4: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

DokumentiDokumenti

• FDAFDA– Code of Federal Regulations Title 21 Part 320Code of Federal Regulations Title 21 Part 320– Guidance for industry - Bioavailability and Guidance for industry - Bioavailability and

bioequivalence for orally administered drug bioequivalence for orally administered drug products- General considerationsproducts- General considerations

– Guidance for industry - Statistical approaches to Guidance for industry - Statistical approaches to establishing bioequivalenceestablishing bioequivalence

• EMEAEMEA– Note for guidance on the investigation of Note for guidance on the investigation of

bioavailability and bioequivalencebioavailability and bioequivalence

Page 5: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

DefinicijeDefinicije

• Biološka uporabnostBiološka uporabnostBiovailability means the rate and extent to which the active Biovailability means the rate and extent to which the active ingredient or active moiety is absorbed from a drug product ingredient or active moiety is absorbed from a drug product and becomes available at the site of action.and becomes available at the site of action.

• BioekvivalencaBioekvivalencaAbsence of Absence of significant differencesignificant difference in the rate and extent to in the rate and extent to which the active ingredient or active moiety in which the active ingredient or active moiety in pharmaceutical equivalents or pharmaceutical alternatives pharmaceutical equivalents or pharmaceutical alternatives becomes available at the site of drug action when becomes available at the site of drug action when administered at the same molar dose under similar administered at the same molar dose under similar conditions in an conditions in an appropriately designed studyappropriately designed study..

• Terapevtska ekvivalencaTerapevtska ekvivalencaA medicinal product is therapeutically equivalent with A medicinal product is therapeutically equivalent with another product if it contains the same active substance or another product if it contains the same active substance or therapeutic moiety and, clinically, shows the same efficacy therapeutic moiety and, clinically, shows the same efficacy and safety as that product, whose efficacy and safety has and safety as that product, whose efficacy and safety has been established.been established.

Page 6: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Terapevtska ekvivalencaTerapevtska ekvivalenca

• EMEAEMEA– A medicinal product is therapeutically equivalent A medicinal product is therapeutically equivalent

with another product if it contains the same active with another product if it contains the same active substance or therapeutic moiety and, clinically, substance or therapeutic moiety and, clinically, shows the same efficacy and safety as that product, shows the same efficacy and safety as that product, whose efficacy and safety has been established.whose efficacy and safety has been established.

• FDAFDA– Drug products are considered to be therapeutic Drug products are considered to be therapeutic

equivalents only if they are pharmaceutical equivalents only if they are pharmaceutical equivalents and if they can be expected to have the equivalents and if they can be expected to have the same clinical effect and safety profile when same clinical effect and safety profile when administered to patients under the conditions administered to patients under the conditions specified in the labeling.specified in the labeling.

Page 7: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Dokaz bioekvivalenceDokaz bioekvivalence

• Farmakokinetična raziskavaFarmakokinetična raziskava• Farmakodinamična raziskavaFarmakodinamična raziskava• Klinična raziskavaKlinična raziskava• In VitroIn Vitro raziskava raziskava

Page 8: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Testno in referenčno Testno in referenčno zdravilozdravilo

Referenčno zdraviloReferenčno zdravilo

Klinično dokazana učinkovitost in Klinično dokazana učinkovitost in varnostvarnost

Page 9: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Èas

0 1 2 3 4 6 8 12 16 24

Pla

zem

ska

konc

entr

acija

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0T R

Èas

0 1 2 3 4 6 8 12 16 24

Pla

zem

ska

konc

entr

acija

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0T R

Page 10: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Èas

0 1 2 3 4 6 8 12 16 24

Pla

zem

ska

konc

entr

acija

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0T R

Èas

0 1 2 3 4 6 8 12 16 24

Pla

zem

ska

konc

entr

acija

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0T R

Page 11: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Parametri biološke Parametri biološke uporabnostiuporabnosti

• AUCAUCtt, AUC, AUCinfinf, , AUCAUC7272, , CCmaxmax, t, tmaxmax, Ae, Aett, , AeAeinfinf, C, Cmaxmax/AUC, MRT/AUC, MRT

• AUCAUC, C, Cmaxmax, C, Cminmin, PTF, PTF

Page 12: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Hitrost absorpcijeHitrost absorpcije

• Drug exposure (FDA)Drug exposure (FDA)• Early drug exposure (površina pod Early drug exposure (površina pod

plazemsko koncentracijsko krivuljo od plazemsko koncentracijsko krivuljo od 0 do mediane t0 do mediane tmaxmax za referenčno za referenčno zdravilo)zdravilo)

• Peak (CPeak (Cmaxmax))

• Total (AUCTotal (AUCinfinf, AUC, AUCtt))

Page 13: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Pristop dokazovanja Pristop dokazovanja bioekvivalencebioekvivalence

• Bioekvivalenčni kriterijBioekvivalenčni kriterij• Interval zaupanjaInterval zaupanja• Limita bioekvivalenceLimita bioekvivalence

0.8 1.25

Page 14: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

ProtokolProtokolraziskave bioekvivalenceraziskave bioekvivalence

BIOEQUIVALENCE STUDY PROTOCOL I. Title

A. Principle investigator (study director) B. Project/protocol number and date

II. Study objective III. Study design

A. Design B. Drug products

1. Test product(s) 2. Reference product

C. Dosage regimen D. Sample collection schedule E. Housing/confinement F. Fasting/meals schedule G. Analytical methods

IV. Study population A. Subjects B. Subject selection

1. Medical history 2. Physical examination 3. Laboratory tests

C. Inclusion/exclusion criteria 1. Inclusion criteria 2. Exclusion criteria

D. Restrictions/prohibitions

V. Clinical procedures A. Dosage and drug administration B. Biological sampling schedule and

handling procedures C. Activity of subjects

VI. Ethical considerations A. Basic principles B. Institutional review board C. Informed consent D. Indications for subject withdrawal E. Adverse reactions and emergency

procedures VII. Facilities VIII. Data analysis

A. Analytical validation procedure B. Statistical treatment of data

IX. Drug accountability X. Appendix

Page 15: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Načrt raziskaveNačrt raziskave

• Vrsta raziskaveVrsta raziskave• eno ali več testnih zdravileno ali več testnih zdravil• en odmerek ali več - stacionarno stanjeen odmerek ali več - stacionarno stanje• na tešče ali s hranona tešče ali s hrano

• Eksperimentalni načrtEksperimentalni načrt• Vzporedni (parallel)Vzporedni (parallel) ali navzkrižni (crossover) ali navzkrižni (crossover)• Ponovljena navzkrižna raziskavaPonovljena navzkrižna raziskava

Page 16: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Paralelni in navzkrižni Paralelni in navzkrižni eksperimentalni načrteksperimentalni načrt

Testne osebe

RANDOMIZACIJA Skupina 1

Skupina 2

Testnozdravilo

Referenčnozdravilo

Testne osebe

RANDOMIZACIJA Sekvenca 1

Sekvenca 2

Testnozdravilo

Referenčnozdravilo

Testnozdravilo

Referenčnozdravilo

Perioda 1 Perioda 2

Page 17: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

• Sekvenca - g (TR ali RT)Sekvenca - g (TR ali RT)• Perioda - p (1 ali 2)Perioda - p (1 ali 2)• ZdraviloZdravilo - t (T ali R) - t (T ali R)• g × p navzkrižni eksperimentalni g × p navzkrižni eksperimentalni

načrtnačrt• Doba izpiranja in preneseniDoba izpiranja in preneseni učinek učinek

Navzkrižni Navzkrižni eksperimentalni načrteksperimentalni načrt

Page 18: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Navzkrižni Navzkrižni eksperimentalni načrteksperimentalni načrt

• Vsak osebek dobi testno in Vsak osebek dobi testno in referenčno referenčno zdravilozdravilo

• Vsak osebek je sam sebi kontrola - Vsak osebek je sam sebi kontrola - odstranimo vpliv interindividualne odstranimo vpliv interindividualne variabilnostivariabilnosti

• Z ustrezno randomizacijo osebkov v Z ustrezno randomizacijo osebkov v sekvence dobimo najboljšo oceno za sekvence dobimo najboljšo oceno za razliko v biološki uporabostirazliko v biološki uporabosti

Page 19: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

I II1 T T2 R R3 T R4 R T

PeriodaSekvenca

I II III1 T R R2 R T T

SekvencaPerioda

I II III IV1 T T R R2 R R T T3 T R R T4 R T T R

SekvencaPerioda

Ponovljeni navzkrižni Ponovljeni navzkrižni eksperimentalni načrteksperimentalni načrt

Page 20: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Kateri eksperimentalni načrt je Kateri eksperimentalni načrt je najprimernejši?najprimernejši?

• Lastnosti učinkovineLastnosti učinkovine• Namen raziskaveNamen raziskave• Število razpoložljivih prostovoljcevŠtevilo razpoložljivih prostovoljcev• Inter in intraindividualna variabilnostInter in intraindividualna variabilnost• Trajanje raziskave (maksimalno Trajanje raziskave (maksimalno

število period)število period)• Verjetnost, da prostovoljec ne konča Verjetnost, da prostovoljec ne konča

raziskaveraziskave

Page 21: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Statistični modelStatistični model

ijkkjkjjikkijk eCFPSGY ),1(),(

Yijk farmakokinetični parameter pri osebku i, v sekvenci k in periodi j

celokupna aritmetična sredinaGk vpliv sekvence k (k=1,…,g) Gj = 0Sik vpliv osebka i v sekvenci k (k=1,…,g) - interindividualna

variabilnost: N(0,s2)

Pj vpliv periode j (j=1,…,p) Pj = 0F(j,k) vpliv zdravila v periodi j in sekvenci k F(j,k) = 0C(j-1,k) vpliv “carryover” učinka prvega reda za zdravilo v sekvenci

k s periodo j-1 C(0,k) = 0 in C(j-1,k) = 0eijk nepojasnjena varianca - intraindividualna variabilnost:

N(0,t2) t = 1,…,l

Page 22: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

kn

1iijk

kjk Y

n

1Y j = 1,…,p in k = 1,…,g

(g × p - 1) prostostnih stopenj(g × p - 1) = (g - 1)+(p - 1)+(g - 1)(p - 1)

Vpliv sekvence

Vpliv interakcije med periodo in sekvenco

= Vpliv zdravila (T ali R) + “carryover”

Vpliv periode

Page 23: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

2 × 2 navzkrižni 2 × 2 navzkrižni eksperimentalni načrteksperimentalni načrt

I II

1 (RT) 11 = + P1 + FR

21 = + P2 + FT + CR

2 (TR) 12 = + P1 + FT

22 = + P2 + FR + CT

PeriodaSekvenca

Št. prostostnih stopenj je 3: 1 perioda, 1 sekvenca, 1 njuna interakcija.

Page 24: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

I II

1 (RT) 11 = + P1 + FR

21 = + P2 + FT + CR

2 (TR) 12 = + P1 + FT

22 = + P2 + FR + CT

PeriodaSekvenca

11 -

21 )

-

12 - 22 )

2 (FR - FT) - (CR - CT)

Page 25: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

ANOVAANOVA

Page 26: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Interval zaupanjaInterval zaupanja

90 % interval zaupanja:

21

2e

22n1n,90.0RT21

2e

22n1n,90.0RT n

1

n

1

2t

n

1

n

1

2t

L, U - limiti bioekvivalence

L21

2e

22n1n,90.0RT n

1

n

1

2t

U21

2e

22n1n,90.0RT n

1

n

1

2t

Page 27: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Dvojni Schuirmannov Dvojni Schuirmannov enostranski t-testenostranski t-test

LRlnTln01 :H LRlnTln1a :H

URlnTln2a :H URlnTln02 :H

Page 28: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

PrimerPrimer

Sekvenca Form. T Form. R Form. T Form. R1 TR 290 210 5,670 5,3472 RT 201 163 5,303 5,0943 TR 187 116 5,231 4,7544 TR 168 77 5,124 4,3445 RT 200 220 5,298 5,3946 RT 151 133 5,017 4,8907 TR 294 140 5,684 4,9428 RT 97 190 4,575 5,2479 RT 228 168 5,429 5,12410 TR 250 161 5,521 5,08111 TR 293 240 5,680 5,48112 RT 154 188 5,037 5,236

Mean 209,42 167,17 5,298 5,078sd 63,34 46,31 0,331 0,315

SubjektAUC ln(AUC)

Page 29: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

ANOVAANOVA

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: LNAUC

6.130E-02 1 6.130E-02 .46 .5131.332 10 .133 2.96 .051.450 1 .450 10.02 .010.290 1 .290 6.44 .029.450 10 4.496E-02

2.583 23

SourceSEQENCESUBJECT(SEQUENCE)PERIODTREATMENErrorTotal

Type III Sumof Squares df Mean Square F Sig.

“carryover” učinek 513.01332.0

0613.0FP 10,1

Page 30: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

ANOVAANOVA

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: LNAUC

6.130E-02 1 6.130E-02 .46 .5131.332 10 .133 2.96 .051.450 1 .450 10.02 .010.290 1 .290 6.44 .029.450 10 4.496E-02

2.583 23

SourceSEQENCESUBJECT(SEQUENCE)PERIODTREATMENErrorTotal

Type III Sumof Squares df Mean Square F Sig.

078.5R

298.5T

21

2e

10,90.0 n

1

n

1

2tRT

376.0,063.06

1

6

1

281.122.0

2e

(1.065,1.457)

interval zaupanja

Page 31: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

• Začetek 20. stoletja - prve raziskave biološke Začetek 20. stoletja - prve raziskave biološke uporabnostiuporabnosti

• BioekvivalencaBioekvivalenca• 1970-1984 1970-1984 Drugs price competition and patent Drugs price competition and patent

term restoration actterm restoration act

• 1984-1992 1984-1992 Guidance on statistical procedures Guidance on statistical procedures for bioequivalence studies using a for bioequivalence studies using a standard two-treatment crossover standard two-treatment crossover designdesign

• 1992-1992- Koncept populacijske in individualne Koncept populacijske in individualne bioekvivalence bioekvivalence ((generično predpisovanjegenerično predpisovanje, , generična generična zamenljivostzamenljivost))

Razvoj raziskav Razvoj raziskav bioekvivalencebioekvivalence

Page 32: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

Populacijska in individualna Populacijska in individualna bbioekvivalenca ioekvivalenca

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 50 100 150 200 250

AUC

Pro

bab

ility

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 50 100 150 200 250

AUC

Pro

bab

ility

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0 50 100 150 200 250

AUC

Pro

bab

ility

?

Page 33: Statistične metode v raziskavah  bioekvivalence  zdravil

“Bioekvivalenca gre naprej!”