藥物多晶性現(xiàn)象

       自19世紀(jì)20年代發(fā)現(xiàn)磷酸鈉具有兩種晶型后，化合物多晶性現(xiàn)象逐漸引起人們的關(guān)注。直到20世紀(jì)中期，人們發(fā)現(xiàn)不同企業(yè)、不同批次生產(chǎn)的藥物，在臨床中存在著一定的治療差異，經(jīng)過(guò)深入研究，人們發(fā)現(xiàn)，造成不同來(lái)源的藥物臨床療效差異的很重要的原因之一，就是藥物化合物存在不同的晶型狀態(tài)。因此，為了保證藥物療效的穩(wěn)定性和安全性，國(guó)外各大制藥企業(yè)迅速針對(duì)其生產(chǎn)的新創(chuàng)化合物開(kāi)展了相關(guān)的晶型研究，藥物多晶型的現(xiàn)象受到了極大的重視。

       美國(guó)食品藥品管理局(FDA)2007年頒布了《新藥申請(qǐng)中的固體藥物多晶型指導(dǎo)原則》，其中明確指出藥物晶型會(huì)影響藥物溶解度、溶出度、生物利用度、生物等效性和穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響藥物生產(chǎn)過(guò)程。該指導(dǎo)原則中，還提供了針對(duì)藥物多晶型進(jìn)行研究及質(zhì)量控制的決策樹(shù)(圖1)。而各國(guó)政府機(jī)構(gòu)也逐漸開(kāi)始對(duì)晶型做出了嚴(yán)格的規(guī)定。FDA規(guī)定，如果原料藥具有多晶性現(xiàn)象，需要在注冊(cè)時(shí)提供詳細(xì)的晶型數(shù)據(jù)，包括分析工藝形成、分離去除、質(zhì)量指標(biāo)、化驗(yàn)方法、性能特征(IR、UV、NMR、MS等)、手性、異構(gòu)體、顆粒度、堆密度等

       圖1.口服固體制劑及混懸劑原料藥對(duì)晶型研究決策樹(shù)

       《中國(guó)藥典》(2015年版)規(guī)定，藥物尤其是固體藥物、半固體制劑、混懸劑等中存在多晶型時(shí)，應(yīng)對(duì)藥物晶型狀態(tài)進(jìn)行定性或定量控制，并對(duì)藥物多晶型的定義、制備方法進(jìn)行了介紹，同時(shí)規(guī)定了應(yīng)對(duì)藥物多晶型穩(wěn)定性、生物學(xué)性質(zhì)、溶解性或溶出度進(jìn)行評(píng)價(jià)，還列出了用于藥品晶型質(zhì)量控制的方法。

       抗病毒 藥物多晶性現(xiàn)象

       抗病毒 藥物具有復(fù)雜的多晶型性質(zhì)，關(guān)注抗病毒 藥物的優(yōu)勢(shì)晶型，能夠?yàn)槲覈?guó)醫(yī)藥企業(yè)帶來(lái)豐厚的市場(chǎng)利潤(rùn)，甚至在與國(guó)際大型制藥公司的糾紛中成為贏家。

       阿德福韋酯

       阿德福韋醋(AdefovirDipivoxil)是阿德福韋的前體，在體內(nèi)水解為阿德福韋發(fā)揮抗病毒作用，為小分子開(kāi)環(huán)核昔酸類(lèi)似物，具有廣譜抗病毒活性，主要用于治療成人的慢性乙型肝炎，對(duì)拉米夫定和法昔洛韋病毒變異株有很好的療效，因此得到廣泛的臨床好評(píng)。

       阿德福韋酯具有8種不同晶型，在不同晶型發(fā)現(xiàn)后，在國(guó)內(nèi)外研究，人們主要研阿德福韋醋的有效晶體轉(zhuǎn)型，通過(guò)溶劑、過(guò)飽和度、溫度以及晶種的研究，從不同動(dòng)力學(xué)條件研究了對(duì)晶型、轉(zhuǎn)晶時(shí)間或者粒度的影響。

       圖2.阿德福韋酯的8種晶型

       關(guān)于阿德福韋酯的多晶型化合物，還引發(fā)了著名的“正大天晴訴天津藥物研究院阿德福韋酯晶型無(wú)效案”。阿德福韋酯于2002經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，但在我國(guó)，原研藥廠(chǎng)吉爾利德公司對(duì)該化合物未申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)，僅對(duì)其4種晶型進(jìn)行專(zhuān)利申請(qǐng)，包括I型(無(wú)水結(jié)晶型)、Ⅱ型(水合型)、III型(甲醇溶劑化型)、IV型(富馬酸鹽或其他有機(jī)無(wú)機(jī)鹽復(fù)合物)。由于阿德福韋酯化合物專(zhuān)利在國(guó)內(nèi)未受保護(hù)，因此該藥物在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常的白熱化。

       正大藥業(yè)和天津藥物研究院最早開(kāi)發(fā)出阿德福韋酯新晶體并獲得專(zhuān)利保護(hù)，正大天晴研制開(kāi)發(fā)的阿德福韋酯E晶型，其產(chǎn)品“名正”于2006年5月獲批上市。與此同時(shí)，天津藥物研究院開(kāi)發(fā)的阿德福韋酯結(jié)晶體(商品名“代丁”)于2005年4月上市銷(xiāo)售，“名正”與“代丁”的市場(chǎng)份額分別為18.4％、41.4％。雙方自2006年起就一直存在侵權(quán)糾紛。該無(wú)效案最終由專(zhuān)利復(fù)審委經(jīng)審查作出第13804號(hào)無(wú)效宣告請(qǐng)求審查決定，維持天津藥物研究院相關(guān)專(zhuān)利權(quán)利要求1-7有效，雙方最終達(dá)成和解。

       阿昔洛韋

       阿昔洛韋(Acyclovir)是一種嘌呤核苷類(lèi)似物，于1981年問(wèn)世，被廣泛用于治療皰疹病毒，包括 1 型單純皰疹病毒(HSV-1)和 2型單純皰疹病毒(HSV-2)、水痘帶狀皰疹病毒、EB 病毒(EBV)和巨細(xì)胞病毒(CMV)。早在1984年，Birnbaum曾報(bào)道阿昔洛韋在水/二甲基甲酰胺混合溶劑中制備的2/3 水合物的單晶數(shù)據(jù)。之后直到1996年，有關(guān)阿昔洛韋多晶型的研究才見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。人們發(fā)現(xiàn)，阿昔洛韋存在2種穩(wěn)定的無(wú)水晶型(晶1型和晶2型) 、一種不穩(wěn)定的無(wú)水晶型，以及2/3水合物。其中阿昔洛韋2/3水合物的溶出速率反常地快于無(wú)水晶型的阿昔洛韋。2011年，Lutker采用多種方法表征了阿昔洛韋除2/3水合物之外其他4種無(wú)水晶型和2種水合物。目前，由于阿昔洛韋2/3水合物具有良好的水溶性和生物利用度，歐洲藥典中的阿昔洛韋即為2/3水合物。阿昔洛韋2/3水合物是阿昔洛韋藥物分子與水分子通過(guò)氫鍵作用力形成的水溶劑化合物，也稱(chēng)為假多晶型。

       圖3. 阿昔洛韋2/3水合物的X射線(xiàn)單晶衍射圖

       鹽酸伐昔洛韋

       鹽酸伐昔洛韋是阿昔洛韋的前體藥物，于1996年被美國(guó) FDA 批準(zhǔn)上市并開(kāi)始在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售。它進(jìn)入體內(nèi)后立即水解成阿昔洛韋發(fā)揮藥效，用于治療水痘帶狀皰疹及Ⅰ型、Ⅱ型單純皰疹病毒引起的感染，包括初發(fā)和復(fù)發(fā)的生殖器皰疹病毒感染，對(duì)乙肝也有明顯的治療效果，也能預(yù)防由巨噬細(xì)胞引起的視網(wǎng)膜炎。與阿昔洛韋相比，鹽酸伐昔洛韋水溶性較阿昔洛韋增大150倍，口服后能迅速被人體吸收，其生物利用度是阿昔洛韋的3-5倍，能夠以更高的血藥濃度迅速抑制病毒的復(fù)制，避免了副作用并擴(kuò)大了臨床適應(yīng)癥。

       目前大量專(zhuān)利和文章報(bào)道鹽酸伐昔洛韋的多晶性，目前已知鹽酸伐昔洛韋的晶型有Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ型，并已有相關(guān)的專(zhuān)利授權(quán)。其中，鹽酸伐昔洛韋的無(wú)水晶型具有優(yōu)異的穩(wěn)定性且不易吸潮，且無(wú)定型態(tài)晶型樣品的溶解性質(zhì)優(yōu)于晶I型。協(xié)和藥物所發(fā)現(xiàn)晶Ⅷ型，藥代動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)。晶Ⅷ型在6種溶劑系統(tǒng)中溶解度均優(yōu)于晶I型、晶Ⅳ型，但是大鼠體內(nèi)生物學(xué)表現(xiàn)基本相同。

       利巴韋林

       利巴韋林(ribavirin) 又稱(chēng)為三氮唑核苷，病毒唑(virazole)，是臨床一線(xiàn)抗病毒治療的化學(xué)藥物，用于病毒引起的病**肺炎、支氣管炎、皮膚皰疹等病毒感染治療。利巴韋林同樣存在多晶型現(xiàn)象，早在1976年P(guān)rusiner等發(fā)現(xiàn)利巴韋林存在2種晶型(晶A型、晶B型)。協(xié)和藥物研究所通過(guò)對(duì)利巴韋林多晶型篩查技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)了2種新晶型物質(zhì)狀態(tài)，被命名為晶C型、晶D型，其中晶D型為無(wú)定型狀態(tài)。

       圖4. 利巴韋林3種晶型立體投影圖

       利巴韋林3種晶態(tài)晶型樣品的熔點(diǎn)值差異較大，熔點(diǎn)值順序?yàn)榫型＞晶A型＞晶C 型，利巴韋林晶D型熔點(diǎn)值低于40 ℃ ，說(shuō)明該晶型樣品的穩(wěn)定性較差。大鼠口服利巴韋林不同晶型后，在體內(nèi)同一時(shí)間點(diǎn)的血藥濃度存在一定差異。利巴韋林晶A型樣品從吸收量和速度均表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，其血藥濃度峰值，晶B型血藥濃度峰值僅為晶 A型的2/3，此外，晶C型含有溶劑，因此，晶B型、晶C型均不適合作為藥物原料使用，所以利巴韋林晶A型是該藥物的優(yōu)勢(shì)藥用晶型物質(zhì)。

       利托那韋

       利托那韋為人免疫缺陷病毒-1(HIV-1)和人免疫缺陷病毒-2(HIV-2)天冬氨酸蛋白酶的口服有效抑制劑，能夠阻斷該酶促使產(chǎn)生形態(tài)學(xué)上成熟HIV顆粒所需的聚蛋白，使HIV顆粒因而保持在未成熟的狀態(tài)，從而減慢HIV在細(xì)胞中的蔓延，以防止新一輪感染的發(fā)生和延遲疾病的發(fā)展。利托那韋對(duì)齊多夫定敏感的和齊多夫定與沙喹那韋耐藥的HIV株一般均有效。

       利托那韋于1996 年經(jīng)FDA批準(zhǔn)其口服溶液制劑和軟膠囊兩種劑型上市。兩年后，兩種劑型均被發(fā)現(xiàn)療效有不同程度的減弱甚至無(wú)效，并且都出現(xiàn)了沉淀。究其原因是藥物發(fā)生了晶型轉(zhuǎn)變，由最初的晶I型轉(zhuǎn)變另一種分子構(gòu)象的、溶解度更低、熱力學(xué)更穩(wěn)定的晶II型。導(dǎo)致該藥從市場(chǎng)撤出。原研藥企業(yè)Abbott為此不得不重新開(kāi)發(fā)工藝以及制劑，后得以重新上市。這一產(chǎn)品退市和重新上市，直接經(jīng)濟(jì)損失至少在2.5億美金以上。研究發(fā)現(xiàn)，具有順式構(gòu)象的晶II型有更穩(wěn)定的堆積排列，且晶II型中存在的一系列長(zhǎng)短氫鍵使其比晶I型穩(wěn)定。與晶I型相比，晶II型中利托那韋分子具有更低的分子間作用勢(shì)、更低的堆積能和更高的堆積指數(shù)，能形成更穩(wěn)定的堆積結(jié)構(gòu)。

       圖5.利托納韋晶I型(黃色)和晶II型(紅色)的分子構(gòu)象

       總結(jié)

       我們?cè)谶M(jìn)行藥物研發(fā)時(shí)，總是希望藥物具有一定的穩(wěn)定性的，這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可控。但是藥物的生物利用度和藥效又是常常與吸收正相關(guān)，穩(wěn)定型結(jié)晶較亞穩(wěn)定結(jié)晶有較小的溶解，故藥物無(wú)定型態(tài)卻常常表現(xiàn)出較好的吸收。如何合理地將利用化學(xué)修飾、溶劑化、水合物與多晶型這些手段，最終指導(dǎo)成藥，是值得我們關(guān)注的問(wèn)題。

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       11. 邢逞，利巴韋林的多晶型研究及藥動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià)

       12. 李龍，利托那韋兩種構(gòu)象異構(gòu)晶型的晶體結(jié)構(gòu)分析

       13. 趙睿，抗病毒 藥物的晶型研究

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