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1、抗生素杂质研究与控制 基本思路与策略,1,杂质 任何影响药物纯度的物质统称为杂质。原料药中不属于原料药的任何成分。制剂中不属于原料药或辅料的任何成分。 无治疗作用、影响药物稳定性和疗效、甚至对人体健康有害 Fanconi征候群现象差向四环素、脱水四环素以及脱水差向四环素 N-甲基硫四唑(MTT)引起血液凝固疾病及戒酒硫样反应 -萘酚肾粘膜的刺激性 有关物质与药物具渊源关系的物质 工艺杂质、降解物、辅料杂质不确定性杂质交叉污染、外源性污染物（如灰尘等）、非正常渠道加入的物质 -GMP控制,2,抗生素杂质的一般特点,化学合成 有机化学反应 原子间的作用（共价键生成和断裂） 反应釜 取代、加成、置换
2、 “直接”控制 温度、压力、时间精细、准确、直接 生成物 反应母液-工艺杂质、中间体、副产物 微量、可追踪,微生物发酵 生化反应、酶化学反应 生命过程（初级代谢、次级代谢） 细菌体 细胞生长、发育、代谢和繁殖 “间接”调制 营养、生长环境、培养时间 复杂、宏观且细微、间接 生成物 发酵液-杂质、组份、异构体 复杂、微量、难控制,来源复杂、难以预测微生物发酵,3,半合成抗生素 起始物为微生物发酵产物 纯度低 组份复杂 活泼基团较多羟基、氨基、醛基 保护 脱保护 不稳定结构单元内酯环、内酰胺环 大多存在构型问题 多种副产物、降解物、组分 杂质谱分析较为复杂、难以预测和控制。,4,抗生素杂质的一般特
3、点,组成复杂、监控困难 发酵母液目标物浓度很低，而生产物料含量高且复杂 菌体细胞 培养基 各种蛋白质胶状物 色素 高价金属离子 其它代谢物 同系物 异构体 天然化合物分子结构复杂，平面结构、立体构型不稳定 降解 聚合 ,5,抗生素杂质的一般特点,活性（毒性）高、须严格控制 发酵产物共性杂质残存蛋白、色素、高价金属离子 过敏性、抗原活性 高毒性金属杂质的分类控制 特定杂质同系物、异构体以及半合成副产物 类似主成分的活性 预期之外的不良反应 ,6,抗生素杂质的一般特点,7,杂质控制的两次飞跃,药理毒理研究结果,杂质 控制,限度确定,数据积累和分析,临床试验结果,分析方法的建立与验证,杂质研究与控制
4、的基本思路与策略,杂质谱系统分析,8,各种潜在杂质及其可能的来源,基于QbD理念的杂质控制策略,杂质谱分析,9,依据文献报道（国内外药典等）锁定基本杂质 依据制备工艺，分析潜在的工艺杂质 基于结构特征，分析可能的降解产物 通过强制降解试验，验证降解产物的存在与检出 与原研市售品的杂质情况对比研究，明确杂质异同 ,杂质来源的分析论证杂质谱分析的切入点,10,11,起始原料空间构型,原料药工艺,发酵菌株,起始原料活泼基团 ,起始原料组分与纯度,特定副反应,特定工艺杂质,特定 结构 单元,头孢菌素C-3位水解,开环降解,差向异构化,顺反异构化,酯类水解,发 酵 工 艺,半 合 成 工 艺,发酵工艺,
5、提取精制,制剂工艺过程,辅料影响,工艺过程,工 艺 杂 质,降 解 产 物,抗 生 素 杂 质 谱 分 析 基 本 路 径,杂质谱概念的引入，进一步厘清了抗生素杂质研究与控制的基本思路 以终为始 以源为始 避免了高风险杂质失控 被动控制 主动控制 实现了杂质的根本控制 个别控制 系统控制 全面掌控各种潜在杂质,12,杂质谱分析由“以终为始”到“以源为始”,案例：基于杂质谱分析，四个具有遗传毒性警惕结构的潜在杂质需要高度关注，但最初建立的分析方法未全部检测到，鉴于其风险程度，重新建立针对性方法检出，在毒理学评估基础上，进行了严格控制（杂质对照品法，ppm水平）。,基本化学原理：所有“苯胺”在后续
6、步骤中都会发生反应；因此，所有潜在的遗传毒性中间体都会发生反应。 四种都具有相同苯胺官能团，导致潜在的遗传毒性 确定毒理学关注的限度（阈值）（TTC= 1.5 g/天） torcetrapib 的TTC 是25 ppm,13,案例：FLQMS有关物质的研究与控制改进：普通C18柱、等度洗脱 特定C18柱、梯度洗脱结果：检出两个高含量杂质。,14,杂质谱分析由“被动控制”到“主动控制”,进一步的研究：新检出两个超鉴定限杂质结构研究与工艺控制,建立LCDADMS方法对新检出的两个超鉴定限度杂质进行了结构推断。 杂质谱分析-从杂质结构及制备工艺入手分析其来源。 从反应条件与杂质含量的关联性研究为切入
7、点，研究确定了工艺控制要素，在过程控制阶段从根本上把控产品质量。,15,超鉴定限度杂质的结构推断,16,杂质A的来源分析,6-APA在特定条件下扩环生成7-ADCA，成为6-APA物料中的一种杂质。,7-ADCA 在后续反应中与氟氯酰氯生成杂质A,17,杂质A的工艺控制措施,控制思路：由于杂质A来源于起始物料6-APA，严加6-APA的杂质控制水平可以从源头上降低该杂质的水平。 研究数据：具体措施：从供应商中选用质量符合7-ADCA小于等于#%的6-APA作为起始原料，有效控制氟氯西林钠产品的杂A质水平。,18,杂质B的来源分析,6-APA与氟氯酰氯生成氟氯西林酸，氟氯西林酸在碱性条件下降解，
8、生成杂质B。,OH-，H2O,氟氯西林酸,杂质B,6-APA,氟氯酰氯,19,杂质B的工艺控制措施,控制思路：氟氯西林酸与异辛酸钠成盐过程中，局部碱性过强，降解产生杂质B控制异辛酸钠的流加程序和搅拌速度，避免因局部过碱。 研究数据：具体措施：控制搅拌转速#转/分钟，以#L/h流速继续流加剩余异辛酸钠溶液，当流加到#分钟时，调整搅拌转速到#转/分钟，流加结束后，控制异辛酸钠残留#%，检测合格后继续以#转/分钟的搅拌转速搅拌#小时，结晶结束。,20,有效控制杂质的基本思路与策略 在杂质谱分析指导下，从杂质产生的源头入手，优化制定合理的物料控制、生产过程控制措施和包装贮藏条件，从根本上优化控制杂质产
9、生的因素，实现杂质的有效控制。,21,22,杂质谱分析由“个别控制”到“系统控制”,23,分析方法的选择与验证,24,中试及商业化产品杂质检出情况,25,质量标准-各种杂质的系统控制,抗生素杂质控制的基本思考,总体思路： 杂质谱与生产要素 生产菌株、工艺要素与杂质和组分针对性的关联性研究发酵后合成路线的长短、起始物的复杂性发酵起始原料及有关物质（组份）、合成副产物、合成中间体和降解产物等起始原料内控含量、组份及分布、有关物质（特定杂质、非特定杂质及总杂质）关键中间体内控明确的杂质和单个未知杂质及总杂质 组分与杂质活性成分的一部分，还是应该被认为是杂质 新抗生素与仿制抗生素 探索性研究 对比性研
10、究,26,27,各种潜在的和实际存在的杂质的研究论证： 根据杂质谱分析，产品将出现何种杂质？ 组分与杂质 工艺杂质与降解产物 毒性杂质与一般杂质 生产过程中如何针对性控制或去除？效果如何？ 质量标准中的分析方法 杂质可接受性的依据 文献依据 试验依据 相关论证 标准控制的杂质哪些？限度？ 每个明确的已知杂质 每个明确的未知特定杂质,基因毒性与一般毒性杂质 特定杂质与非特定杂质 ,任何非特定杂质（鉴定限度） 总杂质,28,新抗生素探索性研究的基本思路,28,杂质限度：根据其来源、类别、结构信息等因素，必要的毒理学研究乃至临床研究中各批次试验样品的杂质组成情况综合考虑，针对性控制。 与母体化合物结
11、构并不密切相关的杂质参照化学合成药物杂质限度要求。CFDA 0.15% 与母体化合物结构密切相关的杂质适当放宽。EMA 0.50%与母体化合物结构密切性DAD、LC-MS、,29,30,抗生素杂质限度,日剂量2g，日剂量2g，（）取最小值,原料药杂质限度,31,某原料药日最大用量为0.5g，与母体结构不密切杂质报告限度=0.05%鉴定限度=0.10%界定限度=0.15% 或1.0mg（TDI）,1) 考虑响应因子问题,33,杂质谱复杂、难以充分纯化、治疗时间有限 对于国内外药典和同类品种标准已明确控制的毒性杂质或降解产物，应进行相应的研究与控制。 现有技术无法鉴定超鉴定限度杂质，至少提供相关结
12、构信息表明其归属：母体化合物、某侧链，并作为特定的未知杂质使用适当的分析标识进行识别和控制。 全新抗生素新结构杂质尚应基于毒理学乃至临床研究提供的相关信息 不同种类抗生素限度也不尽相同 改善纯化、降低杂质含量可能比提供安全性资料更便捷,抗生素杂质限度要求的相关考虑,33,杂质的标准控制限度：,仿制抗生素对比性研究的基本思路,35,分析方法： 结合产品杂质谱，与ICH成员国药典收载的检测方法进行检测能力和样品测定结果的对比研究，优选专属性好、灵敏度高，能够充分检出相关杂质的检测方法。 分离技术（如HPLC法）与质谱分析（或二极管阵列检测）相结合或使用分析标识物（如杂质对照品），以便从色谱行为、U
13、V特征、分子量及分子碎片特征等信息共同把握其物质一致性。 分析方法的定量限不应高于()报告限度。,36,37,对照药仿制研发的基础和标杆,以列表形式，采用多种检测手段，如DAD、LC-MS等技术手段逐个进行对比，对样品与原研品进行所有杂质种类、含量及分布的比较和分析。 特定杂质中国药典、ICH成员国药典规定控制的同品种特定杂质，须进行相同的研究与控制 。非特定杂质与原研产品相同的杂质，含量不超过质量标准（药典等）规定或原研产品可接受。相同杂质如超出标准规定，或出现原研产品中没有的新杂质按照新抗生素杂质研究的思路与策略，消除或降低其含量，或进行安全性求证，制定合理限度。,38,对比研究,遗传毒性
14、：泛指各种因素（物理、化学因素）与细胞或生物体的遗传物质发生作用而产生的毒性。致突变性：与DNA相互作用产生直接或潜在的影响，使基因突变 （bacterial reverse mutation （Ames）试验） 致癌性：具有致癌可能或倾向（需要长期研究！） 警示结构特征遗传毒性物质：很低浓度时即可造成人体遗传物质的损伤，进而导致基因突变并可能促使肿瘤的发生。甲磺酸奈非那韦（Viracept）的故事,38,遗传毒性杂质：杂质控制中的重点关注,ICH Q3A(R2) Impurities in New Drug Substances, 2006 ICH Q3B(R2) Impurities in
15、 New Drug Products, 2006 EMA：Guideline on the Limits of Genotoxic Impurities， 2006 EMA：Questions and Answers on the CHMP Guideline on the limits of genotoxic impurities, 2008 FDA: Guidance for Industry: Genotoxic and Carcinogenic Impurities in Drug Substances and Products: Recommended Approaches. Dr
16、aft, 2008,39,遗传毒性杂质相关的指导原则,ICH M7 Draft consensus guideline assessment and control of DNA reactive(Mutagenic) impurities in pharmaceuticals to limit potential carcinogenic risk Current Step 2 version ，2013年2月6日始，征求意见至2013年4月最终发布时间？,40,提供了一个可用于遗传毒性杂质鉴别、分类、定量分析和控制的可行性框架 限制潜在的致癌风险 提供安全性评估和质量风险控制的理念 对ICHQ3A 和Q3B的补充,
