藥物多晶性現象

       自19世紀20年代發(fā)現磷酸鈉具有兩種晶型后，化合物多晶性現象逐漸引起人們的關(guān)注。直到20世紀中期，人們發(fā)現不同企業(yè)、不同批次生產(chǎn)的藥物，在臨床中存在著(zhù)一定的治療差異，經(jīng)過(guò)深入研究，人們發(fā)現，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定性和安全性，國外各大制藥企業(yè)迅速針對其生產(chǎn)的新創(chuàng )化合物開(kāi)展了相關(guān)的晶型研究，藥物多晶型的現象受到了極大的重視。

       美國食品藥品管理局(FDA)2007年頒布了《新藥申請中的固體藥物多晶型指導原則》，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、生物等效性和穩定性，同時(shí)也會(huì )影響藥物生產(chǎn)過(guò)程。該指導原則中，還提供了針對藥物多晶型進(jìn)行研究及質(zhì)量控制的決策樹(shù)(圖1)。而各國政府機構也逐漸開(kāi)始對晶型做出了嚴格的規定。FDA規定，如果原料藥具有多晶性現象，需要在注冊時(shí)提供詳細的晶型數據，包括分析工藝形成、分離去除、質(zhì)量指標、化驗方法、性能特征(IR、UV、NMR、MS等)、手性、異構體、顆粒度、堆密度等

       圖1.口服固體制劑及混懸劑原料藥對晶型研究決策樹(shù)

       《中國藥典》(2015年版)規定，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)，應對藥物晶型狀態(tài)進(jìn)行定性或定量控制，并對藥物多晶型的定義、制備方法進(jìn)行了介紹，同時(shí)規定了應對藥物多晶型穩定性、生物學(xué)性質(zhì)、溶解性或溶出度進(jìn)行評價(jià)，還列出了用于藥品晶型質(zhì)量控制的方法。

       抗病毒 藥物多晶性現象

       抗病毒 藥物具有復雜的多晶型性質(zhì)，關(guān)注抗病毒 藥物的優(yōu)勢晶型，能夠為我國醫藥企業(yè)帶來(lái)豐厚的市場(chǎng)利潤，甚至在與國際大型制藥公司的糾紛中成為贏(yíng)家。

       阿德福韋酯

       阿德福韋醋(AdefovirDipivoxil)是阿德福韋的前體，在體內水解為阿德福韋發(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。

       阿德福韋酯具有8種不同晶型，在不同晶型發(fā)現后，在國內外研究，人們主要研阿德福韋醋的有效晶體轉型，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)條件研究了對晶型、轉晶時(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(zhù)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FDA批準上市，但在我國，原研藥廠(chǎng)吉爾利德公司對該化合物未申請專(zhuān)利保護，僅對其4種晶型進(jìn)行專(zhuān)利申請，包括I型(無(wú)水結晶型)、Ⅱ型(水合型)、III型(甲醇溶劑化型)、IV型(富馬酸鹽或其他有機無(wú)機鹽復合物)。由于阿德福韋酯化合物專(zhuān)利在國內未受保護，因此該藥物在國內的市場(chǎng)競爭異常的白熱化。

       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，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糾紛。該無(wú)效案最終由專(zhuān)利復審委經(jīng)審查作出第13804號無(wú)效宣告請求審查決定，維持天津藥物研究院相關(guān)專(zhuān)利權利要求1-7有效，雙方最終達成和解。

       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)和巨細胞病毒(CMV)。早在1984年，Birnbaum曾報道阿昔洛韋在水/二甲基甲酰胺混合溶劑中制備的2/3 水合物的單晶數據。之后直到1996年，有關(guān)阿昔洛韋多晶型的研究才見(jiàn)文獻報道。人們發(fā)現，阿昔洛韋存在2種穩定的無(wú)水晶型(晶1型和晶2型) 、一種不穩定的無(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 FDA 批準上市并開(kāi)始在國內銷(xiāo)售。它進(jìn)入體內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)和復發(fā)的生殖器皰疹病毒感染，對乙肝也有明顯的治療效果，也能預防由巨噬細胞引起的視網(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制，避免了副作用并擴大了臨床適應癥。

       目前大量專(zhuān)利和文章報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。其中，鹽酸伐昔洛韋的無(wú)水晶型具有優(yōu)異的穩定性且不易吸潮，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)現晶Ⅷ型，藥代動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現。晶Ⅷ型在6種溶劑系統中溶解度均優(yōu)于晶I型、晶Ⅳ型，但是大鼠體內生物學(xué)表現基本相同。

       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象，早在1976年P(guān)rusiner等發(fā)現利巴韋林存在2種晶型(晶A型、晶B型)。協(xié)和藥物研究所通過(guò)對利巴韋林多晶型篩查技術(shù)研究發(fā)現了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)值順序為晶B型＞晶A型＞晶C 型，利巴韋林晶D型熔點(diǎn)值低于40 ℃ ，說(shuō)明該晶型樣品的穩定性較差。大鼠口服利巴韋林不同晶型后，在體內同一時(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出一定優(yōu)勢，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)現療效有不同程度的減弱甚至無(wú)效，并且都出現了沉淀。究其原因是藥物發(fā)生了晶型轉變，由最初的晶I型轉變另一種分子構象的、溶解度更低、熱力學(xué)更穩定的晶II型。導致該藥從市場(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)濟損失至少在2.5億美金以上。研究發(fā)現，具有順式構象的晶II型有更穩定的堆積排列，且晶II型中存在的一系列長(cháng)短氫鍵使其比晶I型穩定。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、更低的堆積能和更高的堆積指數，能形成更穩定的堆積結構。

       圖5.利托納韋晶I型(黃色)和晶II型(紅色)的分子構象

       總結

       我們在進(jìn)行藥物研發(fā)時(shí)，總是希望藥物具有一定的穩定性的，這樣才能更好的實(shí)現質(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)，穩定型結晶較亞穩定結晶有較小的溶解，故藥物無(wú)定型態(tài)卻常常表現出較好的吸收。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，最終指導成藥，是值得我們關(guān)注的問(wèn)題。

       參考文獻：

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       8. 王磊編著(zhù),生物制藥專(zhuān)利對策,軍事醫學(xué)科學(xué)出版社

       9. 胡帆，鹽酸伐昔洛韋多晶型的溶解性質(zhì)與藥動(dòng)學(xué)研究

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

       12. 李龍，利托那韋兩種構象異構晶型的晶體結構分析

       13. 趙睿，抗病毒 藥物的晶型研究

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