用合成脂质成功的药物开发:关键方面和策略

由于在RNA治疗药物和疫苗开发领域,癌症和Covid-19等疾病中的重要作用,脂质正在增强势头。

目前,有18种脂质体药物,由美国食品和药物管理局(FDA)和临床中的数百种基于脂质的药物候选者进行一系列疾病1。基于脂质的制剂和脂质纳米颗粒在药物开发和输送方面显示出了希望,因为它们的能力2、3

  • 通过保护免疫应答,蛋白酶和其他因素保护API来增强活性药物成分(API)稳定性
  • 促进药物的溶解度和生物利用度差,水溶解度差
  • 由于它们泄漏的脉管系统而被动地靶向发炎或肿瘤组织
  • 改善陷阱API的毒性剖面
  • 能够提供困难的API,如RNA,其易于不稳定性,核酸酶介导的裂解,强免疫应答,无法到达动作位点。

查看视频中的简短概述:


The newest advancements in lipid-based drug delivery research and drug development is in the field of nucleic acid delivery, for APIs such as short RNAs for gene silencing or activation (for e.g. siRNA, miRNA, saRNA) and long RNA (mRNA) for applications in cancer therapy, enzyme replacement therapy, vaccines, and more. The first vaccine to enter clinical trials forcovid-19是mRNA疫苗,其中病毒抗原的mRNA包封在脂质纳米粒子中。Covid-19的RNA疫苗的成功将促进该领域,导致未来几年使用脂质的更多基因治疗药物的批准。

图1.今天市场上的脂质药物(通过参考文献5的变化转载)。
图1.今天市场上的脂质药物(通过参考文献5的变化转载)。

合成脂类的优点

脂质型,来源和质量/纯度对最终脂质体配方的杂质型材和性质进行直接影响,例如颗粒特征,双层结构,稳定性和药物释放曲线。对于可重复的结果,对于仅使用具有最佳材料特性和一致的质量,仅使用高质量的原料合成脂质。

化学合成的脂质在天然脂质上是有利的,因为它们由单一的已知质量脂质组成,而组织衍生的脂质通常通常是蛋衍生或牛衍生的脂质的混合物。与组织衍生的脂质不同,合成脂质不显示批量批量变异性或病毒或蛋白质污染的风险。

通过选择高质量的起始原料,优化制造工艺和纯化技术,可以优化合成脂的纯度。原料应具有低水平的副产物、确定的立体化学(D/L)和异构纯度(顺式/反式)、低生物负荷和内毒素水平,具有牛海绵状脑病(BSE)/传染性海绵状脑病(TSE)和非转基因生物(GMO)证书的植物衍生品,仅使用II类或III类溶剂生产。应根据国际人类用药技术要求统一理事会(ICH) ICH Q3C中的指南避免I类溶剂。

材料特性和可扩展性

GMP制造脂质体的药品制造需要高且一致的质量原料,以及包括溶解度,结晶度,稳定性和流动性的特性在制造过程中起重要作用。脂质,用于产生脂质体的关键原料是自然蜡状,这可能导致缓慢的溶解率并导致在大量处理时挑战。

四种方法可用于增强脂质的表面特性,实现快速完全溶解,使可再生脂质体制造工艺能够:冷冻铣削,喷雾干燥,结晶和冻干。除了溶解性改进之外,这些加工方法还提供具有更高纯度,增强稳定性和更容易处理特性的脂质体,所有这些都能够更容易地配制。喷雾干燥和冻干导致具有非常高的表面积,高均匀性和良好的处理特性的材料。结晶是增强脂质表面的最常用的方法之一。

GMP制造过程相对于脂质体产量,浓度和异构纯度以及其他质量方面以及反应和重新计算的可扩展性,再现性和优化,对于确保最大的效率和最低成本也是至关重要的。应该从一开始就考虑合成和净化操作的可扩展性,以确保规模的经济性随着批量尺寸的增加,目的是最大限度地减少合成步骤的数量,并清楚地将它们定义为GMP制造。理想情况下,结晶或液体萃取方法应用于纯化,过滤在硅胶上,用作尽可能替代的色谱。

图2.无定形和晶体DOPC的比较:XRD(左),光学外观(中间),DSC(右)。
图2.无定形和晶体DOPC的比较:XRD(左),光学外观(中间),DSC(右)。典型的市售无定形脂质难以精确地称重,因为它们的肿块且具有差的溶解特性。相比之下,Milliporatigma的结晶DOPC和DOTAP CL具有增强的稳定性,在25°C / 60%相对湿度(RH)的7年以上稳定性研究中证实,并且除了易于处理和称重之外,快速溶解速率之外

脂质体的制备方法

可以使用几种不同的方法制造脂质体或脂质纳米颗粒,但挑战是确保可扩展,稳健和有效的过程4.。一种制备多硅囊泡(MLV)(图3A)的方法是将脂质溶于有机溶剂中,然后在搅拌下用水去除(干燥)和水化。如果需要不硅烷囊泡(ULV),则可以通过添加声音或挤出步骤来减小囊泡的挤压步骤来产生它们。在溶解步骤期间将疏水API加入到溶剂中,而亲水性药物物质被添加到水合步骤中的水溶液中。纯化通常是该过程中的最终步骤。乙醇注射,其中脂质溶解在乙醇中并用含有API的水性介质快速混合,是制备含有亲水化合物的小ULV的突出替代方法(图3B)。

制造方法的选择通常取决于最终应用.6乙醇注射方法适用于生产小ULV和稳定的核酸脂颗粒,但不用于产生大型脂质体,例如施用较大的MLV和用于疫苗的较大的MLV和多重囊泡通过皮下注射或肌内注射。在这种情况下,使用再水解方法。

图3。脂质体制造工艺示意图概述。A)复水法B)乙醇注射法制备脂质体
图3。脂质体制造工艺示意图概述。A)复水法B)乙醇注射法制备脂质体

开发脂质的药品

在以脂质体为基础的药物开发的临床前阶段,应该确定最佳的、具有成本效益的合成路线,完成可行性研究,并进行实验室规模生产。在临床前后期和一期临床试验中,流程优化应该是重点,包括鉴定关键原料和开发所需的脂类分析方法。应在临床试验期间进行工艺放大,包括分析方法的实施和工艺控制的确定,稳定性研究也在进行中。必须确定工艺的关键参数,计划的脂类的工艺验证,原料供应商合格,并在后期临床试验中完成严格的风险分析和中间体测试。选择错误的原材料和材料供应商会导致负面的财务影响和延误。

脂类药物制剂的监管方面

由于脂质赋形剂的全球统一调节要求,脂质体药品的监管批准没有明确的途径。由于脂质组分的纯度和质量会影响基于脂质的制剂的质量,因此监管机构要求提供有关化学,制造和控制的详细信息5-19

由于挑战性的监管环境,建议该药品制造商与供应商密切合作,提供通过临床开发和商业化阶段的监管专业知识和咨询,涵盖质量保证和文件的各个方面。

结论

对于用合成脂质的成功的药物开发,GMP制造过程需要在质量和产量中可扩展和可重复。这是最终产品一致质量的先决条件。所用脂质的质量对脂质体配方的性能产生了重大影响。脂质以不同的形式,物理状态和来自不同供应商的纯版提供,并且根据应用,选择具有最佳特性的右脂质。在使用任何新型脂质的新脂质时,可行性研究以找到最佳的合成途径和纯化步骤,可以扩大到GMP生产是关键。

虽然脂质体药物产品的监管过程与来自不同全球当局的许多不同指南复杂,但它们都同意脂质质量至关重要。

为了避免在药物开发过程中以后的高成本和惊喜,事先计划产品开发,并在整个药物开发过程中使用相同的赋形剂。这突出了与提供一致优质产品的合适供应商合作的重要性,了解药物开发过程和监管环境的所有步骤,并提供高层客户支持。

在默克公司

Pharmae​​xcippers.com的说明性博客帖子 - 由默克公司,达姆施塔特,德国Shiksha Mantri。德国达摩尔·克尔卡省的生命科学业务德国在美国和加拿大担任Milliporeigma。- 版权所有

Shiksha Mantri是德国达姆施塔特默克公司合成脂类全球技术产品经理,负责管理整个GMP脂类业务(产品组合和定制制造)。她还支持各种默克倡议,作为主题问题专家在几个生命科学主题。


请求更多信息或合成脂质样本:


参考

  1. Bulbake, U,等。脂质体制剂在临床应用中的最新综述。药剂。2017; 9(2)。网。
  2. Yingchoncharoen, Phatsapong, Danuta S. Kalinowski和Des R. Richardson。“癌症治疗中的脂类药物传递系统:现有的和未来的进展。”药理审查。68 701 - 787(2016)。
  3. Shrestha, Hina Rajni Bala和Sandeep Arora。“脂质给药系统。”中国药剂杂志。2014年5月19日。网。
  1. 瓦格纳,A.和K.Vorauer-UHL。“脂质体技术用于工业目的。”毒品混合。2011:591325(2011)。
  2. 食品和药物管理局(FDA)脂质体药品:化学,制造和对照;人类药代动力学和生物利用度;和标签文档。2018年4月。网。
  3. 11-11药物物质(化学实体和生物技术/生物实体)的开发和制造。国际人用药品技术要求协调理事会(ICH)。2012年5月1日。网。
  4. 参考一种创新脂质体产品开发的静脉注射脂质体产品的数据要求的反思论文欧洲药品管理局(EMA)。2013年2月。网。
  5. 脂质体药物制备的指南。日本厚生劳动省(MHLW)。2016年3月。网。
  6. ICH Q7(API GMP):活性药物成分Q7的良好制造实践指南。国际的协调药物的人体使用技术要求(ICH)。2014年11月10日。网。
  7. ICH Q1A(R2):新药物和产品的稳定性测试。国际人用药品技术要求协调理事会(ICH)。2003年2月6日。
  8. ICH Q2(R1):分析程序的验证:文本和方法。国际人用药品技术要求协调理事会(ICH)。2005年11月。网。
  9. Q6A规格:用于新药物和新药产品的测试程序和验收标准:化学物质。国际人用药品技术要求协调理事会(ICH)。6 1999年10月。网。
  10. “药物赋形剂的联合良好制造规范指南。”罗马尼亚西班牙赔率国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)和药物质量集团(PQG)。2017.网络。
  11. “药品赋形剂的良好分配实践指南。”罗马尼亚西班牙赔率国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)。2017. Web ..
  12. 用于药物的赋形剂的资格。国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)。2008.网。
  13. “iPec辅料稳定性节目指南。”国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)。2010.网。
  14. “iPec赋形剂组成指南。”国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)。网。
  15. “药物赋形剂的IPEC重大变化指南。”罗马尼亚西班牙赔率国际制药辅料委员会(IPEC罗马尼亚西班牙赔率)。2014.网。
  16. “Ipec-Americas expipient Master文件指南”。国际制药辅料委员会罗马尼亚西班牙赔率
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