周末文摘 | 浅析溶出曲线与人体生物等效性之间的关系

周末文摘 | 浅析溶出曲线与人体生物等效性之间的关系

溶出度是指在规定的条件下,活性药物成分从片剂、胶囊剂或颗粒剂等制剂中溶出的速度与程度。溶出曲线是制剂在不同时间点获得的溶出度绘制的溶出度-时间曲线。溶出曲线反映了制剂的溶解和溶出过程。众所周知,药物溶出(释放)才能被吸收利用发挥有效性;控制药物的溶出量与溶出均一性可保证药品的质量可控性;在药品有效期内确保药物的溶出与均一性符合要求是保证药品质量稳定性的一个重要手段;对于治疗窗窄的药物,控制药物的溶出速率,避免突释,才能保证这类药物的安全性[1]。因此,溶出曲线在控制药品的有效性、质量可控性、稳定性、安全性方面发挥重要作用。溶出曲线作为口服固体制剂质量评价的一个重要指标,已越来越多地应用于药品的研发、生产质量控制与上市产品监管等方面[2]。在生产研发方面,溶出曲线用于筛选制剂的处方与工艺,验证处方与工艺变更、原辅料来源变更、生产场所设备变更、生产规模变更、复生产,验证产品批内、批间均一性,建立产品放行标准。在上市后产品质量控制中,溶出曲线在控制产品批内、批间的均一性,质量放行标准等方面,发挥重要作用。但溶出曲线并不能解决所有的问题。

溶出曲线和生物

等效性研究的优缺点

由于体内生理环境复杂,影响药物吸收的因素较多,人体生物等效性(BE)研究一直以来都是评价仿制药质量和疗效的金标准。同样地,BE研究也存在局限性。BE研究费用贵、耗时久,部分药物可能会对受试者产生不必要的伤害,不便作为药品研发和生产控制甚至上市后监管质量控制的手段。如果能使用合适的溶出曲线预测体内BE研究,将大大节省药物开发费用,提高质量控制和监管效率,便于仿制药开发、一致性评价以及日常监管。

体外溶出曲线与体内药物行为之间的相关性一直存在争议。事实上,《中国药典》对药品溶出度要求往往较为宽松,无法反映制剂的体内行为。因此,溶出曲线在监管方面的应用仍受到限制,多数情况下很难作为替代BE研究的有效监管手段。随着国际上体内外相关性(IVIVC[3]、IVIVR)、基于生理机制的吸收模型(PBPK)[4]、基于生物药剂学分类系统(BCS)的生物豁免等理论的发展与应用[5,6],溶出曲线在药物的研发、生产、监管的作用,越来越受到业界关注。

体外溶出曲线相比体内研究,存在如下优点:不受体内生理因素干扰,有时候能更灵敏地反映制剂的特点,且方法简单快捷,耗费低廉。由于体内生物等效性允许制剂间有20%的差异,有时候体外溶出曲线的差异可能并不具有临床意义[7],存在过度区分的情况。因此,在没有充分数据支持的情况下,不能因为某一溶出曲线不同,而预测体内行为存在差异。同时,溶出曲线与药物溶解度直接相关,溶解性具有pH依赖的药物,溶出度与介质的pH相关,而药物的体内行为受多种因素影响,并不与药物溶解度直接相关。因此,药物溶解性特别好或特别差的溶出介质,可能都不与体内行为相关。

溶出曲线和生物

等效性研究的相关性

一般认为,大多数药物吸收主要发生在小肠,如果药物到达小肠前,已经能够从制剂中完全崩解溶出,假设辅料对药物吸收无影响,那么影响药物吸收的因素仅取决于药物固有的属性,与制剂无关。一般地,空腹状态下,药物从胃中排空的速率在30 min左右,在此期间,活性药物溶出完全的制剂,其在小肠内的吸收速度和程度只与药物的固有因素有关,有时候处方中辅料可能也会影响药物的吸收。溶出较慢的药物,体内吸收受制剂的体内崩解/溶出、辅料种类、原料药的溶解性和肠渗透性以及体内生理条件等多种因素影响。溶解性和肠渗透性是影响药物体内吸收的两个关键属性,按照溶解性和渗透性可将药物分成高溶高渗(BCS1类)、低溶高渗(BCS2 类)、高溶低渗(BCS3 类)和低溶低渗(BCS4 类)[5]。本文按照药物的生物药剂学特性,主要介绍普通固体制剂的溶出曲线与体内生物等效性的关系。

对于BCS1类药物,由于药物具有高溶解性和高渗透性的特性,不考虑制剂因素,药物能够在体内溶解和吸收完全。如果药物能从制剂中快速溶出,在胃排空前(30 min)溶出绝大部分药物(85% 以上),只要处方中不含明显影响吸收的辅料,药物的吸收基本是完全的,那么基本可以预测受试制剂和参比制剂的体内吸收速度和程度不会存在较大差异。当药物在体外不能满足快速溶出时,即意味着胃排空时,药物并不能完全从制剂中溶出,那么药物在小肠中的吸收同时受制剂溶出度、辅料、胃排空速率等多因素的影响,体内生理条件与体外溶出介质并不完全相同,因此从体外溶出预测体内行为的难度增加。

对于BCS3类药物,药物具有高溶解性和低渗透性的特性,药物在体内能完全溶解,但由于渗透性低,吸收速度和程度受其他因素影响较大,如果制剂能够快速溶出绝大部分(15 min溶出85%以上),且辅料完全相同,药物的吸收只与药物自身特性和人体生理特征相关,那么基本可以预测受试制剂和参比制剂的体内吸收速度和程度相当。当制剂间辅料不同时,由于药物低渗透性的特点,药物吸收受辅料的影响较大,难以预测不同种类和数量的辅料对药物吸收的影响。同样类似于BCS1类药物,当药物在体外不能满足极快速从制剂中溶出时,即意味着胃排空时,药物并不能完全从制剂中溶出,那么药物在小肠中的吸收同时受制剂溶出度、辅料、胃排空速率等多因素的影响,特别是BCS3类药物渗透性低,更容易受其他因素影响,体外溶出条件与体内差异较大,很难从体外溶出预测体内行为。

对于溶解性较差的BCS2类药物,药物渗透性好,受辅料因素影响较小。药物溶解性和制剂的溶出是药物吸收的关键。对于同一活性成分的不同制剂,药物溶解性也可能由于原料药的粒径等理化参数不同而差异较大。同时,由于处方工艺的差异,药物溶出也存在较大差异。药物从制剂中溶出溶解的速度和程度是制剂吸收的关键限速步骤。因此,药物的溶出度是保证药物体内吸收的关键。理论上,药物的溶出曲线在一定程度上与体内行为相关。但并不是所有的药物溶出都具有区分力,只有具有区分力的溶出曲线才对体内BE 具有指导意义。例如格列美脲,在pH1.2缓冲液溶解度极小,1.5 h后溶出度仍低于10%,在胃内的溶出几乎可以忽略不计, 因此该条件下的溶出曲线不具有指导意义。在高pH 条件下或加入大量表面活性剂的情况下,各制剂15 min内格列美脲的溶出度都能达到85%,也很难区分制剂间的差异,且这些条件与体内生理条件完全不同,不具有预测药物体内行为的参考价值,也难得出体内外是否相关的结论。具有体内外相关性的溶出条件必须经过体内外相关性验证。1997年FDA曾发布过体内外相关性指导原则[3]。对于最简单的A类相关,要求在同一研究中检测不同溶出速率制剂的体内药代参数,通过数学模型建立体外数据与体内数据的相关性,只有相关性经过验证之后,该体外溶出条件才能够很好地预测体内行为,从而免于进行人体研究。未经过体内外相关性验证的体外溶出条件,溶出曲线并不能保证100%预测体内行为。

对于溶解性和渗透性都差的BCS4类药物,溶解性、渗透性、溶出曲线、处方因素都会影响药物吸收,建立体内外相关性更加困难。溶出曲线预测体内行为的难度更大。

对于缓控释制剂,由于处方中存在控制药物释放的辅料,药物的体内行为与溶出曲线更具有相关性,在建立良好的体内外相关性条件下,体外溶出曲线也能够预测体内行为。

结语

因此,对于溶出曲线的作用,既不能过分夸大, 也应适当承认其价值。一方面,体外溶出介质与体内生理环境千差万别,未经过体内外相关性验证的体外溶出曲线来预测体内BE仅具有参考价值。由于建立体内外相关性需要开展多个处方制剂的体内药物代谢动力学(PK)研究,采用数学模型与体外溶出曲线建立相关性,花费大,难度高,对于仿制药质量和疗效一致性评价的一般药物来说,根据溶出曲线开展BE研究更经济实惠。但在没有建立药物的体内外相关性的情况下,溶出曲线仅能作为BE研究的先遣兵,用于调整处方工艺和增加BE成功的信心,并不能完全替代BE研究。如果条件允许,由政府或行业联合会组织建立某些品种的体内外相关性(IVIVC 或IVIVR),公布具有体内外相关性的溶出条件,由企业参照溶出条件优化处方工艺,从而达到既保证产品质量,又能节约成本,优化资源配置的目的.另一方面,如果仅看重BE研究结果,而忽略溶出曲线研究的重要性,不仅会使研发过程道路曲折,产生不必要的花费,还有可能获得一过性假阳性的结果,无法达到药品全生命周期监管的目的。如何将体外溶出曲线和体内BE评价有效结合起来,是整个药品研发行业共同需要探讨的话题。

作者简介

贺锐锐,药学硕士,国家药品监督管理局药品审评中心统计与临床药理学部,临床药理审评员,助理研究员,主要从事临床药理研究相关审评工作

来源:贺锐锐. 浅析溶出曲线与人体生物等效性之间的关系[J]. 中国食品药品监管.2019,04(183):24-27.

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