氮唑类抗真菌药物多晶型与共晶研究进展*

邢文慧，喻红梅，房政钰，龚宁波，吕扬

(北京协和医学院、中国医学科学院药物研究所晶型药物研究北京市重点实验室，北京 100050)

氮唑类药物是一类具有广谱抗真菌活性的合成药物，主要用于预防和治疗侵袭性真菌感染[1-2]。氮唑类药物主要分为咪唑类和三唑类，通过抑制细胞色素P450酶使甾醇的合成减少，从而破坏真菌细胞膜，改变细胞膜的通透性，使真菌细胞死亡[3]。氮唑类药物多属于生物药剂学分类系统 II类药物，80%以上的原料药存在溶解性差的问题，所以改善氮唑类原料药的溶解性等理化性质是药物开发中最感兴趣的问题之一。多晶型是指同一分子体系中存在多种堆积和聚集结构的现象，由于晶体内部结构的差异，同一药物的不同晶型具有不同的理化性质，如熔点、溶解度、稳定性等[4-5]。药物共晶(盐)能够在不影响活性药物成分(active pharmaceutical ingredient，API)的生物活性的情况下，调节药物的溶解度、稳定性、吸湿性等物理化学性质。因此，开发适当的晶型控制方法，筛选药物共晶和多晶型，对于生产可靠有效的医药产品至关重要[6-8]。笔者从药物共晶和多晶型角度出发，以典型氮唑类药物为研究对象，归纳了近十年来氮唑类药物的多晶型和共晶研究进展，旨在为今后新型氮唑类药物的开发和利用提供参考和借鉴。

1 咪唑类药物

1.1酮康唑 酮康唑是一种咪唑类抗真菌口服药物，自20世纪80年代初以来一直被有效地用于治疗浅部和深层真菌感染，例如系统性芽孢菌病、念珠菌病、球孢子菌病等疾病[9]。酮康唑水溶性较低，研究显示提高溶解度对于提高生物利用度和降低毒副作用具有重要意义[10]。

酮康唑晶型包括晶I型和其(+)-酮康唑对映体。PEETERS等[11-12]采用重结晶法，以异丙醇为溶剂得到酮康唑晶I型，以甲醇/4-甲基-2-戊酮溶液得到酮康唑对映体的单晶体。

酮康唑的无定型较原料药晶I型溶解性更好，但是不稳定。采用喷雾干燥法制备得到酮康唑与酒石酸、柠檬酸的1：1共无定型，在保持稳定性良好的同时溶解度也得到明显提高。采用溶剂蒸发法得到酮康唑-草酸(1：1)盐，盐的形成使得酮康唑的溶解度和溶解速度明显改善[2，13]。

KAMBLE等[14]采用溶剂结晶法制备得到酮康唑与草酸、反丁烯二酸、烟酰胺的共晶，比例分别为1：0.5，1：1，1：2。共晶对白念珠菌 (MCC 1094) 比酮康唑原料药展现出良好的抗菌活性。共晶在为期6个月的稳定性实验中保持稳定。在模拟胃液的条件下共晶的溶出速率比原料药提高了1.65倍。MARTIN等[15]将酮康唑与对氨基苯甲酸按照1：1比例制备共晶，在提高溶出度的同时，抗真菌活性也得到提高，还具有一定的氧化应激和抗炎活性。

不恰当剂量的酮康唑会导致肝毒性，研究结果显示酚酸类化合物具有抗真菌和抗炎活性，可能增强治疗效果，同时降低肝毒性风险。因此，CHEN等[16]将酮康唑与2，4-二羟基苯甲酸、2，5-二羟基苯甲酸、3，4-二羟基苯甲酸、没食子酸和反式-4-羟基肉桂酸等酚酸类化合物制备形成酮康唑-酚酸共晶，解决了酮康唑溶解度差的问题，同时有效提高了治疗效果。INDRA等[17]采用悬浮液法制备得到酮康唑-抗坏血酸(1：1)共晶体，溶解度相比原料药提高了50倍。KACSO等[18]采用溶剂滴磨法制备得到酮康唑-反丁烯二酸1：1共晶，并进行了该共晶的赋形剂相容性研究，表明酮康唑-反丁烯二酸共晶具有开发成新的口服药的潜力。研究表明，酮康唑不论是与脂肪酸、芳香酸形成共晶(盐)或者共无定型，在维持酮康唑的药理活性的同时，溶解度都得到不同程度的提升。

1.2咪康唑 咪康唑是一种含咪唑基团的广谱抗真菌药物，广泛用于真菌感染的局部治疗，对葡萄球菌等革兰阳性菌表现出良好的抗真菌活性。其水溶性较差 (1 μg·mL-1)，因此其治疗效果也不尽如人意[19]。咪康唑现仅报道有2种晶型[20]。PEETERS等[21]通过在异丙醇-水中重结晶制备得到咪康唑半水合物，并得到其单晶结构，通过在甲醇/异丙醇溶液中进行重结晶，得到了硝酸咪康唑的单晶结构[22]。

KERSTEN等[23]通过将50%过氧化氢溶液与咪康唑置于干燥器中进行结晶，制备得到咪康唑-过氧化氢(1：0.5)溶剂合物，其溶解度比咪康唑半水化合物明显提高，且过氧化氢能起到抗菌防腐的作用。TSUTSUMI等[24]通过在甲醇溶液中重结晶可制备得到咪康唑-反丁烯二酸(2：1)共晶和咪康唑-顺丁烯二酸(1：1)盐，甲苯和1，4-二氧六环(1：1)混合溶液重结晶可得到咪康唑-琥珀酸酯(2：1)共晶。通过固有溶出实验 、稳定性实验，证明共晶/盐的理化性质得到明显的改善，咪康唑药物共晶/盐的溶出度提高了2～2.5倍，其中咪康唑-琥珀酸半酯盐的稳定性良好，是硝酸咪康唑的良好代替药物，值得进一步探索。DROZD等[25]在丙酮中进行重结晶实验制备得到咪康唑-己二酸(2：1)单晶，采用液体辅助研磨法制备得到咪康唑-DL-酒石酸(1：1)盐，咪康唑-己二酸共晶和咪康唑-DL-酒石酸盐的溶解度大幅增加。以上共晶(盐)的溶解度实验结果与酮康唑相同，都有效提高了咪康唑的溶解度。

1.3克霉唑 克霉唑是一种对革兰阳性菌有一定抗菌活性的广谱抗真菌药，对抗酵母菌和致病性皮肤真菌非常有效，广泛应用于皮肤、外阴阴道和口咽部念珠菌感染的局部治疗，但较差的水溶性限制了它的应用前景[26]。SONG于1998年报道了其晶体结构，此后再无晶型研究报道。

MITTAPALLI等[27]采用液体辅助研磨法，制备得到克霉唑-2，4，6-三羟基苯甲酸(1：1)盐和益康唑-咖啡酸-苯甲醚(1：1：1)盐。同法还制备得到克霉唑-2，5-二羟基苯甲酸(1：1)盐、克霉唑-己二酸(1：0.5)共晶、克霉唑-顺丁烯二酸(1：0.5)盐、克霉唑-丁二酸(1：0.5)共晶，克霉唑-顺丁烯二酸盐的溶解度是纯药物的22.45倍，而与己二酸和丁二酸共晶体的溶解度是原料药的5倍，大大提高了克霉唑的溶解度和生物利用度。

1.4益康唑 益康唑是咪唑类抗真菌药物的代表药物之一，其低溶解度限制了生物利用度，并降低了渗透速率[28]。除了早年报道的益康唑单晶结构外[29]，近年来益康唑的多晶型研究暂无进展。为解决其溶解度问题，JOG等[30]采用纳米喷雾技术制备得到硝酸益康唑无定型，进行稳定性研究和体内评价实验，发现其稳定性和生物利用度均得到明显提高。

2 三唑类药物

2.1伊曲康唑 伊曲康唑是一种具有广谱抗真菌活性的原料药，通过破坏真菌细胞膜的重要组成成分麦角甾醇来治疗局部和全身性真菌感染[31]。PEETERS等[32]在1996年报道了伊曲康唑晶型I的单晶结构。药用伊曲康唑为最稳定的晶I型。随后ZHANG等[33]从熔体结晶中得到伊曲康唑的另外2种亚稳晶型Ⅱ、Ⅲ，发现在熔融结晶温度超过100 ℃时，晶型III会向晶型II转变，而温度在167 ℃时会转变成晶型Ⅰ。

PATIL等[34]采用电喷雾技术可制备得到伊曲康唑和烟酰胺、反丁烯二酸、丁二酸的共晶，比例分别为1：1，2：1，2：1。OBER等[35]采用气体抗溶剂结晶技术制备得到伊曲康唑-丁二酸(2：1)、伊曲康唑-L-苹果酸(1：1)共晶。伊曲康唑-丁二酸共晶溶出度明显加快，2 h内达到92%，在热应力作用下可保持稳定达4周。伊曲康唑-L-酒石酸共晶的溶出度与伊曲康唑相比提高了2倍，且该技术使用的二氧化碳(CO2)对环境友好，可以减少有机溶剂的用量。

CRUZ等[36]采用液体辅助研磨等方法制备得到伊曲康唑-对氨基苯甲酸(2：1)共晶，这是第一个与伊曲康唑形成共晶的芳香族分子。采用球磨法制备得到伊曲康唑-草酸、伊曲康唑-丁二酸共晶。其溶出度顺序为，伊曲康唑-草酸>伊曲康唑-丁二酸>伊曲康唑-对氨基苯甲酸。实验证明，共晶达峰时间为15 min，比伊曲康唑减少了5 min。最大溶出量提高了2%。REMENAR等[37]从四氢呋喃溶液中得到了伊曲康唑与反丁烯二酸、D-酒石酸、L-酒石酸、L-苹果酸的共晶，比例为1：1。共晶体的溶解度和溶解性能优于伊曲康唑，与L-苹果酸和L-酒石酸制备的共晶体的溶出度显著提高了约20倍，提供了提高生物利用度的机会。TAO等[38]和SHEVCHENKO等[39]采用溶剂滴磨法制备得到伊曲康唑-丙二酸1：2共晶，采用溶液盐析法制备得到伊曲康唑二盐酸盐和伊曲康唑三盐酸盐。盐酸盐在加热时不稳定，但共晶在高温和高湿条件下稳定，盐的形成可以明显提高伊曲康唑的溶解度和溶出度。随后采用溶剂辅助研磨和挥发结晶法，成功制备得到伊曲康唑与丁二酸(2：1)、戊二酸(1：2)、庚二酸共晶、伊曲康唑-己二酸水合物(1：1：1.3)、伊曲康唑-草酸-丙酮-溶剂合物(1：1：0.5)和伊曲康唑-草酸-四氢呋喃(1：1：1)溶剂合物。由于二元酸易溶于水，共晶可在不改变药物分子结构的情况下，有效提高原料药的溶解度。

SHETE等[40]通过研磨法制备得到伊曲康唑和天冬氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸的共晶体(比例均为1：1)，及伊曲康唑-琥珀酸-丝氨酸(1：1：1)共晶。并在pH值1.2的模拟胃液中进行溶解度实验，发现所有共晶的溶解度比伊曲康唑(11 μg·mL-1)提高了至少1.5倍。抑菌圈实验表明，伊曲康唑与氨基酸形成共晶后抗菌活性也得到提高。

2.2氟康唑 氟康唑治疗念珠菌病疗效良好[41]，与其他抗真菌药物比较，氟康唑主要有两个优点：能够穿越血脑屏障；对新生隐球菌有效。

与其他唑类药物比较，氟康唑多晶型的研究较多，目前至少发现10种晶型。SHI等[42]用不同的溶剂对氟康唑进行重结晶得到了不同的晶型：在丙酮和异丙醇中得到晶I型，在甲醇溶液中得到晶II型。黄莉等[43]通过将氟康唑溶于甲醇溶液中，经搅拌、降温、过滤得到氟康唑晶III型。KARANAM等[44]在制备氟康唑共晶时，发现了氟康唑的晶Ⅵ型、晶Ⅴ型、晶Ⅵ型和晶Ⅶ型。GORKOVENKO等[45]进行压力诱导实验证明压力的改变可导致氟康唑晶型的改变：在0.8 GPa的压力下，可观察到氟康唑从晶I型向新的晶VIII型的发生转变；在3.2 GPa的更高压力下，转变为晶IX型。NOWAK等[46]发现采用熔融法制备氟康唑晶体时，如果其含量低于40%，可制备得到氟康唑无定型。

OWOYEMI等[47]通过溶剂挥发法制备得到氟康唑-草酸盐，其溶出度提高了7倍，且稳定性良好，没有吸湿性。OWOYEMI等[48]采用溶剂辅助研磨法成功制备得到氟康唑-反丁烯二酸-水合物(1：1：1)、氟康唑-苹果酸(1：1)共晶、氟康唑-二吡啶甲酸(1：1)共晶和氟康唑-己二酸(1：1)共晶。与市售氟康唑比较，新药物共晶形式在体现抗菌性的同时，都表现出更高的水溶性、没有吸湿性。SUROV等[49]通过液体辅助研磨法得到了氟康唑-香草酸(1：1)的无水晶型、氟康唑-4-羟基苯甲酸(1：1)的无水晶型和一水合晶型。溶解度实验，发现在pH值>5.7时，2种共晶体溶解性比氟康唑原料药好。

3 新一代三唑类化合物

3.1伏立康唑 伏立康唑由三唑、氟嘧啶和氟苯基组成，是一种治疗不能耐受其他抗真菌药物或侵袭性曲霉病和镰刀菌属引起的严重真菌感染的抗真菌药物，与其他三唑类抗真菌药物相比，它具有更强的抗真菌活性和更高的生物利用度[50]。

将伏立康唑溶解在甲醇溶液(90%)中，溶剂缓慢挥发即可得到伏立康唑单晶体[51]。以伏立康唑和盐酸、硝酸为原料，合成了伏立康唑-盐酸(1：2)盐和伏立康唑-硝酸(1：1)盐。伏立康唑盐酸盐的溶解度提高了12倍，伏立康唑硝酸盐的溶解度提高了8倍，且它们的抗菌效果也明显增强[52]。KUMAR等[53]采用溶剂挥发法得到伏立康唑-硝酸(1：2)盐晶体及伏立康唑-对羟基苯甲酸(1：1)、伏立康唑-对氨基苯甲酸(1：1)、伏立康唑-间硝基苯甲酸(1：1)共晶。溶出度实验表明，伏立康唑共晶的溶解度明显提高。SANPHUI等[54]采用液体辅助研磨法制备得到伏立康唑-草酸(1：1.5)盐、伏立康唑-草酸(1：1)盐，伏立康唑与4-羟基苯甲酸(1：1)、4-氨基苯甲酸(1：1)、反丁烯二酸(1：1)共晶。伏立康唑原料药非常软，不利于压片，通过成盐可以提高硬度等机械性能。由于伏立康唑与苯甲酸类物质成为共晶的高溶解性，可以尝试对氨基水杨酸等苯甲酸同类物进行共晶筛选实验。

3.2泊沙康唑 泊沙康唑是一种亲脂性、不溶于水的唑类抗真菌药物[55]，具有广泛的抗真菌活性，特别是用于治疗曲霉菌感染及对其他抗真菌药物产生耐药的真菌感染。丁尊良等[56]通过重结晶制备得到泊沙康唑Ⅰ型。朱高军等[57]通过悬蒸法制备得到泊沙康唑Ⅵ型。

MCQUISTON等[58]尝试从乙醇中制备得到泊沙康唑与酒石酸的共晶，仅获得泊沙康唑单晶，从水和甲醇溶液中得到泊沙康唑甲醇(1：0.5)溶剂合物，从二氧六环、水和甲醇溶液中重结晶得到泊沙康唑-二氧六环-水溶剂合物。DIN等[59]制备得到泊沙康唑无定型，并会在较低的升温速率下进行晶型的转化。当升温速率>3 ℃·min-1，无定型向Y型开始结晶。当升温速率<3 ℃·min-1时，无定型向Y型和I型转变。空气的湿度会降低无定型泊沙康唑的晶化温度，在相对湿度75%、40 ℃条件下无定型会转变成晶型Y型。LU等[60]采用熔融法和喷雾干燥法制备了含有醋酸羟丙糖琥珀酸酯(30%)和邻苯二甲酸羟丙酯(30%)2种纤维素基聚合物的无定形泊沙康唑。HUANG等[61]对泊沙康唑晶体进行压缩实验研究，结果证明，载药量或赋形剂浓度会影响泊沙康唑的无定型程度。载药量越低，赋形剂含量越大，在固体分散体中无定型含量越高。

KUMINEK等[62]采用反应结晶法，以乙腈为溶剂，在室温下合成了泊沙康唑-4-氨基苯甲酸(2：3)共晶，这是泊沙康唑的第一个共晶。在pH值6.5的条件下其溶解度是原料药的16倍，在pH值5的条件下其溶解度是原料药的8倍。LONG等[63]以超临界CO2为反溶剂，乙腈为气体反溶剂，采用超临界溶剂结晶法也得到泊沙康唑与4-氨基苯甲酸(2：3)共晶。

4 结束语

大多氮唑类药物属于水溶性差、渗透性高的生物制药分类系统Ⅱ类药物，这导致其生物利用度低，疗效较差，且限制了其治疗范围。通过形成药物共晶可有效改善其溶解度和溶出速率，提高生物利用度。在氮唑类药物的共晶研究中，笔者发现顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、柠檬酸、酒石酸等脂肪族有机酸作为共晶形成物(cocrystal former，CCF)易和API结合形成共晶。对于酮康唑、克霉唑、氟康唑、伏立康唑、泊沙康唑，它们易与苯甲酸类芳香酸形成共晶，因此推测其他氮唑类药物也可以进行芳香酸共晶的筛选实验，同时可以选择苯甲酸同类物水杨酸类作为CCF进行共晶筛选。在氮唑类药物中，对益康唑的研究最少，只对其无定型有一定涉及，泊沙康唑也仅有与4-氨基苯甲酸的共晶研究报道。另外有研究显示，压力诱导可改变API的晶型，药物的共无定型也是提高药物溶解度和生物利用度的一个有效手段，值得进一步研究。氮唑类药物还使用了一种气体抗溶剂结晶法制备共晶，该方法使用CO2取代传统的有机溶剂，与液体抗溶剂法相比绿色环保的同时，制备得到的共晶比液体抗溶剂法得到的共晶性质更加优良，可以作为一种新方法在氮唑类药物共晶制备中推广应用。