随着科技的发展、生活方式的改变、老龄化的加重，近视眼、干眼症、青光眼、角膜炎、结膜炎、白内障、老年性黄斑变性等眼部疾病发病率成倍增长，眼科药物已成为国内外医药研发的热门领域之一。然而，由于眼是一个十分复杂的器官，有着特殊的解剖生理结构和屏障系统，外源性药物很难进入眼内靶组织发挥疗效，这给眼科药物开发带来了挑战。
     眼科药物药动学是研究药物在眼组织中的吸收、分布、代谢和排泄的过程，并可用数学模型定量描述。在眼科药物研发过程中，眼部药动学研究结果是评价眼用制剂有效性和安全性的重要物质基础。通过测定眼部靶组织的药物浓度，计算药代动力学参数并进一步评价眼科药物在眼内的药代动力学特点，对于开发眼科新剂型，合理评价眼用制剂的疗效及安全性，优化临床给药方案有重要意义。本文主要探讨眼科药物非临床药动学考虑要点。
1. 眼的解剖结构
眼球由眼球壁和内容物组成，眼球壁分为三层，外层为纤维层（包括角膜、巩膜以及起连接作用的角膜缘），中层为葡萄膜（由虹膜、睫状体和脉络膜组成），内层为视网膜。
从解剖结构上，以晶状体为界，将眼球分为眼前段和眼后段，晶状体之前的眼结构称为眼前段，约占眼球的1/3，由角膜、结膜、虹膜、睫状体、晶状体、房水以及瞳孔组成；晶状体之后的眼结构为眼后段，约占眼球的2/3，由巩膜、玻璃体、视网膜、脉络膜以及视神经组成。 2. 眼科药物常见给药途径
眼科药物给药途径主要分类为三类：眼局部给药，如滴眼液、眼膏、眼凝胶等；眼内给药，如玻璃体腔注射、前房给药、植入给药等；眼周给药，如结膜下、球后、球周、球筋膜下给药等。
眼局部给药具有患者用药方便、可选择性的将药物递送到眼前段组织中等优点，是眼表面疾病治疗和研究的主要给药途径。眼内给药和眼周给药是治疗眼后段疾病的常用给药途径。  
3. 动物种属的选择
合适的动物种属是开展药物非临床研究的基础，一般通过综合考虑动物种属眼球解剖结构和病理生理特点以及药物在眼内的作用方式进行选择。有研究表明，兔和猴与人有相似的眼解剖结构，是最常用的眼科动物种属。兔的眼睛相对较大，使其在进行实验时可以更容易操作和观察眼球结构和功能，并且研究成本较低，因此小分子药物常采用兔开展非临床药代动力学研究；大分子药物常采用药效相关种属开展非临床研究，对于治疗眼底疾病的生物技术药物，首选非人灵长类动物。
在进行动物种属选择时，还需考虑药物与黑色素的亲和性，药物与黑色素的结合可使药物在组织中保留，影响眼部用药的分布和消除，从而导致药物其在眼内的药动学和药效学改变。对药物与黑色素有结合风险的药物，应选择含黑色素的有色动物，以得到更加科学的评价数据。 4. 眼科药物的眼内过程
药物在眼部靶部位可达到的发挥治疗作用的有效浓度，受生理屏障（泪液更新、鼻泪管排泄、眨眼）、眼内扩散屏障（角膜屏障、血-房水屏障、血-视网膜屏障）、蛋白结合（炎症时房水蛋白升高，药效下降）、外排转运体（P-gp、MRP、BCRP）、药物与黑色素的亲和力等因素的影响。
（1）吸收
药物需到达靶部位发挥疗效，首先经历的过程是吸收。当局部滴眼给药时，药物可发生全身吸收和眼内吸收，其中眼内吸收主要是通过角膜和非角膜两条途径。角膜途径即为经角膜到达房水，非角膜途径是指经结膜和巩膜到达房水。局部滴眼给药时，药物先进入结膜囊，一部分通过鼻泪管、结膜囊的毛细血管及淋巴进入体循环，一部分与泪液混合进入角膜，再由结膜、巩膜吸收。到达房水的药物可分布到虹膜和睫状体，还可通过房水和扩散作用进入体循环。通过玻璃体腔注射给药则可以使药物直接作用于玻璃体与视网膜，具有药效作用直达靶部位的优势。 （2）分布
药物可以从房水分布到葡萄膜（虹膜、睫状体和脉络膜）和晶状体，由于晶状体组织较为紧密使得药物向晶状体组织分布的速度很慢。玻璃体腔注射方式下，药物可以通过眼球的活动和玻璃体腔内的扩散对流作用促使药物进行分布。药物可与葡萄膜中的黑色素结合，结合后的药物会逐渐释放游离药物至周围组织细胞中，从而增加了药物在靶器官的分布并延长药物发挥作用的时间。
（3）代谢
在角膜、虹膜、睫状体以及视网膜中表达了许多药物代谢酶，如细胞色素P450酶（CYP450）、乙醛氧化酶、醛/酮还原酶、环氧酶、单胺氧化酶、水解酶等，这些代谢酶可使药物代谢失活。在角膜上皮细胞中有酰胺酶、酯酶、氨基肽酶和其它的肽水解酶，其中，酰胺酶和酯酶可以把前药代谢生成具有药效的代谢产物。眼局部给药的药物主要通过角膜和睫状体中的酶代谢，全身或者眼周途径给药的药物一般是通过视网膜中的酶进行代谢。
（4）排泄
药物在接触眼表时会发生流失，可随着泪液的循环快速流入鼻泪管进行排泄，还可通过结膜囊的局部毛细血管进行排泄。进入房水的药物和玻璃体腔注射药物的排泄途径有眼前和眼后两个主要清除途径。眼前区清除途径为房水循环、吸收进入虹膜血管系统或与角膜重新平衡，通过血流转运进行排泄，大部分的药物是通过眼前区清除途径进行排泄。眼后区的清除途径即为通过视网膜血管系统运送至眼后区通过脉络膜、体循环或者淋巴进行消除。
5. 眼部组织采集和处理
眼部结构精细，组织采集操作要求高，是眼科药物非临床药动学研究的难点。通过解剖精细分离可采集泪液、眼睑、泪腺、结膜、角膜、房水、虹膜、睫状体、晶状体、玻璃体、视网膜、脉络膜、视神经、巩膜共14种组织。在对眼部组织进行精细分离过程中，应严格控制交叉污染。由于眼部组织采集的特殊性，一般无法在同一只动物中连续采集生物样本，可以根据采样时间点对动物进行随机分组采样。为了减少试验误差，每时间点应至少6只眼的数据。
眼部组织大小不一，组织结构和特性差异较大，处理方法也有所不同，见表1。
表1 不同眼部组织采集和处理

组织名称	处理方法
泪液	滤纸条法采集，氮气吹干后保存，选用合适的提取液提取检测
房水和玻璃体	穿刺取样法采集，保存待测
角膜、结膜、晶状体、虹膜、睫状体、巩膜、眼睑	使用眼科剪和眼科镊完成精细分离后立刻使用生理盐水清洗，称重后加入合适的提取液，使用组织匀浆机匀浆提取药物检测
视网膜、脉络膜、视神经	使用眼科剪和眼科镊收集组织，增量法进行称重，加入合适的提取液，使用组织匀浆机匀浆提取药物检测

 
6. 眼科药物生物分析
眼科药物生物分析面临着样本体积小、不同组织浓度差异大、真实空白样本难以获取、液体样本可能存在非特异性吸附等诸多挑战。对于组织浓度低的样本，往往需从样品前处理条件、液相条件、质谱条件等方面综合考量以开发高灵敏度的分析方法。液体样本如房水和玻璃体液可能有潜在的非特异性吸附问题，在样品采集和生物分析时需考察化合物是否存在吸附现象，可使用低吸附管或加入解吸附剂的方式来降低非特异性吸附。针对不同组织浓度差异大的问题，莱恩医药生物分析平台配备了系列满足不同灵敏度要求的液相色谱质谱平台。对于真实空白样本难以获取的挑战，莱恩医药生物分析平台可根据需求有针对性地选择合适的替代基质或购买商品化的基质来解决。  
7. 案例分享
LW1920滴眼液拟开发为治疗眼前段疾病的创新药眼科制剂，青紫蓝兔单次滴眼给药后，在给药后10min、30min、1h、2h、4h、8h采集眼部组织（泪液、角膜、结膜、房水、虹膜-睫状体、晶状体、玻璃体、视网膜、脉络膜、巩膜）。药物的平均组织浓度见图9，结果显示药物在眼前段组织的分布量较高，眼后段的分布量较少，药物在虹膜-睫状体和脉络膜的分布量较高，与药物与黑色素高亲和力有关。 8. 结语
莱恩医药药代毒代和生物分析平台自2015年起开展眼科药物非临床药代动力学研究，具有9年多的丰富经验。研究涉及的动物种属包括啮齿类、兔、犬、猴，给药途径包括眼局部给药、前房注射、玻璃体腔注射、视网膜下腔注射等，可实现14种精细眼部组织采集和处理以及生物分析，目前已完成超过30个眼科药物新药品种申报研究，均顺利通过评审。