細菌內毒素是是革蘭氏陰性菌的細胞壁成分,當細胞死亡或自溶后便會釋放出內毒素,如果被大量注射進入血液時可引起發熱、微循環障礙、內毒素休克及播散性血管內凝血等反應——又叫“熱原反應”。因此,在注射劑中需嚴格控制細菌內毒素。
二 如何制定化學藥品注射劑細菌內毒素限度
化學藥品注射劑細菌內毒素限度制定思路:
①根據《中國藥典2020年版》1143 細菌內毒素檢查法中公式L=K/M計算得出限度,其中L為供試品的細菌內毒素限值,K為人每千克體重每小時最大可接受的內毒素劑量,M為人用每千克體重每小時的最大供試品劑量;
②結合《中國藥典2020年版》9251 細菌內毒素檢查法應用指導原則要求;
③查找各國藥典(如美國藥典、英國藥典、日本藥典)以及進口注冊標準收載的該產品細菌內毒素要求。
綜上,選擇最嚴格的細菌內毒素要求作為本品的限度值。
三 化學藥品注射劑細菌內毒素帶入途徑
(1)原輔料本身的細菌內毒素
在注射劑中細菌內毒素貢獻占比最大,需要根據產品的細菌內毒素來計算控制原輔料的細菌內毒素。
(2)直接接觸產品的內包材
直接接觸產品內包材如西林瓶、膠塞、安瓿等,在生產使用時會要求除去細菌內毒素并進行驗證,驗證標準是內毒素能夠降低3個log值。在產品細菌內毒素貢獻占比較小。
(3)從容器、用具、管道和裝置等帶入
按照GMP規定對生產時所有接觸藥品的工器具等需按照要求進行清洗,并用適宜的方法除去細菌內毒素和滅菌并進行清洗驗證。在產品細菌內毒素貢獻占比較小。
(4)保存時間
藥液在配制生產中有可能微生物會增長進而引起細菌內毒素增加,因此需要對生產時限進行考察并進行驗證,還有藥品在穩定性放置期間也有可能使細菌內毒素增加,也需進行考察。
綜上,在藥學研發過程中我們需要重點控制原輔料帶入的細菌內毒素,其他帶入途徑可按照現行GMP要求在生產中進行控制,原輔料帶入的細菌內毒素越低,成品的細菌內毒素就越低。
四 對于化學藥品注射劑細菌內毒素限度較高的產品如何控制
對于注射劑細菌內毒素限度較高的產品來說,我們采取產品組分的貢獻結合生產線的貢獻來綜合評估控制策略,其中原輔料貢獻占比最大,我們會通過產品的細菌內毒素計算控制原輔料的細菌內毒素。
如假設某注射劑產品規格為4ml:10mg,制定的產品細菌內毒素是80EU/ml,其單支處方組成如下:
對于注射用水可以按照中國藥典要求進行細菌內毒素為0.25EU/ml,鹽酸和氫氧化鈉分別為強酸和強堿會破壞細菌內毒素,不需進行控制,氯化鈉和抗氧劑細菌內毒素可結合輔料供應商實際情況進行制定,可控制為5.0EU/g。對于原料藥來說,可用產品的細菌內毒素減去輔料、內包材、工器具貢獻的細菌內毒素得到,因此,一般會控制原輔料的細菌內毒素貢獻值低于產品的細菌內毒素,如本品最大可控制原料藥細菌內毒素為31EU/mg,可有效降低制劑中細菌內毒素超標的風險,各組分的細菌內毒素控制水平如下表:
綜上,控制原輔料帶入的細菌內毒素進而控制成品的細菌內毒素水平。
五 對于注射劑細菌內毒素限度較低的產品如何進行控制
對于注射劑細菌內毒素限度較低的產品我們如果按照上述方法去計算和控制原輔料的細菌內毒素,便會發現得到的原輔料細菌內毒素限度非常低,按照常規的生產條件,根本無法有效的控制住每批的原輔料細菌內毒素,那這時我們就需要通過其他手段去控制注射劑細菌內毒素。
之前制劑生產廠家會在生產過程中加入活性炭來去除細菌內毒素,但由于活性炭有可能會增加引入新的雜質和不溶性微粒的風險等,影響注射劑產品質量。國家藥監局藥審中心在發布的《化學藥品注射劑仿制藥質量和療效一致性評價技術要求》中提到注射劑生產中建議不使用活性炭。
現目前在注射劑中常用超濾進行去除細菌內毒素。超濾是切向過濾,與常規的垂直過濾不同,液體切向流過膜表面時,流體產生的跨膜壓差使部分藥液壓過濾膜,截留部分則在系統內循環回流,且切向過濾對膜表面一直進行沖刷,不易堵塞濾膜。超濾原理就是依靠分子量不同來去除細菌內毒素,化藥原輔料常規分子量在幾百到幾千道爾頓,而細菌內毒素分子量通常為幾十萬道爾頓,分子量相差甚大,由此可有效的去除細菌內毒素。
超濾可以加在原輔料生產工序中,也可以在制劑端加超濾工序,需要根據實際情況選擇。比如加在制劑端,可以根據各國藥典要求結合生產廠家實際情況,設置原輔料的細菌內毒素要求,再根據注射劑產品細菌內毒素篩選合適的超濾系統。超濾系統類型有中空纖維膜柱和平板膜包等,進口的生產廠家有頗爾,賽托利斯等,國產的生產廠家有杭州科百特等。
六 小結
細菌內毒素是注射劑中重要的關鍵質量屬性,最有效的就是控制原輔料本身帶入的細菌內毒素水平,但有時對原輔料細菌內毒素要求太高,通過常規生產手段不能達到,這時,最常見的就是在原輔料或者制劑生產過程中添加超濾工序,如果超濾加在制劑端,還需要做相容性研究,比如化學兼容性、提取實驗、重復使用研究等。對于細菌內毒素,還需特別注意其不能通過濕熱滅菌去除。若有不妥之處,還請指教!
