特殊药物的生物等效性评价

发布日期20130108栏目化药药物评价综合评价标题特殊药物的生物等效性评价作者杨劲[1]张玉琥部门化药药学二部正文内容1、引言为指导药品研发，世界多国医药监管当局均制定了相应的指导原则，这些指导原则是对药品研发过程中共性问题的解答。生物利用度和生物等效性指导原则是这些原则中的重要一类，是评价制剂是否具有可替换性的重要评价准则。按照优选顺序，FDA将评价指标按如下分类[1]：①药代动力学终点指标Pharmacokineticendpoint②药效动力学终点指标Pharmacodynamicendpoint③临床终点指标Clinicalendpoint④体外终点指标Invitroendpoint其中，药代动力学终点指标最为常用，目前通用的评价方法是置信区间法，当主要药代动力学参数对数转换后几何均值比的90%置信区间（90%CI）在80-125%内时，受试制剂吸收的速度和程度与参比制剂相当，视为生物等效。药代动力学参数采用非房室矩方法计算。单剂量给药时，这些评价参数一般包括AUC0-τ、AUC(0-∞)、Cmax、Tmax，可以额外报告终端消除速率常数λz和t1/2；在稳态下测定常释制剂生物等效性的试验中，这些参数包括AUC(0-τ)、Cmax,ss和Tmax,ss[2]。但是，上述指导原则并不能适用于所有药物，例如前药、内源性药物、高变异药物、窄治疗窗药物等。这些特殊药物的生物等效性评价，在检测对象、试验设计（包括剂量选择）、试验控制、评价指标等的选择上，各自存在特殊性，各国监管当局已在研究和审评实践后形成了相应的指导原则，而且有些还处在不断更新完善之中。本文对当前的进展详述如下：2、特殊药物的生物等效性研究2.1药物代谢物具有生物活性原则上，评价生物等效性应该基于母体化合物的测得浓度，因为相对代谢物的Cmax而言，母体化合物的Cmax对检测剂型间吸收速率的差异通常更敏感[2,3]。但是，当药物的代谢物具有生物活性时，以下情况代谢物的药代动力学参数也需要监测[3]：1)母体药物在生物基质中的浓度过低，无法被准确测定时，例如前体药物的吸收。此种情形下，生物等效性的评估以代谢物的浓度数据为依据，即受试药物和参比药物的代谢物的AUC0-τ、Cmax几何均数比的90%CI应在80-125%内。这可能是用代谢物的浓度数据来确定生物等效性的唯一一种情况。如坎地沙坦酯片[4,5]、阿司匹林、吗替麦考酚酯的生物等效性研究。2)药物的活性代谢物经由胃壁代谢或者其他体循环前代谢所形成，对药物的临床安全性和有效性有显著影响时。如维拉帕米、地氯雷他定、洛沙坦[6]等。此时建议同时测定母体和代谢物的浓度。与前体药物不同，此种情况下，代谢物的浓度数据仅作为参考，生物等效性的评估依据依然为母体药物的浓度数据，并计算置信区间。2.2内源性药物内源性药物（如氨基酸、蛋白、脂类、激素等）的生物等效性评价需要注意的问题较多，某些问题仍存在争议并亟待解决。2.2.1基线校正对于内源性药物，由于体内存在一个基底值，进行生物等效性时，应首先进行基线校正，以纠正本底水平引起的偏差。具体的校正方法，视药物不同而不同。给药后，如果药物的浓度水平远远高于基底值，可以不需要基线校正，但这种情况比较少。一般的校正方法为，在给药前测定该物质的初始浓度，在给药后再测定该物质的浓度，计算两者之差，即为药物产生的净浓度。以校正后的药代动力学参数为基础，计算两种制剂的几何均值比，并计算90%置信区间。初始浓度通常取给药前空白样品浓度。如左甲状腺素钠[7]，以给药后的实测浓度值减去给药前0h、0.25h、0.5h的药物浓度均值作为真实值。具有昼夜节律特点的内源性药物，如激素类药物，可以采用点对点的校正。即在与给药后相同的采血时间点上，对服药前药物的基线水平予以测定，以给药前后相应时间点的浓度差作为药物产生的净浓度。以上两种浓度校正容易出现的问题是过度校正，即出现负值。出现负值的原因有两个[8]：①基线变化本身较大；②外源性类似物的给药可能会影响内源性物质的产生水平，导致服药后基线降低。欧盟生物等效性指导原则[9]指出，基线校正还可以用每一个给药后的AUC分别减去与之对应的基础水平的AUC，采用基线校正的AUC进行生物利用度计算，可以减少因血药浓度的基线过度校正产生负值所带来的较大误差。如药物辅酶Q10软胶囊的人体药代动力学及相对生物利用度研究[10]，该文献同时采用了血药浓度基线校正和AUC基线校正的方法来评价辅酶Q10软胶囊的相对生物利用度。在进行生物等效性评价前，应事先规定基线校正的方法。对于缺乏文献报道参考的，建议预试验时至少采用两种校正方法，根据试验结果进行讨论，并从中优选[8]。目前已逐渐认识到基线校正的局限性，可采用的方法是在统计模型中，将相关的基线协变量纳入模型，提供能够比较的生物利用度的精确估计。虽然它目前不是一个标准的方法，验证也还需要证明，但已经引起广泛关注[8]。2.2.2给药方案设计特殊药物的生物等效性试验时，剂量以及给药次数应该结合药物的本底水平、检测能力、变异水平等，综合考虑。以耐受性良好为前提，可以多剂量给药或单次给药超过临床治疗剂量[9]。单次给药剂量超过临床用量的，以左甲状腺素钠为例，左甲状腺素钠是一种内源性物质，其本底水平高，而且低剂量给药时，变异比高剂量给药时要大，FDA指导原则[11]指出单剂量的生物等效性评价时，为避免本底干扰以及高变异，给药剂量应为600μg（用法用量）。2.2.3饮食和环境条件的标准化饮食和环境条件的标准化在生物等效性评价中是常规方法。对于内源性物质的生物等效性判断来说，试验过程中受试者的饮食摄入、身体损耗的变化以及内环境的稳定更为重要[8]。为了最大程度的减少非药源性物质对测定的影响，应统一并标准化饮食，包括饮食量和饮食时间的统一，如辅酶Q10[12]。氯化钾缓释胶囊的生物等效性研究是环境条件标准化原则的典型范例[13]。每个试验周期包括饮食平衡期（4天）、基线期（2天）以及给药期（2天），整个试验的关键环节是受试者给予标准化饮食，其中钾含量、钠含量、热量以及饮水量均控制并可知，除此之外，应保证受试者处在气候可控的环境中，尽量保证处在室内，并限制活动，避免过多出汗导致的钾流失；给药后，受试者应保持直立体位至少3小时。另一个例子是叶酸的生物等效性研究。叶酸的血药浓度水平也受饮食的影响。由于食物中广泛含有叶酸，必须尽量标准化叶酸的摄入。另外，由于个体差异，每个人体内叶酸含量不尽相等。在叶酸的生物利用度研究过程中，不仅要检测体内叶酸的本底浓度，还需要采取叶酸预饱和的方法，预先给予每个受试者3~7天叶酸(5mg/天，饱和剂量)，以便每个受试者体内的本底相近。文献数据表明，预饱和给药后停药2天，叶酸在体内即可迅速清除至本底。2.2.4消除或抑制内源性物质的分泌消除或者抑制内源性物质的分泌，是评价其生物等效性最直接的方法，这种方法可以直接降低基线水平对外源性药物的影响。例如重组人生长激素制剂的生物等效性研究[14]中，皮下注射药物前2h开始持续输入生长抑素，以抑制内源性激素的分泌，输液速率为120μgh-1，并持续到给药后24h。通过抑制人体生长激素的分泌，可以使结果更真实地反映试验药物的药动学特征。总之，由于受体内转运、反馈和体外影响因素较多，内源性药物的血药浓度变化比较复杂，其生物等效性的研究一直是国内外关注的热点。2.3局部作用药物局部作用药物，与通过全身血液循环起效的药物（图1）不同，未经血液循环，即可在作用部位起效，如皮肤外用药，对于此类药物，血药浓度不一定能反映药效活性，见图2。而且，如果药物同时存在全身吸收，进入血液循环的比例增加，可能意味着作用于起效部位的药物会减少，药效降低。图1、Systemicactingdrugs图2、LocallyactingGIdrugs对于许多这类药物，FDA建议采用临床疗效终点（Clinicalendpoint）作为终点指标进行等效性评价[15]。1)阿卡波糖生物等效性试验阿卡波糖是一种治疗糖尿病的α-糖苷酶抑制剂，其作用靶点在胃肠道，血药浓度与其临床疗效无直接关系。类似药物还有伏格列波糖、米格列醇等。基于阿卡波糖特殊的作用机制，FDA在阿卡波糖生物等效性评价的指导草案[16]中，推荐以药效动力学指标进行生物等效性研究。由于阿卡波糖是降血糖药物，所以可以采用血清血糖的变化作为效应指标。效应指标及获取方法如下：A.给药之前，应测定给予75g蔗糖后的血糖基线值：禁食一夜后，受试者服用蔗糖水（75g蔗糖溶于150ml水中），采血点为服糖水后的0-4h。第二天，阿卡波糖与75g蔗糖同服，采血点与前一天相同。B.给予阿卡波糖后血糖的最大降幅可能出现在1h内，因此此时间段内应密集采血。C.阿卡波糖生物等效性的评价应基于与基线相比血糖的降低值。主要有两个指标：①ΔCSG,max，血清葡萄糖浓度降低幅度的最大值(MaximumreductioninSerumGlucoseconcentration)②AUEC(0-4h)，血清葡萄糖浓度减少量经时曲线下4小时内的面积，AUEC(0-4h)=ΔAUCSG,(0-4h)=AUCSG,(0-4h)（服阿卡波糖前只服蔗糖水的）-AUCSG,(0-4h)（蔗糖/阿卡波糖同服的）。等效性标准为：受试制剂和参比制剂ΔCSG,max和AUEC(0-4h)均值比的90%置信区间应落在生物等效性的80%-125%内。同时，FDA认为检测血液中阿卡波糖的药物浓度没有必要。FDA指南中推荐的试验设计方案为随机、平衡的双交叉设计，清洗期为一周。在正式试验前必须进行预试验，预试验的目的有两个：一个是由低到高探索正式试验中阿卡波糖的剂量，另一个是确定正式试验中能获得足够功效的受试者例数。正式试验的剂量应该是与血糖本底水平相比，能产生降血糖药效的最低剂量，这个剂量应该避开阿卡波糖量效曲线的坪剂量，初始剂量应为制剂的最小规格，如果无效，剂量递增。本文作者主持的阿卡波糖的生物等效性试验[17]，按照FDA指导原则进行设计，探索了剂量50mg和100mg，并选择了100mg剂量作为正式试验剂量。该剂量下，与只服蔗糖比较，阿卡波糖可以明显降低血糖浓度。正式试验中受试者例数为40名。统计结果表明，FDA推荐的两个参数中，ΔCSG,max是一个可以采用的评价指标。另外一个参数AUEC(0-4h)由于血糖调节机制的存在，导致大约30%左右的受试者出现负值，不能作为阿卡波糖生物等效性评价的指标，作者探索了新的生物等效性评价指标，以血糖的坪浓度和波动水平作为联合指标进行了生物等效性评价，效果良好。其中波动水平不能采用相对的波动度DF=(Cmax-Cmin)/C55而应该采用fAUC（degreeoffluctuationofserumbasedonAUC）作为基于血糖AUC的血糖波动度，该参数计算公式及示意图如下：fAUC=AUC(C≥C55)+AUC(C≤C55)该试验中还探讨了其他表示波动度的参数，效果和fAUC类似，和坪浓度一起能有效反映阿卡波糖的临床效应，成功地用于阿卡波糖生物等效性评价。2)硫糖铝生物等效性研究除了阿卡波糖，抗溃疡药物硫糖铝也是一个在胃肠道作用的典型例子。硫糖铝是蔗糖硫酸酯的碱性铝盐，与损伤的粘膜接触后，分解成硫酸化蔗糖和氢氧化铝，并与胃粘膜的粘蛋白结合，形成保护膜覆盖于溃疡面起屏障作用，可保护胃粘膜免受胃酸和胆汁的伤害，也直接与胃蛋白酶结合，发生沉淀而抑制其分泌蛋白的活性，阻止对胃粘膜的进一步损伤。1998年，美国药品评价研究中心（CDER）通过了Ratiopharm公司硫糖铝片的仿制药申请[18,19]。该公司除了辅助以CarafateTablet为参比制剂下，硫糖铝片的体外崩解数据外，通过8周的在十二指肠溃疡患者中进行的临床试验，确定了受试制剂与参比制剂的疗效等效，从而确定了制剂的生物等效性。3)皮质类固醇激素类皮肤外用药皮质类固醇激素类皮肤外用药也是通过临床终点（Clinicalendpoint）来进行生物等效性评价的。此类药物通过渗透，顺序性地作用于皮肤角