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藥物劑型有多種分類方式，是藥物的傳送系統(tǒng)，其為適應(yīng)診斷、治療或預(yù)防疾病需要而制備的不同給藥形式，包括口服制劑、注射劑、膠囊劑等。藥物遞送系統(tǒng)的發(fā)展歷程如圖1所示：
1950s，現(xiàn)代藥物遞送技術(shù)是隨著Spansule?緩釋膠囊技術(shù)的出現(xiàn)開始發(fā)展，該技術(shù)可以實現(xiàn)在口服給藥后，緩慢釋放藥物，藥物釋放時間長達12小時。
1970s，藥物-聚合物復(fù)合物概念出現(xiàn)，1974年上市的InFed?（鐵-葡聚糖復(fù)合物注射液），此后有2000年上市的Mylotarg?（抗體-藥物偶聯(lián)物吉妥珠單抗）以及2005年的Abraxane?（紫杉醇-白蛋白復(fù)合物）。
1980s，出現(xiàn)了為小分子提供長達24小時治療持續(xù)時間的口服和透皮制劑，該劑型一經(jīng)問世便主導(dǎo)了藥物輸送領(lǐng)域。1989年Lupron Depot?的推出了長效注射劑和植入式藥物，將藥物輸送時間從幾天延長到幾個月，甚至幾年。雖然該技術(shù)僅限于靜脈給藥，藥物類型也大多是多肽和蛋白類藥物，但又一次刷新了藥物持續(xù)作用時間。
1990s，推出的第一個聚乙二醇化蛋白Adagen?標志著聚乙二醇化新時代的到來，于1995年上市的Doxil?（多柔比星聚乙二醇化脂質(zhì)體），2014年上市的Movantik?（聚乙二醇化納洛酮-納洛昔醇），以及2018年上市的Onpattro?（Patisiran-siRNA聚乙二醇化脂質(zhì)納米顆粒）。
2000s以后，隨著納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的廣泛引用，以及聚乙二醇化技術(shù)的發(fā)展，2020年開發(fā)了用于 COVID-19 疫苗遞送的脂質(zhì)納米顆粒制劑。
基于不同的藥物遞送系統(tǒng)，其生物分析策略也會有一定差異，本文旨在探討PK相關(guān)部分的生物分析策略。
圖1
常規(guī)劑型
常規(guī)劑型主要包括了膠囊劑、片劑、口服溶液、吸入劑等，這些也是目前應(yīng)用非常廣泛的藥物劑型。在小分子藥物樣品濃度檢測方面，一般我們只需檢測其原型或者代謝產(chǎn)物即可，根據(jù)其靈敏度要求不同，采用不同的前處理方法，如圖2所示，包含了蛋白沉淀、液液萃取和固相萃取。此外，如果制劑中添加了新型輔料，可能需要對其進行相關(guān)研究。對于這一類型藥物的PK檢測，我們主要關(guān)注的是基質(zhì)中樣品穩(wěn)定性的問題。
光敏感
對于光不穩(wěn)定的藥物常見于具有不飽和碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的分子和一些含有雜環(huán)雙鍵的分子，比如氟喹諾酮類的藥物，一般使用遮光采血管或者在黃光/紅光下進行樣品采集，在樣品前處理階段也需要考慮光照對于化合物的影響；
熱不穩(wěn)定
一般此類藥物隨著溫度的升高，其降解速度也會有一定的提升，主要解決方式是采用低溫操作，比如樣品采集過程中采血管預(yù)冷，采集后放置在冰浴中，采集完立即分裝，縮短操作時間。在樣品前處理階段，也需要低溫操作，比如加樣板放置在冰浴中，使用到相關(guān)溶液提前預(yù)冷。樣品儲存階段，可以將樣品儲存于-70℃以下冰箱。
pH不穩(wěn)定
由于某些化學(xué)反應(yīng)需要在特定的pH條件下才能被催化，因此這一類型化合物需要重點關(guān)注樣品中的pH值。典型受pH影響的不穩(wěn)定化合物包括易形成?；咸烟侨┧岬拇x產(chǎn)物、酯類、酰胺類、內(nèi)酯類、內(nèi)酰胺類的酸性化合物。比如喜樹堿類藥物內(nèi)酯環(huán)水解，在高pH會加快開環(huán)速度，控制pH在4-5，直接可以維持內(nèi)酯形態(tài)，如果在低pH條件下，開環(huán)結(jié)構(gòu)還會再次轉(zhuǎn)化為內(nèi)酯結(jié)構(gòu)。
易被氧化
一般這一類型的藥物含有不穩(wěn)定基團，比如巰基、羥基、雙鍵等結(jié)構(gòu)。一般這一類型的藥物在樣品儲存和檢測過程中需要引入抗氧化劑，比如水溶性抗氧化劑維生素C，脂溶性抗氧化劑二丁基羥基甲苯(BHT)等。
酶催化
酯酶是導(dǎo)致化合物不穩(wěn)定最普遍的酶。酯酶可以分為膽堿酯酶、羧酸酯酶、絲氨酸酯酶和芳基酯酶。加入酶抑制劑是解決這一問題最好的辦法，我們常用的羧酸酯酶和膽堿酯酶抑制劑主要是氟化鈉和苯甲基磺酰氟。
脂質(zhì)納米粒、白蛋白復(fù)合物、膽固醇復(fù)合物
這幾種遞送系統(tǒng)可以提高藥物的靶向性，增加難容藥物的溶解度，延長作用時間提高不穩(wěn)定藥物的穩(wěn)定性等。非常典型的藥物就是紫杉醇，如圖3所示，目前上市的主要有紫杉醇注射液、紫杉醇脂質(zhì)體注射液、注射用白蛋白結(jié)合型紫杉醇，以及在研的紫杉醇膽固醇復(fù)合物。紫杉醇的水溶性差，目前用于臨床的紫杉醇注射液采用無水乙醇和聚氧乙烯蓖麻油（1:1）作為混合溶媒使用，而聚氧乙烯蓖麻油在體內(nèi)會發(fā)生嚴重的過敏反應(yīng)，臨床上需要預(yù)先服用抗組胺劑和糖皮脂激素以防止其過敏性，此外該劑型藥物攝取還有一定影響，從而影響治療效果；紫杉醇脂質(zhì)體注射液通過將紫杉醇包封在磷脂雙分子層中來增加紫杉醇疏水性分子的溶解度，降低了傳統(tǒng)紫杉醇注射液溶劑聚氧乙烯蓖麻油帶來的過敏反應(yīng)，但是紫杉醇脂質(zhì)體存在穩(wěn)定性差，生產(chǎn)成本高，價格相對昂貴等問題；注射用白蛋白結(jié)合型紫杉醇是紫杉醇與白蛋白結(jié)合形成的平均直徑為130納米的納米顆粒，可以利用白蛋白天然的獨特轉(zhuǎn)運機制使紫杉醇更多的分布于腫瘤組織，達到更高的腫瘤組織內(nèi)濃度，從而保障該藥的安全性和有效性，但是價格十分昂貴。目前還有在研的以紫杉醇膽固醇復(fù)合物為中間載體的亞微乳劑是紫杉醇的新劑型在降低聚氧乙烯蓖麻油過敏反應(yīng)的同時穩(wěn)定性好價格實惠。
圖2
對于此類藥物，在樣品檢測方面除了評估上述提及的穩(wěn)定性以外，待測物檢測的形式也需要重點關(guān)注。藥物進入人體后，主要形式包括游離型藥物，結(jié)合型藥物（制劑包裹和蛋白結(jié)合的藥物），因此一般需要檢測游離藥物濃度和總藥物濃度。檢測總藥物濃度的方法主要是蛋白質(zhì)沉淀，將藥物從基質(zhì)中提取出來，游離藥物濃度一般可以使用超濾法、固相萃取法、平衡透析法以及凝膠過濾法等。如圖4所示，是一個白蛋白結(jié)合型藥物的前處理方法，總藥的測定采用蛋白沉淀的方式，游離藥物使用超濾法處理。對于選擇使用超濾法，需要注意以下幾點：
1.樣品需輕柔混勻，否則會破壞藥物的結(jié)合游離狀態(tài)導(dǎo)致檢測結(jié)果異常；
2.化合物的脂溶性，一般適用于水溶性化合物，在方法開發(fā)階段需選擇合適的超濾管，否則因膜透過性影響實驗結(jié)果；
3.非特異性吸附，需要關(guān)注超濾液中化合物非特異性吸附的問題，一般可以使用基質(zhì)包被超濾液承裝管來降低這一影響；
4.樣品孵育，在使用前可以在一定條件下孵育一段時間后使化合物跟白蛋白達到動態(tài)平衡；
5.離心力和離心時間，在方法開發(fā)階段，需摸索合適的離心條件以保證結(jié)果的重現(xiàn)性和準確性。
圖3
偶聯(lián)藥物系統(tǒng)
偶聯(lián)藥物系統(tǒng)主要包括抗體偶聯(lián)藥物（ADC）、多肽偶聯(lián)藥物（PDC）以及抗體核酸偶聯(lián)藥物（AOC）等。偶聯(lián)藥物系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)由抗體，連接子和毒性小分子藥物（小核酸藥物）三部分組成。
以ADC為例，它是目前研究最為火熱的藥物類型，被稱為魔法子彈。ADC獨特而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征需要特殊的生物分析策略。如圖5所示，ADC生物分析的內(nèi)容包括未偶聯(lián)的毒性小分子藥物和代謝產(chǎn)物（如有），ADC和總抗體。游離小分子毒物和代謝產(chǎn)物通常使用LC-MS/MS檢測，大分子部分可以使用ELISA或LC-MS/MS。毒性小分子藥物檢測主要需要考量小分子藥物和連接子的穩(wěn)定性，ADC檢測則需要考慮不同DAR值對方法選擇性的影響。對于LC-MS/MS檢測大分子部分的內(nèi)容在既往的公眾號中有比較詳細的闡述。
PDC和AOC檢測內(nèi)容與ADC基本一致，但從分析難點出發(fā)，AOC相較其他兩個類型藥物要復(fù)雜很多。游離小核酸藥物的檢測，需要重點考慮小核酸藥物的穩(wěn)定性，分析方法的重現(xiàn)性以及檢測靈敏度。使用ELISA檢測總抗和AOC，則需要篩選特異性試劑，來提高檢測結(jié)果的準確性。
圖4
紅細胞載藥系統(tǒng)
紅細胞作為人體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)目最多的細胞，具有生物安全性高、免疫源性低、柔韌性強、系統(tǒng)循環(huán)長、藥物負載量高等特點，可解決當前傳統(tǒng)藥物輸送體系面臨的許多挑戰(zhàn)性問題，故而被廣泛研究。目前紅細胞修飾作為藥物遞送載體已形成了多種成熟、可行的方法，主要可分為：基因修飾的紅細胞載體、非基因修飾的紅細胞載體和紅細胞膜修飾納米顆粒。如圖6所示主要有兩種形態(tài)，一種是紅細胞偶聯(lián)藥物，另一種是藥物封裝于紅細胞內(nèi)。在生物分析中主要檢測游離血漿中的藥物和全血中的總藥物。檢測這一類型藥物需要重點關(guān)注紅細胞的狀態(tài)，紅細胞破裂會導(dǎo)致樣品濃度異常，實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生很大影響。根據(jù)偶聯(lián)藥物的類型選擇合適的檢測手段。
總結(jié)
不同遞送系統(tǒng)其生物分析策略，難易程度大不一樣。熙寧質(zhì)譜平臺擁有豐富的生物分析經(jīng)驗，特別在復(fù)雜劑型，創(chuàng)新劑型方面積累了大量的實戰(zhàn)經(jīng)驗，目前正在進行多個新藥臨床生物分析項目，包含ADC、脂質(zhì)體藥物、紅細胞偶聯(lián)藥物、寡核苷酸藥物等，能夠滿足客戶不同的檢測需求，助力新藥研發(fā)。
參考文獻
[1] Haesun Park , Andrew Otte , Kinam Park. Evolution of drug delivery systems: From 1950 to 2020 and beyond. J Control Release. 2022 Feb;342:53-65.
[2] Ying Du, Baoan Chen. Combination of drugs and carriers in drug delivery technology and its development. Drug Des Devel Ther. 2019 Apr 30;13: 1401-1408.
[3] Chao Chen, Lingzi Feng, Jia Li, Hongyi Bao, Donglin Xia. Advances in Reformed Erythrocytes as Drug Deliver System. Hans Journal of Nanotechnology. 2021,11(3), 36-42.
