使用ivrt研究局部作用药物的体外体内相关性

​美国食品和药物管理局（FDA）将体外-体内相关性（IVIVC）定义为“描述剂型体外特性与相关体内反应之间关系的预测数学模型”，IVIVC一直是药剂学领域的热点，制药同仁致力于开发用于预测药物产品临床性能的体外系统和模型。

FDA于1997年发布了《IVIVC口服缓释剂型开发、评估和应用的监管指南》，尽管尚未发布针对局部药物产品的IVIVC监管指南，但工业界已应用FDA《ER口服剂型IVIVC指南》中的相关原则为半固体制剂产品开发IVIVC模型，例如通过药物体外释放特性（IVRT）、体外渗透试验（IVPT）获得的稳态通量、扩散率和皮层分配系数特性、流变特性（粘度、延展性等）等体外参数；通过胶带剥离（TS）获得的角质层（SC）中药物的量（即皮肤药代动力学（DPK）研究），从血管收缩试验（VCA）获得的效应曲线下面积（AUEC）（药效学（PD）研究），基于以上数据开发局部应用药物产品的IVIVC。
《IVIVC口服缓释剂型开发、评估和应用的监管指南》对ER口服剂型的IVIVC指南定义了四个相关级别：

●A级代表体外和体内概况之间的点对点关系。尽管这些相关性通常是线性的，但非线性相关性也是可以接受的。它被认为是信息量最大的，也是在获得生物豁免方面FDA接受的唯一IVIVC水平；

●B级相关性利用统计矩分析原理。将平均体外溶出时间（MDTin体外）与平均体内停留时间（MRTin体内）或溶出时间进行比较。考虑到各种体内释放曲线可能导致相同的MRTin体内或MDTin体内，B级相关性不被认为是点对点相关性，这种相关性不一定反映实际的体内血浆分布，这可能导致预测性不足。

●C级涉及溶出参数（例如T50%、T90%）与药代动力学参数（如血浆峰值浓度（Cmax）、达峰时间（Tmax）或曲线下面积（AUC））之间的单点相关性。因单点分析不能恰当地反映血浆浓度-时间曲线的完整形状，它可能不足以预测体内药物性能，但这个对于解释制剂的体内性能至关重要，在配方开发的早期阶段选择试验配方时，可以采用这种相关性。

●多个C级相关性将多个溶出时间点与一个或多个药代动力学参数（例如Cmax、Tmax或AUC）相关，应包括至少三个溶解时间点（溶解曲线的早期、中期和晚期）以建立这种相关性。多重C级相关性与A级相关性一样有用。此外多重C级相关性的发展也表明建立更优选的A级相关性是可行的。

此外，还可以建立比较体外和体内释放曲线（D级）的次序相关性，它有助于在产品开发的早期阶段选择配方和工艺变量。然而这种类型的相关性仅提供定性信息，因此不收录在FDA的IVIVC指南中。
上一期我们分享了如何运用IVRT技术进行研究制剂的处方与工艺，具体参考《如何使用鉴别性体外释放试验（IVRT）方法评估不同来源制剂的差异》。
本期参考Seeprarani Rath的研究报告，我们将体外释放测试（IVRT）数据与甲硝唑（metronidazole，MTZ）霜应用于健康人体参与者皮肤后的胶带剥离（TS）数据进行关联，运用IVIVC进行半固体制剂的体外研究，预测甲硝唑的体内性能，供行业同仁参考。

1.1.物料

含有0.75% MTZ的Metroceme®（德国，杜塞尔多夫，Galderma Laboratorium GmbH）用作参比MTZ乳膏，与参比产品相比，含有相同剂量强度（0.75%）、少25%（0.56%）和多26%（0.95%）MTZ的特制乳膏用作为仿制产品：T1、T2和T3

1.2.实验方法

IVRT分析方法见表1：该方法应该是已进行充分验证后再使用，具体参考《如何使用鉴别性体外释放试验（IVRT）方法评估不同来源制剂的差异》

表1 IVRT测试方法

胶带剥离（TS）测试方法

在TS研究中，使用10名23岁至31岁（平均27岁）的健康参与者（4名男性，6名女性），同时评估所有产品。每个参与者前臂的掌侧部分被划分为五个采样点（2×2cm）。其中四个位点用于产品应用（Metroceme®和仿制产品T1、T2和T3），每个臂上的一个位点被指定为空白。将约15mg的每种霜施用于每个施用部位。在60分钟的施用时间后，移除乳膏，并使用20个预先称重的胶带依次剥离每个部位。通过在剥离后立即重新称量各个胶带条来确定去除的角质层（SC）的量。所有药物应用部位在参与者之间随机分配。UPLC法用于测定相关胶带中MTZ的量。通过在空白部位进行的经表皮失水（TEWL）测量，确定每个参与者的角质层厚度。每个参试者的每只手臂上分别使用一种参比制剂和三种仿制制剂。

ARC与AUC数据处理

从每单位面积释放的累积药物量与时间平方根（以分钟为单位）的曲线斜率获得的释放速率被称为表观释放常数（Apparent release constants，ARC）。我们使用IVRT获取参数ARC，和TS参数曲线下面积（AUC）关联得出的IVRT和TS数据，曲线下面积（area under the curve，AUC）是从每条胶带的药物量与相对SC深度的图中获得的。使用分别在IVRT和体内TS研究期间观察到的参比和仿制产品的ARCs和AUC，建立了次序关系。

此外，根据相应的AUC绘制相关ARCs。所得数据产生线性关系，然后使用从该图中获得的方程基于各自的ARCs预测所有仿制产品的AUC。此外，这些体外和体内参数（即ARC和AUC）的BE限值（0.8–1.25）是根据试验产品和参比产品之间≤20%差异的监管接受标准计算的。

IVRT测试数据见表2

表2 IVRT测试释放速率数据（n=6）

TS实验测试数据数据见表3

表3TS实验测试数据（n=10）

图1描述了体外ARC和体内测量AUC之间的次序关系。尽管直方图显示T1的ARC略低，但等级顺序与强度基本一致。可以清楚地看到，参比产品和T1的强度相似，而T2的强度低于参产品，T3的强度高于参比产品，分别与较低和较高的强度相关。

表3 从IVRT中取得的ARC值获取预测AUC值

基于预测的AUC值与实际观察值相似（CV<10%）。BE体外和体内参数的下限和上限见表2。基于上述数据，可以看出，为了使用体外研究论证BE，当比较含有MTZ的仿制产品和参比产品时，ARC值需要在30.50和47.67µg/cm²/min½之间。

表4 AUC和ARC的BE限值

各种制剂的体外和体内参数ARC和AUC的次序关系与各相关MTZ制剂的强度一致。根据FDA IVIVC指南的建议，使用参比产品和三种仿制产品建立了体外（ARC）和体内（AUC）参数之间有意义的C级IVIVC。参比产品和T1（0.75%MTZ）仿制产品观察AUC值在BE的接受范围内（0.8–1.25）。观察AUC与预测AUC值的接近程度表明开发的IVIVC方法有可能根据IVRT结果预测MTZ的体内行为。使用IVRT和TS数据获得局部MTZ霜产的IVIVC，以及为其他局部产品的生物豁免的可能铺平道路。甚至可以进一步使用参数（如IVRT运行期间不同时间点渗透的累积量与AUC或体内渗透总量）建立多个C级相关性，进而使用点对点关系获得A级相关性。

IVIVC是根据IVRT研究获得的ARCs与TS研究获得的AUC数据成功开发的。使用这些相关性，可以从IVRT研究产生的数据中获得对可能临床表现的预测，这些数据对应于TS研究AUC值所指示的体内数据。所得数据表明，T1可被视为参考值，因为ARC值为32.89±1.60µg/cm²/min½，在30.50至47.67µg/cm²/min½的范围内，AUC在68.33至92.02µg/%的范围内表皮深度，对应于0.8–1.25的BE验收限值。然而，T2和T3被认为是非生物等效的，因为ARC值27.42±0.99和51.20±0.60µg/cm²/min½对应于预测AUC值64.07和96.89µg/%表皮深度超出BE验收限值。本研究表明，IVRT数据可用于预测在成功开发合适的IVIVC方法后，MTZ霜的生物等效性。

本期分享给大家初步展示了IVRT在IVIVC中的作用，文中所展示的胶带剥离术（TS）相信也是大家非常感兴趣的内容点，下一期的分享，我们将继续给大家展现角膜层（S.C.）取样（胶带剥离）详细具体内容，请继续关注锐拓，您的关注是我们前进的动力。

参考文献：《In Vitro–In Vivo Correlations (IVIVC) for Predicting the Clinical Performance of Metronidazole Topical Creams Intended for Local Action》

相关阅读：《如何使用鉴别性体外释放试验（IVRT）方法评估不同来源制剂的差异》

《FDA IVPT 测试 工业指南翻译稿》

实验仪器：锐拓 RT800 自动取样透皮扩散系统