眼科药物临床前体内PK研究：给药、采样、检查及制剂策略

眼科药物的药代动力学研究可以帮助了解药物在眼组织中的分布及变化，对确定药物的剂量和给药频率至关重要。眼部的体积小，组织构造精密，且眼部生理屏障多，对于眼部的给药方式、样品采集与组织分离等操作提出了很高的技术要求，在给药前后还需要通过眼科检查了解眼部状态。此外，眼科药物制剂也会影响药物的生物利用度。本文将分别从眼科给药、样品采集、样品处理、眼科检查及眼科临床前制剂等方面进行阐述，介绍眼科药物体内药代动力学研究的相关策略及方法。

一、眼部给药

眼球从解剖结构上可分为眼前段及眼后段，晶状体之前的眼结构为眼前段，约占眼球的1/3，主要由角膜、结膜、虹膜、睫状体、晶状体和房水组成；晶状体之后的眼结构为眼后段，约占眼球的2/3，主要由巩膜、脉络膜、视网膜及玻璃体组成^[2]。眼部给药中明确前段和后段位置，有助于药物扩散至指定靶点位置发挥药效。一般眼前段给药常采用眼表面局部给药途径（包括前房注射），眼后段常采用眼内或眼周给药途径。

现有眼部给药操作方法主要包括滴眼液给药及眼膏/凝胶给药、结膜下/筋膜鞘注射、前房给药、玻璃体腔注射、眼球后注射等，除了滴眼液给药及眼膏/凝胶给药操作无需镇静麻醉，其他注射型给药操作均需在兽医监护下将动物镇静麻醉后进行，眼球内注射时则需注意避开眼部血管、晶体后囊及视网膜。不同给药方式具有不同的优缺点，详见表1：

表1. 不同眼部给药途径及优缺点^[1]

二、眼部组织采集及样品处理

通过解剖分离可以采集的眼部组织包括泪腺、结膜、眼睑、角膜、虹膜、睫状体、晶状体、视网膜、脉络膜、巩膜和视神经等；通过穿刺取样方法可以获得房水和玻璃体液。此外，还可以通过毛细管法或者试纸法采集泪液。

表2. 不同种属动物可采集眼部生物样品类型

眼部样品处理

眼部组织大小不一，组织结构和特性有较大差异，组织的处理方法也有所不同，可选用剪切式匀浆机，球磨仪和多功能生物样品均质器等不同设备进行处理。

剪切式匀浆机（图1左）的原理为电机旋转驱动旋刀切碎组织，其优势为运转功率高，适合泪腺、晶状体等体积较大的组织匀浆。缺点是样品需要逐个处理，样品处理过程中有交叉污染的风险。

球磨仪（图1中）的原理是依靠研磨珠的撞击和摩擦对样品进行粉碎处理。其优势在于样品间无交叉污染，可同时处理多个样品，样品匀浆效率高，适合虹膜，睫状体，视网膜，脉络膜和视神经等较小、易破碎组织样品的处理。缺点是对于韧性较强的角膜、巩膜、结膜等组织匀浆效果不理想。

多功能生物样品均质器（简称均质器，图1右）具有三维高速振动能力，其优势在于具备更强的匀浆能力，对于角膜、巩膜、结膜等也有很好的匀浆效果。辅助BR-Cryo冷却系统，能够维持样品在低温环境下匀浆温度的稳定。

图1. 眼部样品处理仪器

图2为剪切式匀浆机和均质器分别对角膜组织进行匀浆处理后的效果对比，由图可见均质机处理后的组织碎片相较剪切式匀浆机组织碎片更小，更分散，匀浆效果更好。

图2. 剪切式匀浆机和生物均质机匀浆效果对比图（200倍） A:角膜使用剪切式匀浆机，30000rpm匀浆2min；B:角膜使用生物样品均质器，6m/s匀浆2min

三、眼科检查

眼部给药操作完成后，除了采集样本进行分析操作，往往还需要密切关注给药后眼部是否有异常，需要由有丰富经验的兽医借助眼科设备做详细检查和评估。

药明康德药性评价部体内PK团队具有丰富的眼部给药经验，专业的兽医团队，同时配备了完备的眼科检查设备（图3），并建立了完善的眼部评分标准（Draize眼刺激评分 和McDonald-Shadduck 评分系统），可以完成眼部相关检查。

图3. 眼科相关仪器

01 眼科检查项

眼内压检测:常用眼压计测量眼内压力。

瞳孔反射检查:在正常光照条件或者暗光条件下对清醒、未散瞳的动物瞳孔反射进行检查。

在暗光条件下使用双目间接检眼镜结合适当的屈光镜对眼睛总体状况和眼睛结构进行观察。如需要，可使用直接检眼镜对视网膜病变的细节进行进一步检查。而眼球的透明介质，如角膜、前房、晶状体，玻璃体前部可使用裂隙灯进行进一步检查，确定病变的位置、性质、大小及其深度。

非常规眼科检查，包括荧光素钠染色检查。

眼底影像可以直观展示眼底的情况，亦可追踪眼底变化情况。

眼科显微镜可以辅助给药，给药前和给药过后对眼前后段组织完整性进行确认。

图4. 眼科检查示例

02 眼部评分

Draize眼刺激反应评分：如果药物对眼部具有刺激性，可以进行Draize眼刺激反应评分。即通过角膜的混浊程度、混浊面积、虹膜状态、结膜的充血肿胀及分泌物情况综合打分，来得出受检动物的眼刺激评分^[3]。

McDonald-Shadduck评分系统：为评估眼部相关组织是否正常，可以通过该评分系统进行判断。即通过结膜充血、结膜水肿、结膜分泌物、房水闪辉、虹膜受累、角膜混浊、角膜新生血管、荧光染色情况、晶体是否正常等进行评分^[4]。

四、眼科临床前制剂

为提高眼科药物的生物利用度和安全性，不同的给药方式对眼科制剂的要求也不同，眼表面局部给药制剂需考虑达到较高的角膜前停留时间以及增强药物渗透能力，而眼科注射制剂则需要考虑等渗、无菌等因素。

眼表面局部给药制剂

眼表面局部给药常见的制剂有溶液、混悬液、乳剂和凝胶。

• 溶液：局部滴眼液是符合患者需求的、非侵入性的、立刻生效的一类制剂。通过滴眼途径给药的药物会被迅速吸收到角膜和结膜组织，因此可以通过提高药物渗透来增加到达药效靶位置的药物浓度。眼科制剂优化常用的两种方法分别是增加黏度或采用促渗透剂以及采用环糊精包裹策略来解决化合物溶解度低的问题。

• 混悬液：作为一种均一分散的、不溶性药物颗粒的制剂，通常含有分散剂和增溶剂。其药物颗粒大小决定药物分子被角膜组织吸收所需的时间，从而影响药物被泪液清除的比例。混悬液的颗粒大小制备方法包括球磨法和超声法。

• 乳剂：作为一种由水相（用W表示）、油相（用O表示）和乳化剂组成的均一制剂。乳剂的优势包括提高亲脂性药物溶解度、促进角膜渗透和延长制剂在角膜前腔的停留时间。

眼科注射制剂

注射剂常用于眼球后段给药，如玻璃体给药，传统的小分子化合物和新型的生物制剂，均可以通过注射定向给到靶组织。制剂的质量是眼科注射给药的关键影响因素，常见质量参数有：

• pH：眼耐受的范围pH6-8。

• 渗透压：等渗。

• 水溶液无菌，不含抑菌剂和抗氧剂。

随着科学技术和材料学的高速发展，眼科制剂常用赋形剂也有了更多的选择，详见表3。此外，也出现了许多新颖的药物递送技术，比较前沿的就有泪点递送系统(Punctum Pug Delivery Systems, PPDS)。

表3. 滴眼剂常用赋形剂

结语

药明康德药性评价部体内团队具有丰富的眼科给药、样品采集与处理、检查及眼部制剂开发的经验，可以提供小鼠、大鼠、兔、犬、猴、猪等不同种属的眼科PK实验开展和实验问题解决能力。团队配有各种高精尖设备仪器，可以提供高效、优质的实验结果。另外，团队可以根据客户的需求定制化提供技术支持和服务，助力眼科药物管线的进展。

药明康德DMPK依托在中国（上海、苏州、南京和南通）和美国（新泽西）的研发中心，提供从早期筛选、临床前开发、到临床研究阶段的综合型药代动力学服务，助力您快速推进药物研发流程。拥有上千人的研发团队，服务超1500家全球客户，具有超过十五年的新药申报经验，已成功支持超过1200个新药临床研究申请（IND）。 

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作者：张超，李杰，宁晨，李志海，董轩，刘守桃

编辑：方健，钱卉娟

设计：倪德伟，张莹莹