一种拉莫三嗪PBPK模型的构建及其应用

一种拉莫三嗪pbpk模型的构建及其应用
技术领域：
：1.本发明属于医药人工智能
技术领域：
：，具体涉及一种拉莫三嗪速释制剂pbpk模型的构建及其应用。
背景技术：
：：2.仿制药与原研药的质量和疗效一致是一致性评价的核心内容，保证我国药品临床有效性和安全性是一致性评价的最终目的，仿制药与原研药有着相同的活性成分(api)和剂型，但二者制剂工艺、处方组成、原料药粒径等制剂参数的不同，影响了药物在人体内的溶出行为，继而影响药物的吸收和转运等药动学(pk)行为。目前国际常用体外溶出度试验来评价仿制药的pk行为，间接评价其临床疗效。因此，寻找仿制药体外溶出和pk行为之间的相互关联，明确影响药物体内行为的关键质量属性是目前一致性评价研究的关键技术问题。3.生物等效性(be)研究通常通过评估两种具有相同活性药物成分的产品的吸收相似率和程度来评估其治疗等效性。体内be研究通常采用单剂量、随机、两周期交叉设计。在某些情况下，基于生物制药分类系统(bcs)框架，可能会豁免对仿制药的be研究。美国食品药品监督管理局(fda)允许对bcsi类和iii类固体口服剂量进行生物豁免，前提是仿制药与参考药物具有相似的溶出行为。2006年，世界卫生组织建议对某些bcsi、ii和iii类药物进行生物豁免，但后来将bcsii类药物从其指南中删除，因为一些bcsii级药物的生物利用度高度可变，这可能会影响其治疗效果和安全性。欧洲药品管理局、日本药监局以及中国药监局使用国际人类药物技术要求协调理事会(ich)m9进行生物豁免评估。然而，生物豁免指南仅限于一些bcsi类和iii类药物，没有针对bcsii类和iv类药物的拟议指南。由于体外方法仍然面临局限性，如与bcsii类和iv类药物(如美沙拉秦等)的体内结果相关性差。因此，需要创新技术来应对这些挑战。4.基于生理学的药代动力学(pbpk)建模已被确定为药物开发和监管评估的一种有价值的工具，利用体外数据并为体内药物处置机制提供新的见解。美国食品药品监督管理局最近批准使用pbpk的双氯芬酸钠局部凝胶(1％)是一个里程碑式的事件，因为它是第一个通过pbpk批准的仿制药，而不是进行体内比较临床be终点研究。今天，许多监管机构发布了指导方针，以促进和指导pbpk建模的使用，通过具体药物的pbpk模型建立的研究与验证，以期减少不必要的临床研究，节省临床研究资源与药物开发费用。5.拉莫三嗪是一线抗癫痫药物，属于bcsii类药物，具有高渗透性和低溶解度。其药理学机制是通过抑制电压敏感的钠通道，从而稳定神经元膜并调节兴奋性神经递质的释放。其药代动力学是线性的，剂量为25-400mg时呈剂量比例。口服拉莫三嗪速释制剂后，药物被迅速完全吸收，生物利用度为98％，在1-3小时内达到峰值血浆浓度。其表观分布体积(vd/f)范围为0.9至1.3l/kg，与剂量和疾病状态无关。单次使用拉莫三嗪的半衰期为24至35小时，10％的原型拉莫三嗪通过尿液排出，拉莫三嗪制剂的开发还是需要按照法律开展be等效性研究。6.亟需建立一个能用于评估预测拉莫三嗪速释制剂生物等效性的pbpk模型，通过该模型评估豁免拉莫三嗪速释制剂开发中的临床be试验，直接节省数十万的研发经费；通过该模型还可评估并确定拉莫三嗪速释制剂与参比制剂保持生物等效的安全溶出空间，应用于拉莫三嗪速释制剂的生产质控放行，避免因细微偏差而导致某批次药品全部报废；甚至通过pbpk模型探索生物豁免仿制药bcsⅱ类药物的可行性。技术实现要素：7.针对现有技术的暂无基于生理药动学的pbpk模型来通过体外溶出评估预测拉莫三嗪速释制剂与参比制剂的生物等效性，以及建立拉莫三嗪速释制剂生产质检的安全溶出空间等问题。8.本发明提供一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法：9.借助制剂体外溶出数据与生理药动学软件，采用胃肠道吸收与转运模型作为吸收模型，输入拉莫三嗪理化性质参数、制剂参数、消除数据以及人体生理参数，构建通过体外溶出评价拉莫三嗪速释制剂与参比制剂生物等效性的拉莫三嗪pbpk模型。10.进一步地，通过临床实测数据对模型进行内外部的定量验证，模型验证的定量评价指标包括折叠误差(fe)、平均相对偏差(mrd)和几何平均折叠误差(gmfe)；11.公式1：12.公式2：mrd＝10x；13.公式3：14.所述拉莫三嗪及制剂理化性质参数包括：分子量、脂水分配系数、溶解度、酸离解常数、剂型、剂量、剂量体积、拉莫三嗪的人肠道膜通透常数；15.所述人体解剖生理信息参数包括：身高、体重、肝脏清除率、各隔室的ph值、药物通过时间、隔室体积、长度、直径；所述各胃肠道隔室包括胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠和结肠。16.进一步地，建立的拉莫三嗪pbpk模型，并基于此设计的虚拟生物等效性试验(vbe)纳入了个体内和个体间变异。17.所述生理药动学软件为pksim和mobi软件。18.本发明还提供一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，基于权利要求上述的pbpk模型构建方法构建受试制剂的pbpk模型，通过虚拟受试制剂的溶出数据结合虚拟生物等效性试验(vbe)构建使受试制剂与参比制剂达到临床生物等效的安全溶出空间。19.所述受试制剂为拉莫三嗪速释制剂，所述参比制剂为葛兰素史克制药公司生产的拉莫三嗪片，所述溶出数据为在能区分两制剂溶出行为的ph6.8溶出介质中的溶出数据，通过威布尔函数拟合溶出形态参数。20.进一步地，拉莫三嗪速释制剂在ph6.8溶出介质中的溶出形态参数在0.3-0.7范围内与参比制剂生物等效。21.一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法和一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，在拉莫三嗪速释制剂仿制药生物等效性评价与豁免生物等效性试验，以及在拉莫三嗪速释制剂仿制药生产质量控制与药品放行中的应用。22.所述应用的方法为：将不同的拉莫三嗪速释制剂的体外溶出数据与拉莫三嗪pbpk模型和威布尔函数相结合，以建立模型时用到的药代动力学实测数据对应的原研药物为参比制剂，以推导拉莫三嗪速释型的受试制剂的pbpk模型，预测其药代动力学曲线，并对其生物等效性进行评价。23.本发明建立的拉莫三嗪pbpk模型经预be数据、文献报道的拉莫三嗪药动学数据、正式be数据验证，对不同处方拉莫三嗪速释制剂的体内预测性能良好，可为后续厂家采用该拉莫三嗪pbpk指导拉莫三嗪仿制药开发并豁免临床be试验节省研发支出，同时通过构建仿制药相对于参比制剂基于生物等效的安全溶出空间，可应用于仿制药的生产质控，避免因某些批次的些许溶出偏差而导致整个批次产品全部报废的损失。由于本发明的拉莫三嗪pbpk模型纳入了人口统计学和生理学变量等能体现个体间变异性以及个体内变异的参数，通过虚拟生物等效性试验(vbe)得出的药动学预测值和安全溶出空间更能接近用药人群的临床实际，预测结果更加准确。附图说明24.图1为拉莫三嗪pbpk模型的构建流程图。25.图2为拉莫三嗪虚拟批次的平均溶出度分布图。26.图3为拉莫三嗪在不同溶出介质中的溶出曲线图：27.数据以平均值表示，条形图代表低批量和高批量溶解曲线；a、b、c、d分别代表在ph1.0、4.0、5.5和6.8介质中的溶解曲线。28.图4为接受25-100mg口服剂量的健康或癫痫人群中拉莫三嗪的模拟预测的和观察到的血浆药代动力学曲线图：29.a)个体pbpk模拟和观察的拉莫三嗪血浆浓度-时间曲线，虚线表示排泄到尿液中的分数不变，红色实线表示在pksim中创建的预测浓度-时间分布，粉红色阴影表示种群模拟的第5至第95个浓度-时间曲线；30.b)拉莫三嗪血浆浓度模型预测的拟合优度图；31.c)美国癫痫成年人口服拉莫三嗪速释(ir)片25mg的人群pbpk模型验证；32.d)中国健康成年人口服拉莫三嗪速释片50mg的人群pbpk模型验证；33.e)和f)在美国和荷兰健康成年人中以100mgp.o.给药拉莫三嗪速释片剂的群体pbpk模型验证。34.图5为拉莫三嗪生物等效性研究的模拟预测和实测的血浆药代动力学曲线图：35.a)空腹条件下的参比制剂血药浓度-时间曲线图；36.b)空腹条件下的受试制剂血药浓度-时间曲线图；37.c)餐后条件下的参比制剂血药浓度-时间曲线图；38.d)餐后条件下的受试制剂血药浓度-时间曲线图；39.蓝色实线表示单个预测的血药浓度-时间曲线，红点表示实际测得的血药浓度-时间曲线；左侧图为正常图，右侧图为取对数后的图。40.图6为拉莫三嗪虚拟批次的模拟血浆药代动力学曲线图。41.图7为拉莫三嗪片在人体内的生物等效性研究的血药浓度-时间曲线图：42.a)预be试验：空腹条件下参比制剂/受试制剂的血药浓度-时间曲线图；43.b)预be试验：餐后条件下参比制剂/受试制剂的血药浓度-时间曲线图；44.c)正式be试验：空腹条件下参比制剂/受试制剂的血药浓度-时间曲线图；45.d)正式be试验：餐后条件下参比制剂/受试制剂的血药浓度-时间曲线图；46.蓝色实线表示受试制剂血药浓度-时间曲线，红色实线表示参比制剂血药浓度-时间曲线；.左侧图为正常比例图，右侧图为对数比例图。具体实施方式47.实施例一：溶出试验48.1药品和试剂49.拉莫三嗪片参比制剂(50mg，批号pa7p)购自葛兰素史克制药公司；拉莫三嗪片受试制剂(50毫克，批号181105)由三金集团湖南三金制药有限公司提供。4条溶出曲线分别为：0.1mol/l盐酸溶液(ph1.0)、ph4.0醋酸盐缓冲液、ph5.5磷酸盐缓冲液、ph6.8磷酸盐缓冲液。50.2溶出试验51.取本品，照2020年版《中国药典》溶出度与释放度测定法(通则0931第二法)，以0.1mol/l盐酸溶液、ph4.0醋酸盐缓冲液、ph5.5磷酸盐缓冲液、ph6.8磷酸盐缓冲液各900ml为溶出介质，转速为每分钟50转，依法操作，在5分钟、10分钟、15分钟和20分钟(根据需要可增加取样时间点)各时间点取溶出液5ml，同时补加等量相同溶出介质，滤过，取续滤液作为供试品溶液，精密量取供试品溶液20μl，注入液相色谱仪，按外标法以峰面积计算，计算每片在各时间点的溶出量及累积溶出量。52.溶出曲线数据采用originversion2022b(originlab，northampton，usa)中威布尔函数拟合得到对应的溶出形态参数。53.3.研究结果54.比较拉莫三嗪速释制剂的溶出曲线，评估参比制剂和受试制剂之间生物利用度的潜在差异。图3显示了在四种不同的溶解介质中溶出曲线研究的结果。结果表明，参比制剂和试验制剂在四种溶出介质中15分钟内均达到usp标准的溶出限度≥85％。这些研究表明，这两种制剂可能表现出相似的体内生物等效性。此外，数据结果表明，ph6.8溶出介质中的溶出情况显示出两种制剂之间最显著的差异。因此，为了进一步研究拉莫三嗪速释制剂任何配方之间的差异，对在ph6.8溶出介质中的溶解情况进行虚拟生物等效性(vbe)模型分析。55.药物活性成分的溶出度是决定受试制剂和参比制剂生物等效性的关键因素，因为吸收的程度和速率与这些成分的溶出程度高度相关。尽管美国食品药品监督管理局建议将ph1.0作为拉莫三嗪的最佳溶出介质，本发明在拉莫三嗪vbe模型中，选择了最容易显示两种制剂间差异的溶出介质来检测两种制剂之间的体内差异。拉莫三嗪是一种碱性药物，在ph1.0的盐酸中具有高溶解度，其速释片剂主要在胃的酸性环境中吸收。然而，在空腹时，摄入250毫升水的情况下，胃的ph值可能从1.2上升到4.5，进食后上升到7.0，这突出了推荐的吸收和溶解环境(ph1.0)与实际环境之间的潜在差异。因此本发明选择ph6.8溶出曲线数据进行vbe模型分析。56.实施例二：拉莫三嗪速释制剂pbpk模型的构建57.模型构建方法：收集拉莫三嗪理化性质、代谢参数数据、以及临床实测数据等，采用18房室的pbpk模型自下而上构建拉莫三嗪pbpk模型。并通过临床实测数据对模型进行校正，校正后将体外溶出数据替换原模型中的溶出板块，通过生成48个虚拟人群，设计2×2临床试验方案，对参比制剂和受试制剂的体内暴露情况进行模拟。采用临床实测的be试验数据对所构建的虚拟生物等效性模型进行验证。58.拉莫三嗪速释制剂目前有拉莫三嗪片、拉莫三嗪分散片。拉莫三嗪速释制剂定义为在胃肠道快速溶出的拉莫三嗪制剂，因此，未来可能开发出来的拉莫三嗪口服溶液、拉莫三嗪颗粒剂等能在胃肠道快速溶出的剂型均为本发明所述的拉莫三嗪速释制剂。本发明的模型验证所引用的文献pk参数涉及了拉莫三嗪片[33-35]和拉莫三嗪分散片[38]的药动学参数，故而本发明的模型建立可适用于上述定义的所有能在胃肠道中快速溶出释放的拉莫三嗪速释制剂。拉莫三嗪缓释片不属于速释制剂的范畴。[0059]1.基础模型的构建和验证[0060]由开放系统药理学套件(第11版，德国拜耳公司)进行建模工作，包括pk和模块。在pk中，设置了12个隔室来代表胃肠道的特定部分，如胃、小肠(十二指肠、上下空肠、上下回肠)和大肠(盲肠、升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠和直肠)。此外，每个片段中都存在ph值、有效表面积或酶浓度等特定参数，以影响药物吸收过程。此外，它还包括对粘膜的详细描述，这使得能够对药物摄取进行更具体的描述，包括主动转运过程和肠道首过代谢的影响，以及对胃肠液分泌物和吸收的更详细的了解。这些隔室串联，通过微分方程系统计算每个隔室溶解和吸收的药物量。胃肠道模型的更多细节可以在文献[21-23]中找到。[0061]在本研究中，采用了“middle-out”策略来促进模型的开发。工作流程如图1所示。拉莫三嗪的相关理化和生化参数如表1所示。在先前的研究中，拉莫三嗪的亲脂性(logp)在1.19至1.98之间，在本研究中，根据“参数识别”，采用1.73的最终值作为logp。血浆中未结合的部分(fu)、pka和溶解度来自“药品批准文件包：lamictal(拉莫三嗪)”[28]。渗透率值(2.27cm/min)来源于先前的拉莫三嗪pbpk研究[27]。拉莫三嗪主要由ugt1a4和ugt1a3代谢，以约10％的拉莫三嗪原型药从尿液中排出。在本研究中，根据健康和癫痫志愿者的表观血浆清除率，使用肝清除率和肾清除率值来定义拉莫三嗪的消除[28]。使用pksim中的威布尔函数对拉莫三嗪速释片剂的溶出特性进行了表征。此外，选择rodgers和rowland方法来估计组织与血浆的分配系数[29-31]，并使用pksim标准方法来估计细胞渗透性[32]。[0062]已公布的血浆浓度时间数据[33-35]通过使用webplotdigitalizer4.2版(美国德克萨斯州奥斯汀市ankitrohatgi)进行数字化。通过非隔室分析估计的pk参数从文献中获得或使用winnonlin6.3版软件(certara，usa)获得。用r中的“be”包(4.2版)进行生物等效性试验。[0063]表1.拉莫三嗪pbpk基础模型的输入值[0064][0065][0066]拉莫三嗪片预be试验(表2中的pilotstudy)的血浆浓度时间数据用于模型构建(预be研究方法见实施例3，研究数据见表2)。文献来源的25和100mg数据用于模型的内部验证，而拉莫三嗪片正式be数据用于外部验证。在接受25至100mg单次口服剂量的健康和癫痫受试者中模拟和观察到的拉莫三嗪的血浆浓度-时间曲线如图4所示。模型预测的尿液中原型药物排泄分数与从fda拉莫三嗪片原研说明书中获得的观察数据一致(图4a)。该模型计算的口服生物利用度为98％，与拉莫三嗪片原研说明书数据一致。经目视检查，在预测的和观察到的曲线之间，在血浆浓度-时间曲线的形状上没有检测到实质性差异。拟合优度图(图4b)表明，大约80％的预测浓度数据在观测数据的1.25倍误差范围内，所有预测数据都在2倍误差范围以内。pk参数的比较显示，所有预测的pk参数都在其相应观察值的2倍范围内(表2)。本发明的拉莫三嗪pbpk模型开发和验证还纳入了临床研究的人口学信息(具体数据在本发明中未附)。[0067]表2拉莫三嗪预测和观察的药代动力学参数[0068][0069]注：1.auc0-∞，浓度-时间曲线下的面积；cmax，最大浓度；tmax，达到最大浓度的时间；t1/2，拉莫三嗪的半衰期；fe，折叠误差，预测值与观测值的比较。[0070]2虚拟生物等效性模拟(vbe)[0071]首先，建立并评估了成人口服拉莫三嗪速释制剂的pbpk模型。随后，基于基本模型进行参数敏感性分析(psa)，以确定导致个体内变异性(iiv)的因素[36，37]。评估了不同胃肠道生理参数，如不同区域的ph、胃排空时间、小肠/大肠转运时间等，对拉莫三嗪pk参数(auc，cmax，t1/2，tmax)的影响。随机生成一个由48名虚拟个体组成的队列，其中50％为男性，并将其分为两组，每组12名男性和12名女性。个体间变异性体现在纳入人口统计学和生理学变量。重复两组，并使用函数loginv(excel2019，microsoft，usa)随机更改敏感性分析所得的胃肠道生理参数，以产生不同周期人群胃肠道生理参数差异。然后对所有四个亚群体进行模拟，以模拟两个交叉、两个序列的生物等效性试验。在pk中创建了一种默认的高脂早餐，用于餐后试验的模拟。[0072]基于拉莫三嗪pbpk模型进行了一项虚拟be研究(n＝48)，两种制剂在ph6.8下的溶出曲线。如图6所示，预测的参比制剂和受试制剂的浓度曲线被认为对所有观察到的浓度都较佳。表3总结了模拟的pk参数(tmax、cmax、auc0-72)。如表3所示，在空腹和餐后条件下，参比制剂和受试制剂的cmax的模拟数据和观察数据之间的预测误差(pe)值均在15％[0073]以内，auc0-72结果在25％以内。所有pk参数的折叠误差(fe)均在1.25倍以内，表明模型预测性能良好。[0074]在空腹条件下观察到tmax值(0.45-2.75)在模拟的0.25-4小时内。此外，在餐后条件下，所有观察到的tmax值(0.5-5h)都在模拟值(1.1-15h)的范围内。这两个结果表明，pbpk模型在空腹和餐后条件下的种群变异性可能仍存在一些不同。此外，基于两种单侧测试程序的auc和cmax的统计分析确定，pk测量的平均值在参比制剂和受试制剂之间是等效的。[0075]表3口服给药后禁食和喂食条件下预测和观察到的pk参数的描述性统计[0076][0077]注：auc0h-72h浓度-时间曲线下面积；cmax，最大浓度；达到最大浓度的时间tmmax表示中位数(min，max)；pe(％)＝[(观察值-模拟值)/观察值]×100％。几何平均比率：测试/参考[0078]3模型评估和验证[0079]该模型的验证分为两类：内部和外部。内部验证使用了两项100mg和一项25mg拉莫三嗪速释片剂临床试验的数据[33-35]，将模拟结果与来自文献和临床试验的观察数据进行可视化检验。以正式be试验的研究数据进行外部验证，将实测的药代动力学特征与50mg剂量的模拟数据进行比较。通过使用以下公式1-3中所示的折叠误差(fe)、平均相对偏差(mrd)和几何平均折叠误差(gmfe)，采取了定量方法来验证和验证模型的性能。[0080]本发明进一步对拉莫三嗪速释制剂-拉莫三嗪分散片的药动学报道数据[38]进行了验证，验证结果显示的折叠误差fe均在0.5-2.0之间，说明该建立的拉莫三嗪pbpk模型适用于拉莫三嗪分散片速释制剂的药动学参数的预测与临床be的豁免。[0081]以上验证结果显示该拉莫三嗪pbpk模型在不同厂家、不同处方的拉莫三嗪速释制剂的体内预测性能良好，且经正式be数据验证，可为后续厂家采用pbpk指导拉莫三嗪仿制药开发以及为监管机构豁免体内外相关性强的bcsⅱ类速释制剂be试验提供证据支持。[0082]公式1：[0083]公式2：mrd＝lox；[0084]公式3：[0085]参考文献如下：[0086]21.eissing,t.,l.kuepfer,c.becker,etal.,acomputationalsystemsbiologysoftwareplatformformultiscalemodelingandsimulation:integratingwhole-bodyphysiology,diseasebiology,andmolecularreactionnetworks.frontphysiol,2011.2:p.4.[0087]22.willmann,s.,k.thelen,andj.lippert,integrationofdissolutionintophysiologically-basedpharmacokineticmodelsiii:pk-sim(r).jpharmpharmacol,2012.64(7):p.997-1007.[0088]23.willmann,s.,j.lippert,m.sevestre,etal.,aphysiologicallybasedpharmacokinetic‘whole-body’model.biosilico,2003.1(4):p.121-124.[0089]27.yeung,c.h.t.,s.ito,j.autmizguine,etal.,incorporatingbreastfeeding-relatedvariabilitywithphysiologicallybasedpharmacokineticmodelingtopredictinfantexposuretomaternalmedicationthroughbreastmilk:aworkflowappliedtolamotrigine.aapsj,2021.23(4):p.70.28.fda.lamicitallabel.[cited2015march24]；availablefrom:https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2009/022251_lamictal_odt_lamotrigine.cfm.[0090]29.rodgers,t.andm.rowland,mechanisticapproachestovolumeofdistributionpredictions:understandingtheprocesses.pharmres,2007.24(5):p.918-33.[0091]30.rodgers,t.,d.leahy,andm.rowland,physiologicallybasedpharmacokineticmodeling1:predictingthetissuedistributionofmoderate-to-strongbases.jpharmsci,2005.94(6):p.1259-76.31.rodgers,t.andm.rowland,physiologicallybasedpharmacokineticmodelling2:predictingthetissuedistributionofacids,veryweakbases,neutralsandzwitterions.jpharmsci,2006.95(6):p.1238-57.[0092]32.kuepfer,l.,c.niederalt,t.wendl,etal.,appliedconceptsinpbpkmodeling:howtobuildapbpk/pdmodel.cptpharmacometricssystpharmacol,2016.5(10):p.516-531.[0093]33.berg,m.,t.e.welty,b.e.gidal,etal.,bioequivalencebetweengenericandbrandedlamotrigineinpeoplewithepilepsy:theequigenrandomizedclinicaltrial.jamaneurol,2017.74(8):p.919-926.[0094]34.vanluin,m.,a.colbers,c.p.verwey-vanwissen,etal.,theeffectofraltegravirontheglucuronidationoflamotrigine.jclinpharmacol,2009.49(10):p.1220-7.[0095]35.birnbaum,a.k.,r.l.kriel,r.t.burkhardt,etal.,rectalabsorptionoflamotriginecompressedtablets.epilepsia,2000.41(7):p.850-3.[0096]36.bego,m.,n.patel,r.cristofoletti,etal.,proofofconceptinassignmentofwithin-subjectvariabilityduringvirtualbioequivalencestudies:propagationofintra-subjectvariationingastrointestinalphysiologyusingphysiologicallybasedpharmacokineticmodeling.aapsj,2022.24(1):p.21.[0097]37.dahan,a.,h.lennernas,andg.l.amidon,thefractiondoseabsorbed,inhumans,andhighjejunalhumanpermeabilityrelationship.molpharm,2012.9(6):p.1847-51.[0098]38.sperez-lloret,lolmos,fdemena,ppieczanski,jjrodriguezmoncalvo.bioequivalenceoflamotrigine50-mgtabletsinhealthymalevolunteers:arandomized,single-dose,2-period,2-sequencecrossoverstudy.arzneimittelforschung.2012oct；62(10):470-6.[0099]实施例三：临床生物等效性试验[0100]1.预be研究[0101]预be研究为拉莫三嗪的pbpk建模生成内部数据。[0102]拉莫三嗪片参比制剂(50mg，批号pa7p)购自葛兰素史克制药公司；拉莫三嗪片受试制剂(50毫克，批号180402)由三金集团湖南三金制药有限公司提供。[0103]该研究设计包括一项单剂量、两个周期的交叉试验，在空腹和餐后条件下进行，并得到了益阳市中心医院伦理委员会的批准。在参与之前，20名健康的中国受试者(年龄18-40岁，体重指数19-25kg/m2)获得了知情同意，他们被随机分配到空腹组和餐后组(每组10名受试者)。拉莫三嗪以50mg速释片剂的形式给药，两个治疗期之间有14天的冲洗期。在给药前和给药后0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0、24.0、36.0、48.0、72.0、96.0、120.0和144.0小时采集用于pk分析的血样(每个时间点5ml)。使用经过充分验证的液相色谱-串联质谱法测定血浆浓度。pk参数采用winnonlin6.3版软件进行非房室分析计算。[0104]2.正式be研究[0105]在湖南省脑科医院进行了一项两阶段、两种治疗的交叉研究。经医院独立伦理委员会批准，研究方案和知情同意书在中国临床试验注册中心注册。(注册号：ctr182338)。[0106]拉莫三嗪片参比制剂(50mg，批号pa7p)购自葛兰素史克制药公司；拉莫三嗪片受试制剂(50毫克，批号181105)由三金集团湖南三金制药有限公司提供。[0107]共招募了48名符合入选和排除标准的健康志愿者。参与者在空腹和餐后条件下口服受试制剂或参比制剂拉莫三嗪速释片剂(50mg)。将药物序列分配给每个受试者，两次切换之间有14天的冲洗期。在17个不同的时间点(给药前0.25、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、12、24、48、72小时)采集血样(每次5ml)，以测定拉莫三嗪的血浆浓度。[0108]3.数据统计与结果[0109]计算pk参数作为试点研究中的描述，然后在对数变换后使用方差分析(anova)进行分析。确定了两种治疗之间平均值差异的90％置信区间(ci)的点估计值。如果主要参数(cmax、auc0-t、auc0-∞)的几何平均比的90％置信区间在生物等效性标准范围内(80.00％-125.00％)，则认为制剂等效。[0110]预be研究和正式be研究的药代动力学参数分别见表2和表3所示。预be研究和正式be研究的数据显示参比制剂和受试制剂在拉莫三嗪的吸收速率和吸收程度基本一致。[0111]cmax和auc的几何平均比(试验：参考)的90％置信区间在80.00％-125.00％的范围内，tmax值也相似，表明试验制剂和参比制剂被视为生物等效性。表3总结了正式be试验的auc和cmax的两个单侧t检验和90％置信区间。[0112]实施例四：基于生物等效性的仿制药安全溶出空间的建立[0113]在仿制药开发过程中，需要对仿制药的溶出行为拟定质量控制标准，通过构建基于仿制药与参比制剂生物等效性的安全溶出空间并纳入内控质量标准，可用于后续生产过程中因为某些批次的溶出小偏差，可用该模型或该安全溶出空间进行生物等效性的评估放行，而不至于必须报废该整个批次的产品。[0114]为了预测使受试制剂(即仿制药)与参比制剂达到临床生物等效的安全溶出空间，在建立并验证了拉莫三嗪pbpk模型后，模拟了一项vbe研究，以探讨快速溶出速率是否对确保拉莫三嗪速释制剂的生物等效性至关重要。除了参比制剂在ph6.8溶出介质中的的溶出曲线数据外，还模拟了另外8个虚拟片剂批次(模型1-8)，其释放速度快慢不一(图2)。将8个虚拟片剂批次(模型1-8)进一步用作拉莫三嗪基础pbpk模型的输入，以24个样本量进行虚拟模拟，然后根据虚拟be模拟结果得出两制剂生物等效的安全溶出空间。[0115]共产生了8个具有不同溶出特性的拉莫三嗪速释片剂虚拟批次，以在空腹条件下进行vbe研究。如表4所示，由于溶解速率缓慢，模型2至模型8的auc0-t和cmax的几何平均值呈逐渐下降趋势。然而，从模型2到模型6，尽管auc和cmax小于参比制剂，但auc和cmax的比值在0.8-1.25之间，这被认为这些虚拟批次与参比制剂具有生物等效性。根据软件显示的模型2到模型6的溶出形态参数为0.3-0.7，即拉莫三嗪速释制剂在ph6.8溶出介质中的溶出形态参数在0.3-0.7范围内时，与参比制剂能实现生物等效。[0116]由于本发明建立拉莫三嗪pbpk模型纳入了人口统计学和生理学变量等能体现个体间变异性的参数，通过虚拟生物等效性模拟(vbe)得出的药动学预测和安全溶出空间更能接近临床实际，预测结果更加准确。[0117]表4不同溶解剖面的vbe研究模拟结果[0118][0119]注：aucinf，0浓度-时间曲线下的面积；auclast，0h-72小时浓度-时间曲线下的面积；cmax，最大浓度；达到最大浓度的时间tmax表示中位数(min，max)。[0120]实施例五：有益效果[0121]本发明通过收集人体解剖、生理信息、药物理化参数、制剂参数和给药方案等信息进行建模，用实际临床试验数据进行相关验证后，建立了拉莫三嗪pbpk模型，实现了通过体外溶出评价不同处方拉莫三嗪速释制剂生物等效性的方法；通过虚拟的拉莫三嗪生物等效性模型(vbe)，实现从拉莫三嗪速释制剂体外溶出曲线数据来预测与参比制剂的生物等效性。本发明还通过虚拟不同溶出快慢的溶出批次带入pbpk模型，确定了与参比制剂实现生物等效的安全溶出空间。实现了基于生理药动学pbpk建模用于预测拉莫三嗪速释制剂仿制药与参比制剂的生物等效性以及应用于生产质量控制，极大了节省了药品开发上市的费用、节省了有限的临床研究资源、并可用于拉莫三嗪速释制剂生产质量控制，产生了巨大的经济效益。[0122]由于本发明纳入了人口统计学和生理学变量等能体现个体间变异性的参数，通过虚拟生物等效性模拟(vbe)得出的药动学预测和安全溶出空间更能接近临床实际，预测结果更加准确。[0123]总之，拉莫三嗪pbpk模型已成功开发，并通过拉莫三嗪速释制剂的临床研究文献、预be和正式be临床研究数据进行了验证。本研究提出了一个使用pbpk建模来指导bcsⅱ类速释仿制药开发的工作流程，以及提出了一个基于仿制药与参比制剂生物等效的安全溶出空间并应用于生产质量控制的工作流程。甚至证明pbpk建模是临床be研究生物豁免的一个有前途和强大的工具，例如将基于bcs的生物豁免扩展到bcsⅱ类速释药物，特别是a级体外-体内相关药物。具有巨大的应用前景。[0124]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽描述所有的细节内容，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作其他相关的修改。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
：技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法，其特征在于：借助制剂体外溶出数据与生理药动学软件，采用胃肠道吸收与转运模型作为吸收模型，输入拉莫三嗪理化性质参数、制剂参数、消除特征参数以及人体生理参数，构建通过体外溶出评价拉莫三嗪速释制剂与参比制剂生物等效性的拉莫三嗪pbpk模型。2.根据权利要求1所述的一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法，其特征在于：通过临床实测数据对模型进行内外部的定量验证，模型验证的定量评价指标包括折叠误差(fe)、平均相对偏差(mrd)和几何平均折叠误差(gmfe)；公式1：公式2：公式3：3.根据权利要求1所述的一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法，其特征在于：所述拉莫三嗪及制剂理化性质参数包括：分子量、脂水分配系数、溶解度、酸离解常数、剂型、剂量、剂量体积、拉莫三嗪的人肠道膜通透常数；所述人体解剖生理信息参数包括：身高、体重、肝脏清除率、各隔室的ph值、药物通过时间、隔室体积、长度、直径；所述各胃肠道隔室包括胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠和结肠。4.根据权利要求1所述的一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法，其特征在于：建立的拉莫三嗪pbpk模型，并基于此设计的虚拟生物等效性试验(vbe)纳入了个体内和个体间变异。5.根据权利要求1所述的一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法，其特征在于：所述生理药动学软件为pk sim和mobi软件。6.一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，其特征在于：基于权利要求1-5任一项所述的pbpk模型构建方法构建受试制剂的pbpk模型，通过虚拟受试制剂的溶出数据结合虚拟生物等效性试验(vbe)构建使受试制剂与参比制剂达到临床生物等效的安全溶出空间。7.根据权利要求6所述的一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，其特征在于：所述受试制剂为拉莫三嗪速释制剂，所述参比制剂为葛兰素史克制药公司生产的拉莫三嗪片，所述溶出数据为在能区分两制剂溶出行为的ph6.8溶出介质中的溶出数据，通过威布尔函数拟合溶出形态参数。8.根据权利要求7所述的一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，其特征在于：拉莫三嗪速释制剂在ph6.8溶出介质中的溶出形态参数在0.3-0.7范围内与参比制剂生物等效。9.一种拉莫三嗪pbpk模型的构建方法和一种使受试制剂与参比制剂达到生物等效的安全溶出空间的建立方法，在拉莫三嗪速释制剂仿制药生物等效性评价与豁免生物等效性试验，以及在拉莫三嗪速释制剂仿制药生产质量控制与药品放行中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述应用的方法为：将不同的拉莫三嗪速释制剂的体外溶出数据与拉莫三嗪pbpk模型
和威布尔函数相结合，以建立模型时用到的药代动力学实测数据对应的原研药物为参比制剂，以推导拉莫三嗪速释型的受试制剂的pbpk模型，预测其药代动力学曲线，并对其生物等效性进行评价。

技术总结
本发明属于医药人工智能技术领域，具体涉及一种拉莫三嗪PBPK模型的构建及其应用；本发明借助制剂体外溶出数据与生理药动学软件，采用胃肠道吸收与转运模型作为吸收模型，输入药物理化性质参数、制剂参数、消除特征参数以及人体生理参数，建立通过体外溶出评价拉莫三嗪速释制剂生物等效性的拉莫三嗪PBPK模型，及其在拉莫三嗪片仿制药进行生物等效性评价和仿制药生产质量控制中的应用；研究显示，PBPK对拉莫三嗪速释制剂不同处方的体内预测性能良好，且经实际BE数据验证，可为后续厂家采用PBPK指导拉莫三嗪仿制药开发以及为监管机构豁免体内外相关性强的BCSⅡ类速释制剂BE试验提供证据支持。提供证据支持。提供证据支持。


技术研发人员：姜金生 刘鑫 周灿平 陈红英 欧阳冬生
受保护的技术使用者：中南大学湘雅医院
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/10/15