溶出度测试仪。
溶出度测试仪。(Gpkp / Wikimedia Commons;CC BY-SA 4.0)

比较对象是两种具体制剂

美国 Simulations Plus 与 Kenvue 团队在 CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology 报道对乙酰氨基酚(acetaminophen,APAP)的制剂比较研究。团队将美国速释制剂(immediate-release,IR)与缓释制剂(extended-release,ER)分别建模,比较药代和肝损伤指标。

所研究缓释片由各占一半的速释层和逐渐侵蚀的缓释层组成。引言讨论的欧洲改良释放制剂(modified-release,MR)则有不同的组分比例和包衣,研究的主体比较保持在美国 IR 与 ER 两类制剂。

研究更新了 DILIsym v8A 原有的 APAP-IR 模型,再增加 ER 层的溶出与吸收过程。两种制剂分别描述溶出和吸收,吸收后使用同一套药物代谢及肝损伤机制。

以溶出与动态胃肠实验校准吸收模型

研究采用美国药典(United States Pharmacopeia,USP)的桨法与往复筒装置,并使用 tiny-TIMsg 动态胃肠实验系统。后者由计算机控制胃和小肠环境,测量药物释放及可供吸收的部分。

Tiny-TIMsg 的每组溶出实验持续 5 小时,采用 3 个负载水平、每组 6 次实验。IR 较快溶解,ER 起初仍保持片状,随后在实验过程中侵蚀;两种制剂均随负载增加,出现可利用比例降低。

所测试装置中未观察到两种制剂形成药物团块。各系统仍有承载限制:药物材料会在容器底部沉积,往复筒的流动可能受阻,动态胃肠系统则可能出现压力不稳和泄漏。

团队把较可靠的往复筒数据与动态胃肠数据合并,在 GastroPlus 中拟合剂量与吸收比例的关系,再传入 DILIsym。超出装置实测负载的部分由模型外推,不能归为直接实验观测。

代谢适应和人群差异同时更新

模型更新了葡萄糖醛酸化、硫酸化及毒性代谢物形成。形成 N-乙酰对苯醌亚胺(NAPQI)的途径,主要由 CYP2E1 表示,并纳入 CYP3A4 的较小贡献。

重复暴露时,模型还纳入葡萄糖醛酸化增强、硫酸化减少以及对氧化应激的适应。健康成人虚拟人群对两种制剂各设 300 人,加入溶出、吸收、代谢及基线谷胱甘肽等参数差异。

校准与验证分开使用临床资料。验证资料中,IR 的药代预测为观测平均值的 0.59–1.55 倍,ER 为 0.89–1.45 倍;两种虚拟人群均覆盖超过 80% 的个体药代数据。

ER 重复暴露的临床参照中,丙氨酸氨基转移酶(ALT)超过正常上限 3 倍的比例为 1% 和 2.5%,模型为 0.7%;双方均没有总胆红素超过正常上限 2 倍。研究同时检查药代曲线和肝损伤指标,保留两类预测的不同偏差。

暴露量略有差异,肝损伤曲线总体接近

急性过量模拟中,ER 相对 IR 的药物浓度曲线下面积比值为 0.86–0.98,峰浓度比值为 0.71–0.85。缓释制剂的暴露量平均略低,主要与吸收比例和释放速度有关。

重复超治疗用量模拟中,两种制剂的稳态暴露量比值为 0.98–1.00。ALT、总胆红素与凝血相关国际标准化比值(international normalized ratio,INR)的时间过程总体相近,研究未发现制剂之间出现明显不同的峰值时序。

主要比较情景没有加入解毒治疗或其他临床干预,因此描述的是模型设定下的暴露与损伤过程。论文将这些结果用于比较制剂特性;实际就诊患者的治疗、吸收中断和摄入时间等因素另会改变曲线。

两种制剂的预测差异主要来自释放与吸收过程,而重复暴露下的代谢适应也影响损伤时程。物理装置提供实测溶出数据,超出装置承载范围的吸收过程则依赖外推。

来源与延伸阅读

  1. Modeling and Simulation of Acetaminophen Pharmacokinetics and Hepatic Biomarkers After Overdoses of Extended-Release and Immediate-Release Formulations in Healthy Adults Using the Quantitative Systems Toxicology Software Platform DILIsym. CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology. 2025. doi:10.1002/psp4.13304 ↗