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嘉峪檢測網 2021-11-25 22:12
摘要:藥物的適口性是影響其服用順應性的重要因素。由于兒童( 尤其是低齡兒童) 的吞咽功能不健全,較多使用液體制劑等口腔分散劑型,需特別考慮藥品的口感問題。因此,建立客觀、科學的口感評價方法,是兒童用藥產品開發和評價的重要環節。
本文基于兒童適宜劑型及其掩味需求和策略,重點對比分析了各種口感評價方法的概況、優缺點和應用,并討論了兒童藥物口感評價的復雜性和發展趨勢,以期為兒童口服制劑開發提供參考。
關鍵詞:兒童用藥; 適口性; 掩味技術
正文
口服給藥方便安全、經濟適用,且順應性好,是最常用的給藥方式,一般也是首選的給藥方式??诟惺怯绊懣诜苿┻m口性和順應性的關鍵因素,不良口感嚴重限制了藥物的臨床應用,甚至導致用藥中斷[1-5]。如何改善不良口感藥物的適口性,是需要解決的問題。
兒童( 尤其是低齡兒童) 的吞咽功能不健全,難以吞服片劑、膠囊劑等常規制劑,較多服用溶液劑、混懸劑等液體制劑以及顆粒劑、微片[6]、口崩片、口溶膜[7]等口腔分散制劑[8-10], 2020 年底國家藥品監督管理局藥品審評中心發布的《兒童用藥( 化學藥品) 藥學開發指導原則( 試行) 》[11]列舉了給藥途徑/劑型與年齡的關系示例,并呈現了兒童口服給藥劑型的選擇決策樹。兒童適宜劑型中的活性藥物成分更容易與口腔中的味覺受體接觸并引起不良口感,因此,兒童用藥的掩味需求更加強烈。
有效的口感評價方法是兒童用藥開發和評價的關鍵,本文從兒童適宜劑型及其掩味需求和策略出發,梳理并分析目前常用的口感評價方法的概況、優缺點和應用情況,并討論兒童用藥口感評價的復雜性和發展趨勢。
1、口服制劑的掩味策略
口感是影響藥物順應性的關鍵因素之一,也是藥物開發過程中需重點關注的研究內容,尤其是對于兒童適宜劑型。掩味的目的是掩蓋原料藥或制劑的不良味道,或防止溶解的活性藥物成分與口咽部的味覺受體相互作用。常用的掩味技術包括以下幾類[12]: 通過苦味受體拮抗劑和味覺轉導級聯阻斷劑來麻痹味蕾或阻斷味覺; 改變藥物的黏度,或在藥品中添加甜味劑、芳香劑等矯味劑; 通過改變鹽型、調節pH值等方式改變活性藥物成分溶解度,或將活性藥物成分改為前藥形式,阻斷活性藥物成分在口腔中的溶解和/或活性藥物成分與味覺受體的結合,例如,在奧坦西隆口崩片和阿奇霉素干混懸劑中分別添加的碳酸氫鈉和磷酸鈉,可以降低藥物溶解度,由此實現掩味目的; 離子交換樹脂、環糊精等通過絡合作用在活性藥物成分周圍形成分子屏障,避免活性藥物成分與味覺受體結合,可以在分子水平對藥物進行掩味; 通過包衣在活性藥物成分或制劑表面形成物理屏障,也可以將活性藥物成分與味覺受體隔離開,避免不良口感的產生。
2、口感評價方法
在口服制劑的開發過程中,口感評價是一項重要的研究內容。目前的口感評價方法主要有體外溶出、電子舌、動物實驗、人群嘗味評價和基于細胞的味覺受體分析。
2.1 體外溶出實驗
對于通過延緩藥物在口腔中的釋放、阻斷藥物分子與口腔味覺受體接觸的藥品,可采用體外溶出實驗的方法定量檢測藥品在模擬口腔環境的介質中的藥物釋放量,以此來評價藥品的掩味效果和潛在口感。體外溶出實驗操作簡單,重復性好,適合早期處方開發時大量樣品的快速評價。體外溶出實驗一般以模擬唾液為介質,介質體積優選1~3 ml( 或更大體積) ,檢測前5 min 內( 尤其是前30 s)的藥物釋放量。介質的體積、pH 值、溫度、滲透壓、離子強度等參數會影響體外溶出實驗結果以及與實際口腔環境下藥物釋放量的相關性[13]。模擬唾液一般由氯化鉀、氯化鈣、氯化鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉、硫氰酸鉀、檸檬酸、氯化鎂、碳酸鉀、頜下黏蛋白、α-蛋白酶、胃黏蛋白中的部分成分溶于水中制備而成,pH 值一般為5.7~7.5,可用磷酸調節模擬唾液至合適的pH 值[14-15]。
Tiwari 等[16]通過體外溶出實驗研究了檸檬酸咖啡因擠出物在模擬唾液中的藥物釋放情況,其結果與動物口感評價的結果具有高度相關性。Stagner 等[17]通過體外溶出實驗模擬口腔環境,評價了異煙肼-殼聚糖噴霧干燥微球制劑的溶出情況,純原料藥的溶出量是微球制劑的5.2 倍,證明微球制劑具有一定的掩味效果。
體外溶出方法可以在一定程度上反映藥品在口腔中可能的藥物釋放情況,但也存在一些缺陷,例如,實驗方法不統一,不同研究人員所采用的溶出實驗條件差異很大,不能完全模擬口腔環境,藥物溶出限度需根據藥物的苦味強度或苦味閾值來確定,無法建立統一的溶出實驗結果評價標準。
2.2 電子舌評價系統
電子舌是一種新型的智能味覺分析測定系統,利用傳感器陣列檢測樣品的特征響應信號模擬人體味覺的感知過程,近年來受到了廣泛關注[18-19]。電子舌由味覺傳感器陣列( 模擬味覺受體) 、信號處理系統( 模擬人的味覺中樞) 、模式識別系統( 指紋識別) 三部分組成,根據傳感器作用原理的不同,電子舌分為電位型、伏安型和阻抗譜型等。其中,法國αAstree 電子舌采用聚合物傳感器,基于化學修飾的場效應技術,包括7 種組成不同的傳感器,只能檢測初始味道; 日本Insent 電子舌系統采用人工脂膜傳感器技術,通過記錄人工脂膜電勢變化評價樣品的酸、甜、苦、咸等各種味覺,可提供初始味道和余味的信息,余味信息是基于短暫清洗后的電位變化而得到的[13, 20]。Immohr 等[21]通過電子舌評價了8 種不同的飲料對西替利嗪等藥品的掩味效果,以純飲料和飲料-藥品混合物的歐幾里得距離作為掩味效果的指標,發現飲料的pH 值、含脂量和含糖量是影響其掩味效果的重要參數,而黏度的影響相對較小。
電子舌口感評價的檢測結果客觀性強,可以避免人群嘗味評價中的受試者個體差異和主觀因素的影響,檢測速度快,適合評價處方篩選階段的大量樣品,也可以避免人群嘗味評價中對受試者的潛在安全風險; 其不足之處是電子舌設備昂貴,傳感器使用壽命短,目前的傳感器尚不能完全模擬人舌的25 種苦味受體,不能完全取代人舌,在分析結果的時候不能盲目相信電子舌的評價結果,檢測結果需經人群嘗味進一步驗證。
2.3 動物實驗口感評價
通過觀察或檢測動物服用樣品后的反應來評價口感,可以將味覺系統的神經生物學與動物行為和感知聯系起來,雖然耗時長且花費較多的資源,但其價值是不可否認的[22]。常用動物模型有小鼠、大鼠、狗、貓等;嚙齒類動物與人類共生,具有高度同源的苦味受體和相似的味覺,是特別有用的研究味覺的動物模型[22]。
2.3.1 動物偏好實驗
動物偏好實驗是最常用的一種方法,通常采用雙瓶偏好法或單瓶攝取法,將2 種或多種受試溶液同時或交替提供給動物,觀察并記錄動物在特定實驗周期內對不同溶液的攝取量,并觀察動物飲水后的反應。Han 等[23]采用雙瓶偏好法定量檢測了傳統中藥的苦味,建立了奎寧濃度和動物偏好指數的關系,將傳統中藥的苦味轉換為統一的數值系統。Tiwari 等[16]采用單瓶攝取法比較大鼠對不同樣品溶液的攝取量,對比評價了擠出物和活性藥物成分的適口性。
2.3.2 短暫攝取味覺測試
短暫攝取味覺測試是一種有效的口感評價方法,在動物攝取少量的樣品后立刻觀察動物的行為反應。該方法一般適用于大鼠和小鼠。為了研究0.3 mol /L 氯化鈉溶液對大鼠的適口性,Zenatti 等[24]采用攝像機記錄大鼠在服用氯化鈉溶液時的口面部運動反應,通過比較享樂反應和厭惡反應的數量,定量評價氯化鈉溶液的口感情況。
2.3.3 電生理法
苦味物質活化苦味受體會產生電脈沖信號,檢測動物舌咽肌纖維或鼓索神經纖維處的電脈沖信號,可得知受體活化程度,從而評價苦味程度,該方法被稱為電生理法。既往研究發現舌咽神經對苦味刺激的反應比鼓索神經更強[25]。電生理法操作復雜,結果重現性依賴于多種影響因素,目前仍只見于基礎研究工作中。盡管大量研究采用大鼠模型,但大鼠并不適用于所有類型的藥品。大鼠味覺厭惡模型適用于口服液體制劑,但對于顆粒型掩味制劑并不完全適用。對比研究大鼠和人的唾液特征參數發現,大鼠唾液的所有參數( pH 值、緩沖能力、表面張力和黏度) 都與人唾液存在差異,且兩種模型藥物( 西地那非和依法韋侖) 的釋放情況也存在差異[26]。對于活性藥物成分需要溶出的制劑,采用大鼠進行口感評價時,應考慮大鼠和人唾液的差異,合理設計實驗方案,避免唾液差異導致實驗結果無法預測制劑對人的適口性。
2.4 人群嘗味評價法
選擇合適的受試者進行嘗味是最直接、最能真實反映口感的評價方法,也是“金標準”方法。該方法操作繁瑣、實驗過程嚴格,最大缺點是個體差異性,受試者主觀影響較大,受試者的年齡、地域、生活習慣等因素對結果影響較大,結果重復性較差; 另外,受試者在短時間內接觸多個樣品時,可能會產生味覺疲勞,影響結果準確性; 受試藥物對受試者的潛在安全風險等[13]。李潘等[27]總結了人群嘗味評價口感的多種方法,包括單一樣品對照法、苦度值等級評價法、排序和/或評分法、模糊數學綜合評價法、視覺模擬評分法( 也稱為直觀類比標度法) 、多因素調查評分法、量度匹配+ 幅度標記評價法、味覺磁共振評價法等; 其中排序和/或評分法、多因素調查評價法適用于多指標味覺評價實驗; 視覺模擬評分法是針對無法直接測量的主觀特性或屬性的一種檢測方法,廣泛應用于疼痛評分,可以借用于苦味評價,該方法簡便、直觀、準確,適用范圍廣; 量度匹配+ 幅度標記評價法可以消除受試者的尺度偏差并在一定程度上克服主觀性; 味覺磁共振成像評價結果客觀性強、可以避免受試者的個人主觀因素,但要求被測物質能夠較強地刺激腦部功能狀態,且儀器設備復雜,成本昂貴。
2.5 基于細胞的味覺受體分析
味覺強度的客觀定量評價對不良口感藥品的開發和評價極為重要。近年來,分子和細胞生物學領域的基礎研究工作已經鑒別了多種味覺受體( 為G 蛋白偶聯受體) ,表達了人類味覺受體的培養細胞可作為一種有用的工具,評價活性物質對味覺受體的活化情況,以此反映其口感情況。
2.5.1 鈣成像法
味覺受體的活化會引起細胞內鈣離子濃度的顯著增大,選擇合適的細胞內熒光鈣指示劑,采用熒光顯微鏡等方法檢測細胞內鈣離子水平變化情況,可以反映細胞表面味覺受體的活化水平,該方法稱為鈣成像法[28]。Narukawa 等[29]采用表達了人類苦味受體hTAS2R39 的細胞,評價了綠茶兒茶酚的苦味。
2.5.2 細胞形態觀察
機體對G 蛋白偶聯受體的激活也會以特定的方式影響細胞形態,可通過細胞阻抗傳感器進行監測。Liang 等[30]采用表達了苦味受體T2Rs 的小鼠生殖細胞和細胞阻抗傳感器構建了一種苦味生物傳感器,可以靈敏且特異性地以劑量依賴性的方式對苦味化合物做出應答,對奎寧的檢測閾值低至0.125 mmol /L。
基于細胞的味覺受體分析雖然可以定量評價活性物質對味覺受體的活化程度,但并不是一種普適性的口感評價方法,因為該方法是一種研究型的檢測方法,繁雜的操作步驟和重現性問題將是限制其廣泛應用的因素之一,另外該方法需在明確活性物質的味覺受體并將其表達在細胞表面的前提下進行,對于味覺受體不明確的藥物分子,或受體不容易表達在細胞表面,則無法通過該方法進行口感評價。
3、兒童藥物口感評價的復雜性和發展趨勢
3.1 兒童藥物口感評價的復雜性
兒童處于快速發育期,不同年齡段兒童的口感偏好可能存在差異,有文獻報道了兒童與成人以及不同年齡段的兒童對苦味化合物的敏感程度差異,與成人相比,很多兒童對苦味更敏感[22]。人群嘗味法是最直接、最能反映藥品真實口感的方法,但在兒童受試者中進行口感評價面臨諸多困難。從兒童生理和行為特點來看,兒童尤其是低齡兒童的表達和口感反饋能力不成熟,難以客觀、清晰地表達出品嘗藥品后的感受。受試者為兒童時,應征得其監護人的知情同意并簽署知情同意書,當兒童有能力做出決定是否參與臨床試驗時,還應征得本人同意;口感評價研究雖然并未在監管指南中進行描述,但相關試驗必須在得到倫理委員會批準和父母或監護人的知情同意以及兒童同意、愿意配合的情況下開展; 從情感角度考慮,目前家庭兒童數量日益減少,父母對于兒童的關愛日益強烈,家長愿意兒童開展臨床試驗的難度日益增大。另外,從安全風險的角度考慮,對于新分子實體的藥物、具有潛在安全風險的藥物( 例如臨床安全性數據不足,潛在毒性或毒性未知) 以及窄治療窗的藥物,在兒童群體中進行口感評價時需慎重。
3.2 兒童藥物口感評價的發展趨勢
兒童適宜劑型和兒童味覺生理的特點都決定了適口性是兒童藥物的重點質量屬性,顯著影響兒童用藥順應性和用藥安全。中國[11]、歐盟[31]、美國[32]和世界衛生組織[33]出臺的兒童藥品指導原則都強調了適口性的重要性和改善適口性的必要性,并提供了改善適口性的常用措施和技術; 為了開發適口性良好的兒童藥品,口感評價是重要的環節,但遺憾的是以上指導原則中均未提供口感評價方法相關的信息。上述提到的方法均可用于兒童藥品的口感評價; 在方法選擇時,尤其是對于新分子實體的藥物、具有潛在安全風險的藥物,應首先開展系統的、完善的溶出實驗、電子舌評價以及動物口感評價等相關研究,在此基礎上,首先選用成人健康受試者進行嘗味評價,最后再酌情考慮是否有必要、是否適合在兒童群體中進行嘗味評價。盡管成人嘗味評價的結果不能完全反映兒童的服用口感,基于成人開展嘗味評價仍然是目前普遍采用的、也是應該采用的兒童藥物口感評價方法。確有必要開展基于兒童受試者的嘗味評價時,試驗設計應考慮兒童的生理和行為特點,試驗過程應該簡短、有趣,以便吸引兒童的注意力,防止兒童抵觸、不配合,為了防止兒童混淆和味覺疲勞、確保結果可靠,對比測試的藥品數量不可過多。隨著科學技術的發展,對兒童和成人味覺生理差異的進一步認識,以及新的評價方法的發展,將有利于更好地將成人嘗味試驗結果外推至兒童群體,更好地評價兒童藥品的口感。
4、總結
口服給藥途徑具有諸多優勢,但不良口感藥物的適口性成為口服給藥的關鍵障礙。吞咽功能不健全的兒童( 尤其是低齡兒童) 使用液體制劑等口腔分散劑型,藥品的口感問題更加突出。建立合適的口感評價方法,是不良口感藥物的產品開發和評價的重要環節。成人和兒童之間以及不同年齡段兒童之間的味覺感知、敏感性和耐受性的差異,使得兒童用藥的口感評價更加復雜。因為藥物結構和味覺感知的復雜性,對于口感評價目前尚無標準化的、規范的、普遍接受的方法,現有的評價方法均存在其自身不足,需要結合藥品特點,在口感評價過程中選擇一種或多種評價方法,不同方法的結果相互確證,以便更真實、客觀地反映藥品的口感情況。
作者:張威風, 王曉玲, 翟光喜, 何淑旺, 楊杰
山東大學藥學院
首都醫科大學附屬北京兒童醫院藥學部
北京達因高科兒童藥物研究院有限公司
來源:《中國醫藥》2021 年9 月第