人體生物利用度和生物等效性研究的設計、實施及研究結果評價

1、人體生物利用度和生物等效性研究的設計、實施及研究結果評價 FDA關于生物等效的規(guī)定FDA Guidance“For two orally administered drug products to be bioequivalent, the active drug ingredient or active moiety in the test product must exhibit the same rate and extent of absorption as the reference drug product (see 21 CFR 320.1(e) and 320.23(b)”SF

2、DA關于生物等效的規(guī)定生物等效性：是指藥學等效制劑或可替換藥物在相同試驗條件下，服用相同劑量，其活性成分吸收程度和速度的差異無統(tǒng)計學意義。PK基礎 參數生物利用度劑量再吸收曲線下面積（I.V.）曲線下面積(P.O.)絕對生物利用度血漿濃度 F = AUCPOAUCIVDOSEIVDOSEPO溫度口服藥物靜脈活性成分PK基礎 參數吸收速率和生物利用度濃度毒性閾值起效閾值治療窗時間AUC可能一樣123速釋制劑開放、隨機、交叉、單劑、兩周期試驗設計控、緩釋制劑開放、隨機、交叉、單劑、兩周期試驗設計開放、隨機、交叉、多劑、兩周期試驗設計生物等效性臨床試驗的設計可能出現的其它設計方案在進行兩種以上劑型比

3、較時，也可以進行多周期試驗設計。在試驗藥物的半衰期過長時，應該進行平行試驗設計。生物等效性臨床試驗的設計受試者的數目SFDA指導原則：18-24例根據統(tǒng)計學的把握度進行計算生物等效性臨床試驗的設計交叉試驗設計時的把握度平行試驗設計時的把握度如果試驗藥物是前藥怎么辦？原則上以原藥為基礎進行等效性研究。在原藥代謝很快、藥代動力學參數變異大導致血液濃度測定困難或受試者數目過大時可以主要活性代謝產物為基礎進行等效性研究。生物等效性臨床試驗的設計如何確定標準參比藥物？原則上以原生產廠家的同類產品為標準參比藥物。以市場上公認的主導產品為標準參比藥物。生物等效性臨床試驗的設計SNF片劑 的生物等效性研究AA

4、A制藥有限公司生產與BBB制藥有限公司生產SNF片劑的開放、隨機、交叉研究 受試者入組情況本研究根據受試者入選、排除標準從51名志愿者中篩選出24名受試者參加本研究。所有受試者均完成了本研究的全部過程，無中途退出者。研究設計采用開放、隨機分組、二組服用不同產地SNF單劑量50mg片劑的交叉試驗設計進行本項生物等效性研究。 Concentration-time curve of SNF in plasma (n=24) Concentration-time curve of M1 in plasma (n=24)單劑給藥交叉試驗設計 給藥20-1413研究日篩查 -1入院 實驗室檢查生命體征 體

5、重 出院入院 14給藥出院1517隨訪第一周期第二周期A組服試驗藥物B組服對照藥物A組服對照藥物B組服試驗藥物清洗期單劑給藥平行試驗設計 給藥8-141研究日篩查 -1入院 實驗室檢查生命體征 體重 出院隨訪PKA組服試驗藥物B組服對照藥物多劑給藥平行試驗設計 給藥15-14研究日篩查 -1入院 實驗室檢查生命體征 體重 出院隨訪1給藥234568PK7A組服試驗藥物B組服對照藥物生物等效性研究的討論 1關于樣本量計算的問題（尤其是高變異的藥物） 生物等效性結果的分析，比如不同參數統(tǒng)計結果中可信區(qū)間落的范圍（落在邊界、部分指標超出范圍） 對于大多數藥物來說，在兩種劑型之間，劑量差異在20時將不

6、會具有臨床意義。 Westlake, 1970等效的概念單劑給藥、雙交叉設計AUC 和Cmax的幾何均值比值（GMR ）和/或 90% 置信區(qū)間等效性接受標準 80 125% (log normal)假陽性（Consumer risk）： 5%等效的概念非復雜藥物的等效標準AuthorityCmaxAUCTPD (CAN)GMR (80 -125)GMR (80 -125)90%CI (80 125)FDA (US)GMR (80 -125)90%CI (80 125)GMR (80 -125)90%CI (80 125)EMEA (EUR)GMR (80 -125)90%CI (80 125

7、)90%CI (74-133%)GMR (80 -125)90%CI (80 125)Manon Blisle, M.Sc., ratiopharm inc.各注冊當局生物等效性評定標準國家/地區(qū)AUC標準90%可信限Cmax標準90%可信限中國80-125%70-143%加拿大 80-125%None （點估計）EMEA 80-125%75-133%日本80-125%某些藥物更寬WHO80-125%Cmax的可接受范圍可能比AUC寬美國80-125%80-125%南非80-125%75-133%引用文獻：Simple expansion of the regulatory limits ma

8、y lead to acceptance of BE for drug products with mean ratios for Cmax exceeding 125%. This possibility was discussed by Hauck et al. The authors reported that widening the confidence limits to 70-143% could allow acceptance of Cmax ratios of 128%. A difference of this magnitude in the point estimat

9、e may not be acceptable for many drugs. This possibility, however, may be eliminated by placing an additional regulatory constraint on the point estimate for Cmax, which would accompany any expanded limits of the confidence interval.W.W. Hauck, A. Parekh, L.J. Lesko, M.-L. Chen, and R.L. Williams. L

10、imits of 80-125% for AUC and 70-143% for Cmax. Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. 39:350-355 (2001).生物等效性評定標準樣本量計算軟件通用定義Within-subject variability 30%高變異藥物的定義 在FDA申報BE的藥物中約10%符合高變異藥物的 標準 這其中變異的70%來自藥物處置的貢獻 余下的30%來自制劑、研究執(zhí)行、異常的受試者 對高變異藥物BE分析，FDA正在評估scaled average BE approach 關于高變異藥物申報的背景介紹普通的BE標準適用于所有速釋、非

11、復雜藥物但它對高變異藥物來說，難度非常大只有入選不合理的大樣本受試者時才是可行的 即使對照藥自己與自己比也可能通不過BE標準高變異藥物在BE中存在的問題與劑型相關的因素 崩解 溶出 滲透性對變異有貢獻的因素與劑型無關的因素 吸收 穿過GI的速率: 胃和腸 跨GI黏膜轉運 胰或膽汁酸分泌 藥物代謝 誘導 抑制 肝血流 排除 腎血流不同比值和變異時等效性接受率（n=24 simulations） (Tothfalusi et al. In J Clin Pharmacol Ther,2003)當變異增加時滿足BE的幾率快速下降對高變異藥物來說，由于90%CI的寬度 超過接受標準，無法宣稱相似產品生

12、 物等效針對目前等效性接受標準有爭議的并需要解決的問題 樣本量 提供同樣水平安全性和療效的保障涉及高變異藥物BE評估時的方法1. 以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性2. 以代謝產物參數評估等效性3. 追加例數（Add-on）4. 加寬均值生物等效性評估的置信區(qū)間（ABE，Average bioequivalence with scaling approach and widen confidence interval）一般來說，穩(wěn)態(tài)下的參數個體內差異通常小于單劑給藥時的變異，所以有些研究者就建議使用穩(wěn)態(tài)下的參數代替單劑給藥的參數來評價兩種制劑的生物等效性。這是真實的嗎？以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性Monte Car

13、lo simulation (El-Tahtawy AA et al, 1998) Probability of Failure in 138 conditions Same Ka and F Different Ka Different F Different intraCV% Immediate, intermediate and prolongedrelease Clinical trials repeated 2000 times n=30以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性 當體內處置變異更大時 (與劑型無關的因素) 當分布容積變異更大時，穩(wěn) 態(tài)時的變異較小 (與劑型相關的因素)

14、Manon Blisle, M.Sc., SFBC Anapharm Symposium April 22, 2004 (Newark)以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性Manon Blisle, M.Sc., SFBC Anapharm Symposium April 22, 2004 (Newark) 對高變異藥物來說，穩(wěn)態(tài)設計并不總能降 低AUC 和Cmax 的個體內變異 事實上穩(wěn)態(tài)和單劑時的變異水平依賴于對 變異有貢獻的劑型相關或不相關因素 穩(wěn)態(tài)設計并不能應用于所有的高變異藥物以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性 研究提示，Cmax變異對穩(wěn)態(tài)的影響較小 而AUC對穩(wěn)態(tài)的影響較大 建議用 Cmax/AUC評估BE更好

15、以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性由于BE研究的關注點在于兩種制劑的產品質量是否等同，基于單劑給藥時藥代參數對于產品質量更加靈敏的原因，FDA建議，僅對于首次緩釋制劑和非控釋制劑間的BE研究使用穩(wěn)態(tài)研究，而對于兩種緩釋制劑等效性并不建議使用穩(wěn)態(tài)研究，并且穩(wěn)態(tài)研究也會帶來新的論理學問題（住院時間延長導致受試者暴露風險增加）。Center for Drug Evaluation and Research (CDER), Food and Drug Administration (FDA). Bioavailability and Bioequivalence Studies for Orally Adminis

16、tered Drug Products-General Considerations. 2003.以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性涉及高變異藥物BE評估時的方法1. 以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性2. 以代謝產物參數評估等效性3. 追加例數（Add-on）4. 加寬均值生物等效性評估的置信區(qū)間（ABE，Average bioequivalence with scaling approach and widen confidence interval）代謝產物相對于原藥來說具有更小的變異，所以用代謝產物來解決高變異性是可行的。但由于代謝產物對制劑質量的靈敏度低于原藥、代謝產物在人體內的活性不清楚、非線性代謝藥代動力學

17、特征等因素影響，FDA、EMEA建議僅在下述情況下可以使用代謝產物來評價等效性： 原藥為前藥 原藥血藥濃度過低或T1/2過短 代謝物是在胃腸或進入系統(tǒng)前形成，并且有充分證據證 明其活性成分在人體內（而不是在動物體內）具有安全性和有效性。 以代謝物參數評價等效性Rosenbaum利用線性吸收和一房室模型對不同特征的數據集進行擬和。結果顯示，當非肝清除率（CLnh）小于肝清除率（CLh）時，原藥藥代參數變異隨著CLh的增大而增大，而代謝物相反。由于在代謝物不經過首過代謝時，高消除藥物的代謝產物AUC的WR不可能大于原藥，他建議在這種情況下，代謝產物可用于評價BE。 Sara E. Rosenbau

18、m. Effect of variability in hepatic clearance on the bioequivalence parameters of a drug and its metabolite: simulations using a pharmacostatistical model. Pharmaceutica Acta Helvetiae, 1998; 73(3): 135-144以代謝物參數評價等效性 當原藥無法測定時 當有理由相信代謝物變異更小時 會入選較少的受試者嗎？以代謝物參數評價等效性以代謝物參數評價等效性 對高變異藥物來說，以代謝物參數評價等效性時 提示

19、入選較少的受試者 反方：代謝物對Ka不敏感 解決方法： 同時測定原藥和代謝物 原藥：GMR 80 125% 代謝物：GMR and CI 80 125%涉及高變異藥物BE評估時的方法1. 以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性2. 以代謝產物參數評估等效性3. 追加例數（Add-on）4. 加寬均值生物等效性評估的置信區(qū)間（ABE，Average bioequivalence with scaling approach and widen confidence interval） 此法用于加拿大 研究由于把握度不足而失敗 追加一組受試者（至少12人） 無法解決受試者例數過多的問題追加例數（Add-on）Two

20、criteria must be met before combining is acceptable The same protocol must be used; and Consistency tests must be met at an alpha error rate of five percent涉及高變異藥物BE評估時的方法1. 以穩(wěn)態(tài)參數評價等效性2. 以代謝產物參數評估等效性3. 追加例數（Add-on）4. 縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（ABE，Average bioequivalence with scaling approach and widen confide

21、nce interval）根據參比藥的個體內標準差按比例縮放BE統(tǒng)計方法Scale the BE metrics in proportion to the within-subject standard deviation of the reference product縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）需要為高變異藥物建立新的BE評價標準縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ） The BE limit is divided by the intraCV% at which the limits are to

22、be permitted to be broadened (_w0) The BE limit multiplied by the intraCV% of the reference product (_wr )ABE limits：(0.223 equal 80-125% in normal scale)Scaled ABE limits：縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）不同的比值及注冊當局的限制不同時BE的接受率n=24 仿真intraCV% 35% (Tothfalusi et al. 2003)縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scalin

23、g ABE Approach ）反方：當兩種制劑間確實有差異時（差異超過25%），增加了宣稱他們等效的風險。縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）不同的比值及注冊當局的限制不同時BE的接受率n=24 仿真intraCV% 35% 縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）從科學的角度講： 允許在試驗藥和參比藥之間不依賴變異因素 去比較BE 按變異的大小縮放比例 較少的受試者暴露于藥物 當兩種制劑真等效時，增加了滿足BE標準 的把握度 降低使研

24、究結果高度受機會影響的風險縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）還需要更多的研發(fā)工作對Scale Average BE合適的CI和樣本量計算樣本量和把握度的精確公式3-交叉 或4-交叉試驗確定 intraCV%受試者劑型交互作用（FDA建議應小于） W0k0.201.1160.2231.00.250.8930.294 0.759縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）安全性和療效將可用于除了治療窗窄和毒性的藥物以外的所有藥物縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）最好的解決方案縮

25、放均值生物等效性評估的置信區(qū)間并加上對GMR的限制較少的受試者較高的證實BE的幾率減小風險高變異的仿制藥能夠上市縮放均值生物等效性評估的置信區(qū)間（Scaling ABE Approach ）BE for Highly Variable Drugs anFDA Perspective Sam Haidar Partial replicate, 3-way crossover design appears to work well. A point estimate constraint has little impact at lower variability (30%); more sign

26、ificant effect at greater variability (60%). A demonstrates a good balance between a conservative approach and a practical one BE for Highly Variable Drugs anFDA Perspective Sam Haidar Scaled ABE presents a reasonable option for evaluating BE of highly variable drugs Practical value, reduction in sa

27、mple size; Potentially decreasing cost and unnecessary human testing (without increase in patient risk) Use of point estimate constraint addresses concerns that products with large GMR differences may be judged bioequivalent生物等效性研究的討論 2關于樣本量計算的問題（尤其是高變異的藥物） 生物等效性結果的分析，比如不同參數統(tǒng)計結果中可信區(qū)間的范圍落在邊界、部分指標超出范圍

28、案例介紹Drug X 的生物等效性研究目的：對國產Drug X 片劑與進口片劑的生物等效性進行研究，并且評價單劑口服40mg Drug X 的安全性和耐受性。 研究設計：開放、隨機、交叉的設計方案 。給藥：受試者被隨機分為兩組，每組15人。每一周期每組受試者接受試驗制劑 （20mg2片） 或參比制劑（40mg1片），第二周期時交換另一種給藥方法。Drug X 生物等效性研究試驗制劑 （20mg2片）參比制劑 （40mg1片）Tmax (hr) 1.281.130.80.61Cmax (ng/ml)*17.027.7822.9611.65AUC0-t(nghr/ml) 85.0832.3295.

29、4534.08AUC0-(nghr/ml) 89.7730.7998.3530.12*Cmax 的CV% (Within subject)=49.9% Drug X 生物等效性研究F%等效的90%可信限Cmax78.07（63.34-96.22） AUC0-t89.71（82.13-97.99） AUC inf91.24（84.48-98.54） Drug X 生物等效性研究分別對試驗制劑與參比制劑的Drug X 的AUC0-t、AUC0-及Tmax進行等效性檢驗，結果顯示試驗制劑和參比制劑片劑為生物等效制劑，而對Cmax進行的等效性檢驗顯示這兩種制劑生物不等效 。Drug X Cmax的變異

30、高達49.9%,如僅用Cmax作為等效性的判斷指標，預計研究至少需要超過100-200例的受試者。 Drug X 生物等效性研究Drug X 4個臨床藥代及藥效學研究健康志愿者（白種人）開放，隨機，多劑，雙交叉早間晚間對比給藥的藥理、藥動學研究健康志愿者（白種人）晚餐時或晚餐后服用Drug X片劑的藥理學活性和藥代動力學特征研究健康志愿者（10名白人，2名其他人種）服用抗酸藥后對Drug X的穩(wěn)態(tài)藥代動力學和藥效學影響的研究健康志愿者（13名白人，2名黑人，1名其他人種）晚餐時或晚餐后服用Drug X片劑的藥理學活性和藥代動力學研究研究 1藥代動力學結果：晚間給藥平均峰濃度比早間給藥的低30.

31、6%。藥效學結果：CI-981的藥理學活性不受給藥時間的影響，對脂質的影響相似。兩種給藥方法在給藥兩周后，早間、晚間從基線值下降的LDL-C分別為47.2%和48.2%。Drug X 的4個臨床藥代及藥效學研究健康志愿者（白種人）開放，隨機，多劑，雙交叉早間晚間對比給藥的藥理、藥動學研究健康志愿者（白種人）晚餐時或晚餐后服用Drug X 片劑的藥理學活性和藥代動力學特征研究健康志愿者（10名白人，2名其他人種）服用抗酸藥后對Drug X 的穩(wěn)態(tài)藥代動力學和藥效學影響的研究健康志愿者（13名白人，2名黑人，1名其他人種）晚餐時或晚餐后服用Drug X 片劑的藥理學活性和藥代動力學研究研究 2藥代動力學結果：晚餐時服用Drug X 平均Cmax降低24.6%。藥效學結果：晚餐時或晚餐后服用Drug X 并不影響Drug X 的藥理學活性，2周給藥期后，兩種處理組的 LDLC降低分別為37.1%和36.3%。 健康志愿者（白種人）開放，隨機，多劑，雙交叉早間晚間對比