原料藥雜質(zhì)在USP中定義為任何不同于原料藥結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，在中國(guó)藥典中為任何影響藥品純度的物質(zhì)。ICH Q3A將原料藥中雜質(zhì)分為有機(jī)雜質(zhì)，無(wú)機(jī)雜質(zhì)雜和殘留溶劑。原料藥中有機(jī)雜質(zhì)來(lái)源于合成工藝相關(guān)的雜質(zhì)及儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。有機(jī)雜質(zhì)的控制對(duì)于藥物的安全性和有效性有著重要的意義。
一、關(guān)于法規(guī)
雜質(zhì)研究與控制是藥物研究中的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，CTD申報(bào)資料中與雜質(zhì)相關(guān)的章節(jié)體現(xiàn)了雜質(zhì)控制和終點(diǎn)控制相結(jié)合的策略，符合藥品質(zhì)量研究中全面系統(tǒng)的質(zhì)量控制理念。
原料藥申報(bào)資料中涉及到雜質(zhì)研究與控制的內(nèi)容有八個(gè)模塊小節(jié)：3.2.S.2.3生產(chǎn)信息中的物料控制，3.2.S.2.4關(guān)鍵步驟和中間體的控制，3.2.S.3.2特性鑒中的雜質(zhì)譜分析，3.2.S.4.1原料藥質(zhì)量控制中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，3.2.S.4.2分析方法，3.2.S.4.3分析方法驗(yàn)證，3.2.S.4.4批檢驗(yàn)報(bào)告和3.2.S.4.5質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)等章節(jié)。
申報(bào)資料的撰寫(xiě)應(yīng)高度關(guān)注雜質(zhì)分析與控制的系統(tǒng)性和法規(guī)對(duì)于雜質(zhì)控制的要求。
ICHQ3A指南針對(duì)的是新原料藥中雜質(zhì)的研究與控制，雜質(zhì)的研究范圍是與工藝相關(guān)及原料藥降解的有機(jī)雜質(zhì)。對(duì)于無(wú)機(jī)雜質(zhì)、殘留溶劑和元素雜質(zhì)的研究與控制在ICH中其它的相關(guān)指南有詳細(xì)敘述。
ICHQ3A指南中的雜質(zhì)不包含原料藥中外來(lái)污染物質(zhì)、多晶形物質(zhì)及立體異構(gòu)體。對(duì)于原料藥中基因毒性雜質(zhì)的控制ICH Q3A不再適用，由ICH M7指南補(bǔ)充指導(dǎo)。
USP通則<1086, 原料藥和制劑雜質(zhì)>的內(nèi)容是原料藥和制劑中雜質(zhì)的研究與控制指南。原料藥中雜質(zhì)指的是與工藝相關(guān)及原料藥降解的有機(jī)雜質(zhì)。
USP在2017年新建立了一個(gè)通則<476, 原料藥與制劑的雜質(zhì)控制>，主要內(nèi)容是藥典各論中已有的原料藥與制劑中雜質(zhì)分析測(cè)試與控制，提出了有機(jī)雜質(zhì)控制決策樹(shù)，如下圖，具體內(nèi)容可參考PF43(6)。
圖1：原料藥和制劑中有機(jī)雜質(zhì)控制決策樹(shù)
二、關(guān)于原料藥不同階段的雜質(zhì)控制
從藥品研發(fā)至產(chǎn)品上市通常需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的時(shí)間，不同研發(fā)階段的關(guān)注點(diǎn)不同。各階段開(kāi)展雜質(zhì)研究的首要任務(wù)是患者的安全，根據(jù)擬定的治療適應(yīng)癥、劑型、給藥途徑、給藥持續(xù)時(shí)間和患者人群，雜質(zhì)研究根據(jù)具體情況，具體分析。
成本是階段性雜質(zhì)研究的主要考慮因素之一。早期臨床研發(fā)階段需重點(diǎn)研究原料藥中最有可能存在和已經(jīng)存在于的有機(jī)雜質(zhì)。
原料藥合成過(guò)程中使用的起始物料、中間體、試劑、催化劑和溶劑均是明顯的潛在雜質(zhì)。合成工藝中距離終產(chǎn)品原料藥的反應(yīng)步驟是與潛在雜質(zhì)被清除的可能性相關(guān)。最后一步反應(yīng)的中間體、試劑和溶劑等，以及可預(yù)測(cè)的副產(chǎn)物和主要降解產(chǎn)物是這個(gè)階段雜質(zhì)研究的重點(diǎn)。
在臨床III期及后面的階段，待商業(yè)化合成路線確定后，需要深入研究各步驟中潛在的雜質(zhì)，開(kāi)展雜質(zhì)清除和衍生化研究，以確定合成工藝控制的關(guān)鍵點(diǎn)。隨著藥物臨床的進(jìn)展，收集更多的批次雜質(zhì)數(shù)據(jù)和穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，未知雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)需要鑒定，必要時(shí)開(kāi)發(fā)補(bǔ)充分析方以確認(rèn)潛在雜質(zhì)的存在與否。
對(duì)于遺傳毒性雜質(zhì)，ICH M7提供了具體的指導(dǎo)。由于起始物料中的雜質(zhì)可能影響到最終產(chǎn)品中的雜質(zhì)控制，越接近最后產(chǎn)品合成步驟的起始物料，引入雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)越高，因此對(duì)雜質(zhì)研究和控制的要求也越高。起始物料中雜質(zhì)控制策略在FDA與制藥企業(yè)在II 期會(huì)議中常討論的話題。ICH Q11指南闡述了起始物料控制，包括雜質(zhì)控制及物料選擇的合理性。
工藝雜質(zhì)的研究方式有“正推”和“逆推”兩種。“正推”就是從原料開(kāi)始追蹤每一步反應(yīng)，把每一步反應(yīng)研究清楚，說(shuō)明雜質(zhì)的來(lái)源。“逆推”顧名思義是從產(chǎn)品開(kāi)始向起始物料找到雜質(zhì)的來(lái)源。“正推”方法能更清楚每一步反應(yīng)的主副反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于雜質(zhì)的來(lái)源會(huì)更加明確，從而優(yōu)化工藝參數(shù)，確定關(guān)鍵工藝參數(shù)。
原料藥中的降解雜質(zhì)是原料藥在儲(chǔ)存或穩(wěn)定性研究過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。降解雜質(zhì)可以通過(guò)強(qiáng)制降解和影響因素實(shí)驗(yàn)研究獲得。強(qiáng)制降解和影響因素條件與正常存放的情況有較大的不同，影響因素一般考察溫度、濕度、光度、空氣暴露等對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
三、關(guān)于雜質(zhì)研究中的分析方法技術(shù)
通常說(shuō)的雜質(zhì)譜包括藥物中雜質(zhì)的種類(lèi)、含量、來(lái)源及結(jié)構(gòu)等信息。通過(guò)雜質(zhì)譜分析能較為全面的掌握產(chǎn)品中雜質(zhì)的概況。原料藥中雜質(zhì)譜的研究需要有針對(duì)性地選擇合適的分析方法，確保雜質(zhì)的有效檢出、定量和確認(rèn)。
在新藥研究早期，會(huì)選擇與MS兼容的分析方法，有利于收集雜質(zhì)的MS信息。后期根據(jù)需要調(diào)整適用于雜質(zhì)屬性的方法。
對(duì)于藥典各論中雜質(zhì)控制，通常通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定量與定性；如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)品，則用RRT和RRF來(lái)進(jìn)行定性和定量。藥典收載的一些雜質(zhì)分析方法比較落后，專(zhuān)屬性較差。在進(jìn)行仿制藥研究時(shí)需要更新這類(lèi)分析方法，開(kāi)發(fā)那些具有專(zhuān)屬性的色譜或光譜方法進(jìn)行雜質(zhì)控制研究。
面對(duì)雜質(zhì)的微量和復(fù)雜性，檢測(cè)方法的專(zhuān)屬性、靈敏度和準(zhǔn)確度十分關(guān)鍵。當(dāng)原料藥中不同雜質(zhì)不能同時(shí)被一種方法檢測(cè)時(shí)，應(yīng)考慮開(kāi)發(fā)不同分析方法，分別進(jìn)行檢測(cè)。雜質(zhì)分析方法的對(duì)象是各個(gè)潛在的雜質(zhì)，因此分析方法的驗(yàn)證需要根據(jù)不同雜質(zhì)的特點(diǎn)綜合設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案，進(jìn)行有針對(duì)性的規(guī)范驗(yàn)證。
采用HPLC-UV/GM-FID方法可以滿足大部分雜質(zhì)分析與控制的要求。對(duì)于微量和極微量的毒性雜質(zhì)和基因毒性雜質(zhì)，采用靈敏度更高的LC-MS/MS方法顯得尤為重要。采用MS技術(shù)可以對(duì)原料藥中的工藝雜質(zhì)和降解雜質(zhì)等成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征的分析，有助于藥品中降解途徑規(guī)律的探討。
在整個(gè)藥品生命周期的雜質(zhì)譜控制過(guò)程中，保證分析方法有良好的專(zhuān)屬性和敏感性顯得尤為重要。基于QbD理念開(kāi)發(fā)分析方法，設(shè)計(jì)方案篩選關(guān)鍵影響因子，建立定量關(guān)系模型確定分析方法的操作空間，如下圖所示。
圖2：基于QbD理念的分析色譜方法開(kāi)發(fā)
四、關(guān)于雜質(zhì)限度制定
雜質(zhì)的定量分析與分析方法的檢測(cè)限與定量限相關(guān)，因此雜質(zhì)的分析方法需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，包括檢測(cè)限與定量限的確定。
創(chuàng)新藥雜質(zhì)限度的確定需要綜合藥物、藥理毒理和臨床研究結(jié)果綜合判定。在制訂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中雜質(zhì)限度時(shí)，安全性是首要考慮因素，其實(shí)是大生產(chǎn)和中試批次數(shù)據(jù)、穩(wěn)定性數(shù)和工藝數(shù)據(jù)。如果雜質(zhì)是藥物在人體中的主要代謝產(chǎn)物，則不考慮其安全性。創(chuàng)新藥研發(fā)早期，原料藥中設(shè)定的雜質(zhì)限度不能高于毒理數(shù)據(jù)支持的限度水平，同時(shí)兼顧考慮生產(chǎn)的可行性和分析方法的波動(dòng)性。
隨著臨床的研究進(jìn)展，收集藥品的臨床前和臨床安全性數(shù)據(jù)以支持雜質(zhì)限度的進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)于沒(méi)有毒理數(shù)據(jù)支持的原料藥雜質(zhì)限度制定可以參考ICH Q3A指南，如表1。
表1：新原料藥中雜質(zhì)的限度
臨床研究后期，應(yīng)將商業(yè)化合成路線得到的放大生產(chǎn)樣品與臨床研究樣品中的雜質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)比較，或已有雜質(zhì)的含量超出原有的限度時(shí)，可參考ICH Q6A指南，按下圖3進(jìn)行決策分析。基因毒性雜質(zhì)的限度制定不在此文討論。
圖3：原料藥雜質(zhì)限度制定決策樹(shù)
五、關(guān)于變更后雜質(zhì)研究
對(duì)于工藝發(fā)生變更時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行雜質(zhì)研究，評(píng)估現(xiàn)有分析方法是否適用。在藥物開(kāi)發(fā)的早期，隨著藥物合成路線或工藝參數(shù)的變化，均可能出現(xiàn)新的雜質(zhì)。若起始原料或中間體發(fā)生變更，需重新研究以確認(rèn)它們和它們衍生的雜質(zhì)，以及它們或它們衍生的雜質(zhì)是否會(huì)殘留至原料藥中。溶劑和試劑發(fā)生變更也需將其作為新雜質(zhì)進(jìn)行研究。在進(jìn)行工藝變更對(duì)雜質(zhì)影響的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中，需要檢測(cè)可能生成的新工藝雜質(zhì)。這涉及到對(duì)潛在的新工藝雜質(zhì)的預(yù)測(cè)能力、其被清除或轉(zhuǎn)移的可能性，以及現(xiàn)有的雜質(zhì)檢測(cè)方法能否有效檢測(cè)它們。
藥物批準(zhǔn)后的任何工藝方面的變更都應(yīng)評(píng)估對(duì)雜質(zhì)譜的潛在影響。除了工藝路線或所用材料的變更之外，還應(yīng)包括一系列其他可能的變更。例如，生產(chǎn)場(chǎng)地、工藝控制點(diǎn)、生產(chǎn)規(guī)模和原料供應(yīng)商等變更。
六、關(guān)于降解研究
大多數(shù)藥物的有效期并非受限于其有效性（即主藥含量），而是受限于其安全性（即生成的降解產(chǎn)物達(dá)到了關(guān)注閾值），因此藥物的降解研究在藥物研發(fā)階段非常重要。
監(jiān)管機(jī)構(gòu)鼓勵(lì)制藥公司在I/II期臨床研究階段報(bào)告強(qiáng)制降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，期望通過(guò)原料藥的強(qiáng)制降解研究，保證藥物在前期臨床試驗(yàn)期間的穩(wěn)定性。根據(jù)獲得的降解雜質(zhì)信息，初步了解藥物的降解途徑，期望在早期階段開(kāi)發(fā)的方法具有穩(wěn)定性指示性。
在III期臨床研究階段，原料藥強(qiáng)制降解需要開(kāi)展深入研究工作，以及對(duì)于藥物的降解途徑和降解方式進(jìn)行深入的探討，獲得藥物在后期研發(fā)階段的潛在的穩(wěn)定性問(wèn)題，以確保產(chǎn)品貨架期質(zhì)量可控。
降解實(shí)驗(yàn)是預(yù)測(cè)、了解原料藥穩(wěn)定性的重要工具。降解雜質(zhì)可以通過(guò)強(qiáng)制降解和影響因素實(shí)驗(yàn)研究獲得。強(qiáng)制降解實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是研究可能產(chǎn)生的和實(shí)際產(chǎn)生的降解產(chǎn)物，及用于開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證具有穩(wěn)定性指示性的分析方法。通過(guò)現(xiàn)代分析技術(shù)，收集降解雜質(zhì)信息，對(duì)于研究原料藥降解途徑非常重要。
在過(guò)去十年的藥物降解研究中，Zeneth®軟件已成為計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)藥物理論降解途徑的有力工具。該軟件來(lái)自于Lhasa公司，它也是 METEOR® and DEREK®軟件的開(kāi)發(fā)者。該軟件可以利用自身的藥物數(shù)據(jù)庫(kù)，減少預(yù)測(cè)的偏差，通過(guò)模型幫助藥物工作者預(yù)測(cè)分析和理解藥物的降解途徑。
另一個(gè)研究藥物降解研究的工具是Pharma D3數(shù)據(jù)庫(kù)。它由兩位化學(xué)家和ChemDraw 軟件的開(kāi)發(fā)公司Cambridge 在2005年共同建立，數(shù)據(jù)庫(kù)收載了發(fā)表在文獻(xiàn)及公開(kāi)研討會(huì)議中的藥物降解數(shù)據(jù)。研究者可通過(guò)藥物名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)或者降解物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行搜索，還可以分子量的變化進(jìn)行搜索，以揭示特定官能團(tuán)和藥物的降解模式。
結(jié)束語(yǔ)
本文討論了原料藥雜質(zhì)研究中的一些思路和趨勢(shì)。仿制藥與創(chuàng)新藥雜質(zhì)研究的思路不同，但殊途同歸，都需要關(guān)注各國(guó)法規(guī)和ICH指南的要求。創(chuàng)新藥研究在不同研究階段設(shè)定不同的目標(biāo)，緊跟新技術(shù)的發(fā)展，利用工具快速有效的將研究工作推進(jìn)。
藥物質(zhì)量要考慮安全性、有效性和可控性。藥物的安全性常由藥物中雜質(zhì)的含量決定，藥物的貨架期也常受加速和長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中的雜質(zhì)含量影響。降解研究是實(shí)現(xiàn)藥物雜質(zhì)研究的有效的途徑之一，利用一些軟件工具可幫助分析工作者了解藥物的降解途徑和模式，幫助預(yù)測(cè)藥物的貨架期，提高藥物研發(fā)的效率，縮短研發(fā)周期，從面降低研發(fā)成本。
