本文来自本群公众号研如玉
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日本口服固体制剂生物等效性研究的监管考虑
作者：Ryosuke Kuribayashi, TomokoTakishita, Kenichi Mikami
作者单位：PMDA仿制药评价办公室
关键词：生物等效性、生物利用度、生物药剂学分类系统、溶出、药代动力学、监管科学
摘要：
生物等效性研究（BE）在全球被用于对比仿制药与原研药的治疗等效性。在BE研究中，应当对比原研药和仿制药的生物利用度（BA），其中BA定义为药物活性成分或活性代谢物从药品到进入体循环过程中的吸收速率和程度。对于仿制药开发期间进行的大多数BE研究，BA试验一般为单剂量研究。在日本，卫生、劳动和福利部于2012年修订了“仿制药生物等效性研究指南”，目前基于该指南进行仿制药开发。同样，FDA和EMA也已发布了仿制药开发的指导意见和指南。本文将介绍日本口服固体制剂的BE研究指南，及用于评价原研药和仿制药之间相似性和等效性评价的溶出度试验。此外，对日本、美国和欧盟指导原则之间的异同进行讨论。
引言
确定生物等效性（BE）是建立治疗等效性最重要的方面，但也是仿制药产品开发中最困难的方面。普遍认为BE研究应使用最准确，灵敏和可重复的方法，且适用于每个待评估产品。BE研究的目的是推断仿制药与原研药的治疗等效性。这些研究必须比较仿制药与原研药的生物利用度（BA），其中BA定义为活性药物成分（API）或活性代谢物从产品到吸收进入体循环的速率和程度。吸收的速率和程度以血浆峰浓度（Cmax）和血药浓度对时间曲线下面积（AUC）表征。即使仿制药API的质量和数量与原研药相同，产品也可能因性质不同（如：赋形剂组成不同、生产工艺不同）而有差异。为了确认不同产品的临床等效性，在批准仿制药之前需开展BE研究。经口服给药后，药物崩解、溶出，主要在小肠吸收进体循环中以发挥其治疗作用。如果仿制药和原研药的血浆药物浓度相等，可认为作用位点的有效药物浓度是相等的，则两种药物预期是治疗等效的。
因此，测定血浆药物浓度的人体BE研究是仿制药BE评价的一部分。以药代动力学（PK）为终点的BE研究是日本仿制药上市申请的一部分。如果PK终点不可作为治疗效果的指标，则应进行支持治疗疗效（药效学研究）或治疗有效性（临床研究）的药理效应研究。这些方法与FDA的指导原则和EMA的指南中相似。在美国，除了BE的一般性指导原则之外，还存在特异性产品BE指导原则，仿制药开发者应当理解特定产品的BE要求。在日本，可参考“仿制药生物等效性研究指南”（2012年由卫生、劳动和福利部修订）。PMDA的仿制药评价办公室基于这一指南对仿制药进行审查。在本文中，我们介绍口服固体制剂研究（在日本的应用最多的仿制药）需开展的BE研究，并且讨论了日本、美国和欧盟（EU）之间BE研究要求的差异。
日本口服固体制剂的BE研究
口服固体剂型（速释[IR]，迟释[DR]和缓释[ER]药物产品）的BE研究主要开展随机、2周期、2序列、2治疗组、单剂量交叉设计研究。多剂量研究更适用于需要大样本量的高变异药物。足够数量的健康成年志愿者（通常≥20名受试者）作为BE研究的受试者。受试者在禁食> 10小时后用100-200ml（通常为150mL）水送服药物。通常，在空腹状态下以最高剂量进行研究，除非在空腹状态的BA非常差或预期有高发的严重不良事件。至少7个采血时间点，包括Cmax之前的0时、1时，Cmax附近的2个时间点和消除阶段的3个时间点，应继续采样直到AUC 0-t相当于AUC 0-∞的80％以上。一般情况下，应测量母体化合物，因为母体化合物的浓度时间曲线对检测产物之间的差异比代谢物更敏感。如果是合理的（例如，母体化合物水平太低而不能进行可靠的分析检测），可以测量主要活性代谢物而不是母体化合物。同样，推荐检测前药，因为BA的差异通常在前药中比在活性代谢物中更容易检测。检测方法应能分别检测对映异构体，具有主要药理作用的对映异构体应作为待测物质。如果API和对映异构体之间已有报道没有PK差异，则可以接受同时测量对映异构体，因为这种情况下对映异构体导致BE结论存在差异的可能性非常低。参比制剂要求是在日本上市的原研药品。应从3批原研药品中选择中位溶出的一个批次作为参比制剂。溶出试验应使用3批原研药，每批≥6个，桨法，50rpm。预实验、正式试验、和增加受试者试验被用于BE评估，如图1所示。预实验的目的是确定适当的试验方案，包括BE评估所需的受试者数量和适当的采血时间。只要研究符合监管指南中规定的要求，可使用预实验数据作为BE研究数据进行评估。如果预实验的结果不等效，则基于预实验建立正式试验计划。如正式试验的结果因为受试者例数不足而不等效，则进行增加受试者试验（仅接受一次）。增加受试者试验应在不少于正式试验受试者数量一半的受试者中进行。允许使用预实验的数据作为增加受收拾者试验数据进行BE分析。当执行增加受试者试验时，如两项试验的剂型、设计、含量和受试者之间没有显著性差异，正式试验和增加受试者试验的数据可以被合并进行统计分析。对于单剂量研究，AUC0-t和Cmax应作为BE评价的参数，如果仿制药和原研药之间的几何平均比（GMRs）90％置信区间在80％-125％的可接受范围内，认为二者生物等效。如果置信区间不在该范围内，如果满足以下3个条件（第二标准），仍认为仿制品和原研药生物等效：
BE研究的总样本量≥20例
在表1和表2所列的所有条件下，仿制药和原研药的溶出速率相似
两个待评估产品之间的GMR值在90％-111％
此外，该观点在正式试验和增加受试者试验中是可接受的，但在预实验中不可接受。在增加受试者试验的情况下，正式试验和增加受试者试验的受试者总数必须≥30例。
在使用90％置信区间的评估中，低质量仿制药不满足BA要求但通过BE评价的概率（消费者风险水平）不超过5％。如果使用90％置信区间以外的评估方法，消费者的风险也必须控制在<5％。当使用该评估方法时，人体研究的样本量固定时，消费者的风险水平取决于变异性。因此，该评估方法（GMR）不适用于预期具有高变异性的BE研究。在本指南中，使用50或75rpm的桨法或100rpm的篮法来比较仿制品和参比制剂之间的溶出特性。这些方法对制剂具有轻微的破坏性，能够高度区分溶出特性的差异。使用这些方法，IR和DR产品应≥3种溶出介质，ER产品应≥5种介质进行溶出试验。此外，还应进行不同转速的研究。在这些条件下显示相似或等同溶出特性的药品体内不等效的概率较小。因此，结合溶出试验和人体研究的评估方法，消费者风险的实际水平预期不大于5％。
图1.口服固体剂型在日本的生物等效性研究。CI，置信区间。
表1 基于各类药物和产品性质的溶出试验条件
|
产品 |
转速 (rpm) |
pH |
表面活性剂 |
|
含酸性药物 |
50a |
(1)1.2 |
None |
(2)5.5-6.5b |
None |
||
(3)6.8-7.5 b |
None |
||
(4)Water |
None |
||
100c |
One of (1), (2), or (3) b |
None |
|
|
含中性或碱性的包衣药物 |
50a |
(1)1.2 |
None |
(2)3.0-5.0 b |
None |
||
(3)6.8 |
None |
||
(4)Water |
None |
||
100c |
One of (1), (2), or (3) b |
None |
|
|
低溶解性药物 |
50a |
(1)1.2 |
None |
(2)4.0 |
None |
||
(3)6.8 |
None |
||
(4)Water |
None |
||
(5)1.2 |
Polysorbate 80d吐温80 |
||
(6)4.0 |
Polysorbate 80d吐温80 |
||
(7)6.8 |
Polysorbate 80d吐温80 |
||
100c |
One of (5), (6), or (7) b |
Polysorbate 80e吐温80 |
|
迟释药物 |
50a |
(1)1.2 |
None |
(2)6.0 |
None |
||
(3)6.8 |
None |
||
100c |
(2)6.0 |
None |
a 当崩解后药物在溶出杯底部形成锥形现象时，可以使用75rpm的桨法或100rpm的篮法代替桨法50rpm。
b 选择溶出速度最慢的介质作为测试溶液，前提是在规定时间内能保证参比制剂的平均溶出达到85%，如在任何介质中参比制剂的平均溶出在指定时间内无法达到85%时，选择最快溶出的介质。
c如果使用桨法在50或75rpm时可使参比制剂和自制品在在30分钟内溶出≥85％，则不必研究桨法100rpm。
d研究以0.01%，0.1%，0.5%和1.0%（w/v）不同浓度吐温80的影响。确定参比制剂在规定时间内，至少在1种溶出介质中平均溶出≥85%所需的最低浓度。然后，将该浓度加到溶出介质（5），（6）或（7）中。如在规定时间内参比制剂在任何溶出介质中均达不到85%溶出，则选择最快溶出的浓度。如吐温80通过与药物或辅料直接相互作用影响药物的溶出行为，则可以使用磷酸二氢钠代替磷酸二氢钾作为缓冲剂，并且可以使用十二烷基硫酸钠代替吐温80作为表面活性剂。如果使用十二烷基硫酸钠，药物的溶出度可能低于用吐温80。
e 使用与50 rpm时相同的浓度。
溶出试验用于评估产品相似性和等效性
PMDA采用日本药典桨式装置评价产品溶出度; 基本条件为：介质体积900ml，溶液温度为37±0.5℃。溶出试验在≥12个溶出杯中进行，每个溶出杯条件如表1和表2所示。实验在pH1.2下进行2小时，在其它介质中进行6小时，IR和DR制剂可以在参比制剂的平均溶出达到85%时停止。相比之下，ER制剂通常需进行24小时，但在pH1.2介质，测试可以在2小时后结束（当ER制剂参比制剂的平均溶出达到80%时，可以停止试验）。基于原料和制剂不同类别和属性（表1和表2），相似性和等同性评价需要多个溶出试验条件。IR和DR制剂需要不同的溶出试验条件，因为DR药物产品主要在小肠而不在胃中释放API。DR药物产品设计为耐酸（pH1.2），可溶解在中性溶液（pH6-7）中。相比之下，IR药物产品在胃肠道，从胃到肠中遇到的所有pH值下溶解。另一方面，ER药物产品被设计为控制在胃肠道中特定位点以特定的速率和周期释放API。因此，在尽可能多的条件下评估它们的溶出速率显得尤为重要，因为ER制剂通常包含比IR制剂更高的剂量，并且以特殊的释放机制控制其释放性能。考虑到胃肠蠕动的可变性，需要在合适的pH值下测试不同的搅拌速度（例如，以50、100和200rpm的桨法）。因为ER制剂的包衣或基质通常含有疏水性赋形剂，所以在胃肠道中释放的胆汁酸可能会显著影响API的释放。因此，溶出介质必须含有表面活性剂吐温80（1.0%w/v），以模拟评估这种影响。应结合桨法试验，实施篮法或崩解试验，以模拟胃肠道中机械应力的变化。后两者施加的机械应力优于桨法。图2a列举了必须满足的接受标准，以确认产品溶出曲线的相似性。例如
1)当参比制剂在15分钟内平均溶出达到85％（ADR15M≥85％）：仿制品在15分钟内平均溶出也要达到85％（ADT15M≥85％），或者15分钟达到参比制剂的±15％（ADT在ADR的±15％内）。
2) 当参比制剂的平均溶出度在15-30分钟（ADR30M≥85％）之间达到85％时：仿制品的平均溶出必须在参比制剂溶出约为60％和85％两个时间点达到参比制剂的±15％（ADT在ADR的±15％内）或者相似因子（f2）值≥42（比较时间点为15,30和 45分钟）
表2 缓释药物的溶出试验条件
|
Apparatus 方法 |
Agitation 转速(rpm) |
pH |
Other Conditions 其他条件 |
|
Paddle 桨法 |
50 |
(1) 1.2 |
None |
(2) 3.0-5.0a |
None |
||
(3) 6.8-7.5a |
None |
||
(4) Water |
None |
||
(3) |
Polysorbate 80 (1.0% w/v) 吐温80 |
||
100 |
(3) |
None |
|
200 |
(3) |
None |
|
|
Basket 篮法 |
100 |
(3) |
None |
200 |
(3) |
None |
|
|
Disintegration 崩解 |
30b |
(3) |
Without disk无挡板 |
30b |
(3) |
With disk挡板 |
a 在24小时内参比制剂的平均溶解度达到80%，选择溶出最慢的介质作为测试溶液。如任何介质中参比制剂在24小时内无法达到80%溶出时，应选择溶出最快的介质。
b 次/分钟
参比溶出程度 |
对比时间点 |
可接受标准 |
判断 |
| 15分钟≥85% | 15分钟 |
仿制品溶出≥85%或 仿制品溶出为参比的±15% |
是→相似 否→不相似 |
| 15-30分钟≥85% | R溶出60和85%时 |
仿制品溶出为参比的±15% |
是→相似 否→不相似 |
f2 :15\30\45分钟 |
f2≥42 |
||
指定时间≥85% |
R溶出40和85%时 |
仿制品溶出为参比的±15% |
是→相似 否→不相似 |
f2 :R溶出85%时间点的1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥42 |
||
指定时间≥50% |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±12% |
是→相似 否→不相似 |
f2 :1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥46 |
||
指定时间＜50%1) |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±9% |
是→相似 否→不相似 |
f2 :1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥53 |
参比溶出程度 |
对比时间点 |
可接受标准 |
判断 |
指定时间≥80% |
R溶出30、50、和80%时 |
仿制品溶出为参比的±15% |
是→相似 否→不相似 |
f2 :1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥42 |
||
指定时间≥50% |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±12% |
是→相似 否→不相似 |
f2 : 1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥46 |
||
指定时间＜50%1) |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±9% |
是→相似 否→不相似 |
f2 : 1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥53 |
参比溶出程度 |
对比时间点 |
可接受标准 |
判断 |
指定时间≥80% |
R溶出30、50、和80%时 |
仿制品溶出为参比的±10% |
是→相似 否→不相似 |
f2 : 1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥50 |
||
指定时间≥50% |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±8% |
是→相似 否→不相似 |
f2 : 1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥55 |
||
指定时间＜50%2) |
R溶出指定时间点Ta R溶出指定时间点溶出值一半时 |
仿制品溶出为参比的±6% |
是→相似 否→不相似 |
f2 : 1/4Ta、2/4Ta、3/4Ta、Ta |
f2≥61 |
图2：(a)速释IR、迟释ER制剂溶出曲线相似性可接受标准；
(b)缓释制剂ER溶出曲线相似性可接受标准；
(c)缓释制剂ER溶出曲线等同可接受标准
AD, average dissolution rate 平均溶解速率
ST, specified time; 指定时间
R, reference product; 参比制剂
T, test product; 仿制品
特定的时间点，在该时间点参比制剂平均溶出达到约85％
1) 当参比制剂在指定时间的平均溶出不到10%时，仿制品在指定时间的平均溶出为参比制剂的±9%。
2)当参比制剂在指定时间的平均溶出不到10%时，仿制品在指定时间的平均溶出为参比制剂的±6%。
下式为f2计算公式，在某一时间点（i）考察仿制品和参比制剂的溶出速率的差异(Ti-Ri)，其中n表示时间点的数量。
f2的比较时间点需符合以下3个标准：
1)当参比制剂的平均溶出在15和30分钟之间达到85％时：时间点定为15,30和45分钟
2)当参比制剂的平均溶出在30分钟和特定时间点之间达到85％（缓释制剂为80%）时：时间点定为Ta/4,2Ta/4,3Ta/4和Ta，其中Ta是参比制剂平均溶出达到约85％（缓释制剂为80%）的时间点。
3)当参比制剂的平均溶出在特定时间点未达到85％（缓释制剂为80%），时间点定为Ta/4,2Ta/4,3Ta/4和Ta，其中Ta是参比制剂的平均溶出达到指定时间点溶出量的85％（缓释制剂为80%）的时间点。
如果比较时间点小于15分钟，则可以使用15分钟作为评估溶出曲线的比较时间点。此外，如果参比或仿制品的溶出具有滞后时间，则可以基于滞后时间来调节溶出曲线。滞后时间定义为5%说明书标示量的API从制剂溶出的时间。然而，校正溶出曲线时，参比制剂和仿制品的滞后时间差异不得超过10分钟。当溶出实验满足这些标准中任何一项，参比制剂和仿制品的溶出行为被判断为相似或等同。作为判断溶出行为相似的条件，在规定的时间内和至少一个测试条件下，参比制剂的平均溶出速率应达到85％。某些制剂含难溶性药物，在规定时间，50rpm条件下，在任何溶出介质中均无法达到85%溶出，如含酸性药物、中性或碱性药物制剂、包衣制剂。因此，含有难溶性药物的产品不能采用第二标准。
另一方面，ER药物的仿制品尺寸，形状，重量和释放机制不应与原研药有明显不同。药物的尺寸，形状，重量和释放机制不同，其生物利用度会因受试者和给药条件而变化，因为药物这些性质易受消化道中不同生理因素的影响。此外， ER制剂不同于IR制剂（图2b），此类药物溶出曲线与原研药的溶出曲线相似是开展BE研究的先决条件，因为即使在不同的生理条件下，相同释放机制的制剂在胃肠道中可能具有相似的运动和释放。如果ER药物产品采用第二标准，则溶出曲线的标准比IR药物产品的标准更严格（图2c）。需要提高标准的原因是与IR制剂相比，ER制剂给药间隔更长，在胃肠道中停留时间更长，通常包含更大量的API。此外，ER药物产品具有控制API的释放的功能。
注：本文较长，译文只是原汁原味的重现日本专家的看法，仅供大家参考。本次先推送第一部分，第二部分和中英文对照版本预计1月6日推送。原文已经上传QQ群共享。有需要的可以加群下载。
附：雷继锋老师关于BE的一些认识和建议，大家可以借鉴。
第一：仿制药生物等效试验(BE)是比较两个处方中的药物在同一个人体(受试者)体内的表现。BE试验结果与受试者种族无关，只与处方工艺相关，欧美和WHO专家对些认识完全一致。我国科学界，医药监管界，产业界在此点上不应有争论和歧义。至于是健康者还是患者，视药物及制剂而定，大多是健康受试者。至于年龄和性别，参见2013年FDA和2016年CFDA的相关指南。关于人种，健康者还是患者，受试者年龄及性别等要求都是明确的，我们不必浪费时间争论，中欧美和WHO的监管人员和科学家们的认识是一致的。
第二：所有BE试验均应遵循GCP和GLP及数据可靠性(完整性)的相关要求.我国CFDA接受的国内外数据，均己按此要求。
第三：以药代为终点判断的BE试验，我国CDE己在今年五月正式发布，内容与美国FDA2013年更新的内容完全一致，BE标准己与国际接轨。
第四：具体产品的BE指南，美国FDA己公布近1500个产品的BE要求并及时调整更新，普遍认为具有科学性，我国CDE也陆续翻译并参照采纳。
第五：欧美和WHO，我国台湾地区均接受世界任何国家符合GCP和GLP的BE数据。我国CFDA也应仿效，审核查验中心(FDl)边应派员检查海外的BE数据，也可学习国外GCP和GLP的实践做法，提高我国对GCP和GLP的检查水平，促进我国临床试验研究的提高与国际接轨。
说明第五点只是个建议：美国和WHO都接受我国临床医院(吉大医院和上海徐汇医院)用于美国和WHO的仿制药申报，我国CFDA也检查并接受在海外CRO的BE(只要检查后符合GCP和GLP)。这样也可缓解我国BE试验资源不足的矛盾，也可培训检查员队伍，反过来提高我国BE试验的质量。
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