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嘉峪檢測網(wǎng) 2025-01-09 09:05
摘要
相比化學(xué)仿制藥,化學(xué)創(chuàng)新藥由于其結(jié)構(gòu)新穎,降解途徑未知等特點(diǎn),在強(qiáng)制降解研究的主要降解產(chǎn)物歸屬,降解試驗(yàn)條件摸索,降解產(chǎn)物的致突變性研究等方面需更多嘗試。目前,已有多篇針對藥物強(qiáng)制降解研究的文獻(xiàn)綜述,但未對化學(xué)創(chuàng)新藥的強(qiáng)制降解研究進(jìn)行針對性的論述。本文參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),并結(jié)合在藥物研發(fā)中的實(shí)踐,重點(diǎn)對化學(xué)創(chuàng)新藥強(qiáng)制降解研究的主要降解產(chǎn)物歸屬,降解試驗(yàn)條件摸索及降解產(chǎn)物的致突變性等內(nèi)容進(jìn)行討論,以期為藥物研發(fā)人員提供一些借鑒。
關(guān)鍵詞:化學(xué)創(chuàng)新藥;強(qiáng)制降解;一般考慮;降解試驗(yàn)條件;降解產(chǎn)物;致突變性
化學(xué)藥物的強(qiáng)制降解研究在藥物研發(fā)過程中扮演著十分重要的角色,其具體作用可能包括但不限于:(1)有助于確定分子的內(nèi)在穩(wěn)定性,鑒定藥物可能的降解產(chǎn)物,確定降解路線揭示降解機(jī)理;(2)驗(yàn)證所用的分析方法對藥物穩(wěn)定性的指示能力;(3)指導(dǎo)藥品處方工藝和包裝系統(tǒng)的開發(fā),確定藥品貯藏條件;(4)對藥物的安全性和毒性進(jìn)行評估;(5)指導(dǎo)藥物的鹽基和晶型的選擇;另外,強(qiáng)制降解試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生藥物的代謝產(chǎn)物,有助于加強(qiáng)對藥物吸收、分布、代謝與排泄的理解[1]。
目前,已有多篇針對藥物強(qiáng)制降解研究的文獻(xiàn)綜述[2-7],但未對化學(xué)創(chuàng)新藥的強(qiáng)制降解研究進(jìn)行針對性的論述。相比化學(xué)仿制藥,化學(xué)創(chuàng)新藥由于其結(jié)構(gòu)新穎、降解途徑未知等特點(diǎn),在強(qiáng)制降解研究的主要降解產(chǎn)物歸屬、降解試驗(yàn)條件摸索、降解產(chǎn)物的致突變性研究等方面需更多嘗試。本文參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),并結(jié)合在藥物研發(fā)中的實(shí)踐,針對化學(xué)創(chuàng)新藥強(qiáng)制降解研究進(jìn)行討論,以期為藥物研發(fā)人員提供一些借鑒。
1、創(chuàng)新藥降解反應(yīng)條件的選擇
藥物的強(qiáng)制降解研究通常包括酸、堿、氧化、高溫和光照降解 5 個(gè)方面。一般認(rèn)為,強(qiáng)制降解條件應(yīng)結(jié)合藥物的性質(zhì)制定,所采用的強(qiáng)制降解條件(或降解反應(yīng)的終點(diǎn))應(yīng)使藥物所發(fā)生的降解途徑接近藥品在真實(shí)情景(長期試驗(yàn))下所產(chǎn)生的降解。過度降解(或過于劇烈的降解條件)會(huì)形成人為或偽降解產(chǎn)物或次級降解產(chǎn)物而失去強(qiáng)制降解研究的意義,同時(shí)也給藥物的穩(wěn)定性分析方法的開發(fā)帶來不必要的工作量。無論是仿制藥還是創(chuàng)新藥,其強(qiáng)制降解均應(yīng)按上述原則進(jìn)行研究。
已有文獻(xiàn)進(jìn)行仿制藥強(qiáng)制降解研究的報(bào)道,如左氧氟沙星注射液的日本藥品醫(yī)療器械管理局(Phamaceuticals and Medical Deviees Ageney PMDA)審評文件中顯示了左氧氟沙星原料藥的強(qiáng)制降解條件,有文獻(xiàn)報(bào)道頭孢曲松鈉在酸(3% 醋酸,室溫30min) 、堿(0.1mol·L-1碳酸氫鈉,60℃下 30min) 降 解 條 件 下 可 得 到 數(shù) 量 適 中 的 雜 質(zhì)等[8-10]。相比仿制藥,創(chuàng)新藥的強(qiáng)制降解研究具有階段性和摸索性的特點(diǎn),美國FDA鼓勵(lì)在新藥Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段進(jìn)行強(qiáng)制降解研究,要求在Ⅲ期臨床 階 段 以 及 新 藥 申 請 (new drug application,NDA)階段應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制降解研究,并以年報(bào)的方式進(jìn)行提交[11]。創(chuàng)新藥的光照強(qiáng)制降解試驗(yàn)可參照ICHQ1B 中的光照穩(wěn)定性試驗(yàn)條件進(jìn)行,即可見光1.2×106Ix·h,近紫外200W·h·m-2,對于高溫、酸、堿及氧化降解條件的選擇,指導(dǎo)原則中并未明確[12],其降解條件選擇可參考藥物強(qiáng)制降解的綜述文獻(xiàn)中推薦的條件進(jìn)行不斷摸索研究。美國FDA審評員,輝瑞、葛蘭素史克、阿斯利康等國際制藥公司的研發(fā)人員認(rèn)為,5%~ 20% 的降解是可以接受的,對于含量為標(biāo)示量90% ~110% 的小分子藥物,約10% 的降解為最佳。對于酸、堿、氧化降解條件,不同文獻(xiàn)推薦的降解條件不同,綜合相關(guān)報(bào)道[2-7]及經(jīng)驗(yàn),可推薦的酸堿降解條件:藥物質(zhì)量濃度 0.1 ~ 1.0 mg·mL-1,0.1~ 1mol·L-1鹽酸溶液、硫酸或氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鋰溶液等,溫度為室溫至70℃,降解時(shí)間不過3周;對于氧化降 解:藥 物 質(zhì) 量 濃 度 為0.1~ 20mg · mL-1,0.02%~3% 過氧化氫溶液,溫度為室溫至30℃ ,降解時(shí)間不過1周,當(dāng)反應(yīng)溫度超過50℃ ,過氧化氫的O- O鍵會(huì)斷裂形成自由基,加劇不可預(yù)測的降解途徑的形成,另外,過氧化氫的濃度過高可能導(dǎo)致偽降解產(chǎn)物的生成,使得降解研究的意義變得有限。當(dāng)反應(yīng)條件提高到上述降解條件的極限時(shí),藥物仍然較穩(wěn)定或無明顯降解產(chǎn)物生成時(shí),不推薦采用更加劇烈的條件繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)[13-14]。
對于固態(tài)高溫降解,有文獻(xiàn)[15-16] 認(rèn)為與低溫時(shí)相比,降解溫度過高時(shí),化合物的降解途徑可能會(huì)發(fā)生較大的變化,研究此高溫下的降解產(chǎn)物將變的意義不大,因此,高溫降解的溫度通常不宜過高。對于高溫降解的終點(diǎn)判定,一方面需要使得藥物獲得充分地降解;另一方面,美國藥品研究與制造企業(yè)協(xié)會(huì)( Pharaceutical Research and Manufacturers of Ameri.ca,PhRMA))認(rèn)為,高溫降解的能量應(yīng)不低于樣品在加速條件下(如40℃ /75%RH,6個(gè)月)所接受的能量[17],二者之中的任何一種情況首先達(dá)到,即可終止降解。一般可根據(jù)Arrhenius方程理解和判斷降解條件的選擇,即通常情況下,藥物在固定濕度下的高溫降解動(dòng)力學(xué)過程遵守下式:k=Aexp(-Ea/ RT),其中,k為速率常數(shù),A為頻率因子,R 為摩爾氣體常數(shù),T為熱力學(xué)溫度,Ea為表觀活化能,當(dāng)化合物的活化能Ea已知時(shí),可以根據(jù)此公式推算出不同溫度下的降解速率,如表1示。
Ea實(shí)際測定需要進(jìn)行一系列復(fù)雜的工作。可采用保守和激進(jìn)的估算值對試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估,例如Ea采用較激進(jìn)的19.8 kcal·mol-1時(shí),當(dāng)某原料藥或制劑的加 速 試 驗(yàn) 條 件 為40℃/75%RH放置6個(gè)月(180d)時(shí),相當(dāng)于在70 ℃ 下放置11d(180d ×5.0÷80.6=11d),60 ℃ 下放置27d;當(dāng)Ea采用較為保守的17kcal·mol-1時(shí),由上表可知,加速條件40℃ /75,相當(dāng)于70℃下放置17d(180d ×4.0 ÷ 43.2=17d),60℃ 下放置35d;當(dāng)采用更加保守的Ea(12kcal·mol-1 )時(shí),相當(dāng)于70 ℃下放置33d(180d × 2.6 ÷ 14.3=33d),60℃下放置56d, 已 有 研 究 報(bào) 道 大 多 數(shù) 化 合 物 的Ea在20kcal·mol-1 以上[18],所以可采用較為激進(jìn)的Ea進(jìn)行預(yù)估。需要注意,以上不同溫度之間降解速率的換算需要基于降解反應(yīng)的濕度保持不變,因此,為了方便估算,建議高溫降解反應(yīng)的濕度保持與加速條件一致(如75% RH)。如果沒有證據(jù)表明更加劇烈的溫度會(huì)影響藥物的降解途徑,可以采用更高的溫度進(jìn)行試驗(yàn),以節(jié)省反應(yīng)的時(shí)間,以 Ea 采用18kcal·mol-1 為例,110℃下反應(yīng)16h 相當(dāng)于長期條件25℃/60%RH下放置18個(gè)月[19]。
強(qiáng)制降解試驗(yàn)中應(yīng)注意考察降解前后的物料平衡、主峰的峰純度及主峰和相鄰雜質(zhì)的分離度,制劑的強(qiáng)制降解試驗(yàn)可考慮平行設(shè)計(jì)空白輔料和原料藥降解試驗(yàn),排除二者對制劑的降解試驗(yàn)干擾。
2、強(qiáng)制降解產(chǎn)物研究
ICHQ1A(R2)指導(dǎo)原則認(rèn)為,對于創(chuàng)新藥和新制劑,雖然強(qiáng)制降解產(chǎn)物的考察有助于確定降解途徑、幫助開發(fā)和驗(yàn)證適當(dāng)?shù)姆治鰴z測方法,但如果某強(qiáng)制降解產(chǎn)物被證明未在加速或長期穩(wěn)定性試驗(yàn)中產(chǎn)生,則對該強(qiáng)制降解產(chǎn)物的考察可能是沒有必要的。但創(chuàng)新藥強(qiáng)制降解下主要降解產(chǎn)物歸屬的研究,對了解其降解途徑,提前發(fā)現(xiàn)潛在致突變降解雜質(zhì),評估其安全性和毒性等均具有重要意義。 作為主體責(zé)任人,國外多數(shù)企業(yè)均選擇對創(chuàng)新藥強(qiáng)制降解中的主要產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證,以了解藥物的降解途徑和規(guī)律[20]。
2.1 主要降解產(chǎn)物的判定
化學(xué)仿制藥的降解途徑和主要降解產(chǎn)物已有報(bào)道。 如抗流感藥物帕拉米韋注射液原研藥品的主要降解途徑/ 降解雜質(zhì)在日本PMDA審評文件中已有論述[21],其主要降解雜質(zhì)為羧基手性消旋雜質(zhì)(C-1異構(gòu)體雜質(zhì));在注射液Q1Q2一致的基礎(chǔ)上,其降解途徑應(yīng)與原研藥品基本一致,故一般無需再通過對主要降解產(chǎn)物進(jìn)行歸屬來重復(fù)這些背景知識(shí)[22]。創(chuàng)新藥的結(jié)構(gòu)新穎,降解途徑未可知,對其強(qiáng)制降解條件下主要降解產(chǎn)物進(jìn)行歸屬,對了解其降解路線具有重要意義。 目前各國藥品監(jiān)管部門均無對主要降解產(chǎn)物的判定進(jìn)行論述,主要降解產(chǎn)物的判斷也應(yīng)當(dāng)結(jié)合藥物的正式穩(wěn)定性的研究結(jié)果進(jìn)行判斷。 國外業(yè)界所報(bào)道的判定方法或觀點(diǎn)如下[19,23-24]:第一種方法是一條經(jīng)驗(yàn)性的判斷方法(表2) ,具體規(guī)定為對固體樣品,主要降解產(chǎn)物應(yīng)至少為0.25% ;對于液體樣品,主要降解產(chǎn)物應(yīng)至少為1% ,總降解產(chǎn)物不超過20% 。 當(dāng)滿足該前提條 件 時(shí), 可根據(jù)下文對主要降解產(chǎn)物 進(jìn)行判定。
該判定方法具有階段性,規(guī)定了不同申報(bào)階段的判定標(biāo)準(zhǔn)。 例如,某原料藥在申報(bào)臨床試驗(yàn)申請( investigational new drug, IND) 階段,在光照條件下降解 了4.46% , 分 別 為 雜 質(zhì)A(0.8% ) 、 雜 質(zhì)B(3.0% ) 、雜質(zhì)C(0.02% ) 、雜質(zhì) D(0.04% ) 、雜質(zhì)E(0.1% ) 和 雜 質(zhì) F( 0.5% ) 。雜 質(zhì) C、 D、E的 含量 <0.25% ,直接不作為主要降解產(chǎn)物;雜質(zhì) A、F分別占 總 降 解 產(chǎn) 物 的17.9% (0.8% ÷ 4.46% ) 、11.2% (0.5% ÷ 4.46% ) ,大于表中的上限10% ;另外,2 個(gè)雜質(zhì)的含量分別為最大降解產(chǎn)物的26.7%(0.8% ÷ 3. 0% ,大于限度25% )和 16.7% (0.5% ÷3.0% ,小于限度25% ),所以雜質(zhì)f不應(yīng)視為主要降解產(chǎn)物,故雜質(zhì)A、B為主要降解產(chǎn)物,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證;但當(dāng)該藥物進(jìn)行NDA申報(bào)時(shí),雜質(zhì)F應(yīng)進(jìn)行鑒定(16.7% ,大于限度10% )。另一種方法將ICHQ3A、3B中的鑒定限與強(qiáng)制降解的鑒定限進(jìn)行了關(guān)聯(lián),一般僅針對高溫固體降解試驗(yàn)。該判定方法的大致原理:首先,假定高溫固體降解試驗(yàn)與加速條件40℃ /75% RH 放置6個(gè)月達(dá)到了動(dòng)力學(xué)平衡;其次,保守估計(jì)若藥物在貨架期內(nèi)降解了 2% ,如在強(qiáng)制降解試驗(yàn)中應(yīng)降解5% ~10% ,經(jīng)計(jì)算,后者是前者的2.5~5倍,取其中較大的倍數(shù)5。當(dāng)以ICHQ3B中的鑒定限為基數(shù)再乘以相應(yīng)的 5倍時(shí),則可以推導(dǎo)出強(qiáng)制降解中的鑒定限(表 3)。
需要說明的是,如表中所示,如強(qiáng)制降解試驗(yàn)僅降解了1%~5% ,是貨架期降解的0.5~2.8倍,取其中較大的倍數(shù)2.5倍, 則強(qiáng) 制降 解 的 鑒 定 限 為ICHQ3B鑒定限乘以2.5。例如,某片劑最大日劑量800mg,在高溫降解 (70℃ ,11 d) 下與加速條件40℃ /75%RH 放置6個(gè)月達(dá)到了動(dòng)力學(xué)平衡,降解產(chǎn)物量為2%,則該強(qiáng)制降解研究中,主要降解產(chǎn)物為 >0.5% 的降解物。
2.2 降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)確證
應(yīng)隨著創(chuàng)新藥研發(fā)的進(jìn)展不斷完善主要降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)確證研究。反相高效液相色譜(RP-HPLC)是強(qiáng)制降解研究常用的分離手段,經(jīng)過評估確定的主要降解產(chǎn)物通常采用液相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS) 進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證,如主要降解產(chǎn)物降解量足夠大,也可通過制備色譜柱對其進(jìn)行分離,再結(jié)合其他技術(shù)手段(如核磁共振 NMR、紅外光譜IR、質(zhì)譜MS等)進(jìn)行進(jìn)一步確證。由于常用的RP-HPLC液相條件通常含有非揮發(fā)性的緩沖鹽,故采用LC-MS進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證時(shí),可使用具有相似 pH 緩沖范圍的揮發(fā)性緩沖鹽對其進(jìn)行代替,如PH 5.5~8的RP-HPLC流動(dòng)相可在LC-MS采用PH 約為6.8 的10 mmoI·L-1醋酸銨溶液代替,并可以通過添加適當(dāng)醋酸或氨水調(diào)節(jié)PH,常用的RP-HPLC的替代流動(dòng)相見表4。需要注意LC-MS條件下 的 液 相 色 譜 保 留 組 分 與RP-HPLC的對應(yīng)關(guān)系,一般來說,若LC-MS方法中流動(dòng)相的PH與原始方法能基本保持一致,則二者的流出特征通常非常類似[25]。
2.3 致突變降解產(chǎn)物研究
ICH M 7(R2)主要適用于 創(chuàng) 新 藥, 指 出 潛 在 降 解 產(chǎn) 物 包 括 加 速 試 驗(yàn) 和ICHQ1B光照穩(wěn)定性試驗(yàn)下形成的超過ICHQ3A、3B鑒定限的產(chǎn)物,不論實(shí)際降解產(chǎn)物還是潛在降解產(chǎn)物,只要鑒定出了結(jié)構(gòu),均應(yīng)對其進(jìn)行致突變性評估[26],化學(xué)降解原理、強(qiáng)制降解研究可幫助選擇潛在降解產(chǎn)物??梢姡瑢τ趧?chuàng)新藥而言,對強(qiáng)制降解條件下主要降解產(chǎn)物進(jìn)行歸屬有助于識(shí)別其可能產(chǎn)生的致突變降解產(chǎn)物,并擬定合理的策略予以預(yù)防。例如,芳基酰胺結(jié)構(gòu)類藥物(如對乙酰氨基酚) 、含有吡啶基團(tuán)的藥物(如質(zhì)子泵抑制劑) 、酚類藥物(如丙泊酚)分別容易在水解、氧化條件下降解產(chǎn)生致突變警示結(jié)構(gòu)的芳香胺,N-氧化物和醌類藥物等,在產(chǎn)品開發(fā)過程應(yīng)注意選擇合適的PH,關(guān)注產(chǎn)品的包裝形式是否需要隔氧、遮光等,應(yīng)結(jié)合長期穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果對包括光照強(qiáng)制降解條件下的降解產(chǎn)物的致突變性進(jìn)行評估,當(dāng)降解產(chǎn)物最終鑒定為致突變雜質(zhì)而在實(shí)際儲(chǔ)存條件下未檢出時(shí),可以不進(jìn)行進(jìn)一步評估,但需要注意分析方法靈敏度是否能達(dá)到要求;當(dāng)實(shí)際儲(chǔ)存條件下有檢出且高于安全限度時(shí),應(yīng)該采取控制措施降低風(fēng)險(xiǎn)。
3、小結(jié)
藥物強(qiáng)制降解研究包括酸、堿、氧化、高溫和光照降解5個(gè)方面,化學(xué)創(chuàng)新藥的強(qiáng)制降解研究有利于加強(qiáng)研發(fā)人員對其降解途徑、機(jī)制的理解,并驗(yàn)證所用分析方法的指示能力。對于光照試驗(yàn)條件,ICH指導(dǎo)原則已經(jīng)有了較明確的規(guī)定;對于高溫、酸、堿、氧化反應(yīng)試驗(yàn),極限條件的確定需要結(jié)合藥物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及一般允許的降解程度去判斷,主要降解產(chǎn)物的判斷也應(yīng)當(dāng)結(jié)合藥物正式穩(wěn)定性的研究結(jié)果和國際經(jīng)驗(yàn),合理的強(qiáng)制降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)確證加強(qiáng)了對藥物降解路線的確定,同時(shí),隨著ICHM7(R2)的實(shí)施,強(qiáng)制降解研究也對致突變雜質(zhì)的評估起著重要的作用。
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來源:藥物分析雜志