在药物研发中,“溶出度试验”是指在试管中进行的试验,目的是检验药物在体内的作用方式。
例如,即使仿制药中的活性成分相同,其配方也可能因添加剂、生产方法等而改变。在这种情况下,需要定期测量溶解速率(活性成分的溶解百分比),并将配方改变前后进行比较,以证明溶解趋势相似。
下图显示的是溶出曲线,横轴代表时间(分钟),纵轴代表溶出速率。分别以 pH 4.5、pH 6.0 或水作为测试溶液,绘制测试产品和参比产品的溶出速率随时间变化的曲线,并用虚线连接。

*Y轴上绘制的点是多个样品配方的平均溶解速率。
比较三种测试溶液的两条曲线,溶解速率均随时间增加并接近100%,表现出相似的趋势。然而,两条曲线并非完全重合,有时仍能观察到差异。
此外,水的曲线与 pH 4.5 和 pH 6.0 的曲线相比,看起来更加相似。
到目前为止,我们已经研究了在观察图表时如何解释相似性,但已经提出了各种指标来客观地确定多个溶解曲线的相似性。
本文将介绍一种使用名为 f2 的函数的方法,该函数被广泛用作判断标准,以及如何在 JMP 中计算其值。
除了 f2 值之外,JMP 还可以计算 f2 的置信区间。与其根据估计值本身来判断相似性,不如通过检查计算出的置信区间的下限是否高于参考值(=50)来考虑不确定性,从而确定相似性。
F2分析
在 F2 分析中,f2 值是根据试验制剂组和参比制剂组在每个时间点的溶出速率值,使用以下公式计算得出的。

公式中,R_t^hat 和 T_t^hat 分别代表试验制剂组和参考制剂组在时间点 t 的平均溶解速率。
通过该公式计算出的 f2 值越大,溶出曲线就越相似。如果所有比较点的溶出速率差异为 0,则对数的分母为 1,右侧的对数部分为 2,因此 f2 值为 100(= 50 x 2)。
确定相似度的一个标准是f2 = 50 ,JMP 也使用此值作为标准。
然而,需要谨慎,因为《口服固体剂型配方变更生物等效性试验指南》和《仿制药生物等效性试验指南》指出,确定 f2 的标准会根据时间段和参考制剂的溶解程度而有所不同。
在 JMP 中
要在 JMP 中计算 f2 值,请使用曲线拟合平台中的选项。下面我们将通过一个示例来解释如何在 JMP 中执行此操作。
通过计算每种测试溶液(pH 4.5、pH 6.0、水)的 f2 值,比较测试制剂和标准制剂的溶解曲线。
开头所示的溶出曲线图是根据以下数据绘制的。每种类型的测试溶液(pH 4.5、pH 6.0、水)和制剂(测试、参比)均使用六个制剂(容器),并在 0、5、10、15、…、240 和 360 分钟时测量溶出速率。

| 列名 |
意义 |
| pH值/水 |
测试溶液类型(pH 4.5、pH 6.0、水) |
| 药品 |
配方类型(测试:测试配方,参考:标准配方) |
| 片剂样品 |
配方样品编号(1-6) |
| 分钟 |
小时(分钟) |
| % 发布 |
溶出率(%) |
*此示例数据可从此博客下载(DissolutionData_Stacked.jmp)。
操作
1. 选择“分析”>“高级模型”>“拟合曲线” ,并按如下方式指定列:对于“分组依据”,指定标识曲线比较目标的列(在本例中为“药物”),对于“依据”,指定标识测试溶液的列(在本例中为“pH/水”),因为分析是针对每个测试溶液进行的。

2. 系统将显示“By”变量每个级别的报告。在报告左上角“曲线拟合”旁边的红色三角形按钮中选择“F2 分析”选项。

3. 在出现的“溶出曲线估计”窗口中,指定标识单个制剂(容器)(在本例中为“片剂样品”)和药物标准组(在本例中为“参考”)的列。

执行上述步骤后,将显示每个测试解决方案的“F2 分析”报告。
F2 分析报告
■ 以“pH 4.5”为例
该报告显示了每个组的溶解曲线和随时间变化的统计数据(平均值、标准偏差、变异系数 (CV))。

黄色高亮区域符合以下标准:
- 试验组中有两个或多个时间点的平均溶解度大于 85%。
- 研究组第一个时间点的 CV 值大于 20%。
- 在测试组中,第一个时间点之后存在一些时间点,其 CV 值超过 10%。
本报告下方显示了 f2 值报告。“观测 F2 值”(=45.081)是使用上一节中的公式计算得到的 f2 值。f2 的 bootstrap 分布是通过使用 bootstrap 方法对该公式进行重采样得到的,而 90% 置信区间的上下限则是使用 BCa 方法(一种偏差校正方法)计算得到的。

在本例中,f2 的估计值为 45.081,90% 置信区间为 [43.638, 46.509]。
JMP 使用 f2 = 50 作为标准值,如果 90% 置信区间的下限大于 50,即使考虑了变异性,它也会判定 f2 大于 50。在本例中,下限为 43.638,低于 50,因此我们可以得出结论:这两条曲线并不相似。
■ 以“pH 6.0”为例
f2 的估计值为 50.208,90% 置信区间为 [48.103, 52.293]。

f2 估计值本身略高于 50,但考虑到不确定性,它并不相似,因为置信区间的下限低于 50。置信区间的下限为 48.103,并未超过 50。
■以“水”为例
从溶出曲线可以看出,试验制剂和参比制剂的曲线在 pH 4.5 和 pH 6.0 时比在 pH 4.5 和 pH 6.0 时更相似。f2 的估计值为 55.096,90% 置信区间为 [51.316, 60.548]。

由于 90% 置信区间的下限大于 50,我们可以得出结论,在这种情况下,两条曲线是相似的。
目前的F2分析结果汇总在下图中。纵轴上的虚线代表F2值为50的位置。如图所示,只有Water的90%置信区间下限超过了50。

其他比较方法
目前介绍的F2分析是一种非参数方法,它不假设特定的溶出曲线。除了F2分析之外,还有其他几种方法可以比较溶出曲线,JMP软件就包含了F1分析、多元距离和T2EQ方法。

其中, T2EQ是一种使用统计量 T2 来衡量多个时间点溶解速率差异的方法,以检验该差异是否在等效性 (EQ) 范围内。T2EQ 不是使用置信区间来确定相似性,而是计算检验统计量的 p 值,如果该 p 值小于指定的显著性水平,则认为测试配方与参考片剂相似。
在这个例子中,如果我们对水应用 T2EQ,p 值为 1,这表明两条曲线并不相似,这与 F2 分析的结论不同。

作者:Naohiro Masukawa(JMP 日本)
Naohiro Masukawa - JMP 用户社区