氟苯尼考及其制劑研究進展

萬 進，麻紅利，孫少輝，戴銀娣，張 剛，王 聰*，趙 暉

(1.中牧實業股份有限公司，北京 100070；2.中牧南京動物藥業有限公司，南京 210012；3.中牧實業股份有限公司黃岡動物藥品廠，湖北 黃岡 438000；4.中國獸醫藥品監察所，北京 100086)

氟苯尼考(florfenicol，FFC)，也稱氟甲砜霉素，為酰氨醇類動物專用抗菌藥物，已廣泛應用于我國養殖業。FFC化學名稱：D-(+)-蘇式-1-對甲砜基苯基-2-二氯乙酰氨基-3-氟丙醇，分子式C12H14Cl2FNO4S，其相對分子量為358.2[1]。該藥由美國的先靈葆雅(Schering-Plough)公司于上世紀70年代末開發，由氟原子取代甲砜霉素中丙烷鏈3碳位置上的羥基而來，是氯霉素、甲砜霉素的升級產品[2]。

FFC于1990年批準在日本上市，用于水產養殖，后于1996年獲批在美國上市，獲批產品商品名分別為Florocol和Nuflox，用于牛呼吸道疾病防控，隨后陸續在亞洲、美洲、歐洲二十多國批準使用，該藥已在我國于1999年批準為國家二類新獸藥。由于氯霉素可導致嚴重的致再生障礙性貧血這一不良反應，使其在食品動物使用造成安全風險而被多國陸續強制禁用于畜牧養殖業，FFC因其更高安全性成為了該類藥物首選，獲得了更廣的市場前景。據數據統計顯示，僅我國市場2013年全年FFC的使用量已超過1萬噸[3]。到目前為止，全國獸藥生產企業持有的FFC劑型有效批文如下：氟苯尼考粉(靶動物：豬、雞、魚)2075個、氟苯尼考可溶性粉(靶動物：雞)375個、氟苯尼考預混劑(靶動物：豬)74個、氟苯尼考注射液(靶動物：豬、雞、魚)1145個、氟苯尼考溶液(靶動物：雞)385個、氟苯尼考子宮注入劑(靶動物：牛)9個、氟苯尼考甲硝唑滴耳液(靶動物：犬、貓)33個[4]，總計4096個有效批文，數據截止2022年1月31日。

1 理化性質

氟苯尼考性狀為白色或類白色結晶性粉末，無臭、味苦，熔點為152-156 ℃；在pH值為3-9的范圍內能保持結構的穩定，但在強酸的條件下，氟甲砜霉素分子中的酰胺鍵會斷裂。氟甲砜霉素分子極易溶于二甲基甲酰胺，易溶于有機溶劑如丙二醇、N-甲基吡咯烷酮，在甲醇中可溶解，在冰醋酸中略溶，在水或氯仿中極微溶解；0.5%水溶液的pH值應為4.5-4.6。

2 FFC的抗菌機制及抗菌活性

FFC脂溶性好，可彌散性進入細菌胞內，通過作用于細菌70S核糖體的50S亞基，抑制其轉肽酶功能，使蛋白質肽鏈延長受阻而達到阻止蛋白質合成的目的，從而達到抑菌作用。藥敏實驗顯示，FFC對大部分革蘭氏陽性菌、陰性菌均有很好抑制作用，同時對螺旋體、立克次氏體、阿米巴原蟲等均有較強的抗菌作用。酰氨醇類藥物甲砜霉素和氯霉素易導致細菌對其耐藥與質粒中介的乙酰轉移酶使藥物丙烷鏈3碳的羥基乙酰化失活有關。而FFC的該活性基團為氟原子，可逃避乙酰轉移酶的作用，從而使FFC對甲砜霉素和氯霉素產生耐藥性的菌株如耐甲砜霉素的大腸桿菌、傷寒沙門氏菌、溶血性巴氏桿菌、金黃色葡萄球菌及胸膜肺炎放線桿菌等仍保持敏感[5]。近年來文獻報道表明細菌對FFC的耐藥已經產生，耐藥菌對FFC產生耐藥的機制主要是通過特異或非特異的外排泵基因編碼的外排泵系統使細菌獲得耐藥性[6]，其中以floR、fexA和fexB等耐藥基因介導的FFC耐藥質粒在各類耐藥菌株中普遍流行[3]。

3 FFC質量控制技術研究進展

市場上FFC制劑質量與口碑差異巨大，原料藥質量水平是決定制劑質量的第一要素。當前FFC原料藥的生產工藝為化學合成法，涉及水解、中和、環合、氟代、開環及縮合等多步反應[2]，優化合成工藝，提高原料藥純度，降低雜質(包含溶劑殘留)數量、含量成為FFC原料藥質量的關鍵點。關于FFC的合成技術路線已有多個文獻報道，FFC的總收率已由最初的不足30%提升至80.0%[7-9]。對FFC合成工藝中產生雜質的研究已有多篇報道[10-11]。徐新良等對標歐盟藥典中FFC的兩個雜質的結構、含量等要求，首次報道了這兩個雜質的合成方法，將有助于FFC原料質量的研究[11]。徐金雷等也對FFC合成產生的雜質進行了化學結構和含量測定，為所屬單位FFC原料在歐盟、美國等市場的注冊工作打下了堅實的技術基礎[10]。《中華人民共和國獸藥典(2020年版)》規定，按原料藥折干計算，FFC含量需不少于98.0%，主要雜質A不超過0.5%，總雜不超過2.0%[4]；歐盟藥典方法草案(PA/PH/Exp. 7/T (17) 3 ANP R1)對FFC原料雜質標準高于我國，草案顯示FFC原料有兩個主要雜質，主要雜質不超過0.3%，其他雜質不超過0.2%，總雜不超過1.0%。經調研分析，包括湖北中牧安達藥業有限公司的國內5家FFC原料頭部生產廠家在原料含量和雜質控制方面已達到歐盟標準，某突出企業的主雜A能控制在0.1%以下，總雜控制在0.3%以下，產品質量已躋身國際一流產品標準。

此外，FFC的傳統合成工藝涉及氯霉素反應環節，氯霉素作為養殖業違禁藥物已明確規定在獸藥及肉蛋奶中不得檢出。當前FFC的合成方法多以D-對甲砜基苯絲氨酸乙酯為反應起點，經還原、環合、氟化和水解等化學反應，過程中無氯霉素生成環節，因氯霉素殘留帶來的產品安全隱患可以得到消除，如國內知名企業中牧南京動物藥業有限公司生產的FFC制劑產品(商品名：氟欣泰)就獲得了權威機構頒發的無氯霉素殘留證明證書。

4 FFC制劑研發進展

配方及制劑工藝是影響FFC臨床療效高低的重要因素。其相關的FFC制劑如采用新制劑工藝的粉散劑[12-15]、口服液[16-17]、注射液[18-19]及崩解片[20-21]研究均已有開展。

張樂等[12]研究新包被工藝生產的FFC制劑與國內外兩同類產品在豬體內的生物等效性及藥代動力學特征，發現采用新工藝環糊精包被的FFC制劑相比于兩種參比制劑的相對生物利用度分別為122.51%和117.52%，且峰濃度低、藥物達峰時間長、新劑型的FFC在體內有更長的停留時間，此研究表明新工藝下的FFC有更好的緩釋作用，具有更好的生物安全性，藥效維持時間長,生物利用度有效提高。萬進等[13]亦進行了相關研究，采用最新包合工藝的20%FFC粉在與某進口產品2%FFC預混劑比較藥動學研究發現二者在豬體內可視為有相似的藥動學過程，但前者在飲水灌服給藥時能在更短的時間吸收分布、起效更快。同時傳統預混劑劑型的FFC劑采用醫藥工藝領域的新技術取得了性能方面的顯著提升，孫繼超[14]采用固體分散技術優化了FFC的處方工藝，并在溶出度一致性、急性毒性及藥代動力學方面與紐氟羅進行比較研究，發現上述兩種參比制劑在溶出度、藥代動力學參數方面均呈一致性，臨床推薦在用量及用藥次數一致的情況下，二者可相互替代；急性毒性實驗表明，FFC預混劑對Wistar大鼠的口服急性毒性半數致死量(LD50)大于2000 mg/kg(低毒)，急性毒性靶器官可能是肝臟，但推薦治療劑量下FFC的安全性高。劉凡[15]亦進行FFC納米劑型研究，以二甲基甲酰胺為輔料，采用超聲法與高壓均質法相結合，將FFC制備成新型的納米制劑，對大腸桿菌、沙門氏菌等5種病原菌抑菌試驗及毒理學檢測等指標均優于普通FFC制劑，家兔藥代動力學實驗結果表明該納米制劑作用家兔具有吸收快、代謝快、分布廣治療效果迅速的特點。

何猛[16]、程飛[17]采用乳劑和混懸劑制備技術相結合制備FFC雙混懸型乳劑口服液，并進行了該制劑的穩定性評價、對小鼠和靶動物雞的藥動及安全性研究，以及對雞大腸桿菌和雞白痢沙門氏菌的體外抑菌效應和臨床治療效果，發現FFC雙混懸型乳劑口服液穩定性良好，毒理學研究發現FFC屬于實際無毒物質，以高于臨床推薦劑量5倍使用是安全可靠的；FFC雙混懸型乳劑口服液的體外抑菌效果和FFC溶液相當；初步確定中劑量(1.0 ml/L)FFC雙混懸型乳劑口服液在治療雞大腸桿菌病和雞白痢沙門氏菌病中效果優于FFC溶液(1.0 ml/L)；藥動學方面FFC雙混懸型乳劑口服液相較于FFC溶液(氟欣康)在雞體的半衰期明顯長于市售FFC溶液(氟欣康)，具有一定的緩釋長效的效果。

王志霞[18]研究了復方FFC注射液在治療豬呼吸道細菌性疾病方面相較于單方制劑的優勢。研究通過篩選工藝配方發現氟苯尼考與鹽酸多西環素1∶1的比例聯合用藥時對治療豬呼吸道細菌性感染具有協同作用，同時該復方注射劑型顯著延長了FFC在體內的停留時間，其AUC與單方FFC注射劑相比差異顯著，另一組分多西環素與單方注射液藥動學參數差異不顯著。李姝琪[19]研究了一種新型材料制備的FFC納米粒制劑以達到提高FFC水溶性及藥物緩釋的目標，該研究采用改良的單一乳化溶劑揮發法，以聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)為載體材料，探討了以PLGA為載體的FFC藥物控制釋放體系，提高了FF在制劑中的溶解度，粒徑均一穩定，生物相容性好，制劑安全性高，可用于靜脈注射給藥，一定程度上提高了藥物的抑菌活性。該研究證明了以PLGA為載體的FFC納米粒給藥系統是非常有發展前景的新型藥物制劑。

FFC崩解片的相關研究也已有開展，何家康[20]采用熱熔擠出技術制備氟苯尼考腸溶固體分散體，再賦以相關崩解劑、矯味劑及潤滑劑制成口腔崩解片，具備快速崩解、口感良好、容易吞咽、提高動物服藥的順應性等優點，可用于豬、禽類、寵物等的細菌性感染，安全性試驗結果表明產品安全可靠。劉暢[21]將FFC速崩片應用于寵物方面進行了專門研究，以聚維酮(PVPk30)、微晶纖維素(MCC102)、T80乳糖及微粉硅膠等輔料篩選出最佳工藝處方，并制得成品。在德國牧羊犬體內的藥代動力學實驗表明，FFC速崩片口服給藥吸收快，達峰時間短，患病動物給藥后能夠快速起效。該研究表明FFC速崩片是將來寵物市場領域內有廣闊應用前景的新劑型。

5 副反應等不良反應報道事件

雖然FFC制劑因其高效廣譜的抗菌活性已廣泛用于我國養殖業，但近些年因FFC導致畜禽不良反應時有報道[2]。藥物構效關系表明，氯霉素的致再生障礙性貧血副作用與苯環對位的硝基有關，FFC因甲砜基取代了苯環對位上的硝基，不具有致再生障礙性貧血的副作用，但能可逆性抑制紅細胞生成[22]，且另有文獻報道FFC在較高劑量下，可以對動物的消化、生殖系統以及不同的內臟器官造成不同程度的損傷[23]。已有文獻報道，FFC對多種經濟動物有一定急性、亞慢性毒性[24-27]。FFC對南美白對蝦無節幼蟲浸泡24 h的LC50為64.0 mg/kg，表明FFC對南美白對蝦有較高的毒性，其毒性作用機制還有待研究[24]，另徐力文等[25]研究FFC對雜色鮑的急性毒性研究也發現雜色鮑對FFC的中毒率高，且對器官的損傷呈不可逆性，研究發現FFC毒性與腺體內結締組織膠原纖維彌散性廣泛壞死有關。除FFC對水產動物的急性毒性研究之外，哺乳動物上相關研究也已展開。楊桂香等[26]進行了FFC對大鼠的30 d毒性試驗研究，發現50 mg/kg劑量的FFC對大鼠腎臟有輕微損傷，100 mg/kg的FFC可使大鼠增重速率顯著降低，血常規指標白細胞、淋巴細胞、中性粒細胞、血小板的數目顯著減少，尿素顯著增加，雄性大鼠睪丸嚴重萎縮、生精細胞和精子嚴重減少，其毒性機制還有待深入研究。Hu等[27]進行了FFC對仔豬免疫系統的毒性研究，發現以治療劑量30 mg/(kg·BW)飼喂，每天2次，連續10天，豬瘟病毒抗體水平、血清種熱休克蛋白和白介素-6的濃度、B細胞淋巴瘤2、腫瘤抑制因子p53等水平均有所下降，該治療劑量的FFC誘導了仔豬造血和淋巴器官的暫時毒性，對造血和免疫功能有一定影響。此外，FFC導致的畜禽胚胎毒性也已有報道[28-29]。Hu等[28]對FFC在禽類胚胎毒性研究亦發現，FFC可降低經該藥治療后的母雞雞胚孵化率，病例檢查發現FFC導致早期胚胎的心臟、血管發育異常表現為心臟橫徑變短、心室肌小梁排列紊亂、心室壁厚度減少，其胚胎毒性機制可能與FFC下調了血管內皮生長因子、成纖維細胞生長因子相關基因的表達水平有關。AL-Shahrani等對FFC對雞胚毒性的研究也表明FFC可誘導經藥物處理后的早期雞胚死亡，在停藥后雞群雞胚孵化率將逐步恢復正常，該毒性是可逆的[29]。正因為FFC可導致胚胎毒性，動物組織中殘留FFC或代謝物氟苯尼考胺會對消費者健康造成威脅，張春暉等[22]因此撰文呼吁對動物源食品中FFC的殘留量嚴格控制。

6 FFC制劑的安全性分析

據已有文獻及養殖場主的反饋，FFC制劑在使用時能引起多種經濟動物的不適、臟器損傷等不良反應，Willimas等[24]、徐力文等[25]的研究發現水產經濟動物使用FFC后均呈現一定的中毒癥狀，剖檢可觀察到不同程度的內臟器官損傷；楊桂香等[26]、Hu等[27]的研究表明FFC對大鼠、仔豬的免疫器官有一定抑制作用；張春輝等[22]、AL-Shahrani等[29]對FFC的胚胎毒性亦進行了報道；Hu等[28]對FFC誘導的早期胚胎死亡機制進行了分子生物學層面的研究，發掘出相關功能基因異常表達與早期胚胎死亡之間的聯系，有助于研發人員對FFC引起的胚胎毒性有進一步的認識。FFC為合成類化藥，雜質為影響產品安全性的關鍵因素之一。徐金雷等人對開發的FFC合成新工藝產生的唯一一個主雜進行了化學結構確定，為甲砜霉素，與歐盟標準中主要雜質A結構一致[11]。甲砜霉素安全性與FFC相同，均不會引起再生障礙性貧血，是安全性較好的一類雜質，然而反應生成的其他雜質及成品中帶入有機溶劑對FFC安全性影響還需探討、研究。此外，對映異構體也是一類特殊的“雜質”。FFC合成原料D-對甲砜基苯絲氨酸乙酯中含有不超過3%的(1S，2R)-對甲砜基苯絲氨酸乙酯，該化合物經過化學反應將會得到FFC的對映異構體[2]。互為對映異構體的化合物雖然物理、化學性質相同，但兩者為不同的物質，有相同或相反的藥理學活性，故FFC引發的不良反應可能與其對映異構體存在有一定關聯。制劑產品成分包括藥物原料以及輔料，輔料成分的安全性與制劑安全性緊密相關，因此對輔料的質量控制是確保氟苯制劑安全可靠的重要措施之一。

7 小 結

FFC已于國內上市二十余年，是我國養殖業廣泛使用的動物專用類抗菌藥物。國內養殖業對FFC龐大的市場需求催生眾多化工企業、獸藥企業對該藥物的研發投入不菲，并取得了很大進展。當前FFC原料質量水平已大幅提高，新制劑工藝的研發及應用如納米工藝、復方制劑新工藝等在提升氟苯尼考臨床療效、消除產品毒副作用重要性日益凸顯，崩解劑、注射液等劑型應用于寵物、兔等動物的藥效學研究將為FFC擴大使用范圍提供數據支撐。總之，在養殖業減抗限抗和聚焦動物福利的行業背景下，開發療效顯著且安全系數更高的FFC制劑已是行業趨勢，將為FFC更好服務于我國養殖業打下技術基礎。