非专利药物杂质研究-2_摩熵医药(原药融云)

审评三部翻译蒋煜校核马磊

6、案例分析
本文将进行分析，提供一些非专利药开发过程中杂质考虑要素的例子。这些例子显示了正确选择处方、生产工艺以及质控方法的重要性，上述过程能保证非专利药与专利药物相比具有相当或者更高的质量。
6.1 案例研究1－速释单方制剂
通常，对于非专利药处方，最简单的方法是使其与参照药物处方中所用辅料尽可能一致。在没有处方专利限制的情况下，这是早期批次研究的一个良好出发点。但是，由于日益增加的各种专利限制，这种方法越来越不可行。
可对参照药物进行倒推工程研究，以尽力确定其真实或者近似的辅料份量。一旦这些数据得到采集，制剂开发科学家能够结合从前的产品开发知识或者经验，综合生产工艺、原料可获得性或者其他因素，选择替代的或者更可行的辅料。在某些情况下，看起来无关紧要的处方调整，表面上看无足轻重，却能导致产品稳定性降低，并加速杂质的增加。
在本例中，开发了某速释制剂的非专利产品，其处方基本与专利产品一致，仅变更了某一辅料的级别，以获得更佳的流动性质。对于新制备非专利药处方进行的初步试验显示了可接受的主药及杂质的含量，在制备过程中杂质的增加量并不明显。也同时分析了对照制剂以便对比控制。非专利药产品中的最大单个杂质（0.26%）以及总杂质（0.4%）明显低于专利制剂（分别为0.98%以及1.6%）。
然后，将两种制剂在相同条件下（40℃/75%RH）进行了加速稳定性试验，测定了1个月和2个月数据。非专利药处方中杂质增加速率显著高于参照制剂。主要降解产物由活性成分中含酯基团碱催化水解得到，其含量超出预计约5倍左右。见图1所示。

图1 在加速试验条件下（40℃/75%RH），受试样品以及参照样品主要杂质的增加情况

此后，将专利药物置于非专利制剂包装材料中对包装材料进行了评价。产品在加速稳定性条件下（40℃/75%RH）放置了3个月。杂质产生速率与原有包装内的专利药物近似。提示非专利药物的包装系统基本正确。数据见图2。

图2 包装材料对主要降解物增长的影响，参照药物置于仿制品包装内，加速试验条件（40℃/75%RH）
由于主要的降解产物为水解产生，设计试验考察了湿度对产品的影响。众所周知，片剂处方中过多的湿度能够导致，在多数情况下还能加速产品降解。考察了新制备以及1个月加速试验后（40℃/75%RH）两种样品的含水量。两种药物均在其原有包装内。研究显示非专利制剂所含水分低于专利药物，另外在1个月加速稳定试验后，两种产品的含水量均未发生显著变化。如图3所示。该研究提示含水量并不是导致非专利制剂降解的主要因素。
如前所述，既然主要的降解物是通过碱催化水解产生，接下来将处方pH值作为研究重点。将片剂磨粉、用少量水混合后对处方pH值进行了评价。结果显示两个处方中的pH值类似。
至此，只好将非专利制剂与专利产品处方的不同作为研究重心。研究发现非专利制剂所用某个级别的辅料中含有二氧化硅。理论研究已经说明由于活性硅醇基的存在，该辅料可加速降解。接下来对由两种级别辅料制成的片剂进行了研究。这些产品包装后，与专利药物置于同一干燥箱中。然后将样品在60℃下保存，以便降低观察到杂质增加所需的时间。三个样品在保存72小时后的研究结果见图4。

图3 仿制药与商品名药物含水量变化40℃/75%RH

图4 仿制药物处方1（含二氧化硅），处方2（不含二氧化硅）以及参照制剂杂质增加情况

研究证实处方中使用含二氧化硅的辅料导致非专利制剂杂质产生速度出乎意料，使用标准辅料产品的杂质产生速度则与专利产品类似。在ICH稳定性条件下，采用标准级别辅料制备了新仿制产品，其杂质的产生速度与参照制剂基本一致。该案例了揭示了处方中辅料的变化如何影响了最终产品的稳定性。
6.2 案例研究2－速释二成分复方制剂
在该例中，对两个活性成分组成的速释非专利制剂进行了考察。最初的试验处方是基于非专利制剂厂家已经上市的单一活性成分片剂。两个单方制剂的专利生产商为同一人，但是复方制剂的处方存在变化。
分析人员对复方制剂产品的杂质分析建立了新的HPLC方法。原方法为等度洗脱，而新方法是梯度洗脱。有必要进行上述变动以保证两个活性成分所产生杂质的合适分离度及定量检查。活性成分1的主要降解途径为酸性条件下的环合以及碱性条件下酯键水解。
加速稳定性研究（40℃/75%RH）后，观察到两个不利结果。首先，与单一活性制剂相比，新试制剂中活性成分1的环合降解产物显著增加。由于两个产品的处方类似，这种结果非常令人惊讶。其次，在3个月加速样品中，出现了含量最高达0.5%的未知杂质。根据ICH以及FDA指导原则，该杂质应被鉴别并定性。为成功提交并获得官方批准，需要对上述两种情况进行论述。
6.2.1 已知杂质
对受试处方以及上市单一活性非专利制剂处方的辅料以及制备过程进行了仔细比较。虽然存在一些较小的差别，但是均无法解释两个处方中出现的上述现象。因此决定将注意力集中到分析方法变化上。
为进行比较，采用两种方法对单一活性片剂进行了分析。复方制剂所用梯度洗脱方法测得的杂质水平远远超出等度洗脱法。试验显示样品制备方法或梯度洗脱色谱分析条件，而非药物处方导致了已知杂质的产生。
由于已知杂质是在酸性条件下产生，对稀释溶液进行了考察。两种方法的缓冲pH值一致，但是二者的缓冲强度以及有机调节剂存在不同，因此做了进一步考察。对两个产品分别按两个方法的试验条件制备了样品，并在两个色谱条件下进行了分析。不管采用哪种样品制备方法，梯度方法所测得的所有结果均远远高于等度洗脱方法。这显示应该是色谱系统导致了较高杂质含量。
对分析方法进行了仔细比较。等度洗脱方法的流动相为ACN：pH 3.3 磷酸缓冲盐：甲醇（10：40：50），洗脱时间30min，柱温45℃。梯度洗脱方法洗脱时间为60min，柱温40℃。梯度程序为，先保持等度流动相比例ACN：pH 2.5磷酸缓冲盐（10：90）至35min，然后梯度至60：40。由于梯度方法中样品暴露在更加酸性的流动相中，对该方法等度保持时间进行了考察。在试验中，改变了最初等度洗脱保持时间长度并因此改变了药物在柱内的保留时间。所测到的杂质水平与等度保持时间成正比，如表5所示。

图5 梯度方法中最初等度洗脱阶段，已知杂质含量／固定相内的保持时间

该试验清楚显示在酸性环境加热条件下延长暴露时间，可导致杂质在色谱柱内产生。因此调整了该二组分复方制剂的杂质分析方法，以保证测试结果不被色谱过程改变。
6.2.2 未知杂质
在考察与已知杂质相关的分析问题时，也对未知杂质的调查工作。基于保留时间以及对色谱峰的光谱扫描，认为未知杂质由活性成分1有关。首先对方法有效性进行了考察，以判明该杂质是否在特定加强条件下产生。通过热、光照、酸、碱以及氧化试验，没有证据显示制剂样品中存在该杂质。对稳定性研究样品中的杂质进行了浓缩并使用固相萃取技术进行了纯化。对样品进行了LC/MS，H1NMR以及C13NMR分析以确认结构。在此基础上进行了合成并确认为该杂质。
对未知杂质的结构分析提示该杂质是活性成分1的氧化降解产物。虽然产生该杂质的降解途径并非其主要降解途径，然而处方中某种因素导致其生成。可能的原因是处方pH值，药物直接与其中某种辅料接触，以及/或处方的内在含湿量。但是，采用了另一种阻止其产生的方法。
现在已经知道氧化是杂质产生原因，研究组决定在处方中增加抗氧化剂（BHA）。生产了新的处方并进行了加速稳定性试验（40℃/75%RH）。3个月后，样品杂质含量为0.1%，与最初值相比几乎未发生改变，证实了BHA有效阻止了样品氧化。
该案例提示不应该对处方稳定性想当然。虽然处方与单一活性制剂非常接近，但是在复方制剂中中产生了未知杂质。直至鉴别了杂质结构并了解其降解途径，才能采用正确的应对方法。
该研究中另一个有趣的方面是分析方法。分析杂质导致产品不稳定使已知杂质在色谱柱内产生。由于缓冲液中的甲醇与活性成分1发生了交叉酯化，并由此导致已知杂质的产生和增加，已经调整了梯度洗脱的样品制备方法。所以也需要对样品制备以及分析试验方法进行细查，以保证正确的杂质谱。
7、结论
遵守GMP规程包括建立科学的质量标准（分析程序以及可接收的限度），以保证药物原料和药物制剂在有效期内的质量。在此之后，非专利药厂商设计处方和生产工艺并与参照药物生物等效，并文件记录其稳定性。FDA据此评价药物安全并予以批准，为消费者在健康治疗中提供安全、有效以及便宜的替代品。

文章来源：John Kovaleski, Bela Kraut, Annette Mattiuz, Michael Giangiulio, Geoffrey Brobst, Wayne Cagno, Prakash Kulkarni, Taylor Rauch. Impurities in generic pharmaceutical development,Advanced Drug Delivery Reviews 59 (2007) 56?63
注：该文是Advanced Drug Delivery Reviews“Pharmaceutical Impurities: Analytical, Toxicological and Regulatory Perspectives".研讨主题的部分内容。

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