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吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的考量要點(diǎn)

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2023-09-25 18:26

摘要

 

吸入制劑具有起效快、靶向性強(qiáng)、生物利用度高、避免首過(guò)效應(yīng)的特點(diǎn),尤其適用于呼吸系統(tǒng)疾病的治療,可以同時(shí)發(fā)揮局部和全身作用。由于吸入制劑獨(dú)特的理化特性、遞送方式和代謝特征,以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與人體呼吸道結(jié)構(gòu)的固有差異,吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)尤為復(fù)雜。其中,局部暴露和系統(tǒng)暴露特征不僅是吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的重要關(guān)注內(nèi)容,也是其毒性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵考量因素,較普通制劑,其面臨藥物遞送劑量測(cè)定與計(jì)算等獨(dú)特挑戰(zhàn)。本文從試驗(yàn)設(shè)計(jì)和過(guò)程控制的角度,分析了吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的難點(diǎn)與重點(diǎn),并基于國(guó)內(nèi)外發(fā)布的相關(guān)指南和建議,探討了吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的基本原則與要求。

 

吸入制劑是利用特殊裝置,將溶解或分散于適宜介質(zhì)中的原料藥物霧化后,通過(guò)使用者主動(dòng)或被動(dòng)吸入氣溶膠或蒸氣形式的藥物至肺部,進(jìn)而發(fā)揮局部或全身作用的固體或液體制劑?!吨腥A人民共和國(guó)藥典》(2020年版)收錄的吸入制劑類(lèi)型有吸入氣霧劑、吸入粉霧劑、吸入噴霧劑、吸入液體制劑和可轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獾闹苿F渲?,吸入液體制劑(氣溶膠的溶液、混懸液、乳液)是我國(guó)臨床應(yīng)用最多的吸入劑型。

 

吸入制劑具備獨(dú)特的成藥優(yōu)勢(shì)。對(duì)于生物利用度,吸入制劑可直接到達(dá)肺部病灶等目的暴露部位,或經(jīng)鼻、黏膜等進(jìn)入體循環(huán),避免口服給藥的首過(guò)效應(yīng),因此其制劑開(kāi)發(fā)受原料藥水溶性的影響較??;在活性分子保護(hù)方面,吸入制劑可減少生物大分子藥物的化學(xué)降解和酶降解反應(yīng);對(duì)于用藥依從性,吸入制劑采用非損傷性給藥方式,用藥順應(yīng)性更高。因此,吸入制劑是一種極具潛力的劑型,尤其適用于呼吸道疾病藥物的開(kāi)發(fā)。

 

科學(xué)合理的非臨床評(píng)價(jià)是成功開(kāi)發(fā)吸入制劑的重要環(huán)節(jié)。一方面,吸入制劑的治療窗較難把控。雖然吸入給藥可使藥物直接到達(dá)肺泡等靶部位而降低系統(tǒng)暴露量,減少藥物不良反應(yīng),但同時(shí)由于肺泡血?dú)馄琳陷^薄、代謝酶少、血流豐富,藥物吸收速度快,藥物毒性暴露也更為迅速和直接。因此,劑量確定是吸入制劑的開(kāi)發(fā)關(guān)鍵,而非臨床評(píng)價(jià)能為此提供有價(jià)值的信息,供臨床研發(fā)階段參考。另一方面,相較于常規(guī)給藥方式(如口服給藥、靜脈給藥),吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)更為復(fù)雜。吸入制劑屬于藥械組合產(chǎn)品,其藥效動(dòng)力學(xué)(PD)、藥代動(dòng)力學(xué)(PK)等性質(zhì)對(duì)制劑和裝置的依賴性高,需要較高的藥械配合度。

 

本研究根據(jù)吸入制劑的藥物特性和給藥特點(diǎn),參考國(guó)內(nèi)外監(jiān)管指南和行業(yè)建議,梳理了吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)重點(diǎn)和難點(diǎn),強(qiáng)調(diào)了給藥方式、劑量監(jiān)測(cè)與計(jì)算等考量要點(diǎn),探討了吸入制劑理化性質(zhì)和動(dòng)物解剖結(jié)構(gòu)對(duì)局部和全身毒性評(píng)價(jià)的影響,分析了非臨床試驗(yàn)的挑戰(zhàn)與現(xiàn)有策略,并簡(jiǎn)要討論了吸入制劑的應(yīng)用方向和評(píng)價(jià)進(jìn)展。

 

1 吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)概述

 

與其他制劑類(lèi)型相同,吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)包括藥效學(xué)評(píng)價(jià)、安全藥理學(xué)試驗(yàn)、非臨床藥代動(dòng)力學(xué)、一般毒理試驗(yàn)、毒代動(dòng)力學(xué)、生殖毒性和致癌性試驗(yàn)、遺傳毒性試驗(yàn)、制劑安全性試驗(yàn)等。同時(shí),由于吸入制劑的遞送方式、遞送部位特殊,其非臨床評(píng)價(jià)還存在一些需要特殊關(guān)注的考量點(diǎn)。

 

合理的方案設(shè)計(jì)是非臨床評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)性與準(zhǔn)確性的決定性因素。吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的方案設(shè)計(jì)的特殊考慮要點(diǎn)包括動(dòng)物選擇、給藥方式選擇、受試物分析、遞送劑量監(jiān)測(cè)與計(jì)算等。給藥是評(píng)價(jià)的起點(diǎn),非臨床評(píng)價(jià)首先應(yīng)保證受試物、動(dòng)物、給藥過(guò)程的科學(xué)性設(shè)計(jì)與合理性選擇。

 

對(duì)納米藥物、生物制品等特殊制劑,需根據(jù)原料藥的藥物特性增加評(píng)價(jià)內(nèi)容。納米吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)需額外關(guān)注不溶性載體類(lèi)藥物的肺部蓄積和轉(zhuǎn)移及其相應(yīng)毒性,以及分散穩(wěn)定性對(duì)劑量的影響。在吸入式生物制品的非臨床評(píng)價(jià)中,可遵從case by case的原則,根據(jù)藥物特性和試驗(yàn)要求開(kāi)展受試物檢測(cè),確保受試物實(shí)測(cè)濃度與理論濃度的誤差在可接受范圍內(nèi),以滿足藥物的評(píng)價(jià)要求。

 

2  動(dòng)物選擇

 

非臨床評(píng)價(jià)中,吸入制劑動(dòng)物種屬選擇的基本原則與其他制劑相同,需要額外評(píng)估動(dòng)物呼吸道解剖結(jié)構(gòu)對(duì)預(yù)測(cè)人體結(jié)果的影響,以及給藥過(guò)程中的動(dòng)物依從性。

 

對(duì)于系統(tǒng)暴露量較高的吸入制劑,代謝產(chǎn)物譜可提供動(dòng)物種屬選擇的關(guān)鍵性依據(jù);對(duì)于局部暴露為主的吸入制劑,動(dòng)物種屬的選擇更加依賴于局部組織特征或細(xì)胞類(lèi)型與人體的相似度。動(dòng)物的呼吸道解剖結(jié)構(gòu)決定了受試物的沉積分布特征和給藥難度。一般來(lái)說(shuō),嚙齒類(lèi)動(dòng)物呼吸道解剖結(jié)構(gòu)與人體差別較大,犬和非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物肺部的氣溶膠沉積分布特征與人體更相似,因此這類(lèi)動(dòng)物模型產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)臨床預(yù)測(cè)價(jià)值更高。此外,小型嚙齒類(lèi)動(dòng)物僅能通過(guò)鼻呼吸,無(wú)法用嘴呼吸,微米級(jí)大顆粒的肺沉積少,鼻腔和氣管支氣管沉積較多,可能更適用于評(píng)價(jià)擬用于新生兒的吸入制劑。

 

動(dòng)物數(shù)量的確定方面,由于吸入制劑的實(shí)際給藥劑量受動(dòng)物自主呼吸的影響,而動(dòng)物呼吸模式的個(gè)體差異又難以測(cè)量或消除,因此,動(dòng)物數(shù)量應(yīng)滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)分析要求,某些情況下,可較常規(guī)給藥途徑適當(dāng)增加動(dòng)物數(shù)量。

 

動(dòng)物依從性會(huì)影響給藥過(guò)程的穩(wěn)定性,而動(dòng)物馴化程度、試驗(yàn)環(huán)境、操作時(shí)間均會(huì)對(duì)動(dòng)物狀態(tài)產(chǎn)生影響。除了應(yīng)進(jìn)行給藥前的適應(yīng)性飼養(yǎng)和操作馴化外,還需穩(wěn)定控制給藥環(huán)境,設(shè)定合理的給藥時(shí)間,給藥過(guò)程中監(jiān)測(cè)動(dòng)物呼吸功能。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)相關(guān)文件中建議,動(dòng)物給藥前應(yīng)至少在籠中適應(yīng)5天,在測(cè)試前短時(shí)間適應(yīng)測(cè)試裝置,并持續(xù)或間歇監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度和濕度

 

3 給藥方式與劑量計(jì)算

 

3.1 給藥方式

 

吸入制劑的動(dòng)物給藥方式包括吸入暴露和氣管暴露,吸入暴露分為全身吸入暴露(將動(dòng)物置于暴露倉(cāng))、口鼻吸入暴露(僅鼻部暴露);氣管暴露分為氣管吸入暴露和氣管滴注,兩者均為侵入性給藥方式,需要麻醉和/或手術(shù)。

 

動(dòng)物給藥方式盡量與臨床擬用途徑一致是非臨床評(píng)價(jià)的基本原則。氣管暴露可用于探索性試驗(yàn)中的精確定量,但因無(wú)法評(píng)估上呼吸道暴露,不建議將其用于安全性評(píng)價(jià)。系統(tǒng)暴露量是選擇給藥方式的重要考慮因素。對(duì)于重復(fù)給藥毒性試驗(yàn)、致癌性試驗(yàn)等長(zhǎng)期毒性試驗(yàn),系統(tǒng)暴露量少、給藥劑量受限的原料藥,以及數(shù)據(jù)提示受試物在人體的系統(tǒng)暴露量高于動(dòng)物時(shí),可通過(guò)改用或增設(shè)口服、靜脈注射等方法提高系統(tǒng)暴露量;對(duì)于人體系統(tǒng)暴露量高于動(dòng)物的受試物,尤其需要開(kāi)展額外的動(dòng)物試驗(yàn),進(jìn)一步評(píng)估全身毒性。動(dòng)物依從性是選擇給藥方式的另一考慮因素。給藥裝置設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成動(dòng)物不依從,加大操作難度,進(jìn)而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。因此,必要時(shí)需根據(jù)藥物特性開(kāi)發(fā)新型動(dòng)物用裝置,經(jīng)驗(yàn)證后用于模擬臨床給藥和給藥監(jiān)測(cè)。此外,還應(yīng)考慮臨床擬用給藥裝置與動(dòng)物給藥裝置之間存在的可能差異,特別建議生物制品使用同樣霧化原理的裝置,以防在霧化過(guò)程中產(chǎn)生不同聚體物質(zhì)。采用吸入暴露的給藥方式時(shí),還應(yīng)注意此類(lèi)產(chǎn)品形成氣溶膠的交叉污染風(fēng)險(xiǎn),在試驗(yàn)實(shí)施中應(yīng)采取與給藥裝置相匹配的控制措施。

 

3.2 受試物分析與給藥裝置驗(yàn)證

 

受試物分析是吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。受試物分析能反映受試物質(zhì)量、受試物配制與給藥劑量的準(zhǔn)確性,為非臨床安全性評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題(如毒性與劑量關(guān)系等)提供可靠的科學(xué)參考。吸入制劑的驗(yàn)證與檢測(cè)內(nèi)容包括氣溶膠顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)粒徑(以下簡(jiǎn)稱“粒徑”)、遞送劑量、沉積劑量等。

 

氣溶膠顆粒的粒徑是吸入制劑的重要物理特性,直接決定受試物質(zhì)量與給藥劑量準(zhǔn)確性,粒徑過(guò)大的氣溶膠顆粒無(wú)法吸入肺部,粒徑過(guò)小的顆粒會(huì)隨自主呼吸排出。OECD急性吸入毒性試驗(yàn)指南要求氣溶膠顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)中值直徑(MMAD)為1.0~4.0 μm,幾何標(biāo)準(zhǔn)差(GSD)為1.5~3.0 μm;相較于急性毒性試驗(yàn),亞急性吸入毒性試驗(yàn)、亞慢性吸入毒性試驗(yàn)指南調(diào)整了MMAD的范圍為1.0~3.0 μm;為適應(yīng)納米級(jí)吸入制劑的評(píng)價(jià),除非提供合理理由,MMAD應(yīng)為1.0~2.0 μm,GSD應(yīng)為1.0~3.0 μm,以增加肺部沉積。

 

為確保同一給藥批次給藥過(guò)程、同一給藥批次不同動(dòng)物間、不同給藥批次間的穩(wěn)定性和均一性,需要開(kāi)展給藥裝置中氣溶膠粒徑分布和濃度的驗(yàn)證試驗(yàn)。常用的氣溶膠粒徑分布檢測(cè)有多級(jí)慣性碰撞器等方法。氣溶膠濃度的穩(wěn)定性驗(yàn)證包括批間穩(wěn)定性、批內(nèi)穩(wěn)定性支持試驗(yàn)的最長(zhǎng)持續(xù)給藥時(shí)間,以及給藥裝置穩(wěn)定產(chǎn)生氣溶膠的能力;氣溶膠濃度均一性驗(yàn)證包括暴露環(huán)境(例如上、中、下層)中氣溶膠濃度的差異等。OECD對(duì)液體和固體型氣溶膠濃度的允許偏差為±20%,以支持多只動(dòng)物同時(shí)給藥。受試物分析中的具體取樣方法、粒徑分析、濃度檢測(cè)方法應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)體系設(shè)計(jì),必要時(shí)還需增設(shè)給藥裝置的清洗驗(yàn)證等其他驗(yàn)證內(nèi)容。

 

3.3 劑量設(shè)定與劑量計(jì)算

 

非臨床評(píng)價(jià)中,大多數(shù)制劑的劑量可準(zhǔn)確計(jì)算和設(shè)定,但吸入制劑的呼吸道分布和沉積受多種因素影響,劑量設(shè)定是吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的一大挑戰(zhàn)。吸入制劑的劑量設(shè)定應(yīng)符合非臨床評(píng)價(jià)的一般要求。同時(shí),由于吸入制劑的局部器官或組織暴露量高,血藥濃度不能直接推算起效劑量,因此,應(yīng)增設(shè)氣管支氣管、肺等呼吸道部位的藥物濃度監(jiān)測(cè),根據(jù)吸入制劑的PK特征設(shè)定劑量。此外,吸入制劑的劑量會(huì)隨動(dòng)物狀態(tài)、給藥裝置穩(wěn)定性、環(huán)境參數(shù)等改變,有學(xué)者建議可適當(dāng)擴(kuò)大多劑量給藥試驗(yàn)的劑量間距,避免暴露量與給藥劑量倒置。

 

吸入制劑有多個(gè)劑量指標(biāo),包括目標(biāo)劑量、遞送劑量、沉積劑量、留存劑量等。其中,最重要的兩個(gè)指標(biāo)為遞送劑量和肺沉積劑量。

 

雖然吸入制劑有可用的劑量指標(biāo),但在吸入制劑的開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)中,遞送劑量的檢測(cè)與計(jì)算仍然極具挑戰(zhàn)。一方面,吸入制劑的劑量指標(biāo)術(shù)語(yǔ)尚未完全統(tǒng)一,遞送劑量常與吸入劑量互換使用,或被稱為呈現(xiàn)劑量、標(biāo)示劑量等。另一方面,吸入制劑的劑量難以精確計(jì)算。吸入給藥依賴于動(dòng)物的自主呼吸,實(shí)際給藥劑量與理論給藥劑量會(huì)存在偏差,遞送劑量、沉積劑量均為估算值。

 

動(dòng)物試驗(yàn)中,遞送劑量一般通過(guò)4個(gè)參數(shù)計(jì)算,分別是動(dòng)物的單位時(shí)間通氣量、給藥時(shí)間、氣溶膠濃度、可吸入氣溶膠顆粒比例。遞送/吸入的氣溶膠會(huì)部分沉積于呼吸道的其他部位,例如鼻咽、氣管支氣管,進(jìn)而被機(jī)體代謝、清除,因此還需引入更接近藥物實(shí)際起效劑量的肺沉積劑量。沉積劑量通常為遞送劑量與沉積因子百分?jǐn)?shù)(以下簡(jiǎn)稱"沉積分?jǐn)?shù)")的乘積,嚙齒類(lèi)動(dòng)物為10%、非嚙齒類(lèi)動(dòng)物為25%。沉積劑量是基于表面沉積物密度均勻假設(shè)前提下的估算,但實(shí)際情況中,沉積并非均一過(guò)程,氣體對(duì)流與藥物的擴(kuò)散、溶解、吸收等均能影響沉積在氣道中的均一性。

 

給藥裝置的變化可能破壞給藥劑量的穩(wěn)定性,是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象。除了給藥前驗(yàn)證給藥裝置,還需在給藥期間持續(xù)控制、監(jiān)測(cè)劑量變化,并維持穩(wěn)定的溫度、相對(duì)濕度和動(dòng)態(tài)氣流,避免呼出氣流的重復(fù)吸入,必要時(shí)修正相應(yīng)參數(shù)。

 

根據(jù)遞送劑量的估算公式,氣溶膠濃度和給藥時(shí)間均可實(shí)現(xiàn)吸入制劑劑量的調(diào)整,其中,給藥時(shí)間的調(diào)整更易于操作。需要注意的是,長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)給藥會(huì)損傷動(dòng)物肺,影響動(dòng)物狀態(tài),進(jìn)而改變遞送劑量,因此,吸入制劑的劑量調(diào)整還應(yīng)充分考慮動(dòng)物倫理要求,密切觀察動(dòng)物狀態(tài)。

 

4  吸入制劑非臨床評(píng)價(jià)的特殊考慮

 

吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)應(yīng)遵循藥物評(píng)價(jià)的一般性原則,并考慮藥物特性、給藥途徑、藥物暴露范圍特殊性產(chǎn)生的評(píng)價(jià)特殊性。

 

4.1 動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)

 

吸入制劑給藥后,藥物需要經(jīng)過(guò)口、咽、喉的沉積,以及呼吸道黏液纖毛的清除后,才可到達(dá)肺部。事實(shí)上,即便是到達(dá)肺部的藥物也會(huì)隨呼吸排出,尤其是小粒徑藥物。截留在肺黏膜的藥物只有穿過(guò)黏液層,才可到達(dá)肺泡上皮細(xì)胞層,其余藥物則會(huì)被肺部黏液-纖毛清除。沉積或外排至口咽部的藥物,可通過(guò)吞咽進(jìn)入胃腸道,因此胃腸道吸收是吸入制劑的伴隨吸收途徑。藥物的暴露與代謝特點(diǎn)是毒理研究方案設(shè)計(jì)的直接指導(dǎo)依據(jù),因此,應(yīng)盡早了解藥物的毒代動(dòng)力學(xué)/藥代動(dòng)力學(xué)(TK/PK)特征,加強(qiáng)藥物開(kāi)發(fā)與探索試驗(yàn)中不同給藥方式TK/PK數(shù)據(jù)的積累。

 

吸入制劑的TK/PK研究難點(diǎn)包括方法學(xué)驗(yàn)證、生物樣本分析、生物分布等方面。方法學(xué)驗(yàn)證方面,作為藥械組合產(chǎn)品,影響吸入制劑TK/PK的變量多且復(fù)雜,需從方案設(shè)計(jì)與實(shí)施兩方面充分考慮潛在的影響因素。生物樣本分析方面,吸入制劑的系統(tǒng)暴露量低,因此檢測(cè)血藥濃度時(shí)需采用靈敏度較高的方法,并且可以根據(jù)血藥濃度的測(cè)定結(jié)果為藥物局部暴露量的確定提供參考。藥物的生物分布上,劑量-效應(yīng)關(guān)系取決于藥物在靶部位的分布特點(diǎn),以肺為靶部位的吸入制劑,其有效性依賴于肺部的藥物沉積量,肺沉積劑量為重點(diǎn)考察指標(biāo);對(duì)以黏膜為靶部位的,有效性依賴于呼吸道局部粘膜的藥物沉積量,局部粘膜沉積劑量為重點(diǎn)考察指標(biāo)。同時(shí),吸入制劑的局部沉積劑量又會(huì)影響系統(tǒng)的血藥濃度,因此,計(jì)算PK參數(shù)時(shí),應(yīng)綜合考慮局部暴露量與系統(tǒng)暴露量,選用合適的計(jì)算模型。

 

4.2  安全性評(píng)價(jià)與結(jié)果解讀

 

吸入制劑的作用過(guò)程與呼吸系統(tǒng)密切相關(guān),除遵循藥物安全性評(píng)價(jià)的一般要求,還應(yīng)重點(diǎn)考察對(duì)呼吸系統(tǒng)的潛在毒性,包括一般觀察、呼吸功能檢測(cè)、組織病理學(xué)檢查等。同時(shí),由于可能采用或增設(shè)非吸入給藥方式,還應(yīng)同時(shí)關(guān)注藥物的局部和全身作用。

 

動(dòng)物的籠側(cè)觀察是呼吸系統(tǒng)功能評(píng)價(jià)的方法之一?;居^察內(nèi)容有皮膚和皮毛的變化、眼睛和黏膜的變化、呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的變化、神經(jīng)系統(tǒng)的變化,以及運(yùn)動(dòng)和行為模式的變化,重點(diǎn)觀察內(nèi)容包括震顫、抽搐、流涎、腹瀉、嗜睡、睡眠和昏迷。但是,動(dòng)物的臨床觀察通常不足以評(píng)估呼吸功能。

 

受動(dòng)物呼吸道解剖結(jié)構(gòu)的影響,吸入制劑的組織病理學(xué)檢查應(yīng)較常規(guī)給藥途徑更為細(xì)致,還可能涉及特殊病理染色。應(yīng)檢查所有肺葉,至少涵蓋鼻咽組織的4個(gè)部位,例如鼻咽管,以充分評(píng)價(jià)吸入制劑對(duì)鱗狀、過(guò)渡性(非纖毛呼吸)、呼吸性(纖毛呼吸性)和嗅覺(jué)上皮以及鼻相關(guān)淋巴組織(NALT)的影響;至少涵蓋喉的3個(gè)部位,例如對(duì)會(huì)厭底部的檢查;至少涵蓋氣管的2個(gè)部位,包括穿過(guò)肺外支氣管分叉隆起的一個(gè)縱向和橫向截面,以及支氣管淋巴結(jié)。

 

安全性評(píng)價(jià)應(yīng)包括對(duì)肺泡灌洗液和肺中細(xì)胞因子、免疫細(xì)胞、活性蛋白等的測(cè)定。OECD急性吸入毒性試驗(yàn)指南提供了支氣管肺泡灌洗術(shù)(BAL)檢查及其參數(shù)的詳細(xì)建議。其中,必須進(jìn)行的BAL分析項(xiàng)目包括乳酸脫氫酶(LDH)、總蛋白或白蛋白、肺泡巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞的細(xì)胞計(jì)數(shù)及差異。肺部灌洗可能影響組織病理學(xué)檢查,可通過(guò)增加動(dòng)物組、對(duì)未灌洗肺額外進(jìn)行多個(gè)切面的檢查以降低影響。

 

評(píng)價(jià)結(jié)果的解讀上,需充分考慮動(dòng)物呼吸系統(tǒng)與人體的差異。呼吸系統(tǒng)的差異包括藥理學(xué)機(jī)制、解剖結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類(lèi)型、蛋白表達(dá)特征和呼吸功能上的差異。不同的呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)會(huì)影響呼吸道氣流方向和沉積模式,改變藥物的肺內(nèi)分布。對(duì)比人體,鼻呼吸動(dòng)物的鼻甲結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,評(píng)價(jià)吸入制劑時(shí),動(dòng)物還會(huì)經(jīng)歷鼻甲暴露,因此需對(duì)動(dòng)物鼻甲進(jìn)行長(zhǎng)期毒性病理檢查以評(píng)估局部耐受性。不同的肺部細(xì)胞類(lèi)型會(huì)影響藥物的清除,相較于動(dòng)物,人呼吸道的黏液-纖毛清除率高,肺泡巨噬細(xì)胞分布多,非吸收性清除更強(qiáng),動(dòng)物可能因吸入制劑產(chǎn)生特有毒性反應(yīng)。另外,安全性評(píng)價(jià)中動(dòng)物給藥時(shí)間較人體給藥時(shí)間更長(zhǎng),還可能造成動(dòng)物應(yīng)激,干擾對(duì)結(jié)果毒理學(xué)意義的判斷。

 

吸入制劑的致癌性試驗(yàn)應(yīng)考慮其呼吸道局部致癌作用,因此至少應(yīng)實(shí)施一項(xiàng)采用吸入給藥方式的致癌性試驗(yàn)。理想情況下,可至少在一個(gè)物種中同時(shí)實(shí)施多種給藥方式,便于評(píng)估局部和全身致癌性。當(dāng)此種方法不可行時(shí),可分別在2個(gè)不同物種采用不同給藥方式,但需是吸入給藥和高系統(tǒng)暴露量給藥方式的組合。若吸入給藥方式的致癌性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肺癌增殖或癌前病變,或口服時(shí)無(wú)氣管組織分布、口服給藥與吸入給藥的代謝產(chǎn)物譜有顯著差異等,無(wú)需或不宜采用替代給藥方式。

 

5 安全范圍考量

 

吸入制劑的安全范圍需同時(shí)考慮系統(tǒng)暴露和局部(肺部)暴露,系統(tǒng)暴露的安全范圍同普通制劑,可根據(jù)肺質(zhì)量(mg/g)計(jì)算局部暴露的安全范圍。只有在缺乏充足證據(jù)確定系統(tǒng)暴露安全范圍的情況下,才可考慮僅將局部暴露安全范圍作為吸入制劑的基礎(chǔ)安全范圍。ICH M3指出,對(duì)于擬起全身性作用的吸入藥物,吸入毒性試驗(yàn)中的高劑量產(chǎn)生的曲線下面積值應(yīng)高于或等于臨床全身暴露量的50倍,以及超過(guò)計(jì)算得到的肺部沉積量的10倍界限;對(duì)于計(jì)劃作用于肺局部的吸入藥物,其高劑量所達(dá)到的肺部計(jì)算沉積量應(yīng)可達(dá)到計(jì)算得到的臨床肺部沉積量的50倍,并且達(dá)到人體臨床劑量所達(dá)到曲線下面積之上的10倍界限。

 

不同國(guó)家或地區(qū)對(duì)吸入制劑安全范圍的考量不同,常通過(guò)比較非臨床未見(jiàn)藥物不良反應(yīng)劑量(NOAEL)下的沉積劑量估算值與臨床治療劑量下的等效值實(shí)現(xiàn)。英國(guó)藥品和健康產(chǎn)品管理局(MHRA)分別將大鼠、犬、人的沉積分?jǐn)?shù)假設(shè)為7%、20%、40%;美國(guó)食品藥品管理局(FDA)相對(duì)保守,通常情況下,分別將大鼠、犬、人的沉積分?jǐn)?shù)假設(shè)為10%、25%、100%。

 

6  討論

 

人體肺部表面積大,肺上皮細(xì)胞滲透性好,小劑量即能實(shí)現(xiàn)較高濃度的藥物局部遞送,因此吸入制劑是一種靶向肺遞送的良好劑型。目前,吸入制劑主要用于呼吸系統(tǒng)疾病,是治療哮喘、慢性阻塞性肺?。–OPD)等肺部疾病的重要制劑。同時(shí),吸入制劑全身藥物不良反應(yīng)少、用藥依從性好、原料藥水溶性依賴度低等優(yōu)勢(shì)使其在疫苗、基因編輯產(chǎn)品、抗腫瘤藥等領(lǐng)域廣受關(guān)注。

 

吸入制劑的遞送效率、局部和系統(tǒng)暴露量與藥物特性和給藥裝置直接相關(guān)。處方組成和配比、流量依賴性、氣溶膠粒徑及其分布模式、聚合物大小和數(shù)量,以及給藥裝置、給藥條件的穩(wěn)定性等對(duì)吸入制劑的有效性和安全性起決定性作用。因此,吸入制劑的非臨床評(píng)價(jià)應(yīng)以藥學(xué)特性為基礎(chǔ),受試物、動(dòng)物需盡可能接近臨床應(yīng)用場(chǎng)景。除動(dòng)物模型外,離體細(xì)胞或組織也被用于表征或預(yù)測(cè)吸入制劑的體內(nèi)特征。例如,可通過(guò)體外細(xì)胞系(如A549、Calu-3細(xì)胞等),在細(xì)胞水平上分析吸入制劑的肺上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和局部毒性;或通過(guò)精密切割肺部切片(PCLS)和隔離灌注肺(IPL)等離體組織評(píng)估吸入制劑的吸收和分布動(dòng)力學(xué)機(jī)制。另外,肺切片、單層細(xì)胞培養(yǎng)、共培養(yǎng)、3D培養(yǎng)模型等體外模型也被研究用于替代或補(bǔ)充毒性評(píng)價(jià)的動(dòng)物模型。

 

藥物非臨床評(píng)價(jià)對(duì)藥物的開(kāi)發(fā)、優(yōu)化、使用具有重要的指導(dǎo)意義。吸入制劑既是藥械組合產(chǎn)品,又兼具局部和全身藥理毒理作用,因此非臨床評(píng)價(jià)的關(guān)注考量點(diǎn)較常規(guī)制劑更多、更細(xì)致,需要基于產(chǎn)品的藥學(xué)特征和藥理學(xué)性質(zhì),通過(guò)科學(xué)合理的非臨床評(píng)價(jià)方法和技術(shù),更好地推動(dòng)創(chuàng)新藥物的開(kāi)發(fā)。

 

作者簡(jiǎn)介:于冰,副研究員;陳一飛,副研究員

作者單位:國(guó)家藥品監(jiān)督管理局 藥品審評(píng)中心

 

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來(lái)源:CJCP臨床藥理學(xué)

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