30位專家學者的分享盛宴：USP，AAP和FIP對納米製劑的發展研討

導讀

如果您參加了2017年3月20-22號在Rockville,Maryland舉行的納米製劑工作會議，那麼您肯定會認同納米製劑無論在學界，工業，還是監管層面都是在不斷發展的。在3天的工作會議中，30位演講者分享了他們在納米製劑的新產品開發，關鍵質量屬性，分析方法和監管層面的經驗和專業知識。許多製劑設計的如此複雜是為了治療非常嚴重的疾病，科學家們正在努力設法將更多的藥物遞送到靶細胞中去。納米製劑研究的目的是批量生產能夠治療各種疾病的納米製劑，雖然該領域已經取得了一些成果，目前仍然有很多未知的東西需要我們去探索。

納米製劑目前還沒有一個統一的定義（全球監管機構）。納米級是指在1-1000nm之間的範圍，產品可能因為其粒徑，形狀或者表面活性而被定義為納米產品，有時也可能因為產品的目的或功能而被歸納為納米產品。當前一些多功能小組正在努力制定全球範圍內的科學監管指導原則，其中包括CDER的納米技術指導原則，USP的納米技術小組委員會，ASTM的E56 納米技術委員會，ISO的TC200納米技術，EMA的納米藥物「反射紙」，FDA的納米技術特別小組標準委員會。

發展

納米藥物是個不斷發展更新的領域，越來越多的新型輔料或藥物被製備成納米製劑，通過靶向效果增加治療指數或延長半衰期。納米技術可以被用來增加藥物半衰期，改變藥物體內分布，增強藥效，提高製劑穩定性或實現靶向遞送。

很多新技術開發的納米產品囊括納米和微米在內的多個尺寸，包括非生物複合物藥物（NBCDs）,可以用來遞送小分子藥物和生物仿製葯，或者同時遞送小分子藥物或者生物仿製葯。其它納米手段包括PEG化（與聚乙二醇共價或非共價結合），脂質體，抗體藥物偶聯物，聚合物藥物偶合物，聚合物膠束等等，吡咯烷酮作用試劑是PEG的替代品。

在納米製劑技術研究的各個領域，最複雜的應該是研究納米製劑在體內的行為。測量生物活性，毒性和清除率是納米製劑產品前期研究開發的重要方面。常見的複雜性包括開發細胞攝取模型時模擬納米產品在細胞內的運輸和藥物的釋放部位，以及評價不同納米製劑在細胞內釋放藥物的效率。毒性可以根據環境而不同（舉個例子，納米製劑在溶酶體液中可能會由於不再凝聚從而比在水中完整存在時的毒性更高）。

歐洲納米藥物聯合表徵實驗室（EU-NCL）可以為處於開發階段的納米製劑產品提供啟發性的意見，專業的知識，技能和幫助。

雖然開發新的納米製劑產品是非常困難的，目前市場上存在的幾個納米製劑產品仍然可以為我們提供納米製劑放大生產，遞交申請，制定關鍵過程參數時的最初想法和識別關鍵質量屬性等方面的經驗。自從第一個納米製劑產品被批准以來，之後的納米產品被設計的越來越複雜，監管機構需要更新已有的知識，儘可能解新產品開發的方方面面。

關鍵質量屬性（CQA）和關鍵工藝參數（CPP）

識別關鍵質量屬性（CQA）已經變成評估納米技術的重要一部分。納米製劑中的藥物在體內的遞送通常不遵循傳統的遞送途徑，而且納米製劑一般為新型產品，目前還沒有一個固定的模板可以用來識別納米製劑的CQA或CPP，也沒有確定的分析方法可以保證產品質量。每個新產品都需要對技術有了全面的了解，才能確定其COA和CPP。

為了識別CQA，必須對產品進行表徵。開發產品的生產工藝時必須有「質量源於設計」理念。ICH Q8和ICH Q9是和CQA和CPP相關的技術指導原則。每個納米製劑產品的CQA都是獨一無二的，包括聚合物材料或其它原材料，包載的藥物，離子濃度，粒徑分布和產品形態。納米製劑最常見的特徵包括粒徑，性狀，表面化學，表面電位，流量特性，剛性，結合強度和元素組成。

識別納米製劑的CQA仍然是一件有趣的話題，因為納米製劑的CQA是複雜的，有時候甚至是主觀的。納米製劑的典型特徵，表徵工具和控制方法常常因產品而異。

分析工具

分析工具是產品開發階段的預測工具。預測納米製劑在體內吸收，可以通過分析有機或無機納米粒子在納米、微觀或宏觀的表面化學性質。人體典型的排泄方式是粒徑小於6nm的被腎排泄，6-8nm的通過淋巴結排泄，大於8nm的才是通過脾臟或肝臟排泄，相比其它參數，粒徑才是決定納米製劑是否被人體排泄的重要指標，因此粒徑也是分析納米製劑的重要工具。電泳技術是測定樹枝狀大分子質量（大小，形狀，純度）的重要工具。另外，這些分析工具也可以用來促進我們了解納米製劑在體內的分布，包括體內清除，局部聚集，釋放藥物，遞送有效劑量和劑量依賴性毒性。

納米製劑重要的分析方法包括API的體外釋放，粒徑分布，表面化學性質表徵。這些重要的分析方法通常在研發的早期階段就已經被識別和建立。它們在納米製劑的前期生產，臨床和商業批生產中也發揮著重要的作用。然而我們也要注意到，這些分析方法從前期方法開發到後期QC測量可能已經發生很大的變化，這時我們應該證明測量和方法之間的關係。

納米製劑的QC中最常使用的分析方法包括高級結構分析，糖基化分析，氨基酸分析，電位，表面形態和密度。粒徑分布（PSD）通常通過動態光散射（DLS）測量，但是投射電子顯微鏡（TEM）可以顯示納米製劑形態上是否存在差異。電位可能影響粒子的聚集。正交是確定納米製劑尺寸和形態的重要方法。其它表徵納米粒子系統的方法包括分子排阻色譜結合UV,RI和LS檢測器結合（SEC-MALS）或納米粒子追蹤分析（NTA）。提交FDA的申請中最常使用的方法是DLS，激光衍射和微觀/成像技術。對於大的粒徑分布，最重要的是控制控制PSD而不是平均粒徑。設定PSD標準必須考慮到藥品的性質，製造工藝和粒徑控制技術。PSD常用的參數包括D10, D50或 D90。納米粒徑的測量方法驗證不同於ICH Q2描述的其他方法驗證，因為方測量方法的特異性，分布，檢測範圍，定量範圍，準確性和線性都不是必須的。納米粒徑測量方法驗證最重要的部分是數據的精確性（重複性，中間數據精度，重現性）和適應性。

測定納米製劑化學性質通常使用差示掃描量熱法（DSC），熱重分析法分析（TGA），能量色散X射線光譜和電感耦合等離子體質譜法（ICP /質譜）。質量控制測量方面的挑戰源於特定技術缺乏穩健性以及針對特定儀器不同供應商在技術和測量上的差異性。最後，表徵樣品的技術方法大多是複雜的並具有破壞性的。

納米製劑常見的檢測項目包括化學組成，溶解度/懸浮能力，熱分析，氧化還原能力，Zeta電位，pH/等電點。檢測哪些項目取決於代表納米製劑的COA。

另外一個適用於產品開發和產品QC的重要分析方法是體外溶出。由於納米製劑體內情況的複雜性，建立合適的體外溶出方法是非常有挑戰性的。另外，納米製劑的體外溶出方法通常與傳統方法不一樣。體外溶出方法必須能夠將藥物從納米製劑中釋放出來，從未溶解的顆粒中分離出藥物，樣品溶液從搜集到分析，檢測，定量，這個期間必須保持穩定。不同的納米製劑的體外溶出方法各不相同。根據產品開發的階段，需要檢測的樣品可能是複雜（血液或血清）或簡單的。對於複雜的基質如液體分散體，溶解可能需要預先處理或適用透析膜透析。攪拌速度和溫度影響藥物透膜速率，整個實驗期間保持膜的完整性也是至關重要的。檢測方法可能需要將樣品衍生化或使用質譜技術。

由於納米製劑釋放其中的藥物是一個緩慢的過程，因此推薦測定溶出的過程中將藥液封閉起來，從而避免藥液的蒸發。如果藥物釋放的非常緩慢，必須多設置幾個溶出考察時間。光學纖維可能有助於更好的測量溶出。如果使用檢測探針，並且溶出介質比較複雜，那就必須對探針進行處理以避免樣品在探針檢測器處集聚。探針在體外溶出裝置中的放置位置也非常關鍵，必須進行慎重的評估。另外由於藥物釋放緩慢，所以需要高度靈敏的檢測方法。QC方法必須能夠提供批件一致性和批次間一致性的信息。如果溶出跟體內有相關性，溶出就能夠提供批次間差異的信息。

納米藥物評價是個新的商業概念，一般的藥典里沒有介紹評價納米藥物質量的技術。很多國際團隊正在努力解決這個問題，可以期望未來的藥典中會包含這方面的技術。

監管觀點

在整個研討會中，人們注意到納米製劑這個辭彙在監管行業和製藥行業中都沒有形成統一認識。雖然「納米」的意思是指1-100 nm，但它有時候也指1000-10000nm（1-10 μm）。全球已經成立了很多組織旨在解決術語標準及納米藥物概念的問題。

由於納米製劑的多樣性和結構的複雜性，很多問題都會影響監管機構對納米製劑產品的評估。監管機構應該對納米製劑有全面的了解，並理解它的關鍵質量屬性。綜合性問題比如葯代動力學曲線，有效性和安全性，副作用，專業分析測試，物理和化學穩定性方面的挑戰，製造業中的控制等都有可能是焦點話題。提交申請，與監管層面的早期討論和產品開發都應該遵守ICH Q8（QTPP（質量）目標產品概況），CQA，工藝風險評估。設計空間，控制策略，持續改進），Q 9和Q 10。雖然可能會有很多相關質量屬性，最重要的是產品的關鍵質量屬性。

結論

納米製劑領域取得了很多成就，相關的很多工作也在進行，很多的東西也需要學習。未來，全球範圍內對納米製劑建立一個統一的認識非常重要。另外，全球實踐的一致性，分享發表和學習相關指導原則，將為納米製劑產品開發人員提供關鍵信息，由於採用新技術來分析納米製劑的CQA，監管機構需要協調好相關工作。最後，和監管機構進行早期對話是非常有必要的，有利於安全有效的新產品的開發。

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