复杂药物的活性物质由多种不能通过物理化学分析方法分离和完全定量、表征其结构的复杂分子组成。更广义的复杂药物概念包括以下情况:复杂的活性成分、复杂的配方、复杂的给药途径、复杂的剂型、复杂的药物–器械联合应用产品等。
复杂药物包括生物制剂和非生物制剂。已有的复杂药物产品包括低分子量肝素、格拉替雷类药物(glatiramoids)、铁-碳水化合物复合物(蔗糖铁、葡萄糖酸铁、纳米氧化铁)、环孢素眼用乳剂、脂质体、聚合物胶束、膨胀聚合物(口服给药)、白蛋白-细胞抑制剂复合物和其他纳米药物。
通常,对于小分子药物来说,从活性成分、质量的一致性,即可证明仿制药注射剂与参照药的质量和疗效的一致性。由于活性物质特性不同于小分子药物,复杂药物的仿制药研发和评价对药品监管提出了新的挑战。本文对复杂药物的仿制药(以下简称复杂仿制药)研发和评价的基本考虑进行探讨。
01
复杂药物案例分析
1.1低分子肝素:依诺肝素钠
低分子肝素注射液,其多糖链分子的组成存在较大的异质性。现有分析技术无法对混合物中每一种多聚糖链进行测定,而低分子肝素多糖链的不同结构也可影响体内的代谢和疗效、安全性。
依诺肝素钠是低分子肝素的一种,最早由赛诺菲安万特公司研发,用于预防和治疗血栓性疾病。鉴于依诺肝素钠注射液的活性成分结构和组成的复杂性,近年来各国药品监管机构均修订和公布指南,指导证明仿制药与被仿品的一致性或相似性。
美国食品药品监督管理局(FDA)于2011年10月发布了《依诺肝素钠草案》,对依诺肝素仿制品提出关键技术要求,包括:1.肝素原料来源和解聚方式等同;2.理化性质等同;3.二糖结构单元、片段图和低聚糖类序列等同;4.生物学和生化检测等同;5.人体药效学等效研究(人体内药效学特征:抗因子Xa、抗因子IIa活性)。满足该5项标准可认为能够提供稳健的活性成分物质基础一致性证据,并可以豁免治疗性临床研究。
欧盟医药管理局(EMA)于2013年1月17日发布“关于含有低分子肝素的相似生物医药制品非临床研究和临床研究的指南草案”。在药学以及体外药效学一致性比较研究的基础上,要求完成与参比药的人体药效学比较研究。此外,要求完成一项与参比药严格对照的治疗性临床试验。2016年11月,EMA对该草案进行了修订,认为人体药效学等效性评估已经足够,不必再开展额外的临床对照试验。
2013 年 11月,国家药审中心经调研和探讨后,发布电子刊物 《关于仿制的低分子肝素类产品新增技术的意见》,提出5项评价标准:(1)理化性质等同;(2)肝素原料来源和解聚方式等同;(3)二糖结构单元、片段图和低聚糖类序列等同;(4)生物学和生化检测等同;(5)人体抗凝药效动力学等效性:通过测定人体血浆的抗因子Xa和抗因子IIa活性,来比对仿制药与对照药的药效学特征,以证明两者物质基础的一致性和人体内药理活性的一致性。
综上,目前对低分子肝素仿制药的评价观点已较为一致:在总体数据(药学比较,非临床研究和人体药效学研究)能够证明仿制药与参比药的活性物质的一致性和生物等效性的情况下,不需要进行对照临床试验。
1.2高分子交联聚合物:盐酸考来维仑和碳酸司维拉姆
盐酸考来维仑是一种非吸收性的高分子交联聚合物。通过口服后与肠道中的胆汁酸大量结合和吸附起效,用于治疗原发性高脂血症和2型糖尿病。现有的结构确证研究不能表征其分子结构,因而目前还无法证明仿制品的活性物质成分与原研产品完全等同。因该药不为人体吸收,仿制药无法进行生物等效性试验。
2015年FDA发布了《盐酸考来维仑指南草案(片剂)》,以指导论证原料药的一致性(相似性)和制剂的生物等效性。该指南包括两个方面:(1)证明活性物质成分(API)的一致性:包括基本化学反应程序和合成路线、化学结构和分子式和理化性质3个方面的比较,全面论证物质基础的相似性。鼓励遵循与参比品相同的合成路线进行生产。(2)证明生物等效性:推荐通过不同条件下的4种体外结合平衡试验/体外动力学结合试验进行验证。可使用总胆盐进行孵育的体外平衡结合研究以及动力学结合研究,帮助提供盐酸考来维仑仿制药与参比药的生物等效性支持性证据。
碳酸司维拉姆,是另一种非吸收性的高分子交联聚合物。通过口服后与肠道中的磷酸盐大量结合和吸附起效,用于治疗终末期肾病的高磷血症。FDA指南建议基于合成路线和比较理化特征来确定碳酸司维拉姆仿制药与参比品的API同一性。可以通过体外平衡结合研究和体外动力学结合研究证明碳酸考来维仑仿制药与生物等效性。自2016年以来,FDA已经批准数个通过ANDA途径申请的碳酸司维拉姆仿制药。
02
讨论
2.1复杂药物等效性评价的挑战
复杂仿制药,由于分子结构的复杂性和活性成分的异质性,活性物质成分与参比药的等同性难以鉴定,也无法进行标准的生物等效性试验,因而在证明仿制药和对照药的一致性时面临新的挑战。
图1是复杂药物概览,根据评估两种制剂(即参照药及其仿制药)的药物等效性(PE)和生物等效性(BE)的难度,对药物进行了分类。
图1. 复杂药物概览
图的出处:
Hussaarts L,M¨uhlebach S, Shah VP,et al. Equivalence of complex drug products: advances in and challenges for current regulatory frameworks. [C] Annals of the New York Academy of Sciences(2017).
图1中,根据评估两种制剂(即参照药及仿制药)的PE和BE时所遇到的挑战性,放置制剂在图中的位置。可以充分表征的常规低分子量药物,该类药的PE和BE的证实相对简单。生物制剂的PE和BE的证实略困难。大多数非生物复杂药物(NBCD),由于不能形成等分子、作用模式未知/或难以充分表征,试验其PE和BE都难以得到证实。
2.2欧美的监管框架
非生物复杂药物(NBCD)仿制药的监管和评价,全球尚未有一致的共识。非生物复杂药物的仿制药被EMA称为“类似创新药”;FDA则把它归入“复杂的仿制药”。
FDA的复杂药物概念仅限于非生物来源,归属于“食品、药物和化妆品法”的监管范畴,其仿制药通过简略新药申请(ANDA)监管途径进行审批。对于适用ANDA途径的复杂药物,要证明PE和BE,面对的困难包括无法合成等分子样品、难以充分阐明其结构特征等。FDA通常采用的是证据权重法,要求对复杂药物的仿制药与参照药进行逐步比较。免疫调节剂醋酸格拉替雷(glatiramer acetate,GA)是一种非生物复杂药物,FDA通过ANDA途径批准了第一个GA 的仿制药。评价的标准包括:基础反应流程等同;理化性质(包括组分)等同;聚合作用和解聚作用的结构特征等同;生物学测定结果等同;确证性(生物学)试验:推荐实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型。 FDA的指南认为,通过这四个方面的等效性研究可保证仿制药的安全性和有效性,这4条标准足以建立治疗等效性(TE)而无需开展临床研究。
在EMA,仿制药简略申请的申请途径包括3种:仿制药申请[第10(1)条]、混合申请[适用于不符合“仿制药”严格定义的产品,第10(3)条]和生物类似药申请[第10(4)条]。10(1)要求原研药即参照药与仿制药“相同”,而10(4) 仅适用于生物制剂,允许参照药与生物类似药间存在微小差异。在欧洲,EMA根据第10(3)条(混合申请)的要求批准了Copaxone的另一种仿制药(由Synthon公司研发)。Synthon采取了与生物类似药相似的申请策略,提供了完整的化学、制造和控制 (CMC) 数据、非临床研究结果,以及一项在复发–缓解型多发性硬化症受试者中开展的比较性临床试验结果。监管机构认为,GA仿制药按照第10(3) 条申请符合法规要求。
以上可见,对于复杂仿制药,现行的不同国家地区技术评价标准和监管要求存在一定的差异。全球而言,对复杂仿制药研发和监管经验都较为有限。然而,由于增加药物可及性的迫切需求,复杂仿制药有着重要的社会效益。
03
建议
复杂仿制药的等效性/相似性技术评价的基本考虑包括:活性物质基础的一致性或相似性、非临床研究、人体PK/PD研究和临床试验。
3.1证明活性物质基础的一致性或相似性
复杂药物的活性组成、产品质量和体内药理性能高度依赖于稳健的、控制良好的生产工艺和生产过程。
严格控制的生产工艺是产品质量的关键,稳健的生产工艺是获取可重现的产品属性的关键因素。制造工艺的细微差别可能会影响仿制药的物理化学性质、药代动力学、药效学、毒理学特性、以及临床有效性和安全性的差异,因而存在更高的GMP的风险。
确定复杂仿制药与参比药活性物质基础的一致性或相似性评价的关键要素包括化学结构、物化特性、生产工艺和生物特性(体内和体外)等多个方面。如果综合化学结构和理化性质、生产工艺、非临床研究、人体药效学或者体外研究的数据能够证明仿制药与参比药的活性物质的一致性和生物等效性,可以不需要进行对照临床试验。
3.2复杂仿制药非临床研究和临床研究的考虑
复杂仿制药的非临床研究和临床研究的要求应根据具体情况进行评估。
在难以确定活性物质基础一致性的情况下,尤其是原料或生产工艺不同的情况下,复杂仿制药可能需要进行适当的非临床研究。应根据药学比对研究信息考虑开展非临床搭桥研究,以支持和确认仿制品与原研药的相似性。经过验证的非临床体外和动物试验,有时可用于评价复杂仿制药的等效性。
对于在胃肠道内发挥作用的药物,根据药物特性,选用药代动力学研究、药效学动力学研究或临床研究评价生物等效性。有时可用适当的体外研究作为补充和替代方法用于生物等效性评价。
然而,如果化学结构和理化性质、生产工艺、生物特性(体内和体外)等关键要素的研究分析以及非临床研究的基础上难以确定仿制药的活性物质基础一致性、生物等效性或治疗等效性,可以使用经过验证的人体药效学(PD)试验来评估与参照产品的等效性。如果没有恰当的人体药效学研究或者体外研究作为补充和替代方法用于生物等效性评价,复杂仿制药可能需要进行适当的对照临床试验,采用以患者临床疗效为终点评价指标的临床研究证明仿制药与参比药的等效性,或者使用适当的参数(新的生物标志物)评价复杂仿制药的等效性。
3.3复杂仿制药的监管技术指南有待发展
关于复杂仿制药研发与监管评价,目前还有很多尚未解答的问题。为定义合适的质量标准,应建立和阐释此类产品的监管和技术评价指南。针对此类药物,FDA已发布一些指南进行阐述,可以作为参考。
可见,非生物复杂仿制药的研发、评价和监管思路与生物类似药具有共同的特点。评估一种复杂仿制药时应考虑“全部的证据”,逐步评价思路包括从药学等效性、非临床等效性到生物等效性和临床治疗等效性。如果非临床数据能够充分证明仿制药与参比药的等效性或一致性,通常不再建议进行临床研究。未来需要更好的分析工具和研究方法,并使用适当的参数评价其临床有效性和安全性,减少不必要的临床试验,及时为患者带来高质量和可承担的药物。