群體生物等效性用于吸入制劑的探討

陳立營，徐景娜，楊 敏，周學(xué)海*

（1.天津藥業(yè)研究院股份有限公司，天津300386；2.天津市醫(yī)藥集團技術(shù)發(fā)展有限公司，天津300300）

吸入制劑為局部作用的藥物，藥物首先被遞送到肺部，而后進入體循環(huán)，同時還通過其他部位如口、咽、胃腸道等進入體循環(huán)，藥代動力學(xué)和局部遞藥等效性之間關(guān)系復(fù)雜，通常僅采用藥代動力學(xué)方法不足以評價吸入制劑的生物等效性［1］。對于吸入制劑，F(xiàn)DA建議使用證據(jù)權(quán)重法進行吸入制劑產(chǎn)品的等效性研究，吸入制劑必須同時滿足處方及給藥裝置相似、體外測試等效、藥動學(xué)研究（pharmacokinetics，PK）等效以及藥效學(xué)（pharmacodynamics，PD）和臨床研究等效，生物等效性才能成立［2］。歐洲藥品管理局（EMA）指南推薦使用逐步評估的方法進行吸入制劑的生物等效性研究，該方法認為只需滿足體外等效性即可，若體外不滿足，則需結(jié)合體內(nèi)的方法判斷其生物等效性［3］。生物等效性分為平均生物等效性（average bioequivalence，ABE）、群體生物等效性（population bioequiva lence，PBE）和個體生物等效性（individual bioequiva lence，IBE）。目前應(yīng)用較多的是ABE，ABE只要求參比制劑與受試制劑在平均水平等效，PBE不僅要求參比制劑與受試制劑在平均水平等效，也要求參比制劑與受試制劑在變異方面等效。與ABE相比，PBE更關(guān)注制劑的多變性［4］。

吸入制劑為藥械組合產(chǎn)品且為局部給藥，由于劑型的復(fù)雜性，受藥學(xué)、裝置、患者使用情況及環(huán)境等的影響，變異性較大，F(xiàn)DA建議吸入制劑需先采用PBE方法進行體外研究，再結(jié)合藥動學(xué)指標(biāo)和臨床終點指標(biāo)共同評價吸入制劑仿制制劑的安全性和有效性［5］。之前EMA和國家食品藥品監(jiān)督管理局（NMPA）認為運用ABE評價方法即可以滿足要求，對PBE和IBE方法經(jīng)驗有限。在2020年12月NMPA公布了《群體藥代動力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則》，NMPA也開始重視PBE。本文根據(jù)FDA相關(guān)指導(dǎo)原則劑及相關(guān)文獻，對吸入制劑的PBE統(tǒng)計分析方法、體外評價參數(shù)等進行了介紹，并對影響PBE結(jié)果的因素進行了評價，為吸入制劑體外生物等效性研究提供思路。

1 吸入制劑的PBE研究參數(shù)及要求

吸入制劑需要進行體外研究的參數(shù)有單噴含量、空氣動力學(xué)粒徑分布、遞送劑量均一性、噴霧模式、噴霧幾何、首次灌注、再次灌注、持續(xù)時間、噴霧速度等。其中空氣動力學(xué)粒徑分布的ISM（impactor sized mass）用于PBE研究，質(zhì)量中值粒徑、微細粒子量、微細粒子分數(shù)、幾何均值及各級分布數(shù)據(jù)作為支持性數(shù)據(jù)進行提交。噴霧模式需測定兩個距離下（3~7 cm）的橢圓率和面積。FDA要求進行PBE研究參比制劑與受試制劑至少需要各3批，每批各10支，每支需進行不同生命周期的考察，即生命前期、后期、中期。此外，吸入制劑分為定量吸入氣霧劑、吸入粉霧劑、吸入軟霧劑等，吸入制劑的不同劑型、不同參數(shù)進行PBE研究的要求不同，吸入制劑進行PBE研究的參數(shù)及要求見表1。

表1 吸入制劑PBE研究的參數(shù)

2 PBE統(tǒng)計分析原理

PBE概念是在1992首次提出，1997年寫入FDA指導(dǎo)原則［6］，經(jīng)過數(shù)次更新于2012寫入布地奈德BE草案中，此后吸入制劑更新的BE指南中關(guān)于PBE的方法均以此作為參考。計算見公式1-2［7］。

公式1：［（μT-μR）2+（σT2-σR2）］/max（σT02，σR2）≤θp

公式2：θp=（ABElimit+variance termoffset）/Scaling variance=［（ln1.11）2+εp］/σT02

由公式1、2知，PBE在ABE的基礎(chǔ)上，增加了變異的情況，PBE更關(guān)注制劑的多變性。公式中，（μT-μR）為受試制劑與參比制劑的均值（對數(shù)）差，σT2、σR2為受試制劑與參比制劑的總方差，σT0、εp為法定常數(shù)。FDA認為，與體內(nèi)生物等效性相比，體外生物等效性變異更小，公式中ABE上限值取ln1.11，εp取0或0.01，布地奈德BE草案文件中取值為0.01，σT0取值為0.1，經(jīng)計算θp為2.089［8］。

對于評價標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)DA推薦使用混合標(biāo)度法，避免參比變異過大，造成假陽性的結(jié)果。

對于σT0＞σR，采用常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，η1=（μT-μR）2+（σT2-σR2）-θpσT02＜0。對于于σT0＜σR，采用參比標(biāo)準(zhǔn)，η2=（μT-μR）2+（σT2-σR2）-θpσR2＜0。進行評價時，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)下η1或η2的95%置信區(qū)間的上限值Hη≤0，則可認為受試制劑與參比制劑的PBE等效。

3 PBE實例應(yīng)用

3.1 PBE結(jié)果影響因素考查 根據(jù)FDA布地奈德BE草案文件中PBE的計算方法，用SAS軟件進行編程，并運行布地奈德BE草案的參比與受試數(shù)據(jù)，驗證軟件及程序的可行性。BE草案中，σR值為0.404 6，Hη值為-0.031 698 721，重現(xiàn)結(jié)果σR值為0.404 6，Hη值為-0.031 498 674。重現(xiàn)結(jié)果與BE草案中的結(jié)果基本一致，認為軟件及程序可行。

BE草案中，參比制劑與受試制劑數(shù)據(jù)均為3批，每批10支，每支進行了不同生命周期（前中后）的研究，其中參比制劑三批總均值為5.858 151，RSD值為6.83%。利用EXCEL隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器，參考BE草案參比制劑數(shù)據(jù)范圍，隨機生成數(shù)據(jù)，選擇一組均值與參比制劑相近，但RSD值與參比制劑有一定差異的數(shù)據(jù)作為模擬1，并作為受試制劑數(shù)據(jù)，以BE草案中的參比數(shù)據(jù)作為參比數(shù)據(jù)，運行PBE，運行結(jié)果見表2。利用EXCEL隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器，參考BE草案參比制劑數(shù)據(jù)范圍，隨機生成數(shù)據(jù)，選擇一組RSD與草案參比制劑相近，但均值與參比制劑有一定差異的數(shù)據(jù)作為模擬2，并作為受試制劑數(shù)據(jù)，以BE草案中的參比數(shù)據(jù)作為參比數(shù)據(jù)，運行PBE，運行結(jié)果見表2。并將運行PBE的草案參比數(shù)據(jù)、草案受試數(shù)據(jù)、模擬1數(shù)據(jù)及模擬2數(shù)據(jù)進行作圖比較，見圖1。

表2 PBE模擬運行結(jié)果表

圖1 PBE數(shù)據(jù)比較圖

模擬1中，均值與參比一致，參比RSD值為6.83%，受試RSD值為9.86%，差異較大，PBE模型未通過。模擬2中，RSD值與參比一致，參比三批總體均值為5.858 151，受試三批總體均值為6.256 131，總體均值差異較大，PBE模型未通過。由圖1可知，模擬1受試數(shù)據(jù)與參比數(shù)據(jù)相比，分布較離散，批內(nèi)變異大，導(dǎo)致PBE未通過。模擬2受試數(shù)據(jù)與參比數(shù)據(jù)相比，模擬值主要分布在參比數(shù)據(jù)上邊緣值附近，總體均值差異較大，導(dǎo)致PBE未通過。因此，在PBE模型評價中，影響PBE結(jié)果的因素有數(shù)據(jù)的均值、變異及分布等。受試制劑需在均值、變異及分布上均要與參比制劑相近才能保證PBE等效。

3.2 PBE參數(shù)研究考查 根據(jù)PBE模型對個各參數(shù)的要求，原研制劑與自研制劑各準(zhǔn)備了3批，每批10支，對單噴含量（SAC）、空氣動力學(xué)粒徑分布下的撞擊微粒子量（ISM）、噴霧模式下的橢圓率（Ovality）和面積（Aera）進行了研究，并運行PBE模型，各參數(shù)運行結(jié)果見表3。參比制劑SAC、ISM、Aera的總方差（σR）均大于0.1，變異性較大，為參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Ovality的總方差（σR）均小于0.1，變異性較小為常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這4個參數(shù)中只有Ovality通過PBE模型。相同受試制劑不同參數(shù)通過PBE的可能性不同，為提高BE通過的可能性及用藥安全性，需保證各參數(shù)均通過PBE模型。根據(jù)各參數(shù)通過PBE的情況，進而指導(dǎo)處方工藝研究。

由表3可知，參比制劑SAC、ISM、Aera的總方差（σR）均大于0.1，變異性較大，為參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Ovality的總方差（σR）均小于0.1，變異性較小為常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這4個參數(shù)中只有Ovality通過PBE模型。相同受試制劑不同參數(shù)通過PBE的可能性不同，為提高BE通過的可能性及用藥安全性，需保證各參數(shù)均通過PBE模型。根據(jù)各參數(shù)通過PBE的情況，進而指導(dǎo)處方工藝研究。

表3 各參數(shù)PBE運行結(jié)果

4 討論

吸入制劑的藥械組合及局部給藥的特殊性，均決定了其對體外生物等效性的要求更高，不同藥監(jiān)局對吸入制劑的生物等效性要求不一樣。隨著各國對吸入制劑的研究，越來越多的體內(nèi)外模型用于吸入制劑的生物等效性研究。例如美國的FDA用PBE模型來評價吸入制劑的體外等效性。PBE要求吸入制劑的受試制劑要在均值、變異及分布與原研制劑保持一致，進而保證批間及批內(nèi)差異一致，保證患者的用藥安全性。在進行處方工藝研究時，相同受試制劑各參數(shù)通過PBE的可能性不一樣，在進行處方工藝與裝置研究時，應(yīng)保證各參數(shù)均能通過PBE。根據(jù)PBE的運行結(jié)果，及時調(diào)整處方工藝，提高研發(fā)效率，降低研發(fā)成本。此外，還可以通過PBE去評價各參數(shù)的變異性，對各參數(shù)在吸入制劑性能評價中的權(quán)重進行分析，進而指導(dǎo)研究方向，這也是后期需進一步關(guān)注的地方。