生物利用度与生物等效性
生物利用度与生物等效性
一、生物利用度和生物等效性概念及其意义
一、生物利用度研究和生物等效性评价的意义
在同一种药物的两种或两种以上的制剂比较时，需要进行制剂生物利用度(bioavail ability)研究和生物等效性(bioequivalence)评价。我国新药审批规范规定在报送新药(包括新制剂)资料时，需要提供生物利用度研究资料和进行生物等效性评价。
生物利用度是衡量药物制剂中主药进入血液循环中速率与程度的一种量度。生物等效性是反映新制剂与其参比制剂生物等效程度的重要指标，它是以生物利用度研究为基础的药物制剂质量控制研究项目。所谓等效指一个药品从生物利用度，疗效或已建立的一组标准与另一药品的关系。同一种药物，因制剂不同，甚至不同厂家生产的同一制剂，尽管药物含量相同，也可能因生物利用度差异，产生不同的临床效果，从而影响药物的安全性和有效性。典型的例子有苯妥英钠、尼莫地平、地高辛等。有报道两种符合药典规定的地高辛制剂，峰浓度相差59％，其血药浓度- 时间曲线下面积也相差55％。可见充分了解药物制剂的生物利用度，有助于指导药物制剂的研制与生产，指导临床医生合理用药，寻求药物无效或中毒的原因，为评价药物处方设计的合理性提供依据。因此制剂的生物利用度已作为考察药品质量标准项目之一。狭义的生物利用度仅考虑药物的吸收程度，而不考虑药物的吸收速率，但这显然是不够合理的。如图11－1显示某药物三种制剂的血药浓度- 时间曲线，假如吸收程度相同，可见制剂C血药浓度超过最小中毒浓度，制剂B的血药浓度达不到有效血药浓度，制剂A则是符合要求的制剂。因此除了要考虑药物吸收程度外，还需要考虑药物的吸收速率。
二、生物利用度研究的主要参数
在进行生物利用度研究和生物等效性评价时，主要考虑以下3个参数：
①血药浓度- 时间曲线下面积(AUC)；
②达峰时间(t max)；
③峰浓度((C max)。
AUC的大小可以反映药物的吸收程度，同一受试者AUC大，表示药物吸收程度大。生物利用度的研究就是在同一受试者中比较AU C大小。C max和t max大小可综合反映药物的吸收、分布与消除情况，其它参数如半衰期、平均驻留时间(MRT)和血药浓度也可用作生物等效性的评价指标。
三、影响药物生物利用度的因素
血管外途径给药的药物，必须首先到达血液循环，然后才能分布到靶器官或靶组织中发挥药理作用。口服是最常用的给药途径，影响因素较为复杂。众所周知大多数药物只有溶解后才能吸收，这样口服胶囊剂或片剂后，必须经崩解、分散至胃肠体液、药物溶解等过程后，方才被吸收。在这一系列的过程中，有许多影响因素，但可归纳为“制剂因素”和“生理因素”两大类型。制剂因素主要包括药物的理化性质(如粒径、表面积、溶解度、溶解速度和药物的晶型等)、处方中赋形剂的性质与种类、制备工艺、药物剂型、药物是否具有非线性处置特征以及处方中其它相关药物的性质等。生理因素主要包括病人的生理特点，如胃肠的pH、胃肠道活动性、肝功能及肝肠血流灌注情况、胃肠道结构和肠道寄生菌状况、年龄、性别、遗传因素及病人的饮食习惯和空腹程度等。
四、生物利用度的分类
生物利用度可分为绝对生物利用度和相对生物利用度两大类。绝对生物利用度是指吸收进入体循环的药量占总给药剂量的分数。其测定方法和原理是在同一受试者不同时期进行静脉注射(iv)和血管外途径(exe)给药，测定血药浓度，计算AUC，并假定以静脉注射的吸收作为100％和前后两次用药过程中药物的分布及消除性质不变，比较两种途径的AUC即得绝对生物利用度，即：式中D为剂量。
相对生物利用度是一种受试制剂(T)与标准参比制剂(R)的吸收分数的比较，是同一受试者不同时期服用两种制剂后，受试制剂的AU C与标准参比制剂的AUC比值，即：
五、需要进行生物利用度研究的药物
测定药物的生物利用度的宗旨是保证药物的安全性和有效性。从药物治疗作用和影响生物利用度的因素两方面考虑，可将需要进行生物利用度研究的药物分为三大类：
①用于预防或治疗严重疾病的药物；
②治疗指数窄，即量效曲线陡峭的药物或具有不良反应的药物，如地高辛和苯妥英钠等；
③溶解度小，或在胃肠中能形成不溶性的药物，如尼莫地平和灰黄霉素等。
此外，还包括在新药审批中要求进行生物利用度研究的制剂，如缓释制剂、长效制剂等。
二、生物样品分析方法要求
生物样品中的药物及代谢物的定量分析方法在评价和解释药物的生物利用度、生物等效性和药代动力学数据中起着十分重要的作用。要得到可靠的结果，有必要充分论证分析方法的可靠性。
一、生物样品的特点
与常规的药物分析样本不同，生物样本具有以下特点：
(1)样品量少且浓度低生物样品如血浆中药物浓度很低，以1ml计，通常是μg级水平，或ng级水平，甚至是
pg和fg级水平，而每次取血浆量又有限，因此常规的化学分析法是不适合的。
(2)干扰因素多生物样品中有许多因素会影响药物的测定，如无机盐、蛋白质等内源性物质、药物代谢产物以及可能存在的其它药物的干扰。
(3)个体差异大不同的受试者，甚至同一受试者在不同时间取样，药物浓度及干扰物质均可能有较大的变化。
(4)样本量大在进行生物等效性研究时，往往需要同时研究数百份甚至上千份样本，工作量大。
二、生物样品分析方法要求
由于生物样品存在上述特点，为了保证方法的可靠性，必须建立生物样品分析的质量控制标准(quality
control，QC)。
(1)灵敏度(sensitivity)用测量限(limit of quantitation，LOQ)表示。LOQ是标准曲线上的最低浓度，它可由准确度、精密度和变异性求出。一般用ng／ml或μg／ml表示，要求至少能检测出3～5个半衰期内的药物浓度或能检出C max的1／10～1／20浓度。
(2)特异性(specificity)必须证明所测的物质为原型药物或需测的代谢物，内源性物质和相应的代谢物应不得干扰样品的测定。
(3)精密度(precision)方法的精密度用日间和日内变异系数(RSD)表示，即RSD=S／×100％，式中和S分别为均数和标准差：要求在标准曲线范围内至少选三个浓度水平进行方法精密度研究：一个选在LOQ附近，一个为中间浓度，另一个为标准曲线的上限附近。每种浓度水平至少要重复6次。关于RSD的要求，我国卫生部新药审评中心颁布的《药物制剂人体生物利用度试验指导原则》中要求RS D<10％，1990年在由美国制剂学会、FDA等发起的关于生物利用度、生物等效性和药代动力学研究分析方法学确证会议上，专家们达成共识：RSD<15％，在LOQ附近RSD可放宽到20％。
(4)准确度(accuracy)用回收率表示。为了保证方法学的准确性，要求用高、中、低三个浓度，每种浓度至少要重复5次。浓度的选择方法参照精密度项。要求回收率大于70％，RSD的要求参照精密度项。
(5)标准曲线标准曲线应覆盖整个待测的浓度范围，标准曲线应由5～8个浓度水平组成。标准曲线需经适当的统计学处理。
(6)方法简单、费用低、污染少。
(7)除了上述要求外，因样本量大、分析时间长，样品可能要贮存，因此还需要进行在贮存温度条件下的稳定性试验，包括冷冻- 融化循环对稳定性的影响。
一般来说，方法经确证各项指标达到QC要求后，则生物样品的分析用单份样本分析即可，不必进行双样本或多样本分析，有时因样品量有限，只能进行单份样本分析。
三、可供选择的方法
在进行生物利用度研究和生物等效性评价时首选色谱法，如HPLC、GC、HPTLC等方法，以及GC-MS、LC-MS联用技术。这些方法分离和定量同步进行，特异性好，选择相应的检测器灵敏度可达生物样品分析要求。其它方法如光谱法、同位素法和生物学方法因特异性较差不作为首选。同位素法，尽管灵敏度高，但专一性较差，因此采用该法时，应考虑以下问题：①放射化学及化学纯度；②标记物的稳定性，如采用气曝交换法获得的3H标记物，3H在体内可能会与水或其它分子中的H发生交换反应；③代谢产物的干扰。所以对此法的结果进行解释时要慎重。近来采用色谱分离与同位素探头联用技术可以克服特异性差的缺陷，但仪器的价格昂贵。生物学方法如放射免疫和微生物法均可能存在代谢产物的交叉下扰，因此也不作为首选。