高变异药品及其参比制剂校正的平均生物等效性试验的探讨

高变异药品及其参比制剂校正的平均生物等效性试验的探讨
1 高变异药品定义
高变异药物( highly variable drugs) 是指由于药物自身特性(如理化性质、首过效应) 而具有多变的药动学性质的药物[1]。

高变异药品( highly variable drug products) 是指生物等效性评价指标-药动学参数( AUC，AUC0－∞或Cmax，下同)的个体内变异系数( withinsubject coefficient of variation，CVw ) ≥30%的药物制剂[1]，通常Cmax的CVw最大。

通过调查以往美国食品药品监督管理局( FDA)审评过的人体生物等效性试验，发现约15%～20%的药品归属于高变异药品[2-3]; 一部分试验没有得到生物等效性结论是因为试验纳入的受试者例数不足等因素所致[4]。

药品成为高变异药品的最常见、最重要原因是其活性成分为高变异药物，约60%的高变异药品的活性成分为高变异药物[2]，而首过效应明显又是高变异药物的主要成因，其他因素还有水溶性低、酸不稳定性、生物利用度低、受食物影响大等; 高变异药物多属于生物药剂学分类系统( biopharmaceutics classification system，BCS) 第二类的药物[2]。

药物制剂是另一个主要因素，约20%的高变异药品是由药物制剂因素而引起的[2]; 同一个药物的不同制剂，其CVw可能不同[5-6]，我们的一项人体生物等效性试验结果也证明了这一点[7]; 对于缓/控释制剂以及低溶解性药物( BCS的第二、四类药物)制剂，制剂因素尤为重要[1]。

饮食也可影响药品的CVw;
有调查发现，在不能得到生物等效结论的试验中，21%的药品在空腹条件下，35%的药品在餐后条件下不能得到生物等效结论，44%的药品在空腹和餐后条件下均不能得到生物等效结论[8]。

2 参比制剂校正的平均生物等效性方法
对于一般的药品常采用平均生物等效性( average bioequivalence)方法评价其与参比制剂是否具有生物等效性以支持药品上市前的注册审批和临床用药的相互替代。

对于高变异药品，如果采用平均生物等效性方法评价其与参比制剂是否具有生物等效性，则需要较大的样本量。

较大样本量的试验需要纳入较多的受试者，否则会导致错误地拒绝生物等效的假设(制药商的风险)。

高变异药品多为治疗指数较高、安全性较好的药品[9]，纳入较多的受试者进行人体生物等效性试验在伦理学和经济方面均值得考量[1]。

Benet指出，对于治疗指数高的高变异药品，没有必要纳入过多的受试者以证明两个等效的药品满足一个设定的统计学标准[10]。

纳入较多的受试者无疑会增加研发难度和成本，这不利于鼓励仿制药的开发与应用。

另外，样本量过大时，临床操作的可行性降低。

如何进行高变异药品的生物等效性试验?以前曾提出过不同方法，包括多次给药的方法、重复设计的试验、引入个体生物等效性( individual bioequivalence)的概念、固定地放宽置信区间的方法和校正的生物等效性( scaled bioequivalence)试验方法，关于这
些方法的争论也持续了许多年[9-12]。

最近几年，FDA和欧洲医药管理局(EMA)提出了新的方法-参比制剂校正的平均生物等效性( referencescaled average bioequivalence)的方法，并实际用于药品的注册审批[11-13]。

2006年，FDA 向药学咨询委员会( Advisory Committee of Pharmaceutical Science) 提出了参比制剂校正的平均生物等效性的方法; 2007年，FDA收到第1个采用参比制剂校正的平均生物等效性方法进行生物等效性评价的高变异仿制药品的注册申请;2008年，FDA发表了参比制剂校正的平均生物等效性的相关文章[11-12]; 2010年，FDA发布了第1个属于高变异药品(黄体酮胶囊)的生物等效性试验指导原则(草案)[14];2011年，FDA批准了第1个采用参比制剂校正的平均生物等效性方法进行生物等效性试验的高变异仿制药品的申请[4]。

2010年,EMA发布了生物等效性研究指导原则备忘录，提出参比制剂校正的平均生物等效性的方法[13]。

EMA与FDA提出的参比制剂校正的平均生物等效性方法，在试验设计、校正标准方面是一致的，但在生物等效性判断标准上是有区别的。

目前，作者尚未见国内用高变异药品生物等效性评价的报道，下面将根据我们开展高变异药品生物等效性试验的经验，介绍如何开展高变异药品的参比制剂校正的平均生物等效性试验。

2.1 预试验
如果没有关于试验用药(参比制剂和受试制剂) 药动学参数CVw的信息，最好先进行一个小样本的预试验，其目的是了解试验用药药动学参数的CVw。

采2×2交叉试验设计，2个周期分别服用参比制剂和受试制剂，药动学参数经对数转化后进行方差分析得到均方差根( root mean square error) ，如果均方差根≥0.294(相当于CVw≥30%)，则可以认为试验用药是高变异药品[2]; 但是，如果参比制剂与受试制剂之间药动学参数的CVw差别较大，则不应采取此方法进行预试验。

如果预试验结果提示，所有药动学参数的CVw＜30%，则试验用药不按高变异药品处理，采用平均生物等效性方法进行生物等效性试验; 如果预试验结果提示，只要有一个药动学参数的CVw≥30%，则试验用药应该按高变异药品处理，采用参比制剂校正的平均生物等效性方法进行生物等效性试验[11-13]。

此外，预试验结果还可以提供受试制剂相对生物利用度方面的信息，对设计正式试验和预期正式试验的结果有一定的参考价值。

2.2 试验设计
以参比制剂校正的平均生物等效性方法进行高变异药品的生物等效性评价，可采用以下2 种试验设计[6]:
半重复、3周期、交叉的试验设计，即将受试者随机分为3组，3组受试者3个周期的用药顺序不同，分别为TRR，RTR，RRT(仅重复使用参比制剂)。

此试验设计仅可以得到参比制剂药动学参数
的CVw，但不能得到受试制剂药动学参数的CVw，假如受试制剂和参比制剂之间药动学参数的CVw 差异较大，则生物等效结论的可信度降低。

全重复、4周期、交叉的试验设计，即将受试者随机分为2组，两组受试者4个周期的用药顺序不同，分别为TRTR和RTRT(重复使用参比制剂和受试制剂)。

此试验设计较上述试验设计需要的样本量少，而且可以得到参比制剂和受试制剂药动学参数的CVw，其生物等效的结论不仅表示受试制剂与参比制剂生物利用度相似，而且变异性也相似，药品之间的可替代性( interchangeability)强[11-13]。

但相对于半重复、3周期、交叉的试验设计，此试验设计周期延长，易造成试验成本增加、试验难以管理及数据脱落等问题[12-14]。

2.3 样本量确定
在确定试验设计后，根据以下信息确定受试者例数: ①显著性水平:5%,检验效力:≥80%。

②受试制剂与参比制剂的几何均数比值( geometric mean ratio) ，一般可采用95%或105%，CVw较大时可采用90%或110%。

③预试验结果:药动学参数中最大的CVw。

目前，尚无参比制剂校正的平均生物等效性试验样本量的计算公式，FDA认为样本量不应低24例，可参考文献设计受试者的入组例数[1,15]。

2.4 生物等效性评价
对于高变异药品，判断受试制剂与参比制剂具有生物等效性，FDA和EMA的评价标准和方法有所不同。

FDA要求满足如2个条件［12－13］: ①的95%置信区间上限≤0，其中和分别为受试制剂与参比制剂药动学参数经对数转化后的群体均值;θ为校正的生物等效性的界值,为FDA 规定的常数，取0.25；为参比制剂药动学参数的个体内变异，亦即参比制剂药动学参数经对数转化后进行方差分析得到均方差根的平方。

②受试制剂与参比制剂药动学参数几何均数比值的估计值不超出80.00%～125.00%的范围。

FDA增加对几何均数比值限制这一条件有利于增加医生和患者对药品的信心。

当CVw超过50%～60%时，第2个条件将成为主要应满足的条件，并且应该增加受试者的例数[]1,15-16]。

FDA与EMA的评价标准和方法有以下不同[9]: ①对于受试制剂与参比制剂药动学参数几何均数比值的90%置信区间，FDA的是不连续的，而EMA的是连续的。

当CVw =30%时，FDA 的90%置信区间为0.770～1.299，EMA的90%置信区间为0.800～1.250。

②EMA认为参比制剂校正的平均生物等效性方法只适用于Cmax，且前提是确信Cmax差别较大时没有临床意义。

③EMA规定常数k(即校正因子)为0.760，相当于药动学参数的σW0取值为0.294; FDA 规定σW0为0.25，因此校正因子为0.893。

④对于
CVw＜50%的高变异药品，FDA与EMA计算受试制剂与参比制剂药动学参数几何均数比值90%置信区间的公式相同; 但当CVw≥50%时，FDA依然使用同样的公式，而EMA将90%置信区间固定为0.6984～1.4319。

⑤对于规定对几何均数比值限制的条件，FDA 认为是必要的，而EMA认为并非那么重要，只有当试验样本量大、CVw 接近50%时，其重要性才显示出来。

⑥增加试验的样本量对FDA的标准影响较大，对EMA的标准影响较小。

2.5 实例简介
我们最近完成了一项高变异药品的生物等效性试验，有关信息简述如下: 此药品为片剂，国外有资料记载其CVw和个体间变异系数很大，但查不到任何研究文献。

我们首先进行了一项2x2交叉的预试验，12名受试者2个周期分别服用受试制剂和参比制剂，采集血样，液相色谱-串联质谱法测定血浆中药物的浓度，采用WinNonlin 6.3软件(美国Pharsight Corporation) 非房室模型方法计算主要药动学参数，药动学参数对数转化后进行方差分析,得到药动学参数的CVw。

预试验结果表明，药动学参数的CVw均大于30%，其中Cmax 的CVw最大。

以Cmax的CVw为依据计算样本量，采用部分重复参比制剂3周期设计( partially referencereplicated 3-way design)的参比制剂校正的平均生物等效性方法进行正式试验。

采用WinNonlin 6.3软件，非房室模型方法计算主要药动学参数，药动学参数对数转化后进行方差分析，得到参比制剂药动学参数的CVw。

结果表明:参比制剂药动学参数的CVw＞30%,因此采用参比制剂校正的平均生物等效性方法进行生物等效性评价。

采用WinNonlin 6.3软件计算critbound和pointest。

critbound为的95%置信区间上限; pointest为受试制剂与参比制剂的药动学参数几何均数比值的估计值。

结果表明: 所有药动学参数的critbound＜0; pointest在80.00%～125.00%范围之内。

因此，判定受试制剂与参比制剂具有生物等效性。

2.6 其他
参比制剂校正的平均生物等效性适用于在纳入推荐样本量(中国:18～24例; 美国:24～36例) 的试验条件下不能得到生物等效性结论的高变异药品，不能用于受试制剂与参比制剂不等效的情况。

参比制剂校正的平均生物等效性还有可能用于治疗指数低的药品的生物等效性试验，缩小等效区间，提高治疗指数低的药品的临床可替代性[17]。