微球制剂临床前药理毒理研究和评价探讨

   【慧聪制药工业网】

    编者按

    微球制剂是近年来研究发展的新剂型，是药物和其他活性成分溶解或分散在明胶、蛋白等高分子材料基质中，经固化而形成的微小球状实体的固体骨架物，不同粒径范围的微球针对性地作用于不同的靶组织。微球作为药物控释载体，具有生物可降解性和较低毒性。与脂质体相比，微球更稳定，体内代谢更慢，有利于延长药效，因此可作为药物的控释和靶向载体，特别是可用于多肽类和蛋白质类药物。

    本文总结了微球制剂非临床安全性研究中需关注的研究内容和试验要求，强调应根据微球制剂的开发目的和特点，开展完善、合理的临床前药理毒理研究，以阐明开发微球制剂的药理毒理特点，将微球制剂开发成为临床需要且特点明显的新药。业内微球制剂研究者可以从本文中汲取经验，得到启发。

    微球制剂应用于临床具有以下三个潜在优势。一是控制药物的释放速度以达到长效缓释目的。药物包封在微球内后，具有明显的控制释放及延长药物疗效的作用。微球注射剂可消除常释注射剂多次给药产生的体内药物浓度峰谷现象，获得平稳、长时间的有效浓度。二是增强药物的靶向性。三是在缓释、长效的同时，不会明显增加毒性，或由于靶向性而降低毒副作用。本文将围绕微球制剂的以上特点来讨论如何开展其临床前药理毒理研究。

    药代动力学

    微球的释药速率由微球所载药物在释放介质中的溶解度、药物在微球中所处的物理状态、药物与微球的亲和力所决定。由于体内外释药存在不相关性，故需要进行动物体内药代动力学研究。通过系列药代动力学参数，可以初步判断微球制剂的缓释性。一般来说，对于首次将常释制剂开发为缓控释制剂的药物，应以已上市常释制剂为对照进行血药浓度测定，通过比较两者的药时曲线和主要的药代动力学参数，判断受试制剂是否具有预期的缓释特征。微球制剂与相应的常释制剂相比，达峰时间（tmax）、平均保留时间(MRT)、消除半衰期(t1/2)均增加，峰浓度降低。例如，Abarelix微球制剂（6mg/kg,i.m.）与其普通制剂（4.39mg/kg,i.m.）相比，其药代动力学参数发生了如下变化：tmax由3小时增加到8小时；ｔ1/2由6.73小时增加到4.91天；Cmax(ng/ml)由1712降低到156。据此可认为，此微球制剂基本具备了缓释的特点。

    初始释放度是另外一个用来考查微球制剂缓释的参数。通常，微球制剂体内释放度试验比体外试验对临床应用更具有参考价值，目前有研究者用AUC1stday与AUC0-infini的比值来计算体内释放度。例如，研究者用此方法计算出奥曲肽在家兔的初始释放度为6%。

    在微球制剂进行常规药效学研究时，应将药代动力学（PK）和药效动力学（PD）结合起来考察药物的缓释长效性。如研究者在开发Abarelix微球制剂时，将微球制剂的PK/PD与常释制剂的PK/PD进行了比较，发现微球制剂（6mg/kg,i.m.）和常释制剂（4.39mg/kg,i.m.）的t1/2分别为8.86天和2.98小时，药效指标睾酮持续减少的时间分别为81天和24小时。

    对于临床需长期应用的药物，半衰期长、在体内有累积的药物，以及治疗窗窄、药效强和毒副作用强的药物一般需进行动物重复给药的药代动力学研究来了解血药浓度的波动程度，并进一步考察其稳态时血药浓度。在给药剂量相同的情况下，在同样的给药间隔内，峰谷浓度应该没有明显波动。例如，亮丙瑞林微球3个月缓释制剂每13周皮下注射给予大鼠，重复3次，定时测定血清中药物浓度，结果显示血清中药物的浓度在各次给药后1天达到峰值（tmax为1天），之后下降，第1次、第2次、第3次给药后的第一周到第13周的正常状态下，血清中平均药物浓度分别是1.34ng/ml，1.62ng/ml，以及1.72ng/ml，几乎相同。此外，各次给药后的AUC0-13周分别是172ng·day/ml、185ng·day/ml、188ng·day/ml，也几乎相同。血清中的药物浓度在最后一次给药后，在第18周下降到0.12ng/ml以下的平均值。通过以上药代动力学数据分析可以看出，该药可以保持平稳、长时间的有效浓度，多次给药峰谷波动小，不易在体内蓄积。

    组织靶向性

    根据临床用途，微球制剂可分为非靶向性和靶向性。微球是靶向制剂中常用的载体。20世纪80年代，瑞典学者首先采用变性淀粉微球来暂时阻断肝动脉血流。此后，研究较多的是肝动脉化疗微球。将抗肿瘤药物包封入微球，经血管注入并栓塞于动脉末梢，对某些中晚期癌症的治疗具有一定的临床意义。微球的被动靶向作用主要体现在粒径上。静脉注射微球粒径小于1.4微米的全部通过肺循环，7～14微米的停留在肺部，而3微米以下的大部分被肝、脾中的巨噬细胞摄取。微球可靶向分布于肿瘤组织,加强药物的通透性和滞留性，提高药物的稳定性及生物利用度，降低全身血药浓度，提高临床治疗效果，减少毒副反应的发生。若研究者认为新的微球制剂具有特定组织靶向性，应进行相关组织分布的对比研究，同时也需考虑后续开展全面的药效和毒性试验研究。