第七章-药物制剂生物利用度及生物等效性评价

第七章药物制剂生物利用度及生物等效性评价第一节药物制剂生物利用度和生物等效性评价的目的与意义一、药物制剂生物利用度研究和生物等效性评价的意义在进行药物两种或两种以上制剂的比较时，需要进行制剂生物利用度（bioavailability,BA）和生物等效性（bioequivalence，BE）评价。在新剂型的研制和申报过程中，必须进行生物利用度和生物等效性研究，提供其研究资料。药物制剂的生物利用度是衡量药物制剂中主药成分进入血液循环速率和程度的一种量度。同一种药物，不同的制剂，生物利用度是不同的。同一制剂，不同厂家产品的生物利用度往往也是不同的，甚至同一厂家的制剂，不同的生产批次也可能出现生物利用度的差异，从而影响药物疗效和安全性。典型的例子如苯妥英钠、尼莫地平和地高辛等。有文献报道符合药典规定的两种地高辛制剂峰浓度相差65%，血药浓度-时间曲线下面积相差55%。可见充分了解药物制剂的生物利用度，有助于（1）指导药物制剂的研制和生产；（2）指导临床合理用药；（3）寻找药物无效或中毒的原因；（4）提供评价药物处方设计合理性的依据。因此，制剂的生物利用度是评价药物制剂的质量标准项目之一。狭义的生物利用度仅考虑药物的吸收程度，而忽视了药物的吸收速度，但有时往往是不够的。图7-1模拟药物的三种制剂的血药浓度-时间曲线。假定药物的吸收程度相同，但吸收速率不同。A时间浓度BC昀小中毒浓度昀小有效浓度治疗窗图7-1.药物的三种制剂的血药浓度-时间曲线由图7-1可见制剂C在昀低有效血药浓度以下，而制剂A的血药浓度超过了昀小中毒浓度。因此，除了要考虑药物的吸收程度外，也应该考察药物的吸收速率。生物等效性评价是基于与已有上市的相应的同种类型制剂的比较。是指两个不同的制剂（但其成分、制剂的类型相同）的吸收速率和程度统计学上的比较，即在一定的概率水平上，仿制制剂与被仿制的制剂相应的药代动力学参数的差异是否在规定的允许范围内。二、药物制剂生物等效性评价和临床评价之间的关系药物制剂生物等效性评价是为了替代临床评价，但是有一个前提，药物必须经过吸收后进入血液循环到达作用部位，则如果两制剂血浓等效，疗效和不良反应亦等效。和临床试验相比，生物等效性评价试验所需经费较少，试验周期一般也会降低。有些药物，例如氢氧化铝片，在胃肠道直接发挥作用，就无法通过生物利用度研究和等效性评价来替代临床试验。三、生物利用度研究和生物等效性评价的主要参数在进行制剂的生物利用度和生物等效性评价时，主要考虑下列三个参数：1.血药浓度-时间曲线下面积（areaunderthecurve,AUC）2.血药浓度达峰时间（peakTime,Tmax）3.血浆药物峰浓度（peakconcentration,Cmax）通常用AUC反映药物的吸收程度，同一受试者，AUC大，表示吸收程度大。生物利用度研究就是在同一受试者中比较两个制剂AUC大小。Cmax和Tmax的大小综合反映药物制剂的吸收、分布、排泄和代谢情况，在同一受试者中，Cmax和Tmax主要与药物制剂有关，其他参数T1/2、MRT和血药浓度也可用作生物等效性评价的指标。四、影响生物利用度的因素血管外途径给药，药物必须先从给药部位吸收进入血液循环，然后才能分布到靶器官或组织中发挥药效。口服是昀常用的途径，但影响因素较为复杂。药物只有溶解后，才能被吸收。多数口服制剂为固体制剂。口服后，经先崩解并分散到胃肠液中，溶解等过程后方才吸收。在这一系列的过程中，存在许多因素，但可归结为“生理因素”和“制剂因素”两大类型。制剂因素主要包括药物的理化性质（如粒径大小、表面积、溶解度、溶解速度、药物晶型等）、处方中赋型剂的性质与种类、制剂工艺、药物剂型以及处方中其他相关物质的性质等。生理因素主要包括病人的生理特点，如胃肠道pH，胃肠活动性、肝功能和胃肠血液灌注速率等，年龄、性别、遗传因素、病人的饮食习惯、空腹程度、肠道菌群状况以及其他药物应用情况等。五、生物利用度的分类生物利用度可分为绝对生物利用度和相对生物利用度两大类。绝对生物利用度是指吸收进入体内循环的药量占总给药剂量的分数。其测定方法和原理是在同一受试者中不同的时期进行静脉注射和血管外途径给药，测定血药浓度，计算AUC。假定两种给药途径，药物的分布和消除性质不变，以静脉注射给药为100%，比较两种给药途径的AUC即得绝对生物利用度F%100×=exeivivexeDAUCDAUCF7-1式中D为剂量，exe和iv分别表示静脉注射和血管外途径给药。相生物利用度是一种受试制剂与已知的参比制剂的吸收分数的比较，其测定方法和原理是在同一受试者中不同的时期分别两种制剂后，测定血药浓度，计算AUC。受试制剂和参比制剂的AUC的比即为相对生物利用度F%100×=TRRTDAUCDAUCF7-2第二节生物利用度及生物等效性试验原则和方法一、受试者的选择对药物制剂生物利用度和生物等效性试验研究的受试者有一些特殊的要求。1．受试者的条件通常应满足下列条件1)性别:男性;2)年龄：18～50岁;3)体重:标准体重±10%,身高控制160～180cm;4)不吸烟者;5)不嗜酒者;6)身体健康,无心,肝,肾,消化道,代谢异常等病史,并进行健康体检(心电图,血压,胸透，肝,肾功能和血糖等);7)无药物过敏史和神经系统疾病史;8)无体位性低血压史,心率在60～90次/分；9）无低血糖史；10)两周前至实验期间未服用过其它任何药物;11)无影响药物吸收、分布、排泄和代谢等因素；12)3个月内未用过已知对某脏器有损害的药物；13)签订知情同意书。特殊情况可考虑选用女性受试者和病人受试者。对正常人可能有害的药物如抗肿瘤药物通常用病人作为受试者。用于女性的药物可考虑用女性受试者。不符合上述要求之一者,不得作为受试者人选。2.中止试验条件1)受试者出现严重不良反应；2)实验期间生病,需要接受治疗；3)受试者要求中止试验；4)其它原因如受试者不按实验要求；二、受试者的例数为了保证结果的统计性，必须有足够的例数，对于一般制剂，要求18-24例。对于个体差异大的制剂，受试者的例数应相应增加。在生物利用度和生物等效性评价时，通常采用双交叉试验设计，例数取决于受试制剂与参比制剂的参数均数值∆（=(μT-μR)/μR×100%），随机误差的变异CV(=(MSe)1/2/μR×100%,MSe为误差的均方)和等效限θ以及功效（1-β）和显著性水平α大小。表7-1给出了不同情况下的例数例数要求。表7-1.生物等效性评价的双交叉试验样本例数要求，α=5%，θ=±20%μR功效80%功效90%∆=(μT-μR)/μR×100%∆=(μT-μR)/μR×100%%100/×=RMSeCVμ0%5%10%15%0%5%10%15%1088165210102070128102074101428100141014261001418361361614163412616224617818162042162202858224202024522002432702762224286224228408633424283474288344610039626324086336405411846628364610039044621365403040521144485270156618324658128508588017870434526614657466902007943658741626447210022489038648218071680112250992407090200794901242761098注:引自文献（JPLiuandSCChow.JPharmacokinetBiopharm.1992;20:101-104）.三、参比制剂选择无论是绝对生物利用度还是相对生物利用度，都必须有参比制剂。参比制剂的好坏将直接影响到受试制剂的评价结果。首先参比制剂的有效性和安全性应该是合格的。参比制剂选择的原则是：进行绝对生物利用度研究时，选静脉注射剂为参比制剂。进行相对生物利用度研究时，首先考虑选择国内外已经上市的相同剂型的制剂或被仿制的原制剂为参比制剂。只有没有相应的制剂时，才考虑用其他类型的制剂为参比制剂，并充分说明理由。四、试验设计1．受试者试验分组受试者的血药浓度往往存在有较大的个体差异，为了克服这种差异对试验结果的影响，在同一受试者中进行受试制剂（T）和参比制剂(R)试验。通常采用双交叉试验设计（two-periodcrossover）,以消除试验周期可能对实验结果的影响。即将受试者等分成两组，一组先服参比制剂，后服受试制剂，另一组先服受试制剂，后服参试制剂（表7-2）。两个周期至少间隔（清洗期,wash-out）药物的7-9个消除半衰期，通常间隔1-2周。表7-2.两制剂、双周期的交叉试验设计周期受试者分组121TR2RT如两个受试制剂T1和T2共用一个参比制剂R，可采用3周期、3交叉试验设计。常规的3×3的拉丁方不能满足每个制剂先后均衡的要求。受试者例数为18或24例。表7-3给出了18例的3×3的试验设计。表7-3.三制剂、三周期的试验设计表受试者编号周期1周期2周期31T1RT22T1RT23T1RT24RT1T25RT2T16RT2T17T1T2R8T1T2R9T2T1R10T2RT111T2RT112RT2T113RT1T214RT1T215T2RT116T1T2R17T2T1R18T2T1R当受试者的体重相差较大时，应对体重进行均衡后再分组。对于双交叉而言，可采用配对交叉设计。当药物的半衰期很长的情况下，取样周期、清洗期会变得很长（表7-4），受试者的生理状况、试验条件、受试者的耐受性都会有很大的影响，这时侯可以采用平行试验设计。表7-4长半衰期药物采用双交叉设计时的试验设计T1/2(天)取样周期(周)清洗期(周)胺碘酮502150地高辛737羟基氯喹451945三苯氧胺848采用平行设计可以提高受试者的顺应性，缩短试验周期，而且对于数据缺失处理也很方便。2．取样点的设计取样点设计对实验结果的可靠性起着十分重要的作用。一个完整的血药浓度-时间曲线应包括吸收相、平衡相和消除相。在每个时相应有足够的取样点。一般在吸收相和平衡相各有2-3个取样点，消除相内有4-5个取样点。对于血药浓度-时间曲线变化规则不明显的制剂如缓、控释制剂，取样点应相应增加。整个采样时间至少应为3-5个半衰期，或采样持续到血药浓度为峰浓度的1/10-1/20。3.服药剂量确定进行生物利用度和生物等效性研究时，药物的剂量应与临床常用量一致。有时因血药浓度测定方法灵敏度有限，可适当增加剂量，但不得超过昀大安全剂量，以防可能会给受试者带来不应有的不良反应，剂量过高尚需防止出现饱和吸收或非线性药代动力学行为。受试制剂和参比制剂昀好采用相同的剂量。4.研究方法受试者禁食过晚（禁食10小时以上），与次日早上空腹服用受试制剂和参比制剂。药物用200-250ml温开水送服。服药后1小时内，禁止饮水，2-4小时后，方可进统一标准的食物。受试者在服药后应避免激烈运动。5.临床观察药物制剂的人体生物利用度研究和生物等效性评价属于临床研究范畴，因此人体实验必须在符合GCP要求的临床医院进行。受试者于服药后至少在观察室中停留一段时间（长短取决于药物性质）,并在临床医生的监护之下，随时观察和记录受试者的耐受性和药物不良反应发生情况。一旦出现严重的不良反应,应采取相应的急救措施和治疗。6.医学伦理委员会批准所有涉及到人的试验，在实验前,其研究计划和知情同意书，必须经过医学伦理委员会批准，试验过程接受医学伦理委员会的监督和检查，以保证昀大程度地保护受试者的权益，降低试验风险。五、数据分析1．药代动力学参数求算用矩量法求算相应的药代动力学参数。曲线下面积(AUC),口服清除率(oralclearanceCl/F)，平均驻留时间（MRT）分别按下列各式估算2/))((11−−−+=∑iiiitnttCCAUC7-42/))((111−−−−+=∑iiiiiitntttCtCAUMC7-5λ/tntnCAUCAUC+=7-6