基于大肠杆菌Nissle 1917的活体治疗平台：整合噬菌体抗性与可编程温度敏感性的创新研究

为解决复杂药物产品生物等效性评估难题，研究人员通过拉曼光谱技术（Raman spectroscopy）结合MTZ（甲硝唑）透皮给药模型，系统比较了三种市售凝胶与两种实验室自制溶液的皮肤药代动力学差异。研究发现，该方法可精准追踪药物在皮肤各层的时空分布，为局部用药生物等效性（BE）评价提供了非侵入性新策略，对加速高质量仿制药开发具有重要意义。论文发表于《Journal of Controlled Release》。

　　

在医药研发领域，局部用药的生物等效性（Bioequivalence, BE）评价一直面临技术瓶颈。传统方法对复杂制剂（如皮肤外用药物）的评估依赖耗时费钱的临床终点研究，且难以量化药物在作用靶点（如活性表皮层）的实际分布。尤其当药物缺乏显著光谱特征（如三键振动信号）时，现有技术更显乏力。为此，Panagiota Zarmpi团队选择治疗酒糟鼻的甲硝唑（Metronidazole, MTZ）作为模型药物，通过创新性整合共聚焦拉曼光谱（confocal Raman spectroscopy）与刺激拉曼散射显微镜（Stimulated Raman Scattering, SRS），在《Journal of Controlled Release》发表了突破性解决方案。

研究团队首先验证了拉曼信号标准化方法：通过分析未处理猪皮肤中酰胺I（Amide I, 1652 cm^-1）与苯丙氨酸（1004 cm^-1）的信号比稳定性，证实角质层至活性表皮层的角蛋白浓度恒定，为药物信号校正奠定基础。随后，他们系统比较了三种市售MTZ凝胶（包括美国参比制剂RLD-US、其仿制药Generic-US及英国RLD-UK）与两种高浓度PG（丙二醇）溶液的透皮行为。

关键技术方法

研究采用离体猪皮肤模型（750 μm厚度），通过Franz扩散池进行6-12小时药物递送实验。共聚焦拉曼光谱（785 nm激光）以5 μm步进深度扫描皮肤，监测MTZ的C-N键振动信号（1192 cm^-1），并通过酰胺I标准化校正信号衰减。同步采用SRS显微镜（1195 cm^-1共振频率）实现微米级三维药物分布成像。数据分析引入临界检测水平（A_c=3×SD_noise）处理非定量信号，并计算时间-深度积分指标（AUC_t/AUC_z/VUS）进行BE评估。

研究结果

1. 1.

   光谱标准化验证：酰胺I与总信号强度比值在皮肤各层保持恒定（CV<15%），证实其作为内参的可靠性。

2. 2.

   药物时空分布：所有制剂中MTZ均可穿透至35 μm深度（超越角质层）。90/10水-PG溶液因PG快速渗透引发"制剂蜕变"，6小时即出现药物结晶（SRS证实固态MTZ信号偏移至1188 cm^-1），导致早期超高渗透（AUC_t达凝胶2.85倍）。

3. 3.

   BE评估：虽然三种凝胶的VUS（体积时空积分）比值（0.91-1.11）落在0.8-1.25区间，但因样本量不足（仅3头猪），90%置信区间未能完全达标。而高PG溶液显著偏离BE标准（90/10溶液BE比2.08）。

结论与意义

该研究首次实现通过拉曼技术对无特征光谱药物（如MTZ）的皮肤药代动力学全景刻画，创新性提出VUS指标整合时空维度数据。尽管当前数据变异度较高（s_wr>0.294），需扩大样本量以满足SABE（标度平均生物等效性）统计要求，但该方法为替代临床终点研究提供了关键技术路径。特别值得注意的是，研究同步追踪了功能性辅料PG的渗透行为（840 cm^-1信号），揭示其与MTZ吸收的动力学偶联关系，为制剂优化提供新视角。这项由FDA资助的成果，有望加速复杂局部仿制药的审评进程，推动振动光谱技术在监管科学中的应用革新。