20世紀50年代初,，針對藥物安全性和有效性的研究表明，藥物的體外釋放特性會影響藥物的體內(nèi)生物利用度和療效,，從而提出了體內(nèi)體外相關(guān)性(IVIVC)的概念,。在仿制藥申報、藥物新劑型開發(fā),、質(zhì)量控制和生產(chǎn)變更中,，常使用生物利用度(bioavailability，BA) 和生物等效性(bioequivalence,，BE) 等指標來確保藥物的一致性,。由于臨床試驗成本高、耗時長,、風險大,，所以近年來FDA、EMA等機構(gòu)都致力于建立可靠的IVIVC評價方法,，以便指導(dǎo)甚至替代臨床試驗,。基于現(xiàn)今熱點,，本文綜述了體內(nèi)體外相關(guān)性的評價方法及應(yīng)用。

1,、IVIVC的評價體系

1.1 生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(BCS)的發(fā)展

BCS 是IVIVC評價體系的理論基礎(chǔ),。該理論于1995年由Amidon等首次提出，它將口服藥物分成4類,，用以區(qū)分藥物在胃腸道內(nèi)的溶解性強弱和藥物的透膜能力,。

根據(jù)傳統(tǒng)的BCS分類，BCSⅠ類藥物如美托洛爾,、普瑞巴林等滲透性高,、溶解性好,，理論上其體內(nèi)吸收應(yīng)該表現(xiàn)良好，但試驗測得的體內(nèi)吸收數(shù)據(jù)與預(yù)測不符,。進一步研究表明,，藥物的滲透性易受到細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運體的影響，所以2005年Benet教授等將肝代謝,、轉(zhuǎn)運體等因素引入BCS系統(tǒng),，用排泄物中藥物代謝產(chǎn)物的回收率來表征滲透性，提出了基于體內(nèi)藥物處置的生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(BDDCS),，并用已有人體滲透性數(shù)據(jù)的29種藥物對該分類方法進行驗證,，其分類準確率為93％，優(yōu)于傳統(tǒng)BCS分類的準確率(65％～70％),。2010年EMA采納了BDDCS的分類方法,，2011年Benet等用該分類系統(tǒng)對900多種藥物重新分類，成為IVIVC研究中連接藥物體外性質(zhì)和體內(nèi)過程的理論紐帶,。

1.2,、IVIVC的體外試驗

藥物的體外特性主要是指藥物制劑的理化特性，包括藥物的穩(wěn)定性,、粒度分布,、親脂性、滲透性和溶出速率等,?？偨Y(jié)近年的研究表明，溶出曲線測定和滲透性試驗是IVIVC評價體系中常用的體外試驗方法,。

1.2.1 溶出曲線

對于BCSⅠ和BCS Ⅱ類藥物,，溶出試驗是預(yù)測藥物體內(nèi)吸收的主要方法。各國藥典中常用的體外溶出方法為轉(zhuǎn)籃法和槳法,，對于非常規(guī)劑型,，如小規(guī)格固體制劑，可使用小杯法,；微球等緩釋制劑,，可使用往復(fù)筒法；緩釋制劑中低溶解度活性成分的測定,，可使用流通池法,；相比于往復(fù)筒法，美國藥典(USP)中的裝置7往復(fù)架法,，可以選配不同的制劑支架,，用于測定非崩解的緩釋制劑(如透皮貼劑、滲透泵和動脈支架等)的溶出行為；此外根據(jù)USP36-NF31,，透皮制劑還可選用裝置5(槳碟法)和裝置6(筒法),。

1.2.2 滲透性試驗

對于BCS Ⅲ類和BCS Ⅳ類藥物，藥物在吸收部位的滲透性是其吸收程度的限速步驟,。滲透性的體外測定方法主要有離體腸灌流法和細胞模型法,。離體腸灌流法主要適用于口服制劑的滲透性測定，但該法易受生物樣品個體差異性的影響,。Caco-2細胞模型及其衍生模型的適用范圍則更為廣泛,，可用于測定鼻用制劑、栓劑,、滴眼劑和透皮制劑的滲透性,。由于Caco-2細胞模型可以模擬主動轉(zhuǎn)運、細胞旁路吸收和胞吞途徑,，所以它也可從細胞代謝層面考察口服藥物在胃腸道的吸收程度,。

1.3 IVIVC 的體內(nèi)試驗

用于測定藥動學(xué)數(shù)據(jù)的體內(nèi)試驗包括基于人體的臨床生物等效性試驗和基于動物的藥代動力學(xué)試驗。

2,、IVIVC的建立方法

IVIVC研究的最終目的是實現(xiàn)體外數(shù)據(jù)對體內(nèi)藥動學(xué)過程的可預(yù)測性,。將體內(nèi)外試驗測得的數(shù)據(jù)建立相關(guān)關(guān)系主要依賴于數(shù)學(xué)建模，主要方法有房室模型和生理藥物動力學(xué)(PBPK)模型,。

2.1 房室模型與溶出條件的優(yōu)化

房室模型是將機體視為一個系統(tǒng),，按照吸收、分布,、消除的特性將轉(zhuǎn)運速率相似的部分視為同一室,，是藥動學(xué)分析中的抽象概念。根據(jù)房室模型理論,，對藥- 時曲線進行反卷積得到體內(nèi)吸收曲線,，再結(jié)合體外溶出數(shù)據(jù)，對二者進行線性回歸,，最后繪制體內(nèi)吸收- 體外釋放相關(guān)性曲線,，得到相關(guān)系數(shù)R2。通過房室模型建立體內(nèi)體外相關(guān)性主要可用于篩選合適的體外溶出條件,，從而通過體外試驗控制藥物的生產(chǎn)質(zhì)量,、評估仿制藥與原研藥的一致性。然而,， BCS Ⅲ和BCS Ⅳ類藥物體內(nèi)吸收的限速步驟并非溶出速率,，藥物的體外溶出曲線難以與體內(nèi)數(shù)據(jù)建立相關(guān)關(guān)系，所以基于溶出試驗提供的體外數(shù)據(jù),、用房室模型建立相關(guān)關(guān)系的方法僅多用于BCS Ⅱ類藥物。

2.2 PBPK模型

由于低滲透性藥物的限速步驟并非溶出速率、非口服制劑的溶出方法不夠完善,、且抽象的房室模型與人體的解剖結(jié)構(gòu)沒有直接聯(lián)系,，按照房室模型反卷積得到的藥物吸收數(shù)據(jù)較難與體外數(shù)據(jù)建立聯(lián)系，Teorell 等于1937年首先提出了PBPK模型的設(shè)想,。PBPK模型的核心在于設(shè)計一套針對某種制劑的模擬其體內(nèi)過程的裝置,，然后利用模型藥物已有的體內(nèi)外數(shù)據(jù)來尋找相關(guān)性規(guī)律，再將找到的數(shù)學(xué)規(guī)律建立模型,、設(shè)計軟件,，從而應(yīng)用到對該類藥物體內(nèi)過程的預(yù)測中?；跀?shù)學(xué)理論的PBPK 模型對藥物的劑型和BCS分類均沒有限制,。

3、藥物制劑中IVIVC的應(yīng)用

3.1 口服制劑與IVIVC

現(xiàn)有的研究表明：BCS Ⅰ類藥物在體內(nèi)能被快速吸收,，可直接用體外溶出數(shù)據(jù)代替臨床試驗數(shù)據(jù),，F(xiàn)DA已允許部分該類藥物在申報過程中申請生物等效性試驗豁免；BCS Ⅲ和BCS Ⅳ類藥物滲透性差,，易受細胞代謝和肝臟代謝影響,，體內(nèi)外數(shù)據(jù)較難建立相關(guān)性，近年來有很多研究嘗試通過建立可靠的PBPK模型來建立IVIVC,，但實際應(yīng)用中還是以體內(nèi)試驗數(shù)據(jù)作為考察標準,。總體而言,，IVIVC在口服制劑中的應(yīng)用主要集中于BCS Ⅱ類藥物,。

3.1.1 IVIVC與BCS Ⅱ類藥物的處方設(shè)計

對于已建立IVIVC的BCS Ⅱ類藥物，結(jié)合質(zhì)量源于設(shè)計(QbD)的理念,，IVIVC可以用于指導(dǎo)該類藥物制劑的處方優(yōu)化,。Xia等用PBPK模型分析了食物對BCS Ⅱ類藥物的影響。試驗中的待測藥物為pH 依賴型弱堿性藥物NVS123,，GastroPlus軟件預(yù)測的體內(nèi)藥動學(xué)數(shù)據(jù)表明當引入食物參數(shù)時,，該藥的生物利用度會顯著提高。在隨后進行的隨機雙盲臨床試驗中,，觀察到合并高脂類飲食志愿者的體內(nèi)藥動學(xué)曲線與體外預(yù)測一致(誤差小于30％),。進一步分析表明，將藥物灌裝于膠囊中或合并高脂類飲食服用時,，能刺激胃腸道蠕動,，減少弱堿性藥物與胃酸的作用時間，所以該藥物適合制成膠囊劑,。

3.1.2 IVIVC與BCS Ⅱ類藥物的合理用藥

改變BCS Ⅱ類藥物的體外試驗條件,，利用已建立的IVIVC模型可預(yù)測相應(yīng)的體內(nèi)吸收效果,，從而指導(dǎo)合理用藥。Mercuri等研究了硝苯地平速釋膠囊的體內(nèi)體外相關(guān)性,。體外溶出試驗分別采用了轉(zhuǎn)籃法,、槳法、往復(fù)筒法和流通池法,，使用了水,、人工胃液(根據(jù)USP38配制pH 1.2的無胃蛋白酶的人工胃液SGFsp、pH1.6的模擬禁食狀態(tài)的人工胃液FaSSGFst),、人工胃液乙醇混合液(乙醇含量47％),、人工胃液橙汁混合液(pH 3.4)、人工胃液橙汁乙醇混合液等作為溶出介質(zhì),，得到多條溶出曲線,；使用了1983年R?msch 測得的臨床數(shù)據(jù)作為參考，反卷積得到體內(nèi)吸收曲線,；將多條溶出曲線與吸收曲線進行點對點的線性回歸,。分析相關(guān)系數(shù)R2的結(jié)果表明：由于難溶性藥物的堆積，在水和人工胃液條件下使用轉(zhuǎn)籃法與槳法測得的溶出曲線不能與體內(nèi)數(shù)據(jù)建立相關(guān)性,；在含有乙醇時藥物的溶出速率略有加快,，其中在50 r/min、人工胃液乙醇混合液的條件下,，藥物的吸收曲線與溶出曲線呈現(xiàn)指數(shù)相關(guān)(y=2.446 8×e0.035 6x),；而在加入橙汁時，用4種溶出方法測得的溶出曲線均能與體內(nèi)吸收曲線建立良好的相關(guān)性,。所以,，預(yù)測飲酒可能會促進硝苯地平的體內(nèi)吸收，影響用藥安全,；而合用橙汁等酸性飲品不會對藥物的吸收產(chǎn)生影響,。

3.2 非口服制劑的IVIVC

由于腸道外給藥時作用部位各異，缺少普適的體外試驗方法,，非口服制劑的IVIVC 研究僅在腸道外緩釋制劑和透皮制劑上略有突破,。

3.2.1 注射微球與埋植劑的IVIVC研究

腸道外給藥的聚合物微球或埋植劑是聚乳酸等高分子材料包裹藥物制成的緩釋制劑，為了保證藥物在體內(nèi)緩慢穩(wěn)定地釋放,，控制藥品質(zhì)量的體外試驗需要與體內(nèi)試驗具有良好的數(shù)據(jù)相關(guān)性,。常用的體外試驗方法包括：采樣分離法、膜透析法,、流通池法和擴散池法,。Jie等用流通池法篩選了利培酮微球的制備工藝，將溶出曲線進行卷積,、計算藥物的體內(nèi)藥動學(xué)參數(shù),，對比家兔試驗得到的體內(nèi)數(shù)據(jù),，證明市售制劑Risperdal?的AUC體內(nèi)外差異僅為0.08％；將家兔肌肉注射后的藥- 時曲線進行反卷積,，結(jié)合不同工藝制品中藥物的體外釋放曲線進行線性回歸,，得到的R2在0.95 ～ 0.98范圍內(nèi)，均為點對點的A 級相關(guān),。

3.2.2 透皮制劑的IVIVC

透皮制劑的傳統(tǒng)評價方法為擴散池法。Mohammed等用擴散池法和HPLC法測定了煙酰胺的體外透皮吸收數(shù)據(jù),，與用共聚焦拉曼光譜測得的體內(nèi)攝取數(shù)據(jù)進行對比分析,，結(jié)果表明煙酰胺的皮膚滲透性在體內(nèi)體外呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。對于透皮制劑的體外溶出試驗,，歐洲藥典和USP中收載了基于槳法的改進裝置：在距攪拌槳(25±2)mm處放置一個碟型支架作為釋放室,。Yang等利用GastroPlus?軟件構(gòu)建了雌二醇給藥系統(tǒng)體外藥物滲透和體內(nèi)藥物吸收之間的關(guān)系，使用臨床試驗數(shù)據(jù)做為參考,，體內(nèi)數(shù)據(jù)驗證顯示該模型對cmax和AUC的預(yù)測誤差均小于15％,，提示成功建立了藥物的IVIVC模型。

4,、總結(jié)與展望

綜上所述,，藥物的IVIVC評價體系較為完善，以BCS為其理論基礎(chǔ),，以溶出曲線和滲透性試驗為主要的體外試驗方法,，以動物或人體為體內(nèi)試驗對象，通過數(shù)學(xué)模型可以建立體內(nèi)外數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系,。通過模型藥物對數(shù)學(xué)模型進行驗證,，可以篩選出與體內(nèi)試驗具有較強相關(guān)性的體外試驗條件。

在藥物制劑的臨床前研究中,，IVIVC可用于指導(dǎo)劑型設(shè)計,。例如：利用基于PBPK模型的商用軟件GastroPlus?，能預(yù)測新化學(xué)實體(NEC)制成口服制劑后,，藥物輔料相互作用,、藥物食物相互作用對藥物生物利用度的影響，初步篩選出可行的藥用輔料和制劑處方,，降低藥物開發(fā)成本,。

對于已上市藥物，IVIVC可指導(dǎo)生產(chǎn)過程中的參數(shù)改進,，預(yù)測處方的細小改動對藥物體內(nèi)過程的影響,；可用于控制藥物的批間一致性，保證生產(chǎn)質(zhì)量,；可用于評估仿制藥質(zhì)量,，確保其與原研藥物的藥學(xué)等效和生物等效,。

然而IVIVC的評價方法仍有許多不足之處。首先,，體外評價方法較為單一,，非口服制劑難以測定體外數(shù)據(jù)；其次,，低滲透性藥物IVIVC研究進展緩慢,，需要對滲透性機制進行深入研究；另外,，藥品審批機構(gòu)對IVIVC 應(yīng)用的推廣力度有待加強,，由于FDA和EMA關(guān)于BCS Ⅰ類藥物生物豁免條件的細則不夠明確，該類藥物在新藥申報時依然強調(diào)臨床試驗數(shù)據(jù),。

總而言之,，IVIVC研究的最終目的是通過理想的體外試驗預(yù)測體內(nèi)的藥代動力學(xué)過程，最終達到替代BE試驗的效果,。為了達到這一目標,，還需要進一步研究藥物在人體的生物藥劑學(xué)過程、分析影響因素,，使體外實驗更加完善,。

作者簡介：包圓圓(1993—)，女,，碩士研究生,，專業(yè)方向：鼻腔給藥制劑研究。

通信聯(lián)系人：吳聞?wù)?1973—),，女,，副研究員，從事藥物經(jīng)鼻遞釋及生物大分子非注射給藥系統(tǒng)研究,。

來源：中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,，詳細閱讀請參見雜志原文