生物利用度评价与临床药动学研究

王凌、蒋学华四川大学华西药学院

临床药学与药事管理学系

引言

生物药剂学（ Biopharmaceutics ） 研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代谢和排泄过

程，阐明药物剂型因素、机体生物因素与药物效应间关系的科学。

药动学 (pharmacokinetics) ： 应用动力学原理与数学处理方法，定量描述药物在体内

动态变化规律的学科。 临床药动学 (Clinical Pharmacokinetics) ： 研究药物在人体内的动态变化规律，并应用于临床给药

方案制定和药物临床评价的应用性技术学科。

提要 制剂生物等效性； 生物利用度； 生物利用度评价的主要药动学参数； 生物利用度用于制剂生物等效性评价的条件； 生物利用度的试验设计方法； 生物利用度试验基本要求； 新药临床药动学研究基本内容； 新药临床药动学研究基本要求；

1 、药物生物等效性 与生物利用度

1.1 药学等值性 ( 药剂等值性 )

1.2 生物等效性1.3 生物利用度

1.1 药学等值性 Pharmaceutical equivalence

★同一药物相同剂量制成同一剂型，在质量评价指标符合规定标准时所具有的质量性质称药学等值性。具有药学等值性的制剂间称药学等值剂。☆药学等值性是药物制剂质量的基本要求。☆药学等值并不等于生物学等效。

1.2 生物等效性 Bioequivalence

★生物等效性指药物临床效应的一致性。☆ 临床效应：药物治疗效果与毒副反应。 ☆ 评价方法 - 药动学研究方法 - 药效学研究方法 - 临床比较试验方法 - 体外研究方法

1.3 生物利用度 Bioavalability

生物利用度指制剂中药物被吸收进入体循环的速度与程度。

★ 相对生物利用度 Relative Bioavalability

★ 绝对生物利用度 Absolute Bioavalability

华西药学院临床药学研究中心

2 、 生物利用度评价的药动学基础

2.1 药物效应与血液药物浓度

2.2 生物利用度评价的常用药动学参数

2.3 影响药物生物利用度的因素

� � � → →药物 药物 吸收 → →分布、代谢 血药 DR 药物 � � � � � � � � 制剂 浓度 效应

� � � � � � � � � � � D� � � � � � � � ＝DP

D� � � � � � � � � � � ＝DT 排泄 DU D� � � � � � � � � � � ＝DM DMU � � � � � � � � � � �

� � � � 图 1 血药浓度与药物效应示意图

2.1 药物效应与血液药物浓度

2.1 药物效应与血药浓度

B

C

A

Cmax

Tmax

2.2 生物利用度评价的常用药动学参数

制剂生物等效性评价的药动学研究方法，是以药动学参数为指标，比较同一种药物的相同或者不同剂型的制剂，在相同的试验条件下，其活性成分吸收程度和速度有无统计学差异的人体试验。

单剂量给药时生物利用度评价的主要药动学参数

AUC0→∞ 、 AUC0→t

Cmax tmax 等。

2.3 影响生物利用度的因素

剂型因素

生物学因素

临床给药方法

3 生物利用度评价 在新药开发研究中的作用

2007 年颁布的《药品注册管理办法》化学药品注册分类 5 和注册分类 6 中固体口服制剂，需进行生物等效性试验。

注：化学药品注册分类 5 ：改变国内己上市销售药品的剂型，但不改变给药途径的制剂。化学药品注册分类 6 ：己有国家药品标准的原料药或者制剂。

4 药物制剂生物利用度研究流程4.1 申请人向临床研究机构提出申请4.2 机构办公室审核临床批件、药品检验报告并熟悉受试药物4.3 签订合同4.4 拟定研究计划、知情同意书样稿、伦理申请表并进行伦理申请4.5 生物样品检测方法建立与评价4.6 受试者组织与培训、签定知情同意书、受试者体检并分组4.7 受试者用药与生物样本采集4.8 生物样品中药物浓度测定4.9 试验数据的处理与统计分析4.10 新药报批资料的撰写4.11 试验药品的处理、测定完毕生物样品的处理4.12 资料归档

5 生物利用度评价的基本方法与要求

5.1 研究单位的基本条件

5.2 申请人在临床研究中的工作

5.3 供试品的基本要求

5.4 参比制剂的选择

5.5 检测方法的选择与评价

5.6 对受试对象的要求

5 生物利用度评价的基本方法与要求

5.7 试验设计5.8 洗净期确定5.9 给药剂量与方法确定5.10 采样点的确定5.11 结果处理方法5.12 统计分析5.13 其它 伦理学考虑、临床监护、研究记录及研究报告的要

求

5.1 研究单位的基本条件★ 新药生物等效性试验是临床研究内容。必须经 SFDA 批准的药品临床试验机构，并具有进行Ⅰ期临床试验的资格；必须执行《药物临床试验质量管理规范》（ good clinical practice,“GCP” ）。★ 基本条件☆ 良好的医疗监护条件☆ 良好的分析检测条件☆ 良好的数据分析与处理条件

5.2 申请人在临床研究中的工作

申请人应当与选定的临床研究负责和参加单位签定临床研究合同，提供受试者知情同意书样稿和临床试验研究者手册，参照有关技术指导原则完善临床研究方案，并提请临床试验机构伦理委员会对临床研究方案的科学性和涉及的伦理问题进行审查。

申请人在药物临床研究实施前，应当将已确定的临床研究方案和临床研究负责单位的主要研究者姓名、参加研究单位及其研究者名单、伦理委员会审核同意书、知情同意书样本等报送 SFDA备案，并报送临床研究单位所在地省、自治区、直辖市 FDA 。

5.2 申请人在临床研究中的工作

药物临床研究过程中，申请人应当指定具有一定专业知识的人员监督执行 GCP 。

申请人发现临床研究者违反有关规定或者未按照临床研究方案执行的，应当督促其改正；情节严重的，可以要求暂停临床研究，或者终止临床研究，并将情况报告 SFDA 和有关省、自治区、直辖市 FDA 。

5.3 供试品的基本要求

临床研究用药物，应当在符合《药品生产质量管理规范》条件的车间制备。制备过程应当严格执行《药品生产质量管理规范》的要求。应为中试或生产规模的产品。申请人可以按照拟定的临床试验用样品标准自行检验临床试验用药物 ; 也可以委托药品检验所进行检验；疫苗类制品、血液制品、 SFDA规定的其他生物制品，应当由SFDA指定的药品检验所进行检验。……申请人对临床研究用药物的质量负责。

5.4 参比制剂的选择

临床试验对照药品应当是已在国内上市销售的药品。对必须要从国外购进的药品，需经 SFDA批准。

5.5 检测方法的选择与评价★ 方法首选色谱法★ 评价◎特异性（ 6 个个体的空白、对照品 / 内标 + 空白、样品）◎标准曲线与线性范围（ ≥ 6 个点、包含全部样品浓度范围 , r > 0.99）◎精密度（ RSD≤15%、 LLOQ附近≤ 20% , 低浓度选择在 LLOQ 的 3 倍以内，高浓度接近于标准曲线的上限，中间选一个浓度。在测定批内精密度时，每一浓度至少制备并测定 5 个样品。为获得批间精密度应至少在不同天连续制备并测定 3 个合格的分析批）◎准确度： 方法回收率（ 85%～ 115%、 LLOQ附近 80% ～ 120% ） 萃取回收率（一般要求＞ 50%）◎定量下限（ Lower Limit of quantitation， LLOQ )LLOQ 应能满足测定 3 个消除半衰期时样品中的药物浓度或能检测出 Cmax 的 1 ／ 10时的药物浓度。其准确度应在真实浓度的 80%～ 120%范围内，相对标准差 (RSD)应小于 20%。应至少由 5 个标准样品测试结果证明。

5.5 检测方法的选择与评价◎样品稳定性室温、冰冻、冻融、样品处理后 , 储备液的稳定性◎方法质量控制每个分析批生物样品测定时应建立新的标准曲线，并随行测定高、中、低三个浓度的质控样品。每个浓度至少双样本，并应均匀分布在未知样品测试顺序中。当一个分析批中未知样品数目较多时，应增加各浓度质控样品数，使质控样品数大于未知样品总数的5%。质控样品的 RSD ＜ 15%; LLOQ附近 RSD＜ 20%；最多允许 1/3 的质控样品结果超过上述限度，但不能出现在同一浓度质控样品中。如质控样品测定结果不符合上述要求，则该分析批样品测试结果作废。

5.6 对受试对象的要求

★ 健康成年男性。 健康：体检、体重指数 成年： 18～ 40 周岁★ 受试者例数≥ 18 。★ 自愿签署知情同意书 特殊情况：儿童用药以健康成人作受试者；妇产科用药以健康成人妇女作受试者；

5.7 试验设计 试验设计目的：减少不同试验周期和个体差异对试验结果的影响。

一个受试制剂与一个参比制剂比较的情况下，采用两制剂双周期随机交叉试验设计；

试验包括 3个制剂（ 2个受试制剂和 1个参比制剂）时，宜采用 3 制剂 3周期二重 3×3拉丁方随机交叉试验设计。

随机：受试者选取、分组及药品使用顺序的随机性 交叉：自身对照

两制剂双周期随机交叉试验设计

受试者 周 期

分 组 1 2

A 受试制剂 参比制剂

B 参比制剂 受试制剂

3 制剂 3 周期二重 3×3 拉丁方随机交叉试验设计

受试者 周 期分 组 1 2 3A 受试制剂 A 受试制剂 B 参比制剂B 受试制剂 B 参比制剂 受试制剂 AC 参比制剂 受试制剂 A 受试制剂 BD 受试制剂 A 参比制剂 受试制剂 B E 参比制剂 受试制剂 B 受试制剂 AF 受试制剂 B 受试制剂 A 参比制剂

5.8 洗净期确定

洗净期（ washout period ） : 自身对照试验时，两次处理间的间隔时间。

洗净期应在 7t1/2以上时间。

5.9 给药剂量与方法确定★剂量一般应与临床用药剂量一致。受试制剂和参比制剂需

要使用不相等剂量时，应说明理由。★试验前禁食过夜 10小时。于次日早晨空腹服用受试制剂

或参比制剂，用 150～ 200ml温开水送服；服药 2小时后方可再饮水， 4小时后进统一餐。

★受试者服药后应避免剧烈运动，亦不得长时间卧床。

5.10 采样点的确定

★在药时曲线各时相及预计峰时间前后应有足够采样点。★一般在吸收相大约取 2－ 3个点， Tmax附近至少取

3个点，消除相取 3－ 5个点，一般不少于 11～ 12个采样点。

★采样持续到受试药原形或其活性物 3t1/2以上时间，或持续采样至血药浓度为 1／ 10 Cmax 以后， AUC0-t/AUC0-∞大于 80% 。

★对于长半衰期药物，应尽可能取样持续到足够比较完整的吸收过程。

5.11 结果处理方法★列表给出各受试者经时过程的血药浓度数据、平均值及标准

差，并绘制血药浓度时间曲线。★ 提供生物利用度评价所需参数： 峰值血药浓度 Cmax 、达峰时间 tmax ：均为实测值。 药时曲线下面积 AUC0→t 或 AUC0→∞采用面积法计算； 生物利用度 F ： F＝ AUCT/AUCR F＝ AUCT×DR/AUCR×DT

★提供其它药动学参数。如 MRT、 t1/2、 CL、 V 、 F 等。★尽量能提供用血药浓度时间数据拟合得到的血药浓度随时间

变化的规律（药动学公式）和其它药动学参数。

5.12 统计分析★对数转换★等效性检验的统计方法：双单侧 t 检验法（ two one side test）。★等效性检验标准受试制剂 AUC的 90％可信限落在参比制剂 0.8－1.25 范围内， Cmax 的 90 ％可信限落在 0.70 －1.43 范围内（如有必要时， Tmax 经非参数法检验无差异），可以认定受试制剂与参比制剂生物等效。

6 新药临床药动学研究

6.1 药动学与临床药动学

6.2 新药临床药动学研究的基本内容

6.3 新药临床药动学研究的试验设计

6.1 药动学与临床药动学 药动学 (pharmacokinetics) 应用动力学原理与数学处理方法，定量描述药物在体内动态变化规律的学科。

临床药动学 (Clinical Pharmacokinetics)

研究药物在人体内的动态变化规律，并应用于临床给药方案制定和药物临床评价的应用性技术学科。

6.1 药动学与临床药动学

临床药动学研究内容 新药临床药动学研究 药物制剂生物等效性评价 药物浓度与药物效应关系研究 疾病对药动学过程的影响研究 合并用药对药物体内过程的影响研究 不同给药方法（途径）的临床药动学基础研究 种族、个体变异对药物体内过程的影响研究……

6.2 新药临床药动学研究的基本内容

《药品注册管理办法》申请新药注册，应当进行临床试验。I 期临床试验：初步的临床药理学及人体安全性评价试验。观察人体对于新药的耐受程度和药动学，为制定给药方案提供依据。

6.2 新药临床药动学研究的基本内容

健康志愿者临床药动学研究目标适应症患者的临床药动学研究特殊人群的临床药动学研究

6.3 健康志愿者的临床药动学研究健康志愿者的临床药动学研究，包括 : 单次给药的药动学研究 ; 多次给药的药动学研究 ; 如为口服制剂，应进行食物对药动学的影响研究，以观察口服药物在饮食前、饮食后给药的药动学特征变化，特别是食物对药物吸收过程的影响 ;

药物代谢产物的药动学研究以及药物－药物的药动学相互作用研究。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究健康志愿者的选择健康状况：全面体检，并根据药理作用特点增加某些特殊检查；遗传多态型：已查明所研究对象的主要代谢酶具有遗传多态性，应查明受试者该酶的基因型或表型；性别：受试者性别应该是男女兼有，一般男女各半（特例：某些性激素类药物）；年龄和体重以 18 – 45岁为宜；

6.3 健康志愿者的临床药动学研究健康志愿者的选择 体重一般不应低于 50kg ；体重指数（ BMI ）一般在

19～ 24 范围内 [BMI ：体重（ kg）／身高（M） 2] 。因临床上大多数药物不按体重计算给药剂量，所以同批受试者的体重应比较接近；

一般 8－ 12例； 当药物毒性过大，有可能对受试者身心造成损伤时，

选择健康受试者是不适宜的，应该选用患有相应疾病的病人作受试者，并在Ⅱ、Ⅲ期临床试验时完成。如：细胞毒类抗肿瘤药物、抗心律失常药物、具有较大依耐性的镇痛药等。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究进食对口服药物制剂药动学影响的研究 目的：通过观察口服药物在饮食前、后服药时对药物

药动学，特别是对药物吸收过程的影响，旨在为后续临床研究制订科学、合理的用药方案提供依据。因此，研究时所进的试验餐应是高脂、高热量的配方，以便使得食物对胃肠道生理状态的影响达到最大，使进食对所研究药物的药动学的影响达到最大。

方法设计：试验通常可采用随机双周期交叉设计，也可以根据药物的代谢特性与单剂量交叉试验结合在一起进行。

受试者例数：每组 10～ 12 例。 药物剂量：选用Ⅱ期临床试验的拟订给药剂量。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究进食对口服药物制剂药动学影响的研究试验餐进食方法与给药方法从开始进食试验餐起计时，以排除进餐速度对服药时间的影响。试验餐要在开始进食后 30 分钟内吃完。并且在两个试验周期应保证试验餐的配方一致。餐后服药组应在进餐开始 30 分钟后给药，用 200-250mL 水送服。试验餐设计通常，高脂肪、高热量的食物更容易影响胃肠道生理，因此，试验餐选用高脂高热食物，食物中的高脂部分应能提供食物总热量的约 50％；高热量指能够提供大约 800-1000卡路里的热量。试验餐中热量来自于蛋白质、碳水化合物、脂肪应分别大约为 150卡路里、 250卡路里、 500-600卡路里。并具有适当的体积和粘度。在两个试验周期应保证试验餐的配方一致。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究

药物剂量 单次给药试验：一般选用低、中、高三种剂量。剂量的确定主要根据Ⅰ期临床耐受性试验的结果，并参考动物药效学、药动学及毒理学试验的结果，以及经讨论后确定的拟在Ⅱ期临床试验时采用的治疗剂量推算。高剂量组剂量必须接近或等于人最大耐受的剂量。 多次给药试验：根据Ⅱ期临床试验拟订的给药剂量范围，选用一个或数个剂量进行试验。食物影响试验：选用Ⅱ期临床试验的拟订给药剂量。

3 个剂量组的健康志愿者临床药动学试验设计

受试者 周 期分 组 1 2 3A 高 中 低 B 中 低 高C 低 高 中

受试者 9 人、不考虑用药顺序对结果的影响时的试验设计，采用三向交叉拉丁方设计，每组均有三个剂量，每次均有三个剂量：

3 个剂量组的健康志愿者临床药动学试验设计

受试者 周 期分 组 1 2 3A 高 中 低 B 中 低 高C 低 高 中D 高 低 中E 低 中 高F 中 高 低

受试者 12 人、需考虑用药顺序对结果的影响时的试验设计，采用 3剂量 3 周期二重 3×3 拉丁方交叉试验设计，保证每次均有三个剂量：

6.3 健康志愿者的临床药动学研究药动学参数的估算和评价 单次给药试验需提供参数有： Tmax（实测值）， Cmax（实测值）， AUC0-t， AUC0-∞， V ， K 、 t1/2， MRT、 CL或 CL/F。对药动学参数进行分析，说明其临床意义，并对Ⅱ期临床研究方案提出建议。多次给药试验需提供的参数有：包括达峰时间（ Tmax）、稳态谷浓度（ Css_min）、稳态峰浓度（ Css_max）、平均稳态血药浓度（ Css_av）、消除半衰期（ t1/2 ）、清除率（ CL 或 CL/F ）、稳态血药浓度 - 时间曲线下面积（ AUCss）及波动系数 (DF)等。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究

药动学参数的估算和评价

应根据试验结果，分析药物是否具有非线性动力学特征。主要参数 (AUC)的个体差异较大者 (RSD>50%)，提示必要时需作剂量调整或进行血药浓度监测； AUC集中于高低两极者提示可能有快代谢型、慢代谢型的遗传性代谢差异。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究

代谢产物的药动学研究 根据非临床药动学研究结果，如果药物主要以代谢方式消除，其代谢物可能具有明显的药理活性或毒性作用，或作为酶抑制剂而使药物的作用时间延长或作用增强，或通过竞争血浆蛋白和组织的结合部位而影响药物的处置过程，则代谢物的药动学特征可能影响药物的疗效和毒性。 对于具有上述特性的药物，在进行原形药物单次给药、多次给药的药动学研究时，应考虑同时进行代谢物的药动学研究。

6.3 健康志愿者的临床药动学研究

药物－药物的药动学相互作用研究 当所研究的药物在临床上可能与其他药物同时或先后应用，由于药物间在吸收、与血浆蛋白结合、诱导 / 抑制药酶、存在竞争排泌或重吸收等方面存在相互作用，特别是药物与血浆蛋白的竞争性结合、对药物代谢酶的诱导或抑制等均可能导致药物血浆浓度明显变化，使药物疗效和 / 或毒性发生改变需调整用药剂量时，应进行药物－药物的药动学相互作用研究。大多数药动学相互作用研究可在健康志愿者中进行。

6.4 目标适应症患者的临床药动学研究 在目标适应症患者，如其疾病状态可能对药物的药动学产生重要影响，应进行目标适应症患者的药动学研究，明确其药动学特点，以指导临床合理用药。

一般这类研究应在Ⅱ期和Ⅲ期临床试验期间进行。

本研究包括单次给药和／或多次给药的药动学研究，也可采用群体药动学研究方法。

6.5 特殊人群的临床药动学研究肝功能损害患者的临床药动学研究进行肝脏功能对药物体内过程的影响研究的受试者为肝功能受损的患者。药物或其活性代谢物主要经肝脏代谢和 / 或排泄 ;虽肝脏不是药物和 / 或活性代谢物的主要消除途径，但药物的治疗浓度范围窄；以上两种情况下，需考虑进行肝功能损害患者的临床药动学研究，并与健康志愿者的药动学结果进行比较，为临床合理用药提供依据。该类研究可在Ⅲ、Ⅳ期临床试验期间进行。

6.5 特殊人群的药动学研究肾功能损害患者的药动学研究 进行肾脏功能对药物体内过程影响研究的受试者为肾功能受损的病人。

如药物和 / 或其活性代谢物的治疗指数小； 药物和 / 或其活性代谢物主要通过肾脏消除； 由于肾损害可能明显改变药物和 / 或其活性 / 毒性代

谢物的药动学特性； 以上几种情况下须通过调整剂量来保证这些患者用

药的安全和有效时，需考虑在肾功能损害患者进行临床药动学研究

6.5 特殊人群的临床药动学研究老年人的药动学研究当拟治疗疾病是一种典型的老年病或拟治疗人群中包含相当数量的老年患者时，需要进行老年人临床药动学研究，从而可根据其药动学特点选择恰当的药物，并调整给药剂量或给药间隔。 老年人的临床药动学研究可选择老年健康志愿者或患者，酌情在四个阶段的临床试验期间进行。

6.5 特殊人群的临床药动学研究

儿科人群临床药动学研究 当拟治疗疾病是一种典型的儿科疾病或拟治疗人群中

包含儿科人群时，应在儿科人群中进行临床药动学研究。根据所研究药物的特点、所治疗的疾病类型、安全性

考虑，以及可选择的其他治疗的疗效和安全性等因素，本研究可在Ⅰ～Ⅳ期临床试验期间进行。受试者多为目标适应症的患儿。

由于在儿科人群多次取血比较困难，因此，可考虑使用群体药动学研究方法。

参考书目 蒋学华主编：《药物现代评价方法》，北京，人民卫

生出版社， 2008年； 蒋学华主编：《临床药动学》，北京，高等教育出版社， 2007年；

梁文权主编：《生物药剂学与药物动力学》，北京，人民卫生出版社， 2007年；

蒋新国主编： 《生物药剂学与药物动力学》，北京，高等教育出版社， 2008年；

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王凌、蒋学华四川大学华西药学院临床药学研究中心联系电话： 028－ 85501370-601、 602e-mail:rebeccawang312@gmail.com jxh1013@163.com

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