【干货】浅谈逆向工程与仿制药开发

众所周知，随着国家局对药品质量的重视以及供给侧改革的要求，2014-2015年出台了大量政策和指导原则，旨在提高药品品质，尤其是仿制药与原研药品的一致性（一致性评价），要求对 2007年 10 月 1日前批准的国家基本药物目录中化学药品仿制药口服固体制剂，在 2018 年底之前完成一致性评价，对于手里握有大量仿制药批文的企业是一个巨大冲击，二次开发成了目前药企的重心工作。本文拟从逆向工程阐述仿制药研发思维及路线，如何建立有效快捷的开发计划。仿制药需要创新吗？

可能大家都遇到过这些情况，原研是片剂，由于味苦采用了包衣，而仿制者嫌包衣麻烦，为了掩味遂采用了胶囊剂型；还有原研为普通片，由于原料溶解性差仿制者为了提高吸收，设计成分散片，加以大量崩解剂，并冠之以创新。而时至今日，即使原研药的专利保护早早过期，如阿司匹林，盐酸二甲双胍等，原研药在中国市场的销售额仍然远远领先国内各仿制药药企的总和，是我们创新还不够吗？不，正是因为创新不适用与仿制药开发导致的结果。国外知名药企，在培育出自己的明星药前，必定经过了大量筛选试验，投入数十亿美金分析了各种可能性，最后才确定了最佳方案，如此，我们去仿制，为何还要改变？模拟原研，尽可能在所有特性上接近原研，才是仿制药的正确途径。

什么是逆向工程？逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但又不完全一样的产品（百度百科）。印度之所以能成为世界仿制药药房，最主要的并非其政府的强制仿制政策，而是印度的仿制药质量确实过硬，不仅外观相似，其处方组成，工艺，单位重量均力求和原研一样，这就保证了与原研PK 和 BE 一致。而印度正是采用逆向研究，如同剥丝抽茧般接近原研，如用液相技术分析原研中的辅料组成，而后进行比例调整，达到和原研相似的溶出特性。逆向研究并非能100%和原研一致，这也是不可能做到的，而要做到关键指标上和原研一致，逆向研究不失为一个有效，快捷的方式，何乐而不为？

如何仿制药进行逆向研究？

1、调研

这就不必多说了，工欲善其事，必先利其器。现在欧美日的药监局数据库均是对中国开放的，找到原研的资料，不难。重点关心原研药的处方成分，单位重量，外观，原料晶型，辅料型号，包装材料以及其临床和药代动力学参数等。日本请参考IF，美国请参考 label，欧盟请参考 Scientific Discussion 以及 SUMMARYOF PRODUCT CHARACTERISTICS，此外，查询专利亦是了解原研信息的有效途径。具体查询路径网上已经多见于文，此处不再赘述。

2、剖析

在充分调研资料后，会让工作事半功倍，而逆向研究，亦会让工作速度大大提高，篇幅所限，以下从制剂角度介绍逆向研究的几个简单技术应用，供大家参考：

2.1 比例分析  

现在大部分的原研药均能查到处方成分，但是要知道处方比例就很难，这也是原研药的机密之一，因此就必须想尽一切办法，笔者曾仿制一款原研药，经查询欧盟Scientific Discussion 得知处方成分为微晶纤维素，乳糖，二氧化硅，硬脂酸镁，滑石粉，主药占 5%。。从处方功能上判断，二氧化硅，硬脂酸镁，滑石粉作为助流及润滑剂，比例总和应不超过5%，扣去 5%主药，微晶纤维素，乳糖作为稀释剂，比例应在 90%以上。故如确定微晶纤维素、乳糖的比例，等于给仿制药打了个基础处方，笔者通过以下方式确定了两者的比例范围： 

由上表可知，原研处方的乳糖比例应在 50%-70%之间，故在设计筛选试验时应把范围设计在此范围内，进一步优化处方。当然，不同处方会有不同的研究手段，需要在试验中细心观察，反复论证。

2.2 溶出行为分析  

大多数制剂开发员认为，溶出仅仅是分析人员的事，我只要钯处方做出送检，符合4 条溶出曲线就可以，但是殊不知溶出亦是制剂研究一个很好的工具，说不定还可以启发灵感。举个例子，有一原研药，主药易溶于4 种溶出介质，虽然自研采用和原研同一处方，但四种介质溶出曲线不如原研药，最终溶出比原研低了 10%。经反复观察原研的溶出外观发现，原研在溶出杯里崩解的时候，是细小颗粒，而自研品则是粗大颗粒，判断原研可能是采用粉直压制得，而自研采用湿法制粒而导致颗粒粗大溶出下降，在自研也采用粉直压后，溶出曲线和原研完全一致。此外，观察溶出崩解的情况，也可以预估原研处方的比例，笔者曾试制不同比例的乳糖-微晶纤维素粉直压片剂，在溶出时发现，当微晶纤维素在70%以上时，进入液体中马上分散，而当乳糖 70%以上时，进入液体后会先膨胀，分为二层，然后才慢慢分散，而当乳糖-微晶纤维素各50%时，则是一点一点腐蚀分散，见下图。如在观察原研的溶出变化时出现以上任何一种情况，怎么做是不是了然于心？故除了溶出曲线外，观察原研的溶出外观情况亦是了解原研内在品质的途径，有必要是将整个原研的溶出情况视频录下进行对比。 

2.3 中试放大研究  

大家亦会碰到这种情况，明明实验室里做得很好的产品，在放大后往往不理想，溶出不合格，量均匀度不好等。为什么会出现这种情况？笔者认为会是以下几种原因： 

其中处方工艺无参数范围什么意思?从实验室到车间，其工艺粗放度必然会大大增加，于是就需要在试验设计时确定出关键工艺参数及范围，以适应环境变动时品质质量不会发生变化。估计大家也经常收到CFDA 的发补通知，里面就提到关键工艺参数，就是 CFDA担心你工艺的“耐用性”，而我们也就是凭经验找几个工艺参数，上下浮动几个百分点完事，反正CFDA 也不会过来让你上下限度试验一次。而原研品之所以品质如此保证，正是其耐用性“超乎想象”，其关键工艺参数及范围准确反应品质的优劣，而我们仿制药，就是要精确COPY 原研的这种耐用性，才是仿制的精髓。原研药企，是经过精心设计，采用专业数据软件，经过 100~300 次不等的试验才摸索出其参数。专业数据软件如 JMP，Minitab 等，以 JMP 为例：

为寻找各工艺参数对反应百分数的影响，特设计以下5 因素 2 水平的实验，例子来源于网络。 

经JMP计算可视化结果

上图为预测刻画器，可以滑动观察到每一个因素和其它因素的交叉影响，并通过计算得出最优水平，并能给出每一水平的上下限。

如上，统计分析软件更能高效准确的得到“最想知道的结果”，尤其是试错法无法得到理想结果的情况下体现出巨大优势，可以得到“最强耐用性”的工艺，准确拷贝原研工艺流程，保证药品品质。

结语：以上仅仅是逆向工程的一点皮毛，逆向工程并非新鲜事物，最先用于电子、机械，其超强应用型有目共睹，而仿制药只是其中应用之一，仿制药企业应建立起一套逆向仿制系统，其中包括辅料分析、溶出分析、粒度分析以及数据统计等，还原原研的本质，找到开发规律。