前 言

规避专利研发仿制产品一般会有几个公司竞争，因此成为第一个仿制成功者以获取最多利益是仿制药行业的一个基本原则。 仿制药公司在产品价格持续下降的市场保持收入增长，必须确保新产品的持续推出，质量和速度则是关键的市场驱动因素。 因此，仿制药公司必须高度专长于产品和工艺开发，仿制药业务和实现生物等效性是最关键的开发领域。

大多数仿制药是由各种辅料组成的口服固体剂型（例如片剂和胶囊），每种都具有特定的目的（作用）。 尽管辅料是无临床活性的，但它们是药学活性的，并且因此可以影响药物产品性能的所有方面。例如，功能性辅料如稳定剂和溶出调节剂有助于药物产品的溶出和生物利用。 可以使用反向工程来促进确定原始药物的辅料含量和其他制剂优化步骤，来对创新药（即参比）的制剂参数的进行解析。这些参数包括创新药的定量组成，活性药物成分（API）的固态表征和制剂工艺过程。

虽然有关创新药的API和辅料组分的一些信息可以在常见来源中找到，例如产品信息手册，医师案头参考或FDA的网站（http://www.fda.gov/），若能做到与参比制剂（RLD）尽可能在定性和定量上相似的配方，那么仿制药公司对其仿制出的产品的性能将具有更大的自信。根据美国法律，口服制剂中辅料的定量信息可不予透漏。在此种情况下，对创新药物制定反向工程是一个科学上合理和具有成本效益的加速仿制药产品开发的策略。从实践的角度来看，通过扩展仿制药与RLD的制剂的同一性的概念，可以显着提高开发生物等效产品的几率。仿制药同一性是根据药物等价性和生物等效性定义的。制剂同一性是就定性和定量处方（配方），固态特性和工艺过程与RLD（参比制剂）的等同性定义的。

虽然仿制药公司已使用反向工程有相当一段时间了，但这个主题在已发表的文献中几乎没有涵盖。在本文中，我们讨论了反向工程的重要性，并提出了开发固体口服剂型的决策过程。 我们给出了反向工程的各种组成和执行该过程所需的工具的建议。 该方法基于一系列RLD产品的反向工程试验产生的信息建立。

反向工程的操作步骤

定量解析处方

定量解析RLD的处方应首先确定哪些辅料最能影响制剂在质量测试（即稳定性或溶出度）中的性能。将现有重要信息具现化 这些数据将提供关于反向工程所需资源的信息。 可以基于这些发现来优化资源（例如，时间和金钱）配置，因为有时传统的制剂优化技术可能比反向工程更有效。 通常，pH调节剂，缓冲剂，稳定剂（例如抗氧化剂和螯合剂）和溶出改性剂（例如表面活性剂）是反向工程的最佳候选。

下一步是量化片剂基质中已鉴别出的辅料，由于其它辅料可能产生干扰，这项工作很具有挑战性。因此，辅料必须首先使用诸如微分溶解度，过滤（具有特定孔径或截留分子量的过滤器），高效液相色谱法（HPLC），高效薄层色谱法 （HPTLC）和体积排阻色谱法（分离）。 必须基于存在的干扰组分的数量及它们的物理化学性质选择分离技术。

分离后，必须使用重量分析或检测工具（例如紫外线（UV）-可见光，折射率，用于HPLC的蒸发光散射检测器或光谱技术（例如，红外衰减透射反射或近红外 [NIR]光谱）。重量分析法最适用于定量制剂剂量单位中的主要或者大量存在的辅料。 使用复杂的分离和定量技术（例如HPLC和HPTLC）能最佳地定量少量存在的组分，例如稳定剂，表面活性剂和pH调节剂。 高分子量辅料如广泛使用的聚合物可以使用体积排阻色谱法有效定量。

 API的固态表征

API的固态性质可以分类为分子，粒子或大块物质（参见侧栏，“药物固态性质的重要性”）。分子水平包括诸如晶型，水合物，溶剂化物和无定形。分子间排列和自由能之间的差异形成了这些形态之间的溶解度，工艺性能，生物利用度和稳定性的区分。这些因素在仿制药的开发期间表征RLD的API固态形式是关键的。

关于仿制药的开发和报简审批（ANDAs），多态性已在最近的出版物中经过了彻底的讨论。在监管要求的行文中，法律规定不要求ANDA的申请者证明仿制药和创新产品中的API“表现出相同的物理特性，并且药物的固态形式没有被改变”。因此，固体多态性不是证明ANDA中药物物质相同的基础的相关问题。

在实际情况下，创新产品通常使用最稳定的多晶型开发，以避免加工过程和储存期间的晶型转化。保险起见，仿制药公司应使用与RLD相同的多晶型形式以确保类似的稳定性和相似的溶出曲线。有时，不能使用这样的策略，因为多晶型的专利有效期超过了化药实体分子专利期满。在这种情况下，必须根据第IV段的要求认证（505 [j] [2] [A] [vii]）提交，并使用替代固体形式开发仿制产品。各种技术例如粉末X射线衍射，傅里叶变换IR，NIR和拉曼光谱；差示扫描量热法（DSC）；和热重分析均可用于表征固态性质。可能需要检测和定量剂量单位中的多晶型混合物。使用粉末X射线衍射可以使该过程更有效地进行，因为其它技术倾向于受到片基的干扰。

粒度减小或微粉化是制药公司用于改善水溶性差的药物的溶出速率的常用方法。API粒度分布——直接影响生物利用度和溶出速率——有助于确保制剂的生物等效，特别是对具有溶出敏感型生物利用度的药物。因此，从创新产品中的API粒度分布分析的信息对于确保溶出和生物等效性至关重要。本文的挑战在于在其它辅料存在的条件下确定API的粒度。基于光遮蔽和激光散射的常规粒子分级技术将不适用，因为它们不能区分API和辅料颗粒。唯一可行的技术是显微镜。 

显微镜可以基于诸如颗粒形状和双折射模式的特性来区分API和辅料。 在偏振光下，结晶药物显示双折射图形，而许多辅料是非晶性的，因此不显示双折射图形。热台显微镜可以用光学显微镜补充确认据它们的熔点来鉴定API颗粒。 因此，在分子和粒子水平鉴定和表征原始药物的API可加速了决策，并可最大程度缩短化开发和监管审批时间。

固体口服剂型可以使用湿法制粒，干法制粒或直接压片来制备，这取决于API的稳定性曲线，API-片重总占比和物理技术性质（例如主要成分的流动性和可压性）。除了可加工性之外，工艺技术可以影响药物在体外和体内环境（即，溶出和生物利用度）中的稳定性和性能。

基于API的物理化学性质可以预测RLD的制备过程：湿法制粒方法对于水敏感的API是不可行的，直接压片可能难以实现和确认极低剂量的药品中API的混合均匀性。视检片剂是否断裂可提供关于造粒技术的一些思路。湿法或干法造粒产生的裂纹比直接压片产生的裂纹更粗糙。可以将片剂放入含有水的培养皿中，在低倍光学显微镜下观察崩解类型。使用直接压片制备的片剂崩解成单个微粒，而通过湿法或干法制粒制备的片剂崩解成颗粒附聚物（颗粒）。该信息可以与定性配方合并来最终确定剂型中辅料的作用。一些辅料如羟丙基甲基纤维素，淀粉和乳糖在最终剂型中可能具有多种作用。因此，可能难以仅通过定性配方而对它们（辅料）分配功能作用。

反向工程草案

图1显示了用于在片剂剂型上进行反向工程的决策树。辅料的功能和API的物理化学性质强烈影响反向工程成功与否所需的工作量。

图1：用于反向工程化片剂制剂的决策树。

进行反向工程是明智之举，可以促进产品开发各个阶段的决策过程（见图2）。在阶段1期间，有关API实体形式的信息可以加速识别有意义的性能规范并促成选择合适的供应商。 类似地，对于定性和定量类似于RLD的仿制产品，需要高度截短的预配制研究方案。

图2.典型的仿制药开发路径。下划线行为部分直接受到反向工程的影响

阶段2将对反向工程具有最显著的影响。关键辅料成分的定量信息将简化（仿制药）原型制剂的优化。传统的方法涉及制备不同成分的几个原型制剂并测试它们的性能和稳定性。

解析定量这些细节将大大减少达到最佳配方所需的实验次数。因此，决策过程变得客观，因为减少了对实验观察的依赖性，例如溶解曲线，其虽然是有效的工具，但不能确保获得生物等效产品。通过开发基于反向工程并确保与RLD具有类似的溶出曲线的定量相似产品，在生物等效性方面将具有更高置信度。以相同的方式，主动对RLD中的API的固态表征将降低研发风险，特别是对于其中含有生物利用度对溶出敏感的API分子的产品。

结 论

成本和速度是一家仿制药公司成功上市的关键。 实现RLD的生物等效性是发展的关键部分，并且必须减少生物失效的可能性。反向工程是开发仿制药以更好地确保生物等效性的有用工具。 反向工程的策略，包括对RLD配方的定量，API的固态表征和研发生产的解析将大大减少研发时间和成本。