摘要

　　盡管生物等效性豁免的政策已成為各監管機構法律體制的一部分，但既沒(méi)有就非高溶高滲型藥物BE豁免的尺度達成共識，也沒(méi)有就BDDCS達成一致性的官方文件（Biopharmaceuticsdrugdispositionclassificationsystem）。為了更好地理解BE豁免的適用性，我們開(kāi)展一項現況調查，我們從巴西衛生監督機構的數據庫中隨機抽取500個(gè)藥物的BE研究數據。旨在于評論在BCS分類(lèi)或BDDCS分類(lèi)下，如何表征藥物本身和藥物劑型對生物等效性的影響。樣本數據中，試驗藥物按照BCS和BDDCS類(lèi)別分類(lèi)，以評價(jià)藥物特性和劑型是如何影響B(tài)E試驗的結果。結果顯示：BCS或BDDCSⅡ類(lèi)藥的BE不等效風(fēng)險是Ⅰ類(lèi)或Ⅲ類(lèi)藥的4倍。因此，溶解度可能對BE試驗的結果起到至關(guān)重要的作用，而腸道滲透性或代謝程度對其影響不大。

　　關(guān)鍵詞：生物等效性豁免；BCS；BDDCS；生物等效性；溶出度；滲透性；溶解度

　　簡(jiǎn)介

　　1995年,Amidon等提出了生物藥劑分類(lèi)系統（BCS）的概念。根據藥物吸收模型研究的結果表明，口服藥物吸收主要受控于藥物的兩個(gè)特征，即生理條件下的溶解度和腸道滲透性，以及藥物劑型的溶出速率?；贐CS系統，可按溶解性和腸道滲透性將藥物分為4個(gè)類(lèi)別，以此預測藥物吸收的限速步驟：胃排空時(shí)間或腸道滲透性（高溶解藥物屬于BCSⅠ類(lèi)或Ⅲ類(lèi)）、體內溶出和/或溶解性（BCSⅡ類(lèi)），或所有變量混合（BCSⅣ類(lèi)）。同年，美國FDA開(kāi)始采用BCS分類(lèi)指導放大生產(chǎn)和批準上市后變更，并規不同級別的變更所需開(kāi)展的試驗。2000年，FDA首次將BCS分類(lèi)理論用于新仿制藥申報時(shí)的體內生物等效性豁免。通常，FDA規定生物等效性（BioequavalenceBE）豁免僅適用于高溶解、高滲透的口服固體速釋制劑。該政策被一些專(zhuān)家認為過(guò)于保守，建議將BE豁免范圍放寬其他BCS類(lèi)型藥物。目前，不同審評機構尚未達成一致性的觀(guān)點(diǎn)，因為一些審批官認為BE豁免不僅僅適用于一個(gè)BCS類(lèi)別，還應適用于按溶解性或滲透性界定的其它類(lèi)別。而Potthast和Zheng已對這些共識和分歧做了總結和討論。

　　歐洲藥品管理局（EMA）將BCS分類(lèi)藥物的BE豁免尺度延伸至高溶解、低滲透的藥物（如BCSⅢ類(lèi)），但前提是該藥物為速釋劑型，其處方組成與參比制劑相同，用量與參比制劑相似。設定該前提條件是為了避免的膜轉運蛋白作用帶來(lái)的不可預料的影響。該指南與其他將BE豁免尺度放寬到BCSⅢ類(lèi)的報告觀(guān)點(diǎn)一致。然而，這種需要更嚴格的體外溶出標準以保證口服藥物吸收僅受限于腸道滲透性的觀(guān)點(diǎn)仍缺乏共識。

　　相反，WHO提出一個(gè)更靈活的方法，因為這不僅涵蓋FDA和EMA推薦的基于BCS分類(lèi)的生物等效性豁免范圍，還延伸到BCSⅡ類(lèi)的部分藥物。WHO認為，在PH6.8的條件下，具有高溶解、高滲透的弱酸性藥物也可申請生物等效性豁免。這是因為小腸是該類(lèi)藥物的主要吸收部位，與BCSⅠ類(lèi)相似。但是，這種豁免模式在業(yè)界并未得到認同，盡管一些專(zhuān)家表示支持，仍受到很多質(zhì)疑。

　　2005年，Wu和Benet修訂了BCS的概念，試圖解決滲透性定義上的歧義。他們提出高滲透藥物通常主要通過(guò)代謝來(lái)消除，并以藥物的溶解性和代謝程度為基礎，提出了BDDCS分類(lèi)系統。關(guān)于滲透性定義的歧義在其他報告中也有進(jìn)一步闡述，但仍未解釋清楚。盡管如此，BCS和BDDCS的支持者認為，藥物的代謝程度將增加BCS應用的價(jià)值，因為它能更好地反映藥物吸收情況。藥物的代謝程度，可以用氧化或共軛酶形成的代謝物的量來(lái)表示。EMA指南第一個(gè)指出將代謝程度作為藥物吸收的指標。值得注意的是，根據BDDCS分類(lèi)，一些專(zhuān)家指出由于不同群體的基因分布多樣性,藥物代謝相關(guān)的基因多態(tài)性會(huì )導致不同分類(lèi)。

　　鑒于采用BCS/BDDCS分類(lèi)在BE豁免過(guò)程中的應用仍缺乏統一性，本文開(kāi)展了現況調查，以評估BCS和BDDCS每個(gè)等級藥物的BE不等效和BIE（bioinequivalent）風(fēng)險。該項調查同時(shí)評估體外溶出用于預測兩個(gè)分類(lèi)系統的BE結果的情況。目的是采用回顧性數據來(lái)確定生物豁免擴展到Ⅱ和Ⅳ類(lèi)藥物可行性。

　　試驗

　　該調查從巴西衛生監督局（ANVISA）內部的BE研究數據庫中隨機取樣，該系統電子記錄了從2008年起巴西開(kāi)展的所有生物等效性研究，包括BE等效、BE不等效和BIE（bioinequivalent）結果（BIE指statisticpower（統計功效）＞80%的試驗中，點(diǎn)估計值超過(guò)0.8-1.25的情況）?？紤]到BCS每個(gè)類(lèi)型的BE不等效結果已有報道，樣本大小按OpenEpi2.3.1版統計，必須達到驗前statisticpower的80%，顯著(zhù)水平達0.05%。由于BCSⅠ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)藥物的BE不等效結果存在較小差異，樣本大小要求絕對拒絕無(wú)效的原假設（H0:relativerisk=1；總樣本為13300個(gè)BE試驗）遠遠高于生物等效性和藥學(xué)等效性系統的總數。所以，樣本大小僅考慮BCSⅠ、Ⅲ、和Ⅳ類(lèi)與Ⅱ類(lèi)對比。該算法表明BCS每個(gè)類(lèi)型至少需要進(jìn)行96項BE試驗?？紤]到注冊仿制藥中的BCS不同類(lèi)別分布情況，我們隨機從生物等效性和藥學(xué)等效性系統中抽取500個(gè)樣本藥物的BE試驗數據，足以統計評估藥物特性（溶解性、腸道通透性和藥物代謝程度）和劑型（體外溶出度）是如何影響B(tài)E試驗的結果。所有的試驗取樣均由倫理委員會(huì )批準，由通過(guò)GLP和GCP認證的醫藥研發(fā)外包公司（CRO）執行，并遵照Helsinki宣言和巴西法律。并收集了經(jīng)藥典或驗證試驗后得出的有參考意義的體外溶出度數據。

　　藥物分類(lèi)

　　藥物按照BDDCS進(jìn)行分類(lèi)，詳見(jiàn)前面列表。該列表展示了在PH1.0-7.5范圍內藥物溶解度以及計算油水平衡系數clogP值，并采用clogP值對樣本藥物進(jìn)行BCS分類(lèi)。本文選擇美托洛爾作為腸道滲透性的標準藥物，是因為它的絕對生物利用度約為90%。在此基礎上，clogP值高于或等于美托洛爾的藥物均被認為是高滲透的藥物。

　　數據分析

　　采用卡方檢驗（如適用，或費舍爾精確檢驗）測算生物不等效結果在BCS或BDDCS所有類(lèi)型的占比。采用多個(gè)2*2列聯(lián)表進(jìn)行比較BCS或BDDCS每個(gè)類(lèi)型的所有組合，并計算生物不等效或BIE的相關(guān)風(fēng)險，以及它們的95%置信區間。數據分析采用SPSS17版軟件進(jìn)行統計分析，P<0.05被認為是有意義的。

　　通過(guò)靈敏度（sensitivity）、特異性（specificity）、陽(yáng)性似然比（LR+：likelihoodratiopositive）、陰性似然比（LR-：likelihoodrationegative）和驗后概率（posttestprobability）等參數對體外溶出度試驗與生物等效性結果間的可預測性進(jìn)行評估。靈敏度是指假定一個(gè)仿制藥是生物等效的，檢測體外溶出曲線(xiàn)相似的條件概率。相反，特異性指假定一個(gè)仿制藥是生物不等效的，檢測體外溶出曲線(xiàn)不相似的條件概率。靈敏度和特異性的互補概率分別是假陰性和假陽(yáng)性概率。LR+指靈敏度和假陽(yáng)性概率的比值。換而言之，溶出試驗的LR+是指生物等效藥物可能出現相似的體外溶出情況比生物非等效藥物多的倍數。相反，LR-是特異性和假陰性概率的比值，表示生物等效藥物可能出現不相似的體外溶出曲線(xiàn)比生物非等效藥物少的倍數。LR+大于1表明相似的體外溶出曲線(xiàn)與生物等效結果相關(guān)，而LR-小于1表明體內不相似的體外溶出曲線(xiàn)與生物非等效結果相關(guān)。因此，當LR的置信區間為95%和100%時(shí)是沒(méi)有診斷價(jià)值（diagnosisvalue）的。盡管這四個(gè)指標概述了診斷準確性，但它們僅僅強調BE等效（或BE不等效）結果預測體外溶出結果的準確性，因為它們表明條件概率，即驗前條件是體內試驗的結果（如：給出BE結果，找到相似的體外溶出概率是多大）。然而，在監管領(lǐng)域內，人們對體外試驗如何更好地預測BE結果更感興趣。這是可以通過(guò)驗后概率來(lái)評估的，而驗后概率可以通過(guò)BE等效和BE不等效結果的驗前概率和相似然函數（LR+、LR-）的組合計算出來(lái)。根據貝葉斯定理，這種組合概述了相似或不相似的體外溶出曲線(xiàn)是如何改變獲得BE等效或BE不等效結果概率的驗前知識。為了應用驗后概率，需要用額外的計算方法（詳見(jiàn)后面的參考）將可能性轉換為概率。用代數的方法，這些診斷參數（diagnosisparameters）的定義參見(jiàn)下方（Table1）：

　　靈敏度=a/(a+c)[Sensitivity=a/(a+c)]

　　特異性=d/(b+d)[Specificity=d/(b+d)]

　　LR+=靈敏度/(1-特異性)[LR+=sensitivity/(1?specificity)]

　　LR-=（1-靈敏度）/特異性[LR?=(1?sensitivity)/specificity]

　　驗后概率BE=驗后比BE/（1+驗后比BE）[PosttestprobabilityBE=posttestoddsBE/(1+posttestoddsBE)]

　　驗后比BE=驗前比BE*LR+[PosttestoddsBE=pretestoddsBE×LR+]

　　驗前比BE=發(fā)生率BE/（1-發(fā)生率BE）[PretestoddsBE=prevalenceBE/(1?prevalenceBE)]

　　發(fā)生率BE=驗前概率BE=（a+c）/(a+b+c+d)[PrevalenceBE=pretestprobabilityBE=(a+c)/(a+b+c+d)]

　　驗后比BE不等效=驗前比BE不等效*（1/LR-）[Posttestoddsnon-BE=pretestoddsnon-BE×(1/LR?)]

　　靈敏度、特異性、LR+、LR-的95%置信區間（CI）采用上述的方法計算。

　　結果

　　所有BE試驗樣本藥物均為不在口腔部位吸收的速釋制劑。此外，本次調查僅包含驗后statisticpower高于80%的BE不等效試驗，因此，點(diǎn)估值在BE試驗界限以外的BE不等效試驗假設為BIE；換而言之，BE不等效結果是因為試驗藥物和參比制劑的差異造成的。

　　114個(gè)藥物中107種藥物按照BCS和BDDCS分類(lèi)，代表的95%樣本試驗藥物（475）。Figure1為BCS和BDDCS每個(gè)類(lèi)別的取樣藥物分布。

　　Figure1.DistributionofdrugssampledbetweenBCSandBDDCSclasses.

　　強代謝型藥物是指代謝率高于70%的藥物，而弱代謝型藥物是指代謝率低于臨界值的藥物。親油性藥物中，66個(gè)強代謝型藥物代謝率高于美托洛爾，23個(gè)弱代謝型藥物代謝率低于美托洛爾。相反，有9種藥物表現出良好的親油性，代謝率高于70%，但其clogP低于美托洛爾，因此也被分為弱代謝型藥物。多位專(zhuān)家指出，產(chǎn)生這種不一一對應原因，主要是肝細胞內代謝酶的差異或基于轉運或載體轉運的藥物吸收機制優(yōu)勢造成的

　　在兩種分類(lèi)系統的所有類(lèi)類(lèi)別，Cmax和AUC0–t均出現BE不等效結果。BE不等效發(fā)生率為10%（Ⅲ類(lèi)）-40%（Ⅱ類(lèi)）。BCS和BDDCS所有分類(lèi)中都出現BIE結果。（詳見(jiàn)Table2）

　　Table3為BCS或BDDCS每個(gè)類(lèi)別出現BE不等效或BIE風(fēng)險的比較（兩兩比較）?？偨Y，不管根據BCS還是BDDCS分類(lèi)，Ⅱ類(lèi)藥物出現BE不等效風(fēng)險是高溶解藥物的2.5-4倍。在所有比較中，statisticpower均高于99%（以OpenEpi2.3.1.版計算）。但是，此次調查無(wú)法保證Ⅰ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)藥物比較和包含Ⅳ類(lèi)藥物的任何比較均具有足夠的statisticpower（主要是因為在本次取樣中BCSⅣ類(lèi)藥物較少，僅為2.8%）。由于涉及BCS或BDDCSⅣ類(lèi)藥物的比較不具備statisticpower，涉及此類(lèi)藥物的試驗將排除在以下分析之外。

　　對于所有BCS和BDDCS每個(gè)類(lèi)別藥物，在單一試驗條件下，采用藥典或已驗證的方法進(jìn)行體外溶出曲線(xiàn)的測定，并評估的BE結果對體外溶出曲線(xiàn)的預測性。抽取的475個(gè)樣本藥物中29個(gè)體外溶出曲線(xiàn)的對比數據；因此，靈敏度、特異性、LR+、LR-和驗后概率等診斷參數分別以432個(gè)BCS和417個(gè)BDDCS的Ⅰ-Ⅲ類(lèi)藥物作統計（詳見(jiàn)table4和table5）

　　在BCS或BDDCSⅠ類(lèi)仿制藥中，體外溶出曲線(xiàn)相似的藥物BE等效可能性大概是BE不等效1.7倍，而且當試驗藥品的體外溶出曲線(xiàn)與參比藥物相似時(shí)，BE等效成功率會(huì )增加到90。同時(shí)，高溶解藥物進(jìn)行體外溶出試驗后，BE不等效的結果可預測性也會(huì )明顯提高。體外溶出曲線(xiàn)不相似，BCSⅠ或Ⅲ類(lèi)藥物non-BE結果的驗后概率比相對驗前概率高4.5或2.5倍。

　　相反，Ⅱ類(lèi)藥物的體外溶出試驗對判斷BE等效或BE不等效結果沒(méi)有任何價(jià)值,因為L(cháng)R+和LR-無(wú)顯著(zhù)性差異。

　　討論

　　BCS和BDDCS分類(lèi)中的BE不等效結果分布：2類(lèi)最高

　　BE不等效結果在BCS類(lèi)型的發(fā)生率（詳見(jiàn)Figure1和Table2）與之前的報告相似。BE不等效結果發(fā)生率最高的是低溶解、高滲透藥物。該結果屬預料之中，因為根據BCS理論，Ⅱ類(lèi)藥物的吸收是由體內藥物溶解或其溶解度（如高劑量藥物灰黃霉素的例子）限制的，這意味著(zhù)是藥物性質(zhì)而非胃排空時(shí)間或腸道滲透性決定藥物的吸收。

　　BCS/BDDCS每個(gè)類(lèi)別的BE不等效占比很相似，即使這兩個(gè)系統采用不同的臨界值區分藥物吸收程度：BCS為吸收大于90%，BDCCS為大于70%。實(shí)際上，在某些情況下藥物的代謝率甚至低于給藥劑量的70%，因為BDCCS的代謝標準沒(méi)有把代謝過(guò)程限制為氧化酶（第1階段）和聚合酶（第2階段）的催化反應，這些反應只是發(fā)生在藥物吸收后，而很多藥物可被細菌酶系代謝，發(fā)生首過(guò)效應。

　　BCS和BDDCS每個(gè)類(lèi)別的BE不等效風(fēng)險：1,3類(lèi)相當

　　當比較BCS或BDDCSⅠ和Ⅲ類(lèi)藥物時(shí)，出現BE不等效和BIE的結果的風(fēng)險幾乎一致。然而，值得一提的是，由于無(wú)法得足夠的樣本量，本次分析的二類(lèi)誤差相對較高（近70%，H0:μclass1=μclass3）。相反，與高溶解藥物相比，低溶解、高吸收藥物出現BE不等效或BIE風(fēng)險高出將近4倍（詳見(jiàn)Table3）。由于兩組對照藥物（兩個(gè)系統的Ⅰ或Ⅲ類(lèi)vsⅡ類(lèi)）的預計風(fēng)險相似，所以溶解度比吸收程度對BE結果的影響更大。以上結果有助于評估生物等效豁免的范圍不限于BCSⅠ類(lèi)藥物，正如Polli等人的建議。

　　然而，上述分析的潛在缺點(diǎn)在于BCS分類(lèi)基于以假定值作為滲透性的測定方法。假定值作為滲透性分類(lèi)并未被任何生物等效豁免指導原則作為滲透性分類(lèi)的標準或甚至為支持條件。所以暫時(shí)基于溶解度和假定值的BCS分類(lèi)可能會(huì )大致假陰性結果（如滲透性評估相關(guān)的藥物底物吸收案例）。相反，親油性和腸道滲透性有相當緊密的關(guān)聯(lián)，至少對于主要通過(guò)被動(dòng)吸收的藥物。

　　體外溶出試驗對BE結果可預測性-高溶解藥物的診斷參數

　　考慮到體外溶出曲線(xiàn)和BE試驗的對比結果有差異，可能需要在2*2列聯(lián)表中進(jìn)行比較。試驗表現指標源于評估體外試驗和體內試驗結果可預測性的表格（Table1和Table5）。

　　在體外溶出實(shí)驗中，單個(gè)類(lèi)別的靈敏度明顯高于所有BCS或BDDCS類(lèi)型，75%-96%的BE藥物的體外溶出曲線(xiàn)與其參比藥物相似，然而B(niǎo)CS和BDDCSⅠ和Ⅲ類(lèi)藥物的特異性在統計數據上并不顯著(zhù)。換而言之，50%的BE不等效藥物的體外溶出曲線(xiàn)不相似，而另外50%的體外結果相似。然而，基于BCS的生物等效需要的是不止一條而是一組三條在PH與上消化道相似的條件下得出的體外溶出曲線(xiàn)，這可以被理解為一系列分析試驗，因為第一個(gè)結果決定第二個(gè)試驗是否進(jìn)行。例如：如果體外溶出曲線(xiàn)在PH1.2時(shí)相似，那么第二個(gè)體外溶出試驗就在PH4.5的條件下進(jìn)行，如果也相似，第三個(gè)試驗就在PH6.8的條件下進(jìn)行。根據生物等效豁免過(guò)程，只有三個(gè)體外溶出曲線(xiàn)都相似，藥物才能被批準，否則判定無(wú)效。這種多重檢驗結合可能會(huì )導致整體特異性比單個(gè)體外試驗更高?？紤]到本次調研的診斷參數以單個(gè)體外試驗結果計算，溶出試驗在藥典或生產(chǎn)驗證的條件下評估質(zhì)量控制，當進(jìn)行支持生物等效豁免的整套體外溶出曲線(xiàn)試驗時(shí)，試驗準確性越高似乎越安全。

　　BCSⅢ類(lèi)藥物的吸收比Ⅰ類(lèi)藥物更復雜，因為它的吸收部分依賴(lài)于小腸，并由攝取性運載體傳遞。因此，Ⅲ類(lèi)藥物的吸收更受部分輔料影響，與胃腸蠕動(dòng)相互作用，降低腸轉送時(shí)間，還可能與攝取性運載體相互作用。由于巴西法律不要求仿制藥和參比制劑的處方質(zhì)與量的相似，因此仿制藥的輔料和用量一般有差異。由于500個(gè)樣本藥物的處方與參比制劑處方未做比較，我們無(wú)法排除仿制藥不同輔料影響膜載體或腸胃蠕動(dòng)的可能，導致體外溶出試驗無(wú)法預測的BE不等效結果。這可能解釋了Ⅲ類(lèi)藥物的預后概率低于Ⅰ類(lèi)藥物（27%vs71%）。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)需要更多的試驗來(lái)進(jìn)一步證明。然而，由于Ⅲ類(lèi)藥物出現BE不等效結果的風(fēng)險較低，因此，根據EMA指南，在輔料成分與參比制劑相同的情況下，BE豁免范圍放寬至高溶解、低吸收仿制藥是相對安全的。

　　BSCⅢ類(lèi)藥物生物等效豁免的快速溶出vs非?？焖偃艹?/strong>