药物杂质研究进展

王聪，朱常成，李志朋，杨晓芸

(1.昆明医科大学药学院，云南 昆明；2.昆药集团研究院，云南 昆明)

1 药物杂质研究的概述

杂质主要是物质中掺杂的与其自身无关的物质。在药物杂质的概念上，也是相似的定义，指的是化学药物中含有影响药物本身纯度的物质[1]。据研究表明[2]，患者在使用药物的过程中出现不良反应的原因里，药物杂质是产生不良反应的重要因素，会影响药物中自身的药理活性。人用药物注册技术要求国际协调会(International Conference on Harmonization，ICH)要求[3]，对于原料药中含量大于0.1%的杂质都要求进行结构鉴定。是否能快速有效的鉴别出药物中杂质的结构，关系到“杂质谱控制”理念应用的有效性[4]，同时还是药物分析中的重要内容之一。但是从药物实际生产来说，药想全部去除杂质是实现不了的，所以我们只能结合生产实际，使用科学合理的研究方法对药物中的杂质进行研究，对药物杂质存在的情况进行限制，并制定有效、可控的标准，降低杂质对用药的影响[5]。

2 药物杂质的来源

药物中的杂质会产生于药物生产和销售等的各个环节(图1)。根据人用药品注册技术要求国际协调会(International Conference on Harmonization，ICH)指导原则可将药物杂质分为有机杂质、无机杂质、残留溶剂以及其他杂质。其中，无机杂质主要是指原料药制备过程中加入的无机盐、配位体、催化剂、试剂等；有机杂质主要是指副产物、中间体等；工艺杂质以及药物本身降解、缔合或药物之间反应产生的有机物质[6-7]；残留溶剂主要是药物生产中各种有机溶剂的残留。

现代药物生产设计时引入“质量源于设计(Qualityby Design)”的理念，可在药物生产之前有效控制杂质的产生，包括根据具体工艺的合成机制、起始物料和各个中间体的基本结构，初步判断猜测出产品的杂质谱[8]。杂质来源的分析是药物杂质研究的重要一环，对之后药物的质量有着重要的参考意义。特别是对有毒性的杂质进行分析，应该研究药物生产合成的各个过程，分析其是否是生产工艺过程的中间体或副产物产生的，推测其可能产生的杂质谱，再对比实际的杂质进行分析，获得杂质产生途径。

图1 药物杂质的来源途径

3 药物杂质研究思路概述

药物杂质研究与控制的基本思路，首先应该从杂质的来源分析开始。结合药物的实际生产工艺和结构特点等，分析有可能产生于药物生产过程中的降解物、中间体、反应物料、副产物等各种潜在杂质。可以通过推测绘制药物杂质可能的杂质谱系统的掌握药物杂质的总体概况，有针对性的制定杂质研究的方法，以保证药物杂质的检测和杂质结构的确认；不断追踪杂质谱对安全性实验或临床试验结果产生的各种影响，再结合有关文献信息和指导原则，评估药物杂质的可接受程度，确定上市药物的杂质控制限度[9-10]；同时，在制定药物杂质谱的过程中，可根据推测出的杂质研究其产生的过程和残留的去向，在生产工艺过程中探索新思路，针对性的对杂质进行有效的控制。并对药物降解杂质进行研究，在药物的包装和储存过程中避免发生药物的降解，从而实现从药物杂质产生的源头上系统全面地把控药品杂质，实现保证药品的质量和安全性[11]。

在药物杂质的研究过程中，杂质结构的确定是药物杂质分析的关键一环。主要步骤包括：(1)液相色谱确定药物杂质的相关信息，王维兴[12]等利用HPLC分析方法对阿维菌素有关杂质组分进行了考察，空白样品基线平稳无干扰，主成分与其相邻杂质组分色谱峰的分离度R(resolution)不小于1.5，两个相邻杂质组分色谱峰之间的分离度R(resolution)不小于1.0，检测效果良好。结果显示阿维菌素中影响主峰含量的杂质包括A2a、B2a和A1a，并且影响程度的顺序为；A2a＞B2a＞A1a。之后，可以对这三中主要的工艺杂质进行更加深入的研究。(2)质谱研究方法，使用一级质谱或多级质谱推测杂质可能的结构，初步判断杂质的结构。陆静等[13]利用质谱引导的纯化仪富集，纯化了他唑巴坦钠原料药中含量超过0.1%的未知杂质，并且通过高分辨质谱获得了特征离子信息，对其结构进行了推测，获得了可能的两个杂质结构，并推断发现其是药物合成过程中产生的副产物。(3)核磁共振研究方法，马春华[14]等通过核磁共振分析法鉴定了头孢匹胺钠氧化降解杂质的结构。近年来对核磁共振定量方法的研究也有不少报道，夏志鑫等[15]，建立了盐酸曲唑酮杂质对照品的核磁共振定量的方法，并对该方法的线性和稳定性进行了考察。发现该方法准确度高，同时具有操作简单、快捷等优点，可作为质量平衡法定值的有益补充。(4)红外光谱研究方法，红外光谱可验证推测结构的官能团。根据红外光谱验证官能团，进一步确认化合物结构。

图2 药物杂质结构确证路线图

4 基因杂质

基因杂质是指能间接或直接损伤DNA，从而使基因突变或癌症的物质。基因毒性物质对DNA的损害作用通常包括DNA重组、染色体断裂、DNA复制过程中共价键结合或插入，同时也包括通过激活细胞产生基因毒性物质而产生的突变[16]。

基因杂质具有各种各样的结构，在对大多数杂质的研究过程中，往往没有充分的致癌和毒性的研究数据。近年来FDA、ICH、EMEA等[17-19]陆续公布了针对基因杂质研究的指导原则，基因杂质也越来越得到关注和重视。在基因杂质研究不完善、不明确的情况下，这些基因杂质指导原则把警示结构当作了区分普通杂质和具有潜在遗传毒性杂质的主要标志。警示结构是指杂质结构中的某些特殊基团或亚单元，可能会于遗传物质发生化学反应的能力，或许会诱导基因突变，并且存在潜在的致癌风险[20]。我国对基因毒性杂质的研究起步相对较晚，不过近几年基因毒性杂质也慢慢的越来越得到重视。吴文惠[21]等利用HPLC法测定了维格列汀中的2种基因毒性杂质，提示了基因杂质的定量限和检测限都特别的低，要在HPLC方法上不断的优化，满足基因杂质的检测要求。范达[22]等建立了顶空GC法便捷有效的检测出了甲磺酸吉米沙星原料药中的基因杂质，提示了在药物生产和生产设备的清洗过程中应该尽量避免使用低级脂肪醇。勾新磊[23]等使用UPLC-MS法测定了阿加曲班中4个基因毒性杂质，经过方法学验证，发现其满足杂质定量限检测的要求，可作为阿加曲班基因杂质的控制方法。现在基因杂质的检测方法多集中在HPLC-MS，CG，HPLC法等传统的检测方法上，但是对基因杂质的检测也能达到预期的要求。随着国家药品质量要求的不断提高，相信在接下来的药物评价过程中，基因杂质的鉴别和控制会变得越来越严格，采用合理的手段检测和控制药物中的基因毒性杂质，从而达到杂质监管的有效目的，实现药品质量的不断提高。

5 结语

药物杂质研究在药物研发过程中有着非常重要的地位，药物杂质的研究直接关系到药品的质量，是患者用药的安全保障。从杂质的分类入手，推测药物杂质可能的杂质谱，通过现代检测仪器，检测确证杂质的具体结构，结合杂质谱研究杂质可能的来源与去向。根据基因毒性杂质指导原则，标记药物杂质中可能的警示结构，对基因毒性杂质的风险进行评价。在工艺生产过程中，针对性的对杂质进行有效的控制，保证药物杂质的含量在安全范围内，从药物杂质生产的源头上系统全面的把控药物杂质，从而保证药品的质量和安全性。