杂质谱分析技术在化药注射剂杂质控制中的应用研究

发布时间：2019-05-11 04:49

【摘要】：药品安全直接关系人类健康,是重大的民生和公共安全问题。注射剂作用迅速,是临床应用最广泛、最重要的剂型之一,目前已大量入选国家基本药物目录。近年来,由于注射剂生产工艺以及灭菌工艺的不合理性引发的不良反应事件时有发生。欣弗注射液不良反应、刺五加注射液不良反应等典型药害事件,使患者对注射剂的安全性产生了质疑。药品中存在的各种杂质特别是毒性杂质与这些不良反应的发生密切相关。鉴于注射剂原料合成工艺、处方组成以及灭菌工艺的复杂性,杂质来源各异、种类众多、成份复杂,而仅依靠传统单一色谱分析方法很难对杂质信息作出准确、客观、完整的判断。因此,亟需建立一套全面、系统、准确的注射剂杂质分析方法。目前,药物杂质研究普遍采用"杂质谱控制"理念,杂质谱分析技术是针对药品中的每一个杂质,依据其生理活性制定相应的质控限度,即药品中的所有杂质都能被有效的分离,每一个杂质的来源与结构已知,每一个杂质的生理活性清楚,且质控分析方法具有良好的粗放性(ruggedness)。涉及的科学问题可简单概括为:复杂体系样本的分离分析、微量组分的结构分析和微量组分的毒性评价三方面问题。然而,当前多数药品质量标准中杂质质量控制方法、特定杂质和杂质的控制限度远不能有效控制产品的安全性,亟需进一步提升标准。本论文以国家药品安全"十二五"规划为依托,利用杂质谱分析技术,通过与其它化学、生物技术的交叉结合,开展从工艺分析、杂质筛查到杂质定向合成、结构确认、分离测定,再到药理毒性评价的系列研究,力图对注射剂中的杂质组成以及其毒性、药效关系进行全面深入地分析,为提高注射剂的质量及临床用药安全提供依据。本论文研究和发展了传统的杂质谱分析技术,以液相分离技术为基础,建立和优化高效液相色谱方法,有效结合二维液相串联四级杆轨道阱质谱(2D LC-QE MS)、Mass Frontier化合物结构解析技术,将之应用于注射剂的杂质分离和分析中,采用Derek软件和Sarah软件并结合Ames试验方法对新发现杂质的生物特性,尤其是基因毒性开展了进一步的研究,为多种注射剂杂质的国家标准的制订提供了依据,同时,也为杂质谱分析技术中关键技术的发展和完善提供了新思路、新方法,为化学药品的杂质研究提供了全新的分析技术方法。第一部分绪论介绍了本研究课题的背景以及杂质对药物安全性的影响,并对杂质分析的常规方法进行了总结分析与概括,综述了当前杂质研究现状及杂质谱分析技术的研究进展,阐述了本论文的研究意义和通用方法思路。第二部分米力农注射液的杂质研究以国家药品抽验平台为依托,通过比较分析全国范围内米力农注射液质量差异,结合米力农注射液的生产工艺及影响因素试验,采用新建立的液相色谱方法全面分析米力农注射液的杂质,建立了米力农注射液的杂质谱;采用液相制备、LC-MS、化学合成以及1HMR和MS等方法对杂质谱中的主要杂质进行定性,分离确证了 2个杂质,其中杂质B为全新结构化合物,并采用Derek软件和Sarah软件对新发现杂质的生物特性尤其是其基因毒性进行了评价,杂质B无遗传毒性,但存在皮肤刺激性,与米力农注射液临床不良反应中的过敏反应、皮疹等不良反应相关,为降低这些不良反应的发生,将杂质B作为风险杂质进行控制,并根据ICH杂质研究指导原则并结合现有的国家药品标准修订了米力农及米力农注射液的质量标准,已被《中国药典》2015年版收录为法定标准,用于全国米力农注射液的质量控制。同时,杂质B已获得国家发明专利授权,研究成果已被中国食品药品检定研究院应用,发行的杂质B对照品用于全国米力农注射液的质量控制。第三部分氨酪酸注射液的杂质研究本研究采用杂质谱分析技术对氨酪酸及氨酪酸注射液中的杂质进行了系统的分析与研究,通过制备工艺的比较分析并结合国内不同地域来源样品的测定结果,确定了氨酪酸样品中存在的杂质,进而采用2D-LC-QE MS和Mass Frontier推测出杂质的结构,采用化学合成及UV、IR、MS、1H-NMR及LC-MS对未知杂质进行结构确证和一致性确认。杂质II作为氨酪酸杂质采用创新性的合成方法进行制备,解决了氨酪酸质量控制的关键性问题,目前该合成工艺已获得国家发明专利授权,专利号ZL 2015 1 0077458.1。采用Derek软件和Sarah软件对杂质II的生物特性,尤其是基因毒性进行了评价,基于统计的QSAR模型的Sarah软件结果呈疑似阳性(17%);通过Ames试验对杂质II遗传毒性进行了深入的研究,证实杂质II无遗传毒性,但因杂质II在氨酪酸注射液中表观含量较高,且为GABA二聚体结构,可能是引起头晕、失眠等中枢神经系统不良反应的主要原因,因此,将杂质II作为风险杂质进行了控制。提出了氨酪酸及氨酪酸注射液杂质检查的国家标准,现已被国家药典委员会采纳,同时研究成果还被东北制药集团有限公司应用于日常的质量控制,使我国氨酪酸及其制剂的质量标准处于国际领先水平。第四部分注射用BC-02的杂质研究BC-02作为一种全新的抗肿瘤药物,杂质研究方法未见文献报道。本研究从杂质分离分析方法的筛选建立、杂质的定性分析以及杂质的毒性评价三个关键的技术层面,对创新药物BC-02及其制剂的杂质进行了系统的分析与研究。探索研究了一种适合于BC-02及其相关杂质分离分析的液相色谱方法,建立了能够全面反映BC-02相关工艺与影响因素的杂质谱,建立的BC-02杂质分析方法已获得国家知识产权局的发明专利授权(BC-02的液相色谱检测方法专利号ZL201510077487.8)。采用二维色谱串联高分辨质谱(2D-HPLC-QE plus)和Mass Frontier软件推测出7个杂质的化学结构,采用化学合成的方法对其中的4个杂质进行全合成,采用液相制备的方法对个杂质e、杂质f进行了制备,通过质谱和元素分析方法进行了确证。经Scifinder化合物库检索,杂质e和杂质f为全新的化合物。采用Derek和Sarah软件对BC-02的7种杂质的遗传毒性进行了评价,除杂质g(羟甲基-5Fu)为疑似遗传毒性外,其余6个杂质的遗传毒性均为阴性。经研究发现,羟甲基5-Fu本身极不稳定,且在样品中未被检出,不予控制;其他6种杂质具有肝毒性、眼毒性、皮肤过敏性等副作用,作为风险杂质控制。按照ICH指导原则和国家局CDE的要求,结合杂质谱分析理念的关键技术,提出并制定了 BC-02杂质控制的质量标准,使新药BC-02质量标准控制达到了国际领先水平,为杂质谱分析技术在新药研究中的拓展应用提供了良好的示范平台。第五部分总结与展望对杂质谱分析技术的新发展和系统分析方法进行了总结,该方法可作为化学药品杂质分析的通用技术方法;同时对米力农注射液、氨酪酸注射液以及注射用BC-02的杂质研究过程和研究成果进行了汇总,并对本研究存在的技术问题和不足进行了分析,为进一步开展后续研究工作指明了方向。本论文以分析研究发现的药品中潜在杂质出发,通过结合工艺分析与实验筛查的发现途径,采用现代色谱及联用技术的分析手段,以软件预测毒性评价技术和Ames试验相结合的生物特性评价方式,为药品中杂质的发现、分离和鉴定、测定提供了较为全面、系统的研究思路和方法。并对米力农注射液、氨酪酸注射液以及注射用BC-02的杂质研究过程和研究成果进行了汇总,为进一步开展后续研究工作指明了方向。本论文杂质分析通用技术方法的研究与应用,为推动我国化学药品内在质量的提高和质量标准的提升具有十分重要的意义。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.63;TQ460.72
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本文编号：2474257