本文摘自中国食品药品监管杂志
【摘要】吸入给药是防治哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸道疾病的首选给药方式。常见的吸入给药制剂包括：定量吸入气雾剂（metered dose inhaler，MDI，又分为口腔气雾剂、鼻腔气雾剂）、吸入粉雾剂（dry powder inhaler，DPI，又称干粉吸入剂）、吸入溶液和水溶性鼻腔气雾剂等。仿制药吸入给药的生物等效性研究一般难度较大。本文介绍了FDA对干粉吸入剂的生物等效性研究方面的建议，分析了吸入制剂的特点、FDA推荐的研究方法等，为我国干粉吸入剂的研发和监管提供思考。

【关键词】吸入粉雾剂；生物等效性研究

吸入给药是指一种或一种以上的药物经特殊给药装置，进入呼吸道深处的肺部，发挥局部或全身作用的给药方式。其作用部位为肺部，由于肺部的特殊生理结构使之与其他途径相比，在药物吸收上拥有明显的优势。肺部吸收表面积大、毛细血管网丰富，而且肺泡上皮细胞层薄，从而使得物质交换距离短、速度快；肺部的生物代谢酶分布集中，生物活性低从而减少对蛋白质的水解，使得蛋白质和多肽易通过肺泡表面被快速吸收，并且肺部给药可以避免肝脏首过效应。近年来，随着呼吸系统疾病发病率增加，以及吸入给药在治疗局部或全身性疾病的上述优势，吸入治疗被多国推荐为防治哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸道疾病的首选给药方式。吸入给药的显著特点为吸入药物的肺部沉积量远小于药物标示量。其原因多为以下几方面：小部分药物残留于给药装置或消散在空气中；一部分沉积在其他部位如口腔、鼻腔未起到疗效；还有一部分沉积在咽部，被吞咽进入胃肠道，然后经过肝脏代谢后进入血循环。因此实际上的肺部的沉积量只有设定标示剂量的10%~30%，更由于装置的差异及吸入方法的不同，吸入药物的肺部沉积量会产生很大的差异。而且由于其为局部起效，系统暴露量与药效无直接相关性，难以用常规的方法来评价其与原研制剂的生物等效性（Bioequivalence，BE），至今国内尚未有完整的评价体系。本文根据吸入制剂的剂型分类及特点，结合美国食品药品监督管理局（U.S.Food&Drug Adminstration，FDA）近年发布的相关指南[1-5]，介绍了FDA对干粉吸入制剂提出的生物等效性研究方法的推荐意见。

吸入制剂的特点

经肺给药（吸入剂）装置主要有雾化吸入器、定量吸入器和干粉吸入器。干粉吸入剂又称为吸入粉雾剂（dry powder inhalation，DPI），系指微粉化药物或载体以胶囊、泡囊或多剂量储库形式，采用特制的干粉吸入装置，由患者主动吸入雾化药物至肺部的制剂。目前，按设计可分为预混型和储库型DPI，两者都可以在患者单独操作下或在某种设备的助力下吸入使用。预混型DPI预先将一定剂量的药物或部分剂量的药物置于某种装置单元中（单个或多个剂量装于泡罩、胶囊或其他腔体内），在患者使用前插入递送装置，然后相应剂量的药物可由患者将制剂从预先计量好的单元吸出，或转移到计量室进一步使用。储库型DPI内置一个可容纳药物供多次使用的储藏器，患者使用过程中通过装置进行计量。DPI的设计广泛，很多产品具有独特的设计特征，在开发支持申报资料的内容方面将面临一个挑战。无论DPI如何设计，最关键的属性是剂量的重现性和粒度分布，在整个有效期内保持这些方面的质量和在患者使用下保障装置在整个寿命中的功能将是一个艰巨的挑战。

DPI与传统药物相比存在很多差异，尤其是处方、生产、储药器和密封体系、装置及中间体与终产品的控制。吸入装置及其所有部件，包括所有保护性包装（如铝箔袋）连同处方一起共同构成了药品，其剂量、装置的性能及后续的临床疗效可能直接取决于吸入装置的设计。患者吸入处方的部分，由控制在一定合适的粒度范围且分布均匀的药物（如微粉化或喷雾干燥）或药物混合辅料载体组成。

DPI不使用抛射剂，避免了抛射剂对大气层臭氧层的破坏；不使用压力容器使得装置简单易用；并且粉末制剂适合蛋白质和多肽，不受药物溶解度的影响，但应特别注意防止药物吸潮。DPI给药的关键是药物的微粉化。吸入给药治疗肺部疾病的制剂，其有效性取决于药物肺部沉积量。药物能否到达肺部与药物粒径密切相关，一般认为空气动力学粒径＜6.5μm的粒子是可在呼吸道深部和肺部沉积的有效粒子。

研究方法

由于吸入制剂对粒径和吸入方式的要求较高，每次吸入的量较难一致。药物到达起效部位并不是主要发生在体循环吸收后，药物粒子处置发生在局部，然后才被吸收并在局部起效。虽然局部起效的药物也有可能产生全身作用，但血浆浓度并不能反映到达局部起效的药物的量。吸入制剂给药后的系统暴露量来自于两部分：肺部吸收进入体循环和吞咽进入胃肠道吸收进入体循环。因此采用常规的以药代动力学为终点指标的生物等效性评价方法不足以评价两种吸入剂的生物等效性，吸入制剂一般需要考虑局部作用部位药物的等效和系统暴露量（吸收量）的等效。FDA推荐采用体外和体内研究相结合的方法建立受试制剂与参比制剂的生物等效性。FDA除发布了一般性的行业指南“局部作用的鼻气雾剂和鼻喷雾剂生物利用度和生物等效性研究指南（2013年）”外[1]，还发布了一系列针对个别药物的指南，其中粉雾剂包括布地奈德和噻托溴铵[4-5]。本文根据这些指南的精神，介绍FDA对粉物剂生物等效性的要求。

1. 体外方法

对于吸入制剂，一般建议仿制药与对照药的处方种类和用量（Q1/Q2）一致，即辅料种类与对照药相同，辅料用量与对照药基本一致（±5%范围内）[1-3]。Q1和Q2一致、容器装置和密封系统一致、体外等效性将保证药物有效运输至呼吸道和胃肠道。推荐采用单喷含量和空气动力学粒径分布的群体生物等效性分析评价受试制剂和参比制剂的体外生物等效性。要求至少使用三个批次受试制剂和参比制剂，每批次不少于10个单位。受试制剂的3批应该至少由3批不同的原料药、辅料和容器系统生产得到。DPI在最佳测试条件下经过喷嘴的递送剂量均匀度测试，气流量和总吸收体积都应进行彻底地评估，以获得最佳测试条件，建议通过装置的气体体积为2L。检验标准和测定项目可以同时应用于储库型和预混型（如泡罩、胶囊）DPI，对于储库型DPI，应确立和检测首吸剂量、剂量中位数和标示末吸剂量的递送剂量均匀度。此外，预混型DPI的递送剂量均匀度应使用单独的测试和检验标准进行控制[3]。

1.1 单喷含量（single actuation content，SAC）

根据产品标示的喷数，在产品开启后首次吸入、标示喷数的50%阶段和标示喷数末次吸入阶段开展单喷含量研究，按照30L/min，60L/min和90L/min流速，采用经过验证的检测方法和适当的器材测定单喷含量。每次检测喷数应为1次。通过运输系统的空气抽吸体积应为2L。采用单喷含量的群体生物等效性分析评价生物等效性。

1.2 空气动力学粒径分布（aerodynamic particle size distribution，APSD）

与传统制剂相比，递送出制剂的粒度分布对于吸入制剂来说是更为重要的控制方式，具体参数取决于处方、阀门和喷嘴。制剂的空气动力学粒径分布往往受产品的喷雾特性和其他因素影响，而非单独测定各悬浮颗粒的最初粒径。空气动力学粒径分布测试应在产品首喷和末喷时采用28.3L/min或30L/min、60L/min和90L/min的流速进行，采用经过验证的检测方法测定空气动力学。每个单位的空气动力学粒径分布测定应采用根据验证方法灵敏度判断的最小吸入次数进行。通过输送系统的空气抽吸体积应为4L。

生物等效性评价依据：基于冲击式采样器药物沉降量的群体生物等效性，同时将代表串级冲击式采样器中药物处置的串级冲击式采样曲线，与质量中位空气动力学直径（mass median aerodynamic diameter，MMAD）、几何标准差（geometric standard deviation，GSD）和微粒质量（fine particle mass，FPM）作为等同于空气动力学粒径分布的支持性证据。

1.3 群体生物等效性评价方法[3-4]

群体生物等效性计算可分为以下几步进行计算：

i. 建立群体生物等效性标准

群体生物等效性标准：

对于只在一个阶段（m=1）采集的数据请忽略计算过程中E2和E4s及其相对应的H和U术语。对于在多于1个阶段(m≥2)采集的数据，请使用上述方程。

置信区间上限界值的获得方法是根据两个FDA指导原则：①1999年6月指导原则草案的统计信息和1999年8月18日公布的体外生物等效性统计[8]，以及工业指导原则草案：局部作用的鼻气雾剂和鼻喷雾剂生物利用度和生物等效性研究（2003年4月）[1]；②工业指导原则：建立生物等效性的统计方法（2001年1月）[9]。该概念改编自使用T分布的两序列、四周期研究设计方法。

受试制剂等效于参比制剂，下列条件必须满足：

线性化标准95% 置信区间上限Hη必须≤ 0

当体外数据不能满足生物等效性标准时，鼓励申请人调整试验制剂以符合体外生物等效性。体内研究的灵敏度可能不能检测出受试制剂和参比制剂的潜在差异，因此在体外研究失败的情况下，体内研究数据不足以支持等效性结论。

2. 体内药代动力学研究

在空腹状态下进行受试制剂和参比制剂的单剂量、两周期、双交叉的生物等效性研究。给药剂量应采用灵敏分析方法能充分表征PK曲线的最小吸入次数。受试人群采用健康男性和非孕女性人群。在每次给药前，应对纳入的受试者采用表征的方法进行吸入干粉剂的使用培训，以确保吸入流速的一致性和吸入时程的一致性。受试者应按照说明书如下操作：每次给药后漱口并将漱口水吐出，不得吞咽漱口水。其他常规试验要求参见《以药代动力学参数为终点指标的生物等效性研究》[9]指导原则。

生物等效性判断依据为受试制剂和参比制剂的药时曲线下面积（area under curve，AUC）和峰浓度（peak of concentration，Cmax）几何均值比值的90%的置信区间落在80%~125%范围内。

3. 比较性临床终点生物等效性研究

推荐采用受试制剂和参比制剂最低规格的临床终点生物等效性研究。进行随机、多剂量、安慰剂对照、平行组设计，至少包括两周安慰剂导入期和四周安慰剂、受试制剂和参比制剂的治疗周期。

研究开始前应至少进行两周的安慰剂导入期，用以洗脱皮质类固醇类和/或长效支气管扩张剂等基础用药带来的影响，建立第一秒用力呼气容积（forced expiratory volume in the first second，FEV1）基线值。BE研究终点：四周治疗期最后一天吸入给药前的早上进行FEV1测定值。主要终点应进行基线校正（与基线相比的变化）。FEV1基线测定结果为四周治疗期第一天早晨给药前至少两次测定的FEV1均值。样品采集时间推荐与四周治疗期最后一天采集时间相对应的相同时间点。

研究方案应预先规定哮喘恶化的定义；考虑到病人的安全性应预先规定排除标准；方案应预先规定受试者的依从性（比如服用至少75%和不超过125%的研究剂量），并规定如何证实依从性，如患者日志；为了确保研究的灵敏性，受试制剂和参比制剂BE研究的主要终点指标均应优于安慰剂（P<0.05）；申办方应确保入选充分数量的受试者，来证明受试制剂和参比制剂的生物等效性；应在数据集中提供合并用药的开始日期和结束日期，并注明用药原因，应明确解释合并用药是否在基线访问期前、研究期间或二者都有；不论是否与治疗有关，所有不良反应（adverse event，AE）均应报告，每个AE须包括起始日期，AE描述、严重程度，与研究药物的相关性、所采取的措施、结果和解决日期。

主要终点指标：四周治疗期最后一天早上吸入制剂给药前的FEV1。

生物等效性依据：主要终点指标的T/R 比值的90% 的置信区间应落在80%~125% 限度之间。

4. 吸入剂仿制药的注意事项

剂型：推荐受试制剂与参比制剂有相同的Q1（辅料种类与对照药相同）和Q2（辅料用量与对照药基本一致，差异不超过±5%）。

如果申办方使用的受试制剂的Q2不同，应解释为何不使用与参比制剂Q2相同的辅料用量。另外，申办方应提供制剂研究数据，包括多种药物与辅料比例的体外实验，T和R制剂所有比例的上下组合。

装置：推荐受试制剂具有如下特征：①被动（呼吸启动）装置；②多剂量形式的计量装置；③与参比制剂相同的剂量；④与参比制剂类似的外部操作程序；⑤与参比制剂大小和形状类似；⑥与参比制剂的装置阻力有可比性；⑦剂量指示器或计数器。另外，应进行体外和使用研究支持受试制剂的功能准确性和坚固性。

结语

吸入制剂由于给药装置的特殊性和递药部位的特殊性，决定了其生物等效性评价的复杂性。不同于普通口服制剂体内暴露量一致即可判断生物等效，吸入制剂需结合体外研究、体内暴露量研究和药效研究加权评估，才能够确保仿制药和原研药的生物等效性。因此，吸入制剂仿制药的开发难度大，技术要求也比较复杂。国际上不同监管机构的要求也不尽一致。目前，我国尚未形成对仿制药吸入制剂的统一认识，在仿制药评价时，建议借鉴欧盟[6-7]、美国等发达国家和地区的先进经验[1-5]，提高我国吸入制剂的水平。相信随着我国指导原则体系的不断完善和工业界对吸入制剂认识水平的提高，我国吸入制剂的质量和疗效也会不断提升。

注：本文仅就学术层面进行探讨，不作为药品注册申报的依据。

 

来源：贺锐锐，李丽，杨进波.FDA对吸入粉雾剂的体内外生物等效性研究介绍[J].中国食品药品监管.2019,06（185）：22-29.