藥物多晶性現(xiàn)象

       自19世紀20年代發(fā)現(xiàn)磷酸鈉具有兩種晶型后，化合物多晶性現(xiàn)象逐漸引起人們的關(guān)注。直到20世紀中期，人們發(fā)現(xiàn)不同企業(yè)、不同批次生產(chǎn)的藥物，在臨床中存在著一定的治療差異，經(jīng)過深入研究，人們發(fā)現(xiàn)，造成不同來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(wěn)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)化合物開展了相關(guān)的晶型研究，藥物多晶型的現(xiàn)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影響藥物溶解度、溶出度、生物利用度、生物等效性和穩(wěn)定性，同時也會影響藥物生產(chǎn)過程。該指導原則中，還提供了針對藥物多晶型進行研究及質(zhì)量控制的決策樹(圖1)。而各國政府機構(gòu)也逐漸開始對晶型做出了嚴格的規(guī)定。FDA規(guī)定，如果原料藥具有多晶性現(xiàn)象，需要在注冊時提供詳細的晶型數(shù)據(jù)，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(gòu)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

       《中國藥典》(2015年版)規(guī)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，應(yīng)對藥物晶型狀態(tài)進行定性或定量控制，并對藥物多晶型的定義、制備方法進行了介紹，同時規(guī)定了應(yīng)對藥物多晶型穩(wěn)定性、生物學性質(zhì)、溶解性或溶出度進行評價，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(xiàn)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(yī)藥企業(yè)帶來豐厚的市場利潤，甚至在與國際大型制藥公司的糾紛中成為贏家。

       阿德福韋酯

       阿德福韋醋(AdefovirDipivoxil)是阿德福韋的前體，在體內(nèi)水解為阿德福韋發(fā)揮抗病毒作用，為小分子開環(huán)核昔酸類似物，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(xiàn)后，在國內(nèi)外研究，人們主要研阿德福韋醋的有效晶體轉(zhuǎn)型，通過溶劑、過飽和度、溫度以及晶種的研究，從不同動力學條件研究了對晶型、轉(zhuǎn)晶時間或者粒度的影響。

       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)了著名的“正大天晴訴天津藥物研究院阿德福韋酯晶型無效案”。阿德福韋酯于2002經(jīng)美國FDA批準上市，但在我國，原研藥廠吉爾利德公司對該化合物未申請專利保護，僅對其4種晶型進行專利申請，包括I型(無水結(jié)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機鹽復合物)。由于阿德福韋酯化合物專利在國內(nèi)未受保護，因此該藥物在國內(nèi)的市場競爭異常的白熱化。

       正大藥業(yè)和天津藥物研究院最早開發(fā)出阿德福韋酯新晶體并獲得專利保護，正大天晴研制開發(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，天津藥物研究院開發(fā)的阿德福韋酯結(jié)晶體(商品名“代丁”)于2005年4月上市銷售，“名正”與“代丁”的市場份額分別為18.4％、41.4％。雙方自2006年起就一直存在侵權(quán)糾紛。該無效案最終由專利復審委經(jīng)審查作出第13804號無效宣告請求審查決定，維持天津藥物研究院相關(guān)專利權(quán)利要求1-7有效，雙方最終達成和解。

       阿昔洛韋

       阿昔洛韋(Acyclovir)是一種嘌呤核苷類似物，于1981年問世，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(shù)據(jù)。之后直到1996年，有關(guān)阿昔洛韋多晶型的研究才見文獻報道。人們發(fā)現(xiàn)，阿昔洛韋存在2種穩(wěn)定的無水晶型(晶1型和晶2型) 、一種不穩(wěn)定的無水晶型，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氫鍵作用力形成的水溶劑化合物，也稱為假多晶型。

       圖3. 阿昔洛韋2/3水合物的X射線單晶衍射圖

       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 批準上市并開始在國內(nèi)銷售。它進入體內(nèi)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(yīng)癥。

       目前大量專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)的專利授權(quán)。其中，鹽酸伐昔洛韋的無水晶型具有優(yōu)異的穩(wěn)定性且不易吸潮，且無定型態(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(xiàn)晶Ⅷ型，藥代動力學研究發(fā)現(xiàn)。晶Ⅷ型在6種溶劑系統(tǒng)中溶解度均優(yōu)于晶I型、晶Ⅳ型，但是大鼠體內(nèi)生物學表現(xiàn)基本相同。

       利巴韋林

       利巴韋林(ribavirin) 又稱為三氮唑核苷，病毒唑(virazole)，是臨床一線抗病毒治療的化學藥物，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(xiàn)象，早在1976年P(guān)rusiner等發(fā)現(xiàn)利巴韋林存在2種晶型(晶A型、晶B型)。協(xié)和藥物研究所通過對利巴韋林多晶型篩查技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)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)晶型樣品的熔點值差異較大，熔點值順序為晶B型＞晶A型＞晶C 型，利巴韋林晶D型熔點值低于40 ℃ ，說明該晶型樣品的穩(wěn)定性較差。大鼠口服利巴韋林不同晶型后，在體內(nèi)同一時間點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(xiàn)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(xiàn)療效有不同程度的減弱甚至無效，并且都出現(xiàn)了沉淀。究其原因是藥物發(fā)生了晶型轉(zhuǎn)變，由最初的晶I型轉(zhuǎn)變另一種分子構(gòu)象的、溶解度更低、熱力學更穩(wěn)定的晶II型。導致該藥從市場撤出。原研藥企業(yè)Abbott為此不得不重新開發(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(xiàn)，具有順式構(gòu)象的晶II型有更穩(wěn)定的堆積排列，且晶II型中存在的一系列長短氫鍵使其比晶I型穩(wěn)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(shù)，能形成更穩(wěn)定的堆積結(jié)構(gòu)。

       圖5.利托納韋晶I型(黃色)和晶II型(紅色)的分子構(gòu)象

       總結(jié)

       我們在進行藥物研發(fā)時，總是希望藥物具有一定的穩(wěn)定性的，這樣才能更好的實現(xiàn)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(wěn)定型結(jié)晶較亞穩(wěn)定結(jié)晶有較小的溶解，故藥物無定型態(tài)卻常常表現(xiàn)出較好的吸收。如何合理地將利用化學修飾、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)注的問題。

       參考文獻：

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       8. 王磊編著,生物制藥專利對策,軍事醫(yī)學科學出版社

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       10. 周夢青，洛韋類抗病毒 藥物的晶型研究

       11. 邢逞，利巴韋林的多晶型研究及藥動學評價

       12. 李龍，利托那韋兩種構(gòu)象異構(gòu)晶型的晶體結(jié)構(gòu)分析

       13. 趙睿，抗病毒 藥物的晶型研究

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