濃度依賴性

隨着製劑劑型的日益發展，緩釋製劑成為國內外製藥企業開發的熱點之一。就抗生素領域而言，美國FDA已經於2002年12月13日批准德國拜爾公司的環丙沙星緩釋片500mg（商品名：CiproXR，通用名：ciprofloxacinextended-releasetablets）上市，【用法用量】與【適應證】為“口服500mg每日一次共3天用於治療急性單純性尿路感染”，2003年8月27日又批准該公司的環丙沙星緩釋片1g規格產品上市（適應證和用法用量均與CiproXR500mg不同）。國內不乏申請進行臨牀研究的抗生素緩釋製劑。在審評國內申報的這類品種時發現，國內企業大多並未對國外所批准的這類製劑進行較為深入的調研，不瞭解這類製劑開發的思路和應注意的問題。

（一）研發背景

環丙沙星是一合成的廣譜氟諾酮類抗生素。在緩釋片申報前美國FDA已經批准的拜爾公司的環丙沙星製劑（商品名均為Cipro?）。CiproXR是一個片劑的申請，該新劑型每日服用一次。

（二）藥學特點

CiproXR是一雙層薄膜衣片：

——含有速釋（immediaterelease）和控釋（controlledrelease）兩層。其中速釋部分約佔總劑量的35%，控釋部分約佔總劑量的65%。速釋層迅速溶解並在上消化道吸收，控釋層經過一個延長的時期達到一定的血漿水平。

——含有兩種類型的環丙沙星，即鹽酸環丙沙星和水合環丙沙星，這兩種類型的環丙沙星在每一層的比例不同，有助於將PH值對溶出度的影響降至最小。

——每片CiproXR規格為500mg，含有500mg環丙沙星，其中287.5mg為鹽酸環丙沙星形式，212.6mg為環丙沙星形式。

（三）非臨牀研究

CiproXR申請之前提交的非臨牀研究支持FDA已批准的幾個環丙沙星（Cipro?，申請編號分別為NDA#19-537、19-847、19-857、19-858、20-780）的適應證。這些已經批准的適應證包括急性竇炎、慢性支氣管炎急性發作、細菌性前列腺炎、皮膚及其附屬結構感染、骨及關節感染、

併發的腹腔內感染以及下呼吸道感染。相同的非臨牀研究資料足以支持CiproXR口服500mg，每日一次連服3天用於治療單純性尿路感染的適應證。

FDA認為不需要進行另外的非臨牀研究。

（四）微生物學

1.臨牀前有效性：

——作用機制：未建立新信息。

——體外抗臨牀致病菌株（尿路感染）活性的監測研究：

（1）1999年10月至12月期間進行了4種常見的尿路感染病原體的一項監測研究。不管患者的年齡、性別或住院/門診狀態，病原體均收集自尿培養。收集了包括環

丙沙星在內的幾個抗生素的MIC數據，結果列於表2。

表2

病原體

總數

模式MIC(ug/ml)

MIC90(ug/ml)

耐藥率%

大腸埃希菌

5883

0.015

0.03

3.2

肺炎克雷伯菌

1777

0.03

0.25

3.7

奇異變形菌

1888

0.03

4

10.8

腐生葡萄球菌

613

0.25

0.5

0.3

除奇異變形菌外，其餘所有的被監測的病原體的MIC90均＜1.0ug/ml。奇異變形菌的模式菌的MIC為0.03ug/ml，且僅有稍多於

10%的菌株耐藥。因此，大多數奇異變形菌對環丙沙星敏感。FDA批准的現行環丙沙星速釋片説明書中批准了尿路感染的適應證。

（2）TSM?Database-USA提供了2000年尿路感染菌株的監測數據。175個以上的醫學中心提供了這一數據庫。表3顯示了這一時期環丙沙

星抗大多數尿路感染常見病原體的體外活性。

表3

病原體

總數

敏感率%

中敏率%

耐藥率%

大腸埃希菌

151,668

95.9

0.1

4.0

肺炎克雷伯菌

26,040

95.4

0.6

4.0

奇異變形菌

15,764

86

1.2

12.9

腐生葡萄球菌

1,139

98.6

0

1.4

糞腸球菌

13,772

66.2

4.5

29.3

這些2000年的數據與先前的1999年底的研究相似，約有10%的奇異變形菌對環丙沙星耐藥，幾乎30%的糞腸球菌對環丙沙星耐藥。

2．臨牀研究中的微生物學評價

——PK/BA中的微生物學評價：CiproXR擬定的用法用量為口服500mg，每日一次連服3天。

（1）表4比較了兩劑型的穩態時血漿中的PK參數。

表4（平均值±標準差）

Cmax（ug/ml）

AUC0-24h（ug·h/ml）

t1/2（h）

Tmax（h）*

CiproXR500mg，每日一次

1.59±0.43

7.97±1.87

6.6±1.4

1.5(1.0-2.5)

環丙沙星速釋片250mg，每日二次

1.14±0.23

8.25±2.15

4.8±0.6

1.0(0.5-2.5)

*為中位數（範圍）。

該研究結果顯示，達穩態時服用CiproXR500mg每日一次的AUC與服用速釋片250mg每日二次的AUC基本等效，CiproXR較速釋片服藥後第1天和第5天的Cmax分別高35%和37%。空腹時CiproXR的中位達峯時間為1.5h，與速釋片可比，兩劑型的消除半衰期約為5h。

高脂飲食後、低脂飲食後或空腹時給予CiproXR未見臨牀相關的食物作用。

（2）尿液PK：兩劑型各個時間點段的尿液濃度見表5。

表5（平均值±標準差）

0-4h

4-8h

8-12h

12-24h

24-48h

d1CiproXR

338±244

137±75

57±48

27±14

d1速釋片

161±79

65±38

27±17

123±50

d5CiproXR

368±267

166±90

53±40

30±19

11±8

d5速釋片

196±94

82±51

31±22

128±50

29±12

CiproXR給藥後以原型排泄到尿中的總量相同，與速釋片每日二次給藥相當。但給藥後12h尿液中濃度顯著高於速釋片。CiproXR末次給藥後所收集的24-48h標本的平均尿液濃度為11ug/ml（3.3-33.2ug/ml）。最低值3.3ug/ml比最常見的病原體大腸埃希菌的MIC90高100倍。

——FDA分析了申請人所提交的一項關鍵研究100346。這是一項在美國的成年女性單純性尿路感染患者中進行的III期、前瞻、陽性藥物對照、隨機、雙盲的多中心研究。該研究的目的在於比較CiproXR口服500mg每日一次共3天與常規的速釋片口服250mg每日二次共3天的安全性和有效性。主要有效性參數為治療

4-11天隨訪時的微生物結果，次要有效性參數為最後一次隨訪（治療25-50天）的結果和兩次隨訪的臨牀結果。臨牀研究期間，在中心實驗室檢測病原體。按照

NCCLS以微量稀釋法測定了CiproXR組所有病原體的敏感性。最常見的是大腸埃希菌（n=160），其次是奇異變形菌（n=12）和糞腸球菌（n=11）。大腸埃希菌的MIC90為0.03ug/ml，與一些監測研究結果相同。研究100346比較了兩劑型在各個隨訪時間點微生物學結果，表明除1株大腸埃希菌的MIC為16ug/ml外，其餘所有菌株的MIC均≤2ug/ml；除MIC為16ug/ml的菌株外未見細菌清除率與MIC之間的相關性。

（五）臨牀藥理

CiproXR進行了8項臨牀藥理學研究，包括3個以500mg片進行的研究和5個用1000mg片進行的研究。這些研究均在健康青年男性志願者中進行，比較了CiproXR每日一次給藥方案與速釋片給藥方案的PK，測定不同飲食對CiproXR體內藥代的影響，並研究可能的藥物相互作用。具體研究如下：

1.CiproXR500mg片與速釋片的單劑量和穩態PK在健康受試者中進行了一夜空腹後每日一次口服CiproXR連用5天，同時與標準的速釋治療方案比較（250mg每日二次）的PK研究。測定的藥代參數為Cmax、Cmaxss、Tmax、t1/2、AUC、AUC0－24、AUC0－24ss、AUC0-inf以及尿排出總量Aeur。CiproXR500mg片與速釋片單劑和每日一次多劑給藥（共5天）在健康男性志願者中的環丙沙星PK參數比較結果顯示無時間和劑量依賴的PK，無具有臨牀相關性的蓄積。

CiproXR的峯/谷比（PTF）為4.61，速釋片為3.01，可能由於CiproXR中含有速釋成分所致。研究100346中入組的患者所測得的血漿谷濃度見表6。CiproXR的環丙沙星平均谷濃度為0.13mg/L，比速釋片0.20mg/L稍低。但，給藥間隔末收集的尿樣本保持了適當的抗菌濃度。患者服用CiproXR每日一次500mg後環丙沙星平均尿液濃度為37mg/L，比患者服用速釋片250mg每日二次為65mg/L稍低。儘管認為存在尿液濃度的變異，但CiproXR給藥後所觀察到的最低尿液濃度在任何時間均為3.6mg/L，較多地超過了所報道的大腸埃希菌的MIC90值0.03mg/L。

2.外國人的標準早餐對CiproXR500mg片PK的影響研究。

3.高熱量、高脂飲食對CiproXR500mg片PK的影響研究。

4.合併用藥（如奧美拉唑）對CiproXR500mg片PK的影響研究。

FDA討論了CiproXR在老年患者、肝功能受損、腎功能受損、兒童等特殊人羣中的用藥以及性別及種族是否對用藥有影響等。

（六）醫學和統計學評價

1.FDA對環丙沙星研發為緩釋片以及緩釋片療程為3天的考慮

FDA的醫學審評部門查閲相關文獻後認為：

單純性尿路感染是婦女中最常見的細菌性感染，在美國估計年發病人數為8000,000，發病率和患者的健康保健費用均高。單純性尿路感染的致病菌譜窄，感染中的75－90%主要為大腸埃希菌，其次為5－15%的腐生葡萄球菌，以及5－10%的腸球菌、其它革蘭陰性菌（如肺炎克雷伯菌和奇異變形菌）。美國感染疾病協會（IDSA）急性單純尿路感染的循證治療指南指出，3天療程的抗感染治療是最有效和耐受最好的方案。單劑治療不如療程為3天的治療有效。7天療程的方案不比3天療程者更有效，卻可導致不良事件增加。對於膀胱炎，在TMP-SMX耐藥不超過10－20%的地區，IDSA指南推薦首選TMP-SMX治療。正在監測尿道病原體的敏感性變化。推薦在TMP-SMX耐藥率高或可能耐藥的患者中使用氟喹諾酮。

在過去的幾年中，尿道病原體對TMP-SMX和β－內酰胺類的耐藥一直在增加。一項急性單純性膀胱炎婦女的研究證明，對TMP-SMX耐藥的病原體感染的患者的治癒率僅為50%，而全部的TMP-SMX治療組婦女的治癒率為86%。另一項研究發現，隨機進入TMP-SMX治療組的對TMP-SMX耐藥的病原體感染的婦女中，微生物學清除率為50%，臨牀治癒率為60%。這些文獻支持氟喹諾酮用於治療對TMP-SMX耐藥≥10－20%的地區的膀胱炎的IDSA指南。在美國和許多的歐洲國家，儘管已經使用了14年，但對環丙沙星耐藥的尿道病原體罕見。FDA已經批准了環丙沙星速釋製劑100mg或250mg口服每日2次連服3天用於治療急性單純性膀胱炎。

2.FDA對III期臨牀研究方案變更的考慮

申請人將FDA1998年的工業指南草案中推薦的主要療效參數為末次給藥後5－9天的微生物學結果的時間窗擴大至研究揭盲前末次給藥後4－11天，以將更多的數據用於分析（即將26例患者加入評價人羣）。FDA認為上述變更可以接受，因為已經證明有和沒有這些加入的受試者該研究都具有適當的功效且為非劣效。此外，CiproXR的半衰期為6.6±1.4h。已證明環丙沙星抗大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和糞腸球菌具有1－3h的抗生素後效應（PAE）。

3.FDA對臨牀研究的考慮

申請人提交了CiproXR與速釋片的I期臨牀研究結果以及其後的PK/PD計算結果後，FDA擔憂根據指南嚴格評價CiproXR與速釋片可能不等效，CiproXR在給藥間隔末下降的血藥濃度可能降低有效性。因此，FDA通知申請人所申請的所有適應證均需進行臨牀試驗，以證明臨牀有效性並驗證PK/PD結果。

4.適應證的界定

FDA醫學評價部門最初推薦批准CiproXR的適應證為“用於治療大腸埃希菌、糞腸球菌和奇異變形菌所致的急性尿路感染”。因支持肺炎克雷伯菌和腐生葡萄球菌所致感染的適應證的病例數不夠，故不同意批准這兩個病原體所致感染的適應證。此後，申請人申請在説明書的【微生物學】部分和【適應證】部分保留“肺炎克雷伯菌”和“腐生葡萄球菌”。

FDA經討論後認為：

對於説明書中微生物的界定遵循下列原則：

——該微生物通常必須是所申請適應證的病原體；

——該微生物必須有至少10%的可評價病例或10例可評價病例（高於二者其一即可）；

——微生物清除率必須為臨牀所接受。

FDA最終同意批准“腐生葡萄球菌”，主要是基於以下的考慮：

（1）FDA已經批准環丙沙星速釋劑型用於治療腐生葡萄球菌所致的急性單純性膀胱炎。

（2）CiproXR與速釋片均為腎清除，藥物容易到達尿液，且兩製劑的尿液濃度相似。

（3）在整個的給藥間隔兩製劑的尿液濃度保持在腐生葡萄球菌的MIC以上（其MIC90=0.50ug/ml）。

（4）但，腐生葡萄球菌不滿足最小病例數為10的要求，故需要加“*”加以限制，即“*表示安全性和有效性驗證的病例數小於10例”。需進行IV期臨牀研究，增加10－20例腐生葡萄球菌感染的病例方可去除這一限制。

5.FDA對專利名稱的考慮

FDA擔心專利名稱的迅速增長可能誤導/混淆而造成醫生處方錯誤，使患者可能用藥過量或用藥風險增加使不良反應發生率升高，故不推薦修改環丙沙星緩

釋片的專利名稱，而是使用“CiproXR”，以將錯誤使用該產品的可能降至最低。

（七）III期臨牀研究結果顯示CiproXR口服500mg每日一次共3天用於治療急性單純性尿路感染非劣效於速釋片口服250mg每日二次共3天，和安全

性與速釋片相當。

二、國外CiproXR研發的啓示與國內研發濃度依賴性抗生素緩釋製劑開發中需注意的問題

（一）立題方面

1.緩釋製劑研發的目的通常為不降低療效的前提下減少給藥次數，使血藥濃度更加平穩，降低不良反應發生率。經典的緩釋製劑的PK特點為降低速釋製劑的Cmax，AUC0－24與速釋製劑等效。濃度依賴性抗生素的療效與血藥濃度呈正相關。

以FDA批准的幾個喹諾酮類速釋製劑的用法為例：

（1）環丙沙星片2002年4月17日版説明書中的用法用量：

（2）左氧氟沙星片2003年5月23日版説明書中的用法用量：

（3）加替沙星片2004年1月6日版説明書中的用法用量：

可見，喹諾酮這類濃度依賴性抗生素的臨牀用藥方案是為了較快獲得較高的血藥峯濃度，以期較好的臨牀療效並不易引發耐藥。正是基於上述考慮，德國拜爾公司申報FDA的CiproXR的處方設計與經典的緩釋製劑不同，而是大約35%的劑量為速釋部分。

2.耐藥性研究

在開發一種抗生素的緩釋製劑之前，需要檢索相關文獻或進行相應的臨牀研究確認改變劑型前的速釋劑型臨牀應用中的耐藥情況。若該速釋製劑在臨牀應用中耐藥現象已經較為嚴重，則不宜在開發其緩釋製劑。

綜上，建議濃度依賴性抗生素在開發緩釋製劑時需慎重。

（一）CiproXR口服500mg，每日一次連服3天的給藥方案無臨牀前安全性擔憂，故未要求進行相應的非臨牀研究。

（二）PK/BA研究顯示，因製劑處方中加入了速釋成分，故達穩態時服用CiproXR500mg每日一次的AUC與服用速釋片250mg每日二次的AUC基本等效，服藥後第1天和第5天的Cmax比較CiproXR較速釋片分別高35%和37%。CiproXR給藥後以原型排泄到尿中的總量相同，與速釋片每日二次給藥相當。但給藥後12h尿液中濃度顯著高於速釋片。正是這些獨特的處方設計、PK/BA研究數據以及III期臨牀研究的結果支持了單純性尿路感染的適應證，CiproXR500mg可在不降低療效的前提下減少每日給藥次數。

（三）III期臨牀研究中療程設計為3天有明確的依據。III期臨牀研究的樣本量需經統計學計算確定。

（四）III期臨牀研究方案不能隨意變更，任何的變更均應有其合理性，且不應影響統計分析結果。

（五）III期臨牀研究中需要足夠多的病原菌陽性病例數。

（六）與原速釋製劑相比緩釋製劑的體內PK已經發生了明顯的變化，緩釋製劑的適應證需經過III期臨牀研究證實安全、有效方可確定，不能簡單地認為可與速釋製劑完全相同。

（七）慎用商品名，以免可能用藥過量或用藥風險增加使不良反應發生率升高以及醫生處方錯誤。

（八）抗生素耐藥的發生率是抗生素研發緩釋製劑時需要考慮的因素之一，藥物研發者和藥品評價機構對此應給予更多的關注。

“時間依賴型”抗生素：

範圍：β-內酰胺類、大環內酯類、甲氧苄啶/磺胺甲惡唑

定義：當4×MIC時，MIC和PAE已達最大值，即殺菌效應便達到了飽和的程度，再繼續增加血藥濃度，其殺菌效應不會再增加。

特點：無首次接觸效應，當濃度低於MIC時，不能抑制細菌生長，濃度達到MIC時，可有效地殺滅細菌。

“濃度依賴型”抗生素：

範圍：氨基糖苷類、喹諾酮類抗生素

定義：當血藥濃度超過MIC甚至達到8～10×MIC時，可以達到最大的殺菌效應

特點：

⑴有首次接觸效應(firstexposureeffect)

⑵有較長的抗生素後效應，因此這類藥物臨牀療效的關鍵是提高藥物濃度，所以給藥的關鍵是劑量，給藥的時間間隔也逐漸轉向一天一次療法。因為藥物毒性與峯值濃度相關，故一天一次給藥時應進行血藥濃度監測，以保證其安全性。.