《Journal of Pharmaceutical Sciences》:Of mice and little humans: A comparison of the issues facing drug delivery to wildlife and pediatric patients
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尽管野生动物与儿科患者是两个截然不同的患者群体,但在药物开发、递送以及影响有效药物开发的监管和临床因素方面,二者面临着诸多相同的挑战。面向野生动物的药物递送——用于疾病预防与治疗、物种保护或有害生物防控——是一个新兴研究领域。当前全球H5N1禽流感疫情凸显
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尽管野生动物与儿科患者是两个截然不同的患者群体,但在药物开发、递送以及影响有效药物开发的监管和临床因素方面,二者面临着诸多相同的挑战。面向野生动物的药物递送——用于疾病预防与治疗、物种保护或有害生物防控——是一个新兴研究领域。当前全球H5N1禽流感疫情凸显了人畜共患病问题,使研究人员深刻认识到人类健康与野生动物健康之间的重要联系,然而野生动物的有效治疗仍面临巨大的实际挑战和定量数据匮乏的问题。儿科患者在现行药物开发范式下同样处于不利地位,部分原因在于伦理障碍,同时也涉及生物制药和临床实践方面的复杂性。在此,研究人员对儿科与野生动物患者口服制剂开发所面临的挑战进行了比较分析,并指出了两个领域之间可以相互转化、使两类患者群体共同受益的方向。从更宏观的视角来看,认识到人畜共患病预防与从儿童期到成年后期健康老龄化之间的关联,对于在"One Health"框架下维护人类健康具有重要意义。
论文解读文章:
一、研究背景与问题提出
近年来全球大流行事件深刻揭示了人类与野生动物在共享环境中的紧密联系,以及疾病在群体间传播时可能造成的毁灭性健康后果。在此背景下,有效治疗家养和野生动物对于未来预防大流行至关重要,同时确保通过开发适用于所有年龄段人群的药物来尽可能有效地治疗人类群体,也是实现联合国可持续发展目标的重要组成部分。
然而,儿科患者和动物(尤其是野生动物)在药物开发过程中长期未受到足够关注,专门制剂开发的商业激励有限。在这两类群体中,最常见的做法是将成人药物"改造"后用于这些未被充分服务的患者群体。但从成人患者向儿科和动物群体的药物转化并非易事,尤其是对于野生动物而言,研究人员对其解剖学、生理学和药理学知识的掌握存在显著空白,可用于指导不同野生动物物种给药剂量和给药途径的信息十分有限。野生动物与儿科患者共同面临的核心挑战是,这两类患者群体都无法与照护者进行语言沟通以提供反馈。
二、研究内容与结论
本文作为一篇观点性文章,旨在强调儿科与野生动物患者在治疗药物开发过程中面临的障碍和持续性挑战的相似性,而非对口服递送为重点的药物开发文献进行全面综述。文章同时讨论了非口服给药途径(如长效注射剂)在这两类患者群体中的应用价值,并探讨了一个群体中的开发成果应用于另一群体的潜在可能性,以促进思想转化和为这些未被充分服务的患者群体开发新药。
三、关键技术方法
本文为观点性综述文章,未涉及具体的实验技术方法。作者通过文献梳理和比较分析的方法,系统整合了野生动物和儿科药物递送领域的现有研究数据,包括对不同物种(如北象海豹、加州海狮、美洲火烈鸟、大象、南方黑犀牛、考拉、美洲黑熊、伊比利亚羱羊、金刚鹦鹉、帚尾袋貂等)口服给药药代动力学研究的汇总比较,以及对儿科患者口服制剂开发相关文献的归纳分析。文中引用了美洛昔康在不同物种和不同年龄段个体中清除率的比较数据,用以说明年龄对药代动力学影响的跨物种差异。
四、研究结果
野生动物药物递送面临的挑战: 作者指出,野生动物药物递送的动机涵盖物种保护、生物多样性维护和公共卫生保障。约75%的人类新发传染病源于动物。野生动物种类繁多,其胃肠道解剖和生理特征因食性(草食、肉食、杂食)不同而存在显著差异,胃肠道转运时间、pH值和代谢酶等基础数据在物种间差异巨大,且许多物种(尤其是濒危物种)的这些数据尚未被记录。药代动力学数据的匮乏迫使兽医和研究人员主要基于体重从其他物种进行剂量外推,但这种方法在应用于野生动物和外来物种时准确性受到质疑,尤其是鸟类因ADME(吸收、分布、代谢、排泄)的系统发育差异而更为复杂。此外,野外自由活动野生动物的给药面临特殊挑战,包括诱饵的环境稳定性、非目标物种误食风险、药物残留对食腐动物的影响以及环境污染问题。口服诱饵制剂还需考虑适口性和条件性味觉厌恶问题,常采用微囊化或离子交换树脂复合等技术掩蔽药物味道。
儿科药物递送面临的挑战: 儿科药物开发的主要障碍包括无法获得患者知情同意所带来的伦理难题、儿童胃肠道生理随年龄变化的复杂性、以及制剂开发中的剂量分割和适口性问题。片剂和胶囊在儿童中面临吞咽困难和剂量准确性问题,迷你片剂虽成为9个月以上儿童的一种选择,但存在计数误差和质量控制问题。液体剂型在剂量灵活性和准确性方面具有优势,但需额外的掩味技术。儿童的味觉厌恶是依从性的主要挑战,许多苦味药物的味觉阈值低于毫摩尔浓度,且不同儿童因苦味受体多态性而存在差异。克林霉素等成熟抗生素虽常用于儿科,但其令人厌恶的味道至今未有理想的掩味方案。此外,从新生儿到青少年的胃肠道生理变化(胆汁盐浓度、pH值、离子强度、外排蛋白表达等)显著影响药物的溶出和吸收,导致生物利用度与按成人异速缩放剂量预测的结果存在显著差异。
共同挑战与转化机遇: 作者通过比较分析指出,药代动力学数据匮乏是两类患者群体共同面临的重大问题。以美洛昔康为例,年轻个体通常比年长个体具有更快的清除率,但这种趋势存在物种和药物特异性,且呈连续变化而非明确年龄阶段划分。幼年和新生儿动物作为儿科药物开发模型存在"可转化性危机",未经充分验证的生理和代谢特征比较可能导致错误结论。适口性作为依从性的驱动因素在这两类群体中都难以量化。成功的转化案例包括:控释剂型最初为牛等畜牧动物开发(如胃滞留剂型),后转入人类药物领域;3D打印定制剂型最初用于儿科(小剂量单位或趣味形状),在兽药和野生动物药物递送中具有高潜在应用价值。
五、讨论与结论
作者指出,未来需要更多药代动力学研究以了解不同药物在野生动物物种中的时间过程。跨研究和跨物种的药代动力学比较因报告参数差异而受阻,微采样方法(如干血斑)的发展有助于从低体重野生动物和新生儿中采集血样。生理药代动力学(PBPK)建模和异速缩放方法虽能较好解释体型和隔室体积差异,但无法充分说明药物代谢处理的实质性物种差异,仍需依赖离体或在体研究数据。3D打印口服剂型的创新可为两类群体提供定制化给药方案。掩味技术方面,先进味觉受体筛选技术虽可用于预测苦味,但对儿童进行新药和制剂暴露以建立味觉小组与受体读数的相关性被认为不符合伦理,而动物味觉评估相对容易实现。风味选择可利用物种间味觉偏好差异(如辣椒素不被哺乳动物喜爱但对昆虫和鸟类无厌恶感)实现选择性靶向给药。药物审批流程方面,作者建议利用儿科开发数据或药物使用历史支持MUMS法案申请,以减少动物试验负担并缩短开发时间。
研究结论强调,野生动物和儿科这两个看似截然不同的患者群体在治疗药物给药方面面临的挑战具有高度相似性,在许多情况下,这两类群体之间的相似性甚至超过它们与通常作为药物开发对象的成人之间的相似性。作者强烈鼓励跨学科合作,结合临床医生实践经验与制剂科学家、药理学家和保护专家的专业知识,通过共同组织研究研讨会和共享资源数据库等举措,推动为野生动物和儿科患者开发有效的口服递送系统。