用于口服递送亲水性肽类化合物difelikefalin acetate的SMEDDS（固体分散系统）的开发：制备、表征及药代动力学/药效学评估

《Journal of Pharmaceutical Sciences》：Development of a SMEDDS for oral delivery of hydrophilic peptide difelikefalin acetate: Preparation, characterization, and PK/PD evaluation

　　

Congmei Ming | Zhongyuan Li | Wu Zhou

中国上海复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室

摘要

Difelikefalin醋酸盐（DF）被用于治疗接受血液透析的成人患者因慢性肾病引起的中度至重度瘙痒。目前市售的制剂为注射剂形式，而本研究旨在开发口服制剂以提高患者的依从性。DF被设计成与1,2-二棕榈酰-rac-甘油-3-磷酸胆碱（DPPC）、1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油)钠盐（DSPG）和胆固醇（CHOL）（比例为8:2:6）结合成脂质纳米颗粒，这些成分与20%的油酸、20%的中链甘油三酯（MCT）、24%的PEG-40氢化蓖麻油（RH40）和36%的Transcutol混合，制备出自微乳化浓缩液。该浓缩液在纯净水、pH 1.2（HCl溶液）、pH 4.5（醋酸盐缓冲液）和pH 6.8（磷酸盐缓冲液）介质中均可自微乳化，其滴粒大小为53-59纳米，多分散指数（PDI）为0.09-0.27，Zeta电位为-36.39至-6.1毫伏，药物载量为90.3%。体外释放实验表明，在pH 6.8介质中DF溶液在8小时内几乎完全释放，而DF自微乳化制剂在24小时内仅释放约20%的药物。酶降解实验显示胰蛋白酶、弹性蛋白酶和α-胰凝乳蛋白酶无法有效降解DF。大鼠药代动力学研究表明，与静脉给药相比，DF溶液的口服生物利用度为0.656%，而DF自微乳化给药系统（SMEDDS）的生物利用度为2.04%，增加了3倍。在小鼠药效学测试中，口服DF SMEDDS在5 mg/kg剂量下的止痒效果与DF注射在0.3 mg/kg剂量下的效果相当。

引言

肽类药物由有序的氨基酸序列组成，分子量通常在500到5000道尔顿之间，¹最初来源于天然产物如胰岛素，于1921年首次分离出来。^{2, 3}蛋白质纯化、肽合成、结构鉴定和测序技术的进步，以及2000年后的结构生物学、重组生物技术和新型合成及分析技术的发展，显著加速了肽类药物的研发。目前全球约有130种肽类药物获得批准上市。⁴Enfuvirtide、Ziconotide、Teduglutide和Liraglutide的相继获批，特别是GLP-1受体激动剂Semaglutide和GLP-1/GIP受体激动剂Tirzepatide在糖尿病和肥胖症治疗领域的应用，进一步提升了肽类治疗的重要性。^{5, 6}

由于肽类药物具有高亲水性、低渗透性和在胃肠道中的酶降解作用，其口服生物利用度较差，因此需要通过非肠道途径给药。^{7, 8}长期注射给患者带来疼痛、注射恐惧、针头恐惧和局部刺激等依从性挑战。因此，人们致力于开发替代给药途径，如口服、鼻用、眼部、颊部和经皮给药，其中口服途径因其良好的患者依从性而最具吸引力。

已经研究并应用于肽类药物口服给药的多种制剂方法，包括使用纳米载体⁹、脂质体¹⁰、自微乳化给药系统（SMEDDS）¹¹、水凝胶¹²、微粒/微胶囊¹³、肠贴片¹⁴，以及渗透增强剂和蛋白酶抑制剂^{15, 16}。在这些给药策略中，SMEDDS因其在提高生物利用度和促进工业化生产方面的独特优势而受到广泛关注。目前市场上使用SMEDDS技术的经典肽类药物例子是环孢素A（Neoral?），它提高了生物利用度并减少了患者间的药物浓度差异。¹⁷

SMEDDS是一种由油、表面活性剂和辅助表面活性剂/共溶剂组成的均匀各向同性混合物，外观呈透明至半透明状。¹⁰轻微搅拌后，它会自发形成油包水（o/w）微乳液。¹⁸SMEDDS通常用于提高疏水分子的水溶性，因此传统上认为它们不适合用于肽类药物。然而最新研究表明，疏水离子配对和磷脂复合物可以在油相中形成离子对结合物^{19, 20}这种自微乳化特性确保了形成细小的油滴，这些油滴能在胃肠道中抵抗酶降解，并提供较大的比表面积，从而促进药物吸收。此外，SMEDDS制备简单，加工条件温和，能保持肽的稳定性，并适合工业化生产。²¹

Difelikefalin醋酸盐（DF）最初由Cara Therapeutics, Inc.开发，在美国和欧洲以KORSUVA?注射剂（65 mcg/1.3 mL）的形式销售。它是一种κ-阿片受体激动剂，用于治疗接受血液透析的成人患者因慢性肾病（CKD-aP）引起的中度至重度瘙痒。Difelikefalin以醋酸盐形式存在，呈白色至微白色粉末。其化学式为C₃₆H₅₃N₇O₆•xAcOH（其中1.0 ≤ x ≤ 2.0），游离碱的单同位素分子量为679.4克/摩尔。该化合物可溶于水。DF的化学名称为4-氨基-1-(D-苯丙氨酰-D-苯丙氨酰-D-亮氨酰-D-赖氨酰)哌啶-4-羧酸醋酸盐。²²

本研究旨在将DF从注射剂形式开发为口服制剂，以提高患者依从性并扩展适用范围。鉴于DF极高的水溶性和在油中的低溶性，我们提出了一种制剂策略：在微量水的存在下，DF与带负电的磷脂结合形成脂质纳米颗粒。这些纳米颗粒随后被纳入包含复合油相、表面活性剂和辅助表面活性剂的SMEDDS中。接触水并轻轻搅拌后，浓缩液会自发形成自微乳液，本文还包含了体外和体内的评估结果。

章节片段

材料

Difelikefalin醋酸盐（DF）纯度为100.0%，购自杭州ApexTide Biomedical Technology Co., Ltd。油酸由江西Alpha Hi-tech Pharmaceutical Co., Ltd.提供。中链甘油三酯（MCT）由IOI ESTERCHEM (M) SDN. BHD供应。Transcutol来自Gattefosse SAS。PEG-40氢化蓖麻油（RH40）由BASF Aktiengesellschaft提供。1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油)钠盐（DSPG）来自Lipoid GmbH。

三元相图构建

初步研究表明，油酸具有溶解磷脂的能力。MCT、RH40和Transcutol与油酸结合时表现出优异的自微乳化性能。因此，为了基于这一四组分系统确定乳化区域，进行了三元相图构建。混合油相通过将油酸和MCT按1:3、1:2、1:1、2:1和3:1的重量比混合而成。

三元相图构建

如表1所述，当乳化程度被分为A或B时，SMEDDS浓缩液被认为能够实现自微乳化。根据乳化结果构建了三元相图（图2），乳化性能与乳化等级一致，详细信息见图3。数据显示，当油相比例（油酸：

结论

本研究成功制备了DF脂质纳米乳液，在各种pH介质中表现出有效的乳化效果，滴粒分布均匀，无絮凝或沉淀现象，药物载量可达90%。这是一种优秀且可重复的制剂技术。文献回顾显示，此前没有关于添加少量纯净水与带电磷脂结合的类似技术的报道。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

作者是该期刊的编委会成员/主编/副主编/客座编辑，未参与本文的编辑审查或发表决定。

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系