提高难溶性药物的生物利用解决策略之两性霉素B
来源：药渡
撰文：三七 编辑：丸子
提高难溶性化合物的生物利用度问题一直困扰着制药领域的研究人员，难溶性化合物由于溶解度和溶出限度，难以达到临床治疗的要求，限制了新化合物的应用，而一些毒性较大的难溶性药物更给药物的应用提出了新的难题。随着抗肿瘤化疗药物、广谱抗生素和糖皮质激素的广泛使用，气管插管和介入治疗患者的增加，深部真菌感染呈明显增多趋势。
两性霉素B（amphotericin B，AmB）具有强效广谱的抗真菌作用，特别是对耐药真菌感染有独特的优势[1]，但AmB溶解性差，需要添加载体以形成分散体使用；毒副作用尤其是肾毒性较为明显，限制其临床广泛应用。20世纪90年代，各种新的AmB制剂被开发和上市，可以提高AmB 溶解度，降低传统AmB的毒性，与传统AmB制剂相比，甚至提高了其疗效。目前，AmB已经不仅是一种治疗药物，还作为模型药物，被用在新型药物载体测试中。本文从AmB物理和化学性质出发，重点对AmB不同药物制剂展开介绍。
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两性霉素B的结构与理化性质
AmB是一种黄色的天然产物，1955年从结节状链霉素中产生，目前已经可以从结节链霉菌培养物中工业化提取，是多种真菌深部感染的首选药，它的抗真菌机制是与真菌细胞膜上的固醇( 主要为麦角固醇) 结合，改变膜通透性，细胞内容物流出，从而引起真菌细胞死亡。在国内1976年由中科院微生物所、上海医药工业研究院和上海第三制药厂合作研制成功，1977年华北制药厂研制完成，并投入生产。
AmB的分子结构使其具有两种典型的物理化学性质（见下图）：内酯环的非极性和侧链的极性结构而产生的两亲性特征以及由于存在可电离的羧基和胺基而产生的酸碱两性离子性质。这种其两亲性和两性离子性质以及疏水性和亲水性基团的不对称分布，导致AmB在在甲醇中极微溶解，在无水乙醇，三氯甲烷或乙醚中不溶。尽管生理pH下的水溶性小于1 mg/L ，但在pH低于2或高于11时为水溶性，这也提示可以AmB可以形成盐的方式提高溶解度。
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两性霉素B脱氧胆酸盐
通过成盐的方式可以提高有机化合物的溶解度，1958年两性霉素 B 脱氧胆酸盐（amphotericinB deoxycholate，AmBD）问世，采用脱氧胆酸钠分散的AmB开始应用于真菌感染的治疗。目前常见的国外有销售Fungizone®，国内上海新亚和华北制药也有注射用两性霉素B上市销售。
注射用两性霉素B (商品名：Fungizone®）最早是由Bristol -MyersSquibb生产和销售，在它的制剂处方中AmB与脱氧胆酸盐以50 mg：41 mg的比例混合制成[2]。在研究中发现，AmBD 制剂在溶解后AmB脱氧胆酸形成的胶束与纯脱氧胆酸盐所形成的胶束相互混合形成动态平衡的聚合体系，当聚合体系被过度稀释时，脱氧胆酸就会从聚合体中脱出，同时AmB溶解度也会随之降低而析出；但是脱氧胆酸盐的浓度过高，也会导致AmB脱氧胆酸盐胶束体系的破坏，最终形成AmB脱氧胆酸盐单体。
Fungizone®具有广谱活性，但是在免疫功能低下的患者中效果不佳。最严重的是30%-50%的患者使用后出现了严重肾损伤，实际应用中通常采用延长静滴时间的方式予以缓解。此外，一些研究人员发现将AmB脱氧胆酸盐与非肠道的脂肪营养乳剂（如Lipofundin®, Intralipid®）混合后静滴，这种方式可以减少肾脏毒性，但是却不能提高治疗效果。
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两性霉素B脂质制剂
尽管Fungizone在临床治疗一直得到应用，但肾毒性和治疗范围窄的缺点一直限制了AmB的应用，如何降低血清中游离药物浓度，提高靶区的药物浓度是新型的AmB制剂研究重点。两性霉素B经过脱氧胆酸盐修饰后导致水溶性差和脂溶性增加，使得掺入脂质成为剂型改进的方向。20世纪90年代一系列脂质复合物的研发，进一步提高了两性霉素B的生物利用度。这类制剂主要可以更为两类：第一类是AmB脂质体（liposomal amphotericin B，LAmB）；另一类是脂质复合物以两性霉素 B 脂质复合物（amphotericin B lipid complex，ABLC）和两性霉素B胆固醇硫酸酯（即两性霉素B胶状分散体，amphotericin B colloidal dispersion，ABCD）。这两类制剂在处方工艺，体内的药物代谢动力学（PK）以及抗真菌作用时的药效学（PD）各有不同。
（一）两性霉素B的脂质体
1990年第一个AmB脂质体（商品名：AmBisome®）首先由 Nexstar 公司研制在爱尔兰上市，1997年获得FDA批准。1999年，吉利德以5.5亿美元收购药企NeXstar，获得了旗下的AmBisome®，2023年NMPA批准吉列德公司的AmBisome®在国内上市。AmBisome是第一个上市的两性霉素 B 脂质体，也是第一个上市的注射用脂质体产品。
脂质体是指将药物包封于具有磷脂双分子层结构的（厚度约 4nm）微型泡囊的制剂。1988 年，世界上第一个脂质体制剂益康唑脂质体凝胶 （Pevaryl Lipogel）由瑞士 CILAG 制药公司注册上市。1990 年，第一个脂质体注射剂 AmBisome®由美国 Nexstar 制药公司开发，首先在爱尔兰获得批准上市，现已在几十个国家上市。脂质体作为药物载体可以提高药物的溶解度，具有低毒性、生物相容性好的特点，但缺点是制剂工艺复杂，价格昂贵，对于一些肿瘤药物靶向性不足的问题。
AmBisome ®是两性霉素B脂质体的冻干粉针，在脂质体制剂处方中含有50mg主药AmB，氢化大豆磷脂酰胆碱（HSPC，213 mg）作为和二硬脂酰磷脂酰甘油组成（DSPG，84 mg）组成，其中DSPG的负电荷可以与AmB的正氨基相互作用，在磷脂双层中形成离子复合物，嵌入在磷脂双分子层结构中。胆固醇（52 mg）的使用提高整体稳定性并将AmB保持在磷脂体双层中。制剂中还有其他赋形剂，如抗氧化剂、a-生育酚（0.64 mg）和琥珀酸二钠水合物（27 mg）以及等渗剂蔗糖（900 mg）。该制剂以冻干的粉末形式提供，在使用前必须直接在水中重新配制，产生平均直径为60-70 nm的脂质体，脂质体分子较小且带有负电荷，较少被单核吞噬细胞系统摄取，可以血流中的循环时间很长，因此其血药浓度显著高于其他制剂。
国外常见的AmBisome ®仿制制剂处方如下表所示[3]，国内LAmB目前只有上海新亚的锋克松®，根据企业官网[4]显示锋克松®说明书显示其处方中仍含有大量的表面活性剂去氧胆酸钠，具有一定的溶血毒性，在临床使用过程中存在较大的安全隐患，限制了其在临床上的推广应用。[5]
（二）两性霉素脂质复合物
脂质体所用辅料较昂贵，制备成本高，在临床上还有两种脂质剂型的AmB, 分别是两性霉素 B 脂质复合物（ABLC）和两性霉素B胆固醇硫酸酯（即两性霉素B胶状分散体，ABCD）。
ABLC的代表制剂是Abelcet®，于 1995 年获得 FDA 批准。首先在英国上市，之后在欧美部分国家上市，目前由Leadiant公司销售，Abelcet 的制剂处方中包含AmB 5mg，二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）3.4mg，二肉豆蔻酰磷脂酰甘油（DMPG）1.5mg，以及氯化钠9.0mg调节渗透压。Abelcet®呈黄色，外观不透明，pH值为5-7，在电镜在观察ABLC常呈扁平带状多层结构，粒径范围在1,600–11,000nm。Abelcet®的治疗指标优于Fungizone®，而且肾毒性更低，但注射后用于测量血液中AmB血药浓度的方法无法区分是Abelcet®的磷脂复合中包载的两性霉素B还是游离的两性霉素B[6]，故而给治疗监测带来困难。此外脂质复合物的胶体特性，容易被单核细胞系统吞噬并迅速从循环中清除，从而增加肝脏疾病的风险。[7]
ABCD的代表制剂是Amphotec®，Amphotec® （美国Liposome Technology公司）开发，在美国以Amphotec®的名称销售，在欧洲以Amphocil®的名称销售（Sequeus Pharmaceutical）。Amphotec®制剂处方中在两性霉素 B （50mg）与胆固醇酰硫酸钠（26.4 mg）以 1∶1（摩尔比）制备而成的胆固醇复合体，此外还包含其他赋形剂如氨丁三醇（5.64 mg），单水乳糖（1900mg）等。Amphotec®其稳定性好，同时在体内代谢平稳而持续，连续注射时血药浓度波动较小[7]。在治疗作用上与Fungizone®相似的抗真菌功效相似，但由于Amphotec®制剂配方中的胆固醇具有强亲和力，减少了血清中游离的AmB的量故而Amphotec®细胞毒性、肾毒性较小。
总体而言，脂质体具有较好的安全性，与脱氧胆酸盐、脂质复合物相比，在输液反应、肾毒性、停药率等方面都显示出更大的优势，目前，在发达国家的大多数医院，Fungizone®已经被更安全的LAmB所取代，而Amphotec® 已经处于退市的状态，但是对于大多数人群来说，LAmB价格昂贵，难以维持长期治疗。
国内方面，综合考虑ABCD相比于AmBD的治疗作用和肾毒性优势，而脂质体仿制所用辅料昂贵，制备成本高，技术壁垒一直存在，最终采用胆固醇硫酸钠复合物技术路线。[8, 9] 石药集团的两性霉素B（商品名：安复利克®）被国家卫健委列为重大新药创制十三五科技重大专项，被国家工信部和卫健委联合推荐作为“临床急需，市场短缺”的品种，于2017年5月正式取得临床批件，2021年3月31日正式取得生产批件，优先审批上市。[10]
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总结
两性霉素B尽管存在治疗安全性问题，但仍然是治疗侵袭性真菌感染重要的治疗选择。提高此类难溶性的药物的生物利用度，改变的剂型是不多的途径之一，目前市售的两性霉素B制剂，在制剂工艺上存在相当大的不同，导致独特的药代动力学特征，这也给临床医生在这些药物在治疗上带来了困难。复杂制剂领域中部分国内企业也有了一定的突破，但两性霉素B脂质体这类国际上应用更广的品种，受限国产磷脂纯度低，进口磷脂价格昂贵；国内脂质体大规模生产设备有限等原因缺乏优秀的仿制制剂，NMPA则是在2022年11月发布了《注射用两性霉素B脂质体生物等效性研究指导原则》[11]鼓励国内企业向高端制剂发起冲击，相信不久的将来这些问题都将得到解决。