營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑仿制藥藥學(xué)研究的相關(guān)考慮

張歆,吳小飛,王宏亮,白玉

(國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品審評(píng)中心,北京 100022)

營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳是一種濃縮的高能量腸外營(yíng)養(yǎng)液,為人體提供物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑按其甘油三酯所結(jié)合脂肪酸鏈的長(zhǎng)短及發(fā)展歷程可分三類。第一類為長(zhǎng)鏈脂肪乳,其油相通常是長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油酯(大豆油),可補(bǔ)充人體必需脂肪酸,但由于大豆油脂肪乳在臨床應(yīng)用中存在潛在的不良反應(yīng),如全身炎癥反應(yīng)加劇和肝功能損害等[2],人們將脂肪乳的油相組成進(jìn)行了優(yōu)化,開發(fā)了第二類營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳,其油相為中鏈脂肪酸甘油酯、橄欖油等。第二類脂肪乳臨床優(yōu)勢(shì)眾多,如結(jié)構(gòu)脂肪乳清除速率較快、能更顯著改善氮平衡[3];橄欖油富含α-生育酚,可減少脂肪酸氧化。前兩類多為植物油脂肪乳,第三類是以魚油等動(dòng)物油作為油相制備得到的營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳,其臨床優(yōu)勢(shì)明顯,如魚油中ω-3脂肪酸能產(chǎn)生有效的抗炎中間體,有利于治療炎癥,并具有優(yōu)良的免疫調(diào)節(jié)作用[4]。

本文分析和探討在營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑仿制藥研發(fā)中需要關(guān)注的問題,以期為研發(fā)者提供一些參考。

1 處方開發(fā)

根據(jù)《化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求》,自制品的Q1和Q2應(yīng)與參比制劑相同[5]。常見脂肪乳劑多以橄欖油、大豆油、魚油等動(dòng)植物提取油類為原料,以磷脂為乳化劑、添加等滲劑和注射用水,經(jīng)乳化制得水包油型乳劑。因脂肪乳中含有大豆油、磷脂等易氧化的物質(zhì),一些研發(fā)者考慮在處方中添加抗氧劑α-生育酚,以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性[3]。由于脂肪乳自制品選用的原輔料多為動(dòng)植物提取,其來源和內(nèi)在質(zhì)量與參比制劑可能存在一定差異,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此需關(guān)注動(dòng)植物來源的原輔料的質(zhì)量,并提供處方篩選的研究資料。

對(duì)于動(dòng)植物提取油類原料藥,其雜質(zhì)通常包括脂肪酸鹽、反式脂肪酸、游離脂肪酸、多種高溫或氧化的產(chǎn)物等。根據(jù)油類的來源不同還涉及特定外源性雜質(zhì),如農(nóng)藥殘留、黃曲霉素、多環(huán)芳烴等。對(duì)于上述可能由原料藥引入的雜質(zhì),建議在研發(fā)過程中進(jìn)行關(guān)注。除此之外,油類主成分甘油三酸酯由多種飽和與不飽和脂肪酸以酯鍵結(jié)合于甘油骨架所形成,因不同的脂肪酸與甘油的結(jié)合位點(diǎn)不同可能涉及多種不同的甘油三酸酯分子結(jié)構(gòu)[6],需對(duì)動(dòng)植物提取油類原料藥的脂肪酸組成進(jìn)行質(zhì)量對(duì)比,以保證自制品與參比制劑脂肪酸組成及比例一致。

乳化劑作為脂肪乳劑的關(guān)鍵輔料,可幫助脂肪乳形成穩(wěn)定的油-水分散體系,對(duì)乳化效果及乳劑穩(wěn)定性至關(guān)重要。蛋黃卵磷脂是脂肪乳劑常用的乳化劑,含有磷脂酰膽堿(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)等多種組分,上述組分在乳化過程中發(fā)揮著不同作用。不同供應(yīng)商來源的蛋黃卵磷脂所含PC、PE等組分的含量及比例可能不同,可造成蛋黃卵磷脂乳化效果產(chǎn)生較大差異。由于不同供應(yīng)商來源的蛋黃卵磷脂乳化特性不同,部分產(chǎn)品處方中需要添加助乳化劑,如油酸鈉等,以改善乳化效果。對(duì)于自制品,在乳化劑的選擇上,應(yīng)與參比制劑乳化劑的種類和型號(hào)一致。對(duì)于已上市脂肪乳劑變更卵磷脂輔料,涉及乳化劑的任何變更對(duì)脂肪乳劑質(zhì)量都可能產(chǎn)生顯著影響,因此其復(fù)雜性應(yīng)引起研發(fā)者和生產(chǎn)者的充分重視[7]。

2 工藝研究

常用的脂肪乳劑制備工藝有高壓均質(zhì)法、干乳制備技術(shù)等。其中,高壓均質(zhì)法較為成熟,已經(jīng)用于大批量生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑。該工藝是將油類原料藥及磷脂溶于油相中,將滲透壓調(diào)節(jié)劑溶解于水相中,將水相和油相在適宜的溫度下混合,經(jīng)高速剪切制備得到初乳,再經(jīng)高壓均質(zhì)二次乳化得到終乳,后經(jīng)pH調(diào)節(jié)、過濾灌裝、滅菌得到分散的營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑[8]。整個(gè)制備過程,有以下一些考慮。

由于脂肪乳劑活性成分中含有不飽和脂肪酸,在生產(chǎn)中易被氧化,因此需關(guān)注投料、配制過程中水相、油相以及乳液中的溶氧量及配制系統(tǒng)中殘氧量對(duì)終產(chǎn)品質(zhì)量的影響,需結(jié)合研究結(jié)果制定嚴(yán)格的過程控制策略,建議將溶氧量及配制系統(tǒng)中殘氧量納入關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行控制。除此之外,建議配制水相和油相時(shí)采用微孔濾膜或?yàn)V芯進(jìn)行預(yù)處理,以降低滅菌前藥液的微生物負(fù)荷及原輔料、生產(chǎn)設(shè)備及輔助系統(tǒng)、生產(chǎn)環(huán)境等引入的微小異物進(jìn)入終產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)。另外,應(yīng)根據(jù)《化學(xué)藥品注射劑滅菌和無(wú)菌工藝研究及驗(yàn)證指導(dǎo)原則》中滅菌工藝選擇的決策樹要求,選擇合適的滅菌工藝,建議首選過度殺滅法。

脂肪乳劑作為熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng),其穩(wěn)定性與乳滴粒徑及粒徑分布密切相關(guān),較小的乳滴粒徑和較窄的粒徑分布有利于乳劑穩(wěn)定。由于均質(zhì)過程是影響乳滴粒徑的重要工藝步驟,因此需關(guān)注均質(zhì)過程相關(guān)參數(shù)的研究,包括均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)等,應(yīng)在工藝參數(shù)中明確一級(jí)閥、二級(jí)閥壓力,并在脂肪乳劑中間體研究中加強(qiáng)乳粒的控制。

除乳滴粒徑和粒徑分布外,乳滴表面帶電荷是防止乳滴聚集從而提高脂肪乳穩(wěn)定性的另一個(gè)因素。當(dāng)Zeta電位較高時(shí),乳滴間具有較大的排斥力,脂肪乳劑則較為穩(wěn)定。營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑多采用卵磷脂作為乳化劑,Zeta電位與磷脂電離相關(guān)。生產(chǎn)過程中,由于脂肪乳劑經(jīng)濕熱滅菌易產(chǎn)生游離脂肪酸從而使脂肪乳劑pH值下降,可能導(dǎo)致磷脂中部分組分的離子化程度降低,Zeta電位隨之降低,使脂肪乳劑不穩(wěn)定,因此建議研發(fā)者關(guān)注脂肪乳劑滅菌前后pH值的變化以及對(duì)乳劑穩(wěn)定性的影響。

3 質(zhì)量研究和控制

脂肪乳作為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,易發(fā)生絮凝、分層、合并和破乳等物理不穩(wěn)定現(xiàn)象。使用不穩(wěn)定的脂肪乳劑可能使人體出現(xiàn)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能障礙等不良反應(yīng)[2]。根據(jù)《化學(xué)藥品注射劑(特殊注射劑)仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求》的相關(guān)要求,靜脈乳劑等特殊注射劑應(yīng)根據(jù)其自身特點(diǎn),參照FDA、EMA發(fā)布的特殊制劑相關(guān)技術(shù)要求,合理設(shè)計(jì)試驗(yàn)[5]。對(duì)于營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑,考察的關(guān)鍵質(zhì)量屬性通常包括:乳粒、Zeta電位、溶血磷脂酰膽堿、溶血磷脂酰乙醇胺、過氧化值、甲氧基苯胺值、游離脂肪酸、脂肪、必需脂肪酸、脂肪酸組成、裝量、甘油含量、磷含量、鋁含量、黏度、pH值等。對(duì)于FDA或EMA已公布指導(dǎo)原則的特定注射劑品種,建議參照其技術(shù)要求開展與參比制劑的對(duì)比研究[5]。以ω-3魚油脂肪乳注射液為例,研發(fā)者可參考FDA相關(guān)個(gè)藥指南《Draft Guidance on Fish Oil Triglycerides》,對(duì)自制品和參比制劑進(jìn)行粒徑分布的群體生物等效性(PBE)評(píng)價(jià),以證明自制品與參比制劑符合粒徑分布的群體生物等效。

乳滴的平均粒徑、粒徑分布及5 μm以上的尾部大粒子(PFAT5)是考察脂肪乳劑質(zhì)量的重要指標(biāo),顯著影響乳劑的穩(wěn)定性和安全性。乳滴粒徑越小,粒徑分布越窄,脂肪乳劑穩(wěn)定性越好。同時(shí),5 μm以上的尾部大粒子直接關(guān)乎患者用藥安全。如果乳滴粒徑超過5 μm,肺栓塞風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著增加[9]。《中國(guó)藥典》2020年版收載的“脂肪乳(C14-24)注射液國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”[10]和《美國(guó)藥典》<729>[11]均對(duì)乳滴的平均粒徑及PFAT5進(jìn)行了要求。除此之外,規(guī)定“靜脈用乳狀液型注射液中90%的乳滴粒徑應(yīng)在1 μm以下,除另有規(guī)定外,不得有大于5 μm的乳滴”[10]。常見的測(cè)定脂肪乳平均粒徑及粒徑分布的方法有經(jīng)典光散射法或動(dòng)態(tài)光散射法等,由于不同的檢測(cè)方法所用的檢測(cè)原理不同,其適用的檢測(cè)范圍也有所區(qū)別。針對(duì)5 μm以上的尾部大粒子的檢測(cè),《美國(guó)藥典》采用的單粒子光學(xué)傳感技術(shù)的光阻法或消光法技術(shù)比較成熟,其檢測(cè)信號(hào)來自對(duì)單個(gè)粒子的快速檢測(cè),對(duì)大乳滴檢測(cè)靈敏度高、分辨率好、專屬性強(qiáng)[12]。

4 穩(wěn)定性

在常規(guī)藥物穩(wěn)定性研究要求的基礎(chǔ)上,營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑應(yīng)考察質(zhì)量研究與控制中影響制劑特性的關(guān)鍵質(zhì)量屬性。建議在穩(wěn)定性考察中關(guān)注產(chǎn)品的滲透壓摩爾濃度、性狀、pH值、乳粒、Zeta電位、黏度、游離脂肪酸、過氧化值、甲氧苯胺值、溶血磷脂酰膽堿、溶血磷脂酰乙醇胺、可見異物、細(xì)菌內(nèi)毒素、無(wú)菌、脂肪酸組成和總脂肪含量等。

脂肪乳劑常用于配置全合一營(yíng)養(yǎng)液(AIO)。全合一營(yíng)養(yǎng)液是將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如碳水化合物、氨基酸、脂肪乳、維生素、微量元素、電解質(zhì)等,按一定順序混合的注射液,臨床可作為重癥治療中的腸外營(yíng)養(yǎng)支持。由于全合一營(yíng)養(yǎng)液配方復(fù)雜,多種成分混合可能發(fā)生相互作用,配伍使用可能會(huì)影響脂肪乳劑的物理穩(wěn)定性,導(dǎo)致脂肪乳劑的微粒聚集、粒徑增大、絮凝。研發(fā)者應(yīng)按照參比制劑說明書中用法,進(jìn)行自制品與氨基酸、碳水化合物、電解質(zhì)、維生素和微量元素的臨床配伍穩(wěn)定性研究。

5 結(jié)語(yǔ)

在營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充類注射液中,氨基酸類注射液供能緩慢,維生素類營(yíng)養(yǎng)型注射液通常不含脂肪酸,而營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑彌補(bǔ)了以上缺點(diǎn)[3]。對(duì)比國(guó)外的營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑上市情況可知,我國(guó)的營(yíng)養(yǎng)型脂肪乳劑研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域還有較大提升空間,研發(fā)者需關(guān)注國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展和行業(yè)動(dòng)態(tài),克服原輔料制約,不斷提升脂肪乳劑的研發(fā)水平和生產(chǎn)能力。