企業(yè)展示

首頁
 — 企業(yè)展示
 — 有濟說

有濟說 | 眼科藥物非臨床藥代動力學研究策略

是我們通向世界的窗戶,隨著世界人口老齡化程度的提高、生活方式的改變,白內(nèi)障、青光眼、年齡相關性黃斑變性(AMD)、糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)、糖尿病性黃斑水腫(DME)、視網(wǎng)膜靜脈阻塞(RVO)、干眼病及過敏性結膜炎等眼科疾病,發(fā)病率逐年上升,在當前全球人口老齡化不斷加劇的背景下,這些“定時炸彈”不僅影響個人的身體健康和生活質量,還給家庭和社會帶來了嚴重的經(jīng)濟負擔,已成為重大公共衛(wèi)生問題和社會問題。


隨著科學技術的不斷發(fā)展以及人們對眼科疾病發(fā)病機制認識的不斷深入,眼科治療藥物研發(fā)取得了突破性的進展。全球藥物市場分析數(shù)據(jù)顯示,眼科藥物市場增長約是醫(yī)藥行業(yè)整體增長速度的2.5 倍[1]。越來越多的新創(chuàng)企業(yè)和生物公司加入到眼科藥物研發(fā)行列,眼科藥物開發(fā)正面臨前所未有的機遇。眼科藥動學是藥動學的一個分支,研究眼部各組織對藥物吸收、分布、代謝和排泄的時間過程,并可用數(shù)學模型進行定量表示,相對整體藥動學更精細、復雜。





一、眼的解剖結構

眼由眼球壁和內(nèi)容物構成。眼球壁由三層組織構成,外層為纖維膜(包括眼前部透明的角膜、后部白色的鞏膜及中間起連接作用的角膜緣),中層為葡萄膜(由虹膜、睫狀體和脈絡膜組成),內(nèi)層為視網(wǎng)膜。

眼內(nèi)容物包括房水、晶狀體和玻璃體,與角膜一起構成眼的屈光系統(tǒng)。其中晶狀體是眼內(nèi)重要的透明實體組織,它位于虹膜后、玻璃體前,被晶狀體懸韌帶固定于睫狀體之間。晶狀體之前的眼結構稱為眼前段,約占眼球的1/3,由角膜、結膜、虹膜、睫狀體、晶狀體和房水組成;晶狀體之后的眼結構為眼后段,約占眼球的2/3,由鞏膜、脈絡膜、視網(wǎng)膜及充滿玻璃體液的玻璃體組成[2-3]。

1.png





二、眼科藥物常見給藥途徑

眼部給藥途徑大致可分為三類:局部給藥(滴眼液、眼膏、眼凝膠等)、眼內(nèi)(玻璃體腔注射及前房注射等)或植入給藥、眼周給藥(結膜下、球后、球周、筋膜下給藥等)。用于治療眼前段疾病的藥物常采用局部給藥途徑,治療眼后段疾病的藥物常采用眼內(nèi)、眼周注射或植入給藥途徑。

1

?

局部給藥

局部給藥患者用藥方便,可選擇性的將藥物遞送到眼前段組織中,是目前眼科藥物的主要給藥途徑。

角膜前淚液體積僅7~10 μL,且淚液每2~3 min周轉一次,因此滴眼液常采用下結膜囊給藥[2]。結膜囊最大體積約為30 μL,由于眨眼等生理反應,大部分藥物會通過鼻淚管或面頰排出。由于眼的靜態(tài)屏障和動態(tài)屏障,最終僅有1% ~ 7% 的藥物進入房水中。藥物一旦進入房水,可很快分布到虹膜和睫狀體中[3],進入房水的少量藥物很難再進入眼后段組織中達到有效的治療濃度,因此眼后段疾病治療藥物一般不采用局部給藥途徑。

2

?

玻璃體腔注射

玻璃體腔給藥可將溶液、混懸液等直接注射進入玻璃體腔中,藥物可直接與視網(wǎng)膜接觸。玻璃體腔注射藥物,一般需幾個小時才能擴散分布至整個玻璃體腔。進入玻璃體的藥物同時也可擴散到眼前段組織或跨過視網(wǎng)膜內(nèi)屏障進入視網(wǎng)膜毛細血管中消除[3]。受視網(wǎng)膜色素上皮細胞緊密連接的阻礙,藥物從玻璃體腔轉運到脈絡膜的速度很慢。影響玻璃體腔中藥物暴露的因素包括給藥劑量、分布容積和消除速率。玻璃體腔中藥物的清除速率主要和藥物分子量有關,小分子藥物相對大分子藥物清除速率更快。

與眼周給藥途徑相比,玻璃體腔注射可獲得更高的玻璃體、視網(wǎng)膜、脈絡膜藥物濃度,適用于眼底疾病治療藥物。但這種給藥方式會帶來嚴重的不良反應,如眼內(nèi)炎癥、晶狀體渾濁、視網(wǎng)膜脫落、視網(wǎng)膜出血等[4]。

3

?

眼周給藥

眼周給藥包括結膜下、球后、球周及筋膜下等給藥途徑,靠近鞏膜部位[3-4]。鞏膜是由膠原纖維構成的纖維組織,藥物通透性較高。經(jīng)眼周給藥,藥物可穿過鞏膜,在視網(wǎng)膜和玻璃體腔中達到較高的藥物濃度,這是眼后段組織給藥最常采用的給藥方式。

  • 結膜下給藥:結膜是一種薄而半透明的黏液分泌組織,與角膜相連,覆蓋在鞏膜上方,在結膜和鞏膜之間的空隙即為結膜下。結膜下給藥一次可給予大約500 μL。


  • 筋膜下給藥:可將藥物直接注射于筋膜囊和鞏膜之間的間隙中,一次最大可注射4 mL,常用于眼科手術時的麻醉劑給藥,常見的不良反應包括結膜下出血、結膜腫脹及眼部疼痛。
  • 球周給藥:在上下直肌和內(nèi)外直肌外側給藥,根據(jù)注射部位又分為前或后球周注射,一般用于白內(nèi)障手術時的麻醉藥物給藥,一次可注射8 ~10 mL。


  • 球后給藥:一種直接穿過眼瞼和眶筋膜將藥物注射入上下直肌和內(nèi)外直肌的肌間隙,主要用于麻醉藥物,這種給藥方式有損傷視神經(jīng)的風險。


不同給藥途徑的優(yōu)缺點見下表1[5-8]

2.png

【表1】不同眼部給藥途徑的優(yōu)缺點





三、動物種屬的選擇依據(jù)

由于眼的解剖結構存在種屬差異,不同物種眼球對于藥物的容納體積不同,藥物在眼內(nèi)的作用方式也不同。如對于藥物-黑色素親和性的研究,應選擇眼內(nèi)含有黑色素的有色動物。要根據(jù)藥物的性質、劑型等特點選擇合適的動物種屬,從而對非臨床安全性評價數(shù)據(jù)能夠有更加科學的解釋。

人的視盤與視覺中央?yún)^(qū)域的相對位置為鼻側和顳側;非人靈長類動物(NHP) 視盤與視覺中央?yún)^(qū)域的相對位置為鼻側和斜上方的眼底上半球;小型豬的視盤與視覺中央?yún)^(qū)域的相對位置為眼底下半球和上半球;而兔子與小型豬相反,視盤與視覺中央?yún)^(qū)域的相對位置為眼底上半球和下半球;貓和犬的眼球有獨特的絨氈層結構,絨氈層是反射性的藍/綠/黃色層,位于眼底上半球,在具有絨氈層的動物眼球中,視網(wǎng)膜色素上皮層幾乎沒有色素或根本沒有色素(否則會破壞光放大作用的目的),可使絨氈層的顏色得以顯示出來;犬的黃斑發(fā)育不完整,NHP眼底有一個橢圓形的視盤和發(fā)育良好的黃斑,有一中央動脈供應系統(tǒng),有中心無血管區(qū)。除NHP外很多動物都沒有黃斑區(qū),總體上講NHP與人眼的解剖結構最為接近。

對于眼底疾病治療的生物技術藥物,非臨床研究的動物種屬應首選NHP。

人類約75-80% 的淚液量通過每次眨眼排出。據(jù)估計,高達 80% 的滴眼液可被吸收而分布全身,其中部分通過結膜的血管吸收,而大部分液體則通過鼻淚管系統(tǒng)直接到達高吸收性的鼻粘膜。眼瞼的大小和形狀對藥物的全身吸收也有一定的影響。眼瞼較松弛且結膜囊較大的動物(例如兔)在眨眼時可吸收比非人靈長類動物更多的“液滴”,因為非人靈長類動物的眼瞼更貼緊于眼球,其通過眨眼流出到周圍皮膚和被毛上的液體量可能更高(參見圖1)。在犬和兔中所觀察到的滴眼給藥后的全身吸收是相似的。由于兔易獲得、成本低,小分子藥物常采用兔開展藥代動力學研究;大分子藥物受免疫原性及嚴重炎癥反應影響,常采用猴開展藥代動力學研究。

3.png

【圖1】眼瞼結構和眼球暴露:a 食蟹猴 b 犬 c 新西蘭大白兔 d 哥廷根小型豬 e Brown Norway大鼠 f 白化小鼠


由于眨眼可影響局部給藥的供試品在眼內(nèi)的停留時間以及淚膜,因此眨眼頻率可提供不同種屬給藥后局部或全身反應的一些解釋角度。與較慢的眨眼速率相比,更快的眨眼速率可縮短藥物在眼部的停留時間,并改變局部給藥供試品的全身吸收特征。不同種屬的眨眼頻率見表2。

4.png

【表2】不同種屬的平均眨眼頻率[9]





四、眼組織生物樣品的采集和處理

對于眼部藥代動力學研究而言,采樣時間點的確定對研究結果有重大影響,若采樣點過少或選擇不當,得到的眼部血藥濃度-時間曲線不能反映藥物在眼內(nèi)的實際過程,也無法獲得合理的眼部藥代動力學參數(shù)。與全身藥代動力學類似,完整的眼部血藥濃度-時間曲線應包括藥物的吸收相、平衡相及消除相,因此采樣點的設計應兼顧各個時相。整個采樣時間一般應至少持續(xù)到峰濃度的1/10,以準確判斷藥物在眼內(nèi)作用的持續(xù)時間。對具有緩、控釋作用的滴眼劑應特別注意消除相的分布,以有效評估藥物濃度在眼內(nèi)的保持時間及藥物的消除規(guī)律。

由于眼部采樣的特殊性,一般無法在同一受試眼中連續(xù)采集生物樣品,需按不同時間點對受試者進行隨機分組采樣,每個時間點通常至少應有6只受試眼的數(shù)據(jù),以減少試驗誤差。眼部藥代動力學樣本濃度的個體差異較大,因而在正式試驗前,通常需先選擇少量受試者進行預試驗,并根據(jù)預試驗的結果調整采樣點。

眼由多種異質性的組織和液體組成,在進行眼組織藥代動力學研究時,需要對各組織、液體進行精細分離。

按照結構組成和樣品后續(xù)處理程序的不同分為:

① 淚液,主要由蛋白、脂質、碳水化合物和電解質組成,可采用淚液檢測濾紙條采集;


② 房水,和血漿超濾液電解質濃度基本相似,但房水中蛋白含量很低,約是血漿蛋白濃度的0.5%,樣品處理方法相對簡單;


③ 玻璃體液,主要由水組成,但含有膠原蛋白、透明質酸及其他蛋白聚糖,這使玻璃體液具有凝膠樣性質,藥物在玻璃體液中不均勻分布,因此應將全部玻璃體液混勻后再取樣分析;


④ 角膜、鞏膜和晶狀體組織含有膠原蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖,難以勻漿,需要更長或更多的勻漿處理操作;


⑤ 虹膜、睫狀體、脈絡膜和視網(wǎng)膜組織中存在黑色素,若藥物與黑色素結合,可能會影響藥物的檢出,樣品處理和分析時應考慮黑色素結合對檢測結果的影響。


動物安樂死后,眼組織中的生物屏障會迅速破壞,藥物會在整個眼組織中迅速達到平衡。眼組織中的酯酶在離體條件下也有一定的活性。因此處理動物后,應迅速摘取眼球并立即放入液氮或干冰中保存,以防止藥物轉移到鄰近組織中或被代謝消除,解剖分離眼組織時也應全程在冷凍狀態(tài)下完成[10-11]。

結語

眼具有的特殊的解剖生理結構和屏障系統(tǒng),使外源藥物很難進入眼內(nèi)。不同給藥途徑下,藥物在眼內(nèi)的藥代動力學特征和風險也各不相同。

因此,眼科新藥非臨床研究也不同于其他藥物,藥效、藥代動力學方面需證明藥物可在靶組織中達到有效治療濃度,安全性方面需同時考察全身毒性和眼局部毒性。對于眼科新藥,應根據(jù)擬定適應證、用藥人群、給藥途徑、給藥期限、給藥頻率,按照“Case-by-Case”及“基于風險”的原則分階段的開展相應的非臨床研究,為擬開展的臨床試驗或上市提供支持性數(shù)據(jù)。

參考文獻:

[1]Gower NJ,Barry RJ,Edmunds MR,et al.Drug discovery in ophthalmology:past success,present challenges,and future opportunities [JJ.BMC Ophthalmol,2016,161):1-11.
[2] Barar J,Aghanejad A,Fathi M,et al.Advanced drug delivery and targeting technologies for the ocular diseases [J] Biolmpacts,2016,6(1):49-67.
[3] Agrahari V,Mandal A,Agrahari V,et al.A comprehensive insight on ocular pharmacokinetics [J].Drug Deliv Transl Res,2016,6(6):735-754.
[4] Cholkar K,Vadlapudi AD,Trinh HM,et al.Compositions,Formulation,pharmacology,pharmacokinetics, and toxicity of topical,periocular,and intravitreal ophthalmic drugs [M].Gilger,Brian C.Ocular pharmacologyand toxicology.New York:Humana Press.2014:91-118.
[5] Carvalho Im,Marques CS,Oliveira RS,et al.Sustained drug release by contact lenses for Glaucomatreatment-Areview [J].J Control Release,2015,202:76-82.
[6] Nayak K,Misra M.A review on recent drug delivery systemsfor posterior segment of eye [J].Biomed Pharmacother,2018,107:1564-1582.
[7] Johnson KS,Chu DS.Evaluation of sub-Tenon triameinoloneacetonide injections in the treatment of seleritis [J].Am J Oph-thalmol,2010,149(1):77-81.
[8] Mandal A,Bisht R,Rupenthal I,et al.Polymeric mi-celles for ocular drug delivery:From structural frameworks to re-cent preclinical studies J Control Release,2017,248:96-116.
[9] Weir A B, Collins M.[Molecular and Integrative Toxicology] Assessing Ocular Toxicology in Laboratory Animals || Comparative Ocular Anatomy in Commonly Used Laboratory Animals[J]. 2013, 10.1007/978-1-62703-164-6(Chapter 1):1-21.DOI:10.1007/978-1-62703-164-6_1.
[10] 武峰,趙秀麗,滴眼劑人眼部藥代動力學研究的方法學探討[J].中國臨床藥理學雜志,2015,31(5):395-397.
[11] 戴學棟,眼科藥物非臨床研究的考慮[J]. 中南藥學雜志,l672-2981(2018)10-1345-04.


會員登錄

返回頂部

注冊

姓名*

公司名稱*

郵箱*

電話號碼*

驗證碼* 獲取驗證碼

您想咨詢的業(yè)務*

登錄

電話號碼*

驗證碼* 獲取驗證碼

注冊賬號

完善信息

公司名稱*

姓名*

郵箱*

您想咨詢的業(yè)務*

注冊須知

注冊賬號

部分本平臺服務僅向注冊用戶提供,如果您使用本平臺提供的網(wǎng)絡存儲空間進行視聽、文字等內(nèi)容的上傳及傳播等,請先根據(jù)本協(xié)議及其他本平臺規(guī)則提示的規(guī)則、流程注冊成為注冊用戶,并確保注冊信息的真實性、正確性及完整性,如果上述注冊信息發(fā)生變化,您應及時更改。

您應對注冊獲得的本平臺賬號(以下簡稱“賬號”)項下的一切行為承擔全部責任,不得侵犯包括但不限于本平臺在內(nèi)的任何主體的合法權益。

您理解并同意,您僅享有賬號及賬號項下由本平臺提供的虛擬產(chǎn)品及服務的使用權,賬號及該等虛擬產(chǎn)品及服務的所有權歸本平臺所有(法律法規(guī)另有規(guī)定的除外)。未經(jīng)本平臺書面同意,您不得以任何形式處置賬號的使用權(包括但不限于贈與、出借、轉讓、銷售、抵押、繼承、許可他人使用)。如果本平臺發(fā)現(xiàn)或者有合理理由認為使用者并非賬號初始注冊人,本平臺有權在不通知您的情況下,暫?;蚪K止向該注冊賬號提供服務,并注銷該賬號。

您應妥善保管賬號信息、賬號密碼以及其他與賬號相關的信息、資料。如因您的原因,造成賬號信息、資料、數(shù)據(jù)的變動、滅失或財產(chǎn)損失等,您應立即通知本平臺并自行承擔相關法律后果。



本平臺上的內(nèi)容

本平臺上的內(nèi)容是指經(jīng)由本平臺提供的服務,以上傳、張貼或任何其他方式傳送或傳播的任何資訊、資料、文字、軟件、音樂、音頻、照片、圖形、視頻、信息、鏈接或其他資料,無論系公開還是私下傳送(以下簡稱“內(nèi)容”),內(nèi)容提供者、上傳者應對其提供、上傳的內(nèi)容承擔全部責任,如果給本平臺造成損失的,還應向本平臺承擔賠償責任。對于第三方因用戶上傳的內(nèi)容向本平臺主張權利的,本平臺有權在不事先通知內(nèi)容提供者、上傳者的情況下直接采取刪除、屏蔽、斷開鏈接等必要措施。

您在本平臺上傳或發(fā)布的內(nèi)容,您保證對其享有合法的著作權或相應授權,本平臺有權展示、散布及推廣前述內(nèi)容。

為提高您內(nèi)容曝光量及發(fā)布效率,本平臺將額外為您提供全球范圍內(nèi)的展示和推廣服務,您同意您在本平臺的賬號所發(fā)布的全部內(nèi)容均授權本平臺以您的賬號同步至本平臺運營的全部產(chǎn)品,包括但不限于PC、平板、手機、電視、機頂盒、可穿戴設備等全部客戶端軟件和/或網(wǎng)站。同時,您允許本平臺在同步并展示內(nèi)容時可自行或委托第三方進行必要的處理(包括但不限于翻譯、匯編、改編等)。您在此確認并同意,本平臺有權自行或委托第三方在與上述內(nèi)容、本平臺產(chǎn)品及相關服務、本平臺和/或本平臺品牌有關的任何宣傳、推廣和/或研究中以適當?shù)姆绞介_發(fā)和使用上述內(nèi)容(全部或部分)。