段為鋼,張陸勇
(1.云南中醫(yī)藥大學(xué)云南省中醫(yī)藥學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650500;2.中國藥科大學(xué)新藥篩選中心, 江蘇 南京 210038;3.廣東藥科大學(xué),廣東 廣州 510006)
中藥注射劑是最具科技含量的制劑,是中藥現(xiàn)代化的驕傲,但也是行業(yè)之痛。面對(duì)中藥注射劑的類過敏反應(yīng)等安全性問題,國家啟動(dòng)了安全性再評(píng)價(jià)以提升中藥注射劑的質(zhì)量。然而面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的中藥注射劑安全性問題,提高其安全性既是一個(gè)管理問題,更是一個(gè)技術(shù)問題。以大分子物質(zhì)為切入點(diǎn),筆者前期曾提出了相應(yīng)的技術(shù)觀點(diǎn)[1-5],本文則進(jìn)一步進(jìn)行了完善,以理順中藥注射劑大分子雜質(zhì)與類過敏反應(yīng)的關(guān)系。
根據(jù)葉祖光教授[6]的總結(jié),中藥注射劑安全性監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及不良事件特點(diǎn)主要有:1)(類)過敏反應(yīng)是中藥注射劑不良事件的共性問題,臨床主要表現(xiàn)為皮膚黏膜、呼吸系統(tǒng)損害或全身過敏樣反應(yīng)。2)不良反應(yīng)臨床表現(xiàn)的多樣性。3)不良反應(yīng)的不可預(yù)知性,(類)過敏反應(yīng)誘因及表現(xiàn)不一致,故致敏原篩選困難,通過預(yù)實(shí)驗(yàn)或皮試很難預(yù)測(cè)并預(yù)防不良反應(yīng)的發(fā)生。4)用藥途徑為靜脈滴注的不良反應(yīng)明顯高于肌內(nèi)注射。5)與中成藥其他劑型相比,中藥注射劑相關(guān)突發(fā)或群體事件明顯多于其他劑型。
也有學(xué)者[7]將中藥注射劑的不良反應(yīng)特點(diǎn)總結(jié)為“沒有特點(diǎn)”的特點(diǎn),即不良反應(yīng)的多發(fā)性和普遍性;不良反應(yīng)臨床表現(xiàn)的多樣性;不良反應(yīng)的不可預(yù)知性;不良反應(yīng)種類的不確定性;批與批之間不良反應(yīng)的差異性。
因此,可大致認(rèn)為,目前中藥不良反應(yīng)3/4發(fā)生在中藥注射劑,中藥注射劑3/4的不良反應(yīng)可歸結(jié)為類過敏反應(yīng),中藥注射劑的嚴(yán)重不良反應(yīng)3/4以上發(fā)生在靜脈注射劑,3/4以上發(fā)生在復(fù)方和單方總提取物制劑,24 h內(nèi)的反應(yīng)占3/4以上。這實(shí)際上被后續(xù)的數(shù)據(jù)所證實(shí)[8]。
類過敏反應(yīng)和過敏反應(yīng)的臨床表現(xiàn)是高度相似的,均涉及到肥大細(xì)胞脫顆粒、炎癥因子和細(xì)胞因子釋放,根據(jù)臨床表現(xiàn)很難區(qū)別。但前者屬于固有免疫反應(yīng),后者屬于適應(yīng)性免疫反應(yīng),而中藥注射劑的類過敏反應(yīng)則是主要的[9]。理由是中藥注射劑具有嬰幼兒首次用藥可以引發(fā)[10],靜脈給藥反應(yīng)嚴(yán)重而口服幾乎無反應(yīng)等特點(diǎn),非常符合表1中類過敏反應(yīng)的特征。但其發(fā)生機(jī)理與過敏反應(yīng)的區(qū)別還是明顯的,過敏反應(yīng)屬于適應(yīng)性免疫,有IgE參與,但類過敏反應(yīng)無此特點(diǎn)。
表1 過敏反應(yīng)和類過敏的區(qū)別*
通過分析已公開的中藥注射劑不良反應(yīng)資料,發(fā)現(xiàn)其類過敏反應(yīng)主要與大分子雜質(zhì)有關(guān)。理由是:對(duì)比同處方或相似處方的注射劑和口服劑,安全性問題幾乎都發(fā)生在注射劑,說明消化系統(tǒng)能“過濾”引發(fā)注射劑安全性問題的物質(zhì)。
消化系統(tǒng)的“過濾”作用分為兩種:一種是機(jī)械性過濾,一種是化學(xué)性過濾。機(jī)械性過濾的主要作用是阻止高極性和大分子物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體,發(fā)生部位主要在消化道粘膜?;瘜W(xué)性過濾主要是將進(jìn)入門靜脈的物質(zhì)進(jìn)行代謝,增加其極性繼而阻止這些物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入組織細(xì)胞,加快腎臟排泄;發(fā)生的部位主要在肝臟。顯然,機(jī)械性過濾是第一道屏障,化學(xué)過濾是第二道屏障。由于大多數(shù)注射劑的研發(fā)就假定了中藥提取物能直接起作用(如果承認(rèn)胃腸和肝臟的代謝產(chǎn)物是中藥作用的主要物質(zhì)形式,那說明開發(fā)成注射劑則是不合理的),因此只能考慮被消化道粘膜機(jī)械屏障阻止的物質(zhì)是安全性問題的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)吸收的一般規(guī)律,分子量越大,吸收的可能性就越小,一般認(rèn)為分子量大于3 000是不吸收的。到現(xiàn)在為止,在藥理學(xué)意義上也一直沒有大分子物質(zhì)完整吸收的證據(jù);極性大、分子量小的物質(zhì)生物利用度較低,但還是會(huì)存在藥理學(xué)意義上的吸收。
從生物學(xué)的角度看,生物體組織細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)是高度有序的[11]。正常情況下,外源性的大分子是不能進(jìn)入的,甚至細(xì)胞內(nèi)外的大分子物質(zhì)也是嚴(yán)格區(qū)分的。如果外源性大分子入侵,或內(nèi)源性大分子物質(zhì)在細(xì)胞、組織或體內(nèi)發(fā)生異位,則會(huì)導(dǎo)致病理狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)在免疫學(xué)的觀點(diǎn),外源性大分子物質(zhì)入侵后,機(jī)體會(huì)通過病原相關(guān)分子模式(PAMP,pathogen-associated molecular pattern)進(jìn)行識(shí)別,內(nèi)源性大分子異位則通過損傷相關(guān)分子模式(DAMP,damage-associated molecular pattern)進(jìn)行識(shí)別。
類過敏反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)絕非小分子物質(zhì)[3]。如果小分子作為半抗原誘發(fā)機(jī)體過敏反應(yīng),那么相同或相似處方的口服藥和注射劑都應(yīng)有相似的不良反應(yīng)且符合過敏表現(xiàn),如青霉素注射劑過敏;如果小分子作為誘發(fā)機(jī)體類過敏反應(yīng)的物質(zhì),那么相同或相似處方的口服藥的反應(yīng)應(yīng)該更為嚴(yán)重,因?yàn)榭诜M(jìn)入機(jī)體的小分子可能會(huì)更多。然而,類過敏反應(yīng)嚴(yán)重注射劑的藥材如魚腥草均在民間廣泛食用,輔料如聚山梨酯80(吐溫80)在食品中也有較多添加,但均罕見類過敏反應(yīng)。如此可以推定,類過敏反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)絕非小分子物質(zhì),更應(yīng)該是大分子物質(zhì)。
事實(shí)證明,中藥注射劑去除大分子雜質(zhì)后,物質(zhì)基礎(chǔ)和主要功效無明顯影響[12-13],其多種安全性明顯改善[12],而富含大分子的注射劑則安全性問題更為突出[14]。
對(duì)于基于口服藥療效開發(fā)的中藥注射劑而言,活性成分只可能是可以直接吸收的物質(zhì),因此中藥注射劑的活性成分只能屬于小分子組分?,F(xiàn)在也的確存在以大分子物質(zhì)為活性成分中藥注射劑,但其合理性是值得進(jìn)一步研究的,或者已經(jīng)不屬于傳統(tǒng)意義上的中藥注射劑。在小分子組分中,生物共性的小分子物質(zhì)不應(yīng)該是活性成分,典型的是常見無機(jī)離子、單糖、氨基酸、核苷(酸)、維生素等。
中藥注射劑具有生物提取物的特征,多采用煎煮法,對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞比較徹底,好處是活性成分提取比較完整,但不可避免地會(huì)提取到藥材的蛋白質(zhì)、多糖、核酸、縮合鞣質(zhì)、樹脂等大分子物質(zhì)。
我國目前沒有實(shí)施注射劑專用藥材飲片制度,這些飲片在儲(chǔ)存和使用過程中也不執(zhí)行無菌操作。藥材飲片本身很容易吸附環(huán)境中的微生物,有些藥材植物還含有內(nèi)生菌。因此,中藥注射劑可能含有來自藥材飲片微生物的生物大分子如菌體蛋白、脂多糖、核酸等。
對(duì)某些以揮發(fā)油為活性成分的中藥注射劑而言,為了改善制劑性質(zhì),往往加入聚山梨酯80等輔料[15-16]。由于大分子物質(zhì)不具備揮發(fā)性,因此這些中藥注射劑大分子雜質(zhì)更多地來自該輔料[17],如魚腥草注射液。
從工藝來看,目前中藥注射劑生產(chǎn)涉及到藥材飲片煎煮、乙醇沉淀、大孔樹脂吸附、活性炭吸附、微孔濾膜過濾等工藝。其中有些工藝有利于去除一些大分子雜質(zhì),但去除能力有限,很難去除完全。比如,蛋白質(zhì)在80%乙醇中的溶解度可達(dá)20μg/mL以上。
目前藥典對(duì)蛋白質(zhì)類、縮合鞣質(zhì)類和樹脂等大分子物質(zhì)均進(jìn)行檢查。前兩者的檢查限量分別是40μg/mL(蛋白質(zhì),磺基水楊酸法)和6mg/mL(縮合鞣質(zhì),蛋白吸附法)[4]。因此,限量是偏高的。
因此,從藥材、輔料、工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的角度看,中藥注射劑都是存在大分子雜質(zhì)的。根據(jù)所含物質(zhì)的復(fù)雜程度,從高到低依次是復(fù)方制劑、單方制劑、活性部位制劑和準(zhǔn)單體制劑,對(duì)相同給藥方式的注射劑而言,類過敏反應(yīng)的發(fā)生頻率大體也是這個(gè)順序。
類過敏反應(yīng)主要屬于一種固有免疫反應(yīng),而固有免疫反應(yīng)主要以兩種方式識(shí)別PAMP和DAMP[18],識(shí)別后會(huì)激發(fā)機(jī)體的固有免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng),一方面具有清除大分子的作用,一方面會(huì)誘發(fā)機(jī)體損傷。中藥注射劑中的大分子雜質(zhì)更符合PAMP,因?yàn)橹兴幾⑸鋭┲械拇蠓肿游镔|(zhì)是外源性的??赡艿男盘?hào)通路有:1)Toll樣受體(TLR)信號(hào)通路;可以激活多種固有免疫應(yīng)答,包括多種細(xì)胞吞噬、補(bǔ)體作用和溶酶體釋放等。2)甘露糖受體信號(hào)通路[19];主要激活單核-巨噬細(xì)胞,介導(dǎo)單核-巨噬細(xì)胞的吞噬作用。3)清道夫受體信號(hào)通路[20];主要激活單核-巨噬細(xì)胞,清除相應(yīng)的受損細(xì)胞。
損傷的主要方式有[21]:1)激活單核-巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等吞噬細(xì)胞;2)激活補(bǔ)體系統(tǒng),主要通過旁路途徑和MBL(甘露聚糖結(jié)合凝集素)途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng);3)促進(jìn)肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒;4)溶酶體釋放。這些損傷方式能基本甚至完全解釋類過敏反應(yīng)的臨床表現(xiàn)。
特別地,人的TLRs有10種(表2)之多,是PAMP和DAMP識(shí)別的最主要的方式[18]。TLRs的配體特異性較低,各受體間還存在一定的交叉反應(yīng)。這些受體激活后會(huì)啟動(dòng)固有免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng),導(dǎo)致血液白細(xì)胞和/或淋巴比例增多,細(xì)胞因子和炎癥因子分泌增加,在清除大分子物質(zhì)的同時(shí)導(dǎo)致機(jī)體損傷而表現(xiàn)出類過敏反應(yīng)。如,中藥注射劑導(dǎo)致類過敏反應(yīng)后會(huì)導(dǎo)致白細(xì)胞減少[22-23];用富含大分子雜質(zhì)的注射劑處理家兔,會(huì)導(dǎo)致家兔血液中性粒胞增多[14];某些注射劑會(huì)使組胺[24-25]、細(xì)胞因子 IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、TNF-α等[26-28]也增多。由于某些TLRs編碼在X染色體(表2),提示女性可能對(duì)中藥注射劑大分子雜質(zhì)更敏感[29]。
表2 人的模式識(shí)別受體和配體[30]
至此,現(xiàn)有的線索提示中藥注射劑所含的大分子雜質(zhì)是導(dǎo)致類過敏反應(yīng)的重要原因,其主要原理可參見圖1。對(duì)于反復(fù)使用同一種中藥注射劑的情形,也可能涉及到過敏反應(yīng)。但不管如何,大分子雜質(zhì)是以前忽視的一大類雜質(zhì),監(jiān)控、去除大分子雜質(zhì)是提高中藥注射劑安全性的重要技術(shù)策略。
圖1 中藥注射劑的小分子成分和大分子成分對(duì)療效和不良反應(yīng)的貢獻(xiàn)