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纳米药物的发展现状和挑战

日期:2024-04-17 00:17
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摘要: 在2023年第5期(总第15期 )中国药谷院士专家大讲堂上,张强教授做了题为《纳米药物制剂的发展现状与挑战》的报告,根据其报告内容整理成文如下: 纳米药物的概述 张强教授参与了国际上第一个纳米药物质量控制的指导原则——《纳米药物质量控制研究技术指导原则》的编写。在此指导原则中,纳米药物系指利用纳米制备技术将药理活性成分等制成的具有纳米尺度的颗粒,或以适当载体材料与药理活性成分结合形成的具有纳米尺度的颗粒等,及其最终制成的药物制剂。 纳米药物的最终产品或载体...

2023年第5期(总第15期 )中国药谷院士专家大讲堂,张强教授做了题为《纳米药物制剂的发展现状与挑战》的报告,根据其报告内容整理成文如下:

纳米药物的概述

张强教授参与了国际上第一个纳米药物质量控制的指导原则——《纳米药物质量控制研究技术指导原则》的编写。在此指导原则中,纳米药物系指利用纳米制备技术将药理活性成分等制成的具有纳米尺度的颗粒,或以适当载体材料与药理活性成分结合形成的具有纳米尺度的颗粒等,及其最终制成的药物制剂。

纳米药物的最终产品或载体材料的外部尺寸、内部结构或表面结构具有纳米尺度(100nm以下),或最终产品或载体材料的粒径在1000nm以下,且具有明显的尺度效应。

纳米药物分类主要包括药物纳米粒、载体类纳米药物和其它类纳米药物

药物纳米粒是将原料药等加工成纳米尺度的颗粒,然后再制成适用于不同给药途径的不同剂型。相关纳米药物称为Nanocrystals, Nanosuspensions

载体类纳米药物是将天然或合成的聚合物、脂质材料、蛋白类分子、无机材料(可代谢排出)等作为药物递送的载体材料,将原料药包载、分散、非共价或共价结合于纳米载体形成的具有纳米尺度的颗粒。类型包括LiposomesPolymeric nanoparticlesPolymeric micelles、(Nanoemulsion)、Protein-bound nanoparticlesInorganic nanoparticles等。

其它类纳米药物包括具有纳米特征的抗体药物偶联物、大分子修饰的蛋白质药物等。

纳米药物发展现状

目前,纳米药物已经从概念进入到实际应用,在肿瘤、神经系统疾病、感染等领域都取得了显著的治疗效果。据统计,2021年全球医疗纳米技术市场销售额达到了2059亿美元,预计2028年将达到3940亿美元,年复合增长率为9.6%2022-2028)。从地区来看,美国占比最高,超过了48%

在国内,纳米药物也得到了广泛的应用,例如,紫杉醇白蛋白已经有四家生产商,销售最好的产品已突破10亿元;注射用脂质微球也有两个产品高峰时销售额超过20亿;注射用紫杉醇脂质体高峰时也是20亿的市场。此外,亮丙瑞林微球的市场也很大。阿霉素脂质体国内有三家生产商,虽然是仿制的,但市场也不小。最近还批准了利培酮微球、紫杉醇胶素、米托蒽醌脂质体等。国内纳米药物已经产生了巨大的经济效益。

纳米药物的材料种类很多,包括脂质体、纳米晶、纳米粒(有机&无机)、高分子胶束等。我认为纳米晶是纳米药物里比较有代表性的,为什么呢?一个原因是批准的药物品种多。1973年到2015年间,在纳米晶技术带动下,有82个品种在美国FDA注册。另外,其给药途径也在增加。早期是口服的多,后来是肌肉注射的多,最令人意外的是把纳米晶直接用于静脉注射。例如,丹曲林纳被FDA批准作为首.个用于恶性高热治疗的药物。传统制剂的配药和给药过程大概需要15分钟以上,而制成纳米混悬剂,不到1分钟就可以注射给药,可以救命。

脂质体是另一个重要的纳米药物平台。脂质体平台并不是特别新的平台,90年代就有第一个产品被批准上市。目前已经有二三十个不同的品种被开发出来。除了传统的治疗,脂质体还可以用于光动力、疫苗、局部多点给药和吸入等多种给药途径。例如,多囊脂质体被用于局部缓释给药,吸入脂质体被用于肺部感染治疗。全.球第一个复方药物脂质体,把柔红霉素和阿糖胞苷共同载入脂质体后可以产生很好的协同效果,对某些类型的白血病效果非常好。

脂质纳米粒(LNP)首先用于小干扰RNAsiRNA)的递送载体。从发现RNA干扰现象到第一款siRNA药物被批准上市,经过了20年时间。其巧妙之处在于,脂质纳米粒正好是肝靶向,而这个药物的作用靶点也在肝脏,因此可以选择性地在肝脏阻断靶蛋白的合成。同样的技术平台也被用于疫苗等,如Moderna和辉瑞的mRNA疫苗用的也是LNP,免疫效果较好。

高分子胶束类纳米药物也有一些上市的产品,如紫杉醇的聚合物胶束。在韩国、瑞典、印度都有一些产品上市,国内也批准了一个紫杉醇的聚合物胶束。

最后是高分子聚合物纳米药物。曲安奈德的PLGA纳米制剂实际上是一种微球形的药物,但可产生纳米孔道,也是唯.一.一个批准的关节类注射的缓释注射液。第.二个是PLGA亮丙瑞林,它是一个凝胶的给药系统。为什么叫纳米呢?可能是因为凝胶是由纳米大小的胶束形成的。还有的药物本身没有药理活性,而是高分子(凝胶)本身在肠道内与磷酸分子结合,从而减少肠道内磷的吸收,降低血中血磷的浓度。

纳米药物发展面临的挑战

以上分享的是目前一些代表性产品和进展,未来纳米药物的发展还面临许多挑战。首先是真正的功能性纳米药物还有待突破。尽管基础研究领域研究很多,但是转化领域还是比较传统的脂质体、脂质纳米粒、纳米晶、有机无机纳米粒,高分子胶束等这些初级水平应用,真正具有功能性、靶向性和环境敏感性的纳米药物还没有成功应用。而且,从这些传统纳米制剂的数量对比上看,我们跟国外也有差别,如脂质体国外做了二十几个产品,咱们数量较少,还包括仿制;纳米晶国外就更多了,国内还没有批。这样看来,我们还没有把某一个技术平台用到极.致。

另外,从研究开始到法规、到生产、到临床各个环节都有一系列重大的挑战,影响纳米药物的发展。

关于纳米药物发展的一点思考

Alnylam公司为例,他们的第一个基于LNP技术的siRNA药物成功上市后,陆续开发了一系列siRNA产品,成为全球领先的siRNA药物开发商。这是一个很好的例子,说明掌握关键技术并不断将其优化,是开发一系列优.秀产品的有效途径。

关于纳米药物发展,从研发角度来看,我们容易想到的是我会什么我就去做什么,以此来提高临床价值。但是,真正的临床价值应该在于改良型新药是否能够满足临床需求。因此,建立联合中心并与临床医生合作是非常重要的,这样才 能真正了解临床需求。其次,怎么发展完全自主的、专利不受侵犯、技术可行的纳米药物也是一个重要的话题。我们需要创.新并与别人不同,但也要考虑到是否可行,这是工业界必须要考虑的。对于改良型新药,可能存在一些抱怨,认为政策支持不够,这要看怎么理解政策。

从管理角度来看,我国创.新制剂处于起步和发展阶段,政策上应该更多地支持,鼓励赶超世界先进水平,参与国际竞争,促进新品种换代。我国人口众多,有不同层次的临床用药需求,应提供更多的临床选择;对临床价值和临床优势的理解,应更科学、合理和全.面。例如,纳米晶静脉注射可能没有直接提高效果和降低毒性,但重要的是它加快了给药速度,可以产生明显的临床获益。因此,我们需要从各个角度来理解纳米药物的研发和临床价值。

总的来说,纳米药物具有非常明显的经济和临床价值,我国纳米药物研究这几年进步也很大,但是挑战依然很大,发展空间非常大。我们需要从目前追踪式创.新走向源头创.新,这是我们今后的任务。

 

(以上根据张强教授报告原文整理,如有侵权,请联系删除。)

 

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