基于BCS分類(lèi)豁免普通口服制劑BE之滲透性研究的思

在一致性評(píng)價(jià)的大背景下，國(guó)家局根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于改革藥品醫(yī)療器械審評(píng)審批制度的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2015〕44號(hào)）以及《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于開(kāi)展仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)的意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2016〕8號(hào)），以及順應(yīng)藥物研究開(kāi)發(fā)的現(xiàn)實(shí)出發(fā)，參考了FDA.Guidance for industry: “Waiver of in invo bioequivalence studies forimmediate-release solid oral dosage forms based on a BiopharmaceuticsClassification System”等指南，制定了我國(guó)的人體生物等效性試驗(yàn)豁免指導(dǎo)原則。該指導(dǎo)原則是基于國(guó)際公認(rèn)的生物藥劑學(xué)分類(lèi)系統(tǒng)（BiopharmaceuticsClassification System，以下簡(jiǎn)稱(chēng)BCS）起草，可用于仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)中口服固體常釋制劑申請(qǐng)生物等效性（Bioequivalence）豁免。BCS系統(tǒng)是按照藥物的水溶性和腸道滲透性對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)的一個(gè)科學(xué)架構(gòu)。當(dāng)涉及到口服固體常釋制劑中活性藥物成分（Active Pharmaceutical Ingredient，以下簡(jiǎn)稱(chēng)API）在體內(nèi)吸收速度和程度時(shí)，BCS系統(tǒng)主要考慮以下三個(gè)關(guān)鍵因素，即：藥物溶解性（Solubility）、腸道滲透性（Intestinal permeability）和制劑溶出度（Dissolution）。

 

 

根據(jù)BCS分類(lèi)系統(tǒng)，藥品被分為以下四類(lèi)：

 

第一類(lèi)：高溶解性、高滲透性（High Solubility- HighPermeability）

第二類(lèi)：低溶解性、高滲透性（Low Solubility-HighPermeability）

第三類(lèi)：高溶解性、低滲透性（High Solubility-LowPermeability）

第四類(lèi)：低溶解性、低滲透性（Low Solubility-LowPermeability）

 

指南指出：當(dāng)口服固體常釋制劑在體內(nèi)的溶出相對(duì)于胃排空時(shí)間快或非�？�，并且具有很高的溶解度時(shí)，藥物的吸收速率和吸收程度就不會(huì)依賴(lài)于藥物的溶出時(shí)間或在胃腸道的通過(guò)時(shí)間。因此，在這種情況下，對(duì)于BCS分類(lèi)1類(lèi)和3類(lèi)的藥物，只要處方中的其他輔料成分不顯著影響API的吸收，則不必證明該藥物在體內(nèi)生物利用度和生物等效的可能性，即生物等效性豁免。

 

（一）對(duì)于BCS1類(lèi)的藥物需要證明以下幾點(diǎn)：

 

1．藥物具有高溶解性；

2．藥物具有高滲透性；

3．仿制和參比制劑均為快速溶出（30min>85%），并且制劑中不含有影響主藥成分吸收速率和吸收程度的任何輔料。

 

（二）對(duì)于BCS3類(lèi)的藥物需要證明以下幾點(diǎn)：

 

1．藥物具有高溶解性；

2．仿制和參比制劑均具有非�？焖俚娜艹�(15min>85%）)；

3．仿制制劑和參比制劑應(yīng)處方完全相同，各組成用量相似。

 

藥物溶解性的測(cè)定數(shù)據(jù)相對(duì)簡(jiǎn)單易得，且具有良好的重現(xiàn)性。原則中對(duì)高溶解性定義為：?jiǎn)未谓o藥的最高劑量對(duì)應(yīng)的API在體積為250ml（或更少）、pH值在1.0—6.8范圍內(nèi)的水溶性介質(zhì)中能完全溶解。快速或非�？焖偃艹鲆部梢圆捎萌艹鰞x進(jìn)行測(cè)定獲得。

 

然而，想要BE豁免BCS1、3類(lèi)藥物，存在兩大阻礙：

 

（1）藥物滲透性；（2）輔料不影響藥物吸收速度和吸收程度，這二者均不易證明。因僅僅通過(guò)文獻(xiàn)報(bào)道的研究來(lái)說(shuō)服審評(píng)機(jī)構(gòu)是及其困難的，這也能從FDA、PMDA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)BE豁免所持的謹(jǐn)慎態(tài)度上可見(jiàn)一般。對(duì)于可能影響藥物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的輔料包括表面活性劑、滲透壓調(diào)節(jié)劑（甘露醇、山梨醇等）、以及脂質(zhì)（硬脂酸甘油酯、油酸等），如參比制劑處方包含了此類(lèi)物質(zhì)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)于BE豁免上至少應(yīng)會(huì)要求仿制藥企業(yè)證明其用量完全一致，甚至可能還要求研究表面活性劑分子量分布或者表面活性劑溶出速率，均不易證明。

 

對(duì)于滲透性，目前FDA、EMA等審評(píng)綜述中都會(huì)披露原研企業(yè)所做的藥物BCS分類(lèi)研究結(jié)果，但其可信程度需要仿制藥企業(yè)進(jìn)行深入而細(xì)致地分析與核實(shí)，以免掉進(jìn)“坑”中而不自知。以達(dá)沙替尼為例，在FDA公開(kāi)的綜述文件Sprycel_ClinPharmR中，我們可以找到其BCS為2類(lèi)，即低溶解度高滲透性。原文可在綜述中第39頁(yè)找到，如下：

 

                           

溶解度數(shù)據(jù)也在同一頁(yè)內(nèi)，溶解度為pH依賴(lài)性，pH7.0時(shí)<1μg/ml，pH6時(shí)~8μg/ml，如下：

 

 

 

滲透性研究結(jié)論如下：

 

 

資料顯示采用了caco-2細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/span>一種人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞，結(jié)構(gòu)和功能類(lèi)似于分化的小腸上皮細(xì)胞，具有微絨毛等結(jié)構(gòu)，并含有與小腸刷狀緣上皮相關(guān)的酶系，可用來(lái)模擬體內(nèi)腸轉(zhuǎn)運(yùn)的實(shí)驗(yàn)。）通過(guò)與FDA推薦的高滲透性?xún)?nèi)標(biāo)藥物美托洛爾和地塞米松比較，確定達(dá)沙替尼為高滲透性藥物。如就此認(rèn)為其定義為高滲透性是合理的，那我們就會(huì)掉入 “陷阱”。

 

首先，F(xiàn)DA審評(píng)員在上圖中指出滲透性結(jié)果應(yīng)refer to section 2.2.5.5 for in vivo permeability。我們找到p26中此部分內(nèi)容，其旨在研究達(dá)沙替尼是主要通過(guò)腎臟或肝臟代謝的消除途徑；通過(guò)測(cè)定放射性標(biāo)記藥物，表明達(dá)沙替尼腎臟消除量非常低，而超過(guò)85%的通過(guò)糞便消除，糞便中原形藥比例為19.1%，結(jié)果如下圖：

 

 

同時(shí)給藥后2h血漿中達(dá)沙替尼M21代謝物（sulfate conjugate，磺酸復(fù)合物）水平達(dá)到總放射活性的9.5%，表明達(dá)沙替尼可能會(huì)在胃腸道經(jīng)硫酸脂酶代謝。

 

 

綜上分析，達(dá)沙替尼原形藥19.1%通過(guò)糞便排泄，表明其體內(nèi)絕對(duì)生物利用度應(yīng)小于85%，且藥物在胃腸道存在被代謝可能。

 

FDA 2015年BE豁免指南[1]中對(duì)于高滲透性的定義為：

 

A drug substance is considered to be highly permeable when the extentof  absorption in humans is determined tobe 85 percent or more of an administered dose based on a mass balancedetermination (along with evidence showing stability of the drug in the GItract) or in comparison to an intravenous reference dose.即相對(duì)與所給藥劑量，口服吸收程度≥85%（基于質(zhì)量平衡研究-同時(shí)證明藥物在胃腸道的穩(wěn)定性；或與靜脈注射相比）。

 

高滲透性測(cè)定依據(jù)：

 

Thepermeability class of a drug substance can be determined in human subjects using mass balance, orabsolute BA, which are the preferred methods, or intestinal perfusionapproaches. In many cases, a single method may be sufficient: (i) when theabsolute BA is 85 percent or more, or (ii) when 85 percent or more of theadministered drug is excreted unchanged in urine, or (iii) when 85 percent ormore of the administered drug is recovered in urine as parent and metaboliteswith evidence indicating stability in the GI tract. 滲透性可通過(guò)人體受試者的質(zhì)量平衡或絕對(duì)生物利用度（優(yōu)先選擇）或腸道灌注研究確定；如下任一方法均可：1）絕對(duì)生物利用度≥85%；2）或≥85%藥物以原型通過(guò)尿排泄；3）或≥85%藥物以原型和代謝物形式從尿液回收-同時(shí)證明藥物在胃腸道的穩(wěn)定性（胃腸道穩(wěn)定的前提下尿液中代謝物為系統(tǒng)代謝而非胃腸道代謝后再吸收排泄）；而藥物在USP推薦的模擬胃液1h和模擬腸液中3h的降解>5%被認(rèn)為不穩(wěn)定。

 

因此，可以認(rèn)為原研對(duì)達(dá)沙替尼體內(nèi)質(zhì)量平衡研究結(jié)果不支持高滲透性判斷依據(jù)：85%以上的原型藥物從尿液中排出且胃腸道穩(wěn)定，更沒(méi)有絕對(duì)生物利用度>85%數(shù)據(jù)，故參考原研審評(píng)綜述資料所公布的BCS分類(lèi)結(jié)論，就很可能會(huì)誤導(dǎo)仿制藥研究人員。

 

其次，我們?nèi)缒苓M(jìn)一步仔細(xì)閱讀，還可在p35頁(yè)發(fā)現(xiàn)藥物的外排蛋白（p-gp）底物研究，如下圖：

 

 

研究發(fā)現(xiàn)在Caco-2試驗(yàn)中藥物濃度為50μM時(shí)，滲透系數(shù)A-B端為102nm/s，B-A端為222nm/s，表明達(dá)沙替尼為p-gp底物。這份研究結(jié)果中可以看到FDA對(duì)其研究提出要求：應(yīng)采用一系列藥物濃度而不僅僅是單一的50μM，以及使用已經(jīng)p-gp底物進(jìn)行陽(yáng)性對(duì)照。我們應(yīng)該看到，達(dá)沙替尼分子量488，50μM 濃度換算得24.4μg/ml，該濃度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)藥物在pH7介質(zhì)中的飽和溶解度（<1μg/ml），意味著其滲透性結(jié)果和p-gp結(jié)果都不能反應(yīng)體內(nèi)真實(shí)情況。這是因?yàn)樵诓捎胏aco-2細(xì)胞模型研究滲透性時(shí)，藥物通常使用DMSO溶解配成高濃度溶液，再稀釋到細(xì)胞培養(yǎng)基中，才能獲得50μM的濃度；而人體內(nèi)因?yàn)樗幬锶芙舛鹊�，幾乎不可能達(dá)到該濃度，其結(jié)果就會(huì)偏離實(shí)際，產(chǎn)生誤導(dǎo)的結(jié)論。藥物真實(shí)滲透性需要考慮藥物從A-B端的滲透系數(shù)與p-gp等外排蛋白對(duì)藥物的外排作用，如果高濃度的藥物可以導(dǎo)致p-gp飽和，則會(huì)提高其滲透性，但未飽和p-gp時(shí)的滲透性會(huì)降低。對(duì)達(dá)沙替尼而言，其為p-gp底物，且腸道飽和溶解度明顯低于50μM，所測(cè)定得到的A-B端滲透系數(shù)就可能是偏高的；這也是FDA要求研究不同藥物濃度下的滲透系數(shù)之原因。

 

藥物主要在小腸吸收，小腸不同區(qū)域的pH值不同，從偏酸性到中性直至弱堿性，也會(huì)影響到酸堿藥物的解離程度從而影響藥物吸收；因此，caco-2細(xì)胞試驗(yàn)中A端（細(xì)胞頂膜）的pH也應(yīng)考慮在內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，布洛芬、酮洛芬、匹羅昔康等酸性藥物在pH5.0的滲透系數(shù)顯著高于pH7.4；而美托洛爾、噻吩洛爾等堿性藥物在pH7.4的滲透性顯著高于pH5.0；而這些藥物在人體幾乎完全吸收，生物利用度>90%；因此，caco-2細(xì)胞試驗(yàn)研究滲透性時(shí)，培養(yǎng)基的pH值應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)的。caco-2細(xì)胞實(shí)驗(yàn)適合用于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的藥物；而對(duì)于具有主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的藥物而言，caco-2細(xì)胞實(shí)驗(yàn)獲得的低滲透性結(jié)論就會(huì)導(dǎo)致假陰性判斷。如頭孢氨芐為二肽轉(zhuǎn)運(yùn)體底物，盡管其caco-2滲透性低，其體內(nèi)吸收完全。同時(shí)，對(duì)難溶性藥物溶解使用的DMSO在培養(yǎng)基中超過(guò)1%時(shí)，就會(huì)影響caco-2細(xì)胞膜的緊密連接，使其出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)論。其他影響細(xì)胞緊密連接致密性的還包括藥物濃度、細(xì)胞培養(yǎng)條件等，不同實(shí)驗(yàn)室之間的結(jié)果往往難以重現(xiàn)。

 

 

總之，仿制藥開(kāi)發(fā)過(guò)程中，監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)于BE豁免的審批還是很謹(jǐn)慎的。熟悉FDA仿制藥申報(bào)的專(zhuān)家曾透露，在美國(guó)要證明一個(gè)藥物的高滲透性所需的工作量和費(fèi)用也不亞于一個(gè)BE，故美國(guó)很少普通口服制劑的仿制藥真正通過(guò)BE豁免上市。我國(guó)的普通固體口服制劑如希望BE豁免，要說(shuō)服CFDA也同樣不易。