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药物杂质：非专利药物申请（ANDA）管理透视
Lawrence Yu 等
Office of Generic Drugs, Center for Drug Evaluation and Research, U.S. Food and Drug Administration, 7500 Standish Place, Rockville, MD 20855, USA 等
摘要： ) l+ ^! m6 o, D
原料药及药物制剂中杂质已经成为美国FDA仿制药办公室的重要管理问题，对于能否批准非专利药物申报（ANDA）具有显著的影响。本文对ANDA以及其与创新药物的异同点进行了讨论，强调了药物杂质控制在非专利药物研发以及管理评价中的重要性。提供了美国指导原则草案“简略药物申请：原料药中的杂质”以及“简略药物申请：药物制剂中的杂质”的概述。介绍了简略药物申请中对原料药及药物制剂杂质鉴别以及控制步骤，并建立可接收的杂质限度的方法。文中的案例分析基于上述指导原则的一般原理，揭示了确定杂质及其可接收限度的适宜途径。 7 n- H, q7 i6 K. k4 T
内容
1、简介
2、非专利药物申请
3、杂质分类
4、分析方法 1 s6 L% {) t0 M0 N: x+ R
5、杂质控制 1 C# Q# ~- E0 s- {. J
5.1 原料药 6 J- J5 P0 W. B" \8 E6 Z* e
5.1.1. 原料药质量标准中的杂质目录 : i X# D8 [/ y# s9 j7 R% O6 j
5.1.2. 制定杂质可接受标准
5.2 药物制剂
5.2.1. 降解物质目录
5.2.2. 制定降解物质可接受标准 ; V4 K7 g/ J. p9 T
6、杂质控制 ' q" E" z$ @. J7 h* @
6.1 控制限度 . Y* A0 ^, U8 `
6.2 控制方法 ! D- C+ {$ L5 U1 m* p# K3 m
6.2.1 i.对比分析研究
6.2.2 ii.科学文献以及主要代谢物质 ; w0 g! a1 n. u7 V
6.2.3 iii.毒性研究
7、案例研究
7.1 非药典收载原料药以及药物制剂案例研究
7.2 药典收载原料药案例研究
8、结论
1、简介
ICH指导原则将原料药中的杂质定义为原料药中该药物化学实体之外的其他任何成分。同样，药物制剂中的杂质定义为药物制剂中原料药及辅料化学实体之外的其他任何成分。药物制剂的安全性不仅仅取决于活性药物物质的毒性特征，还取决于其中所含的杂质。因此，定性研究、定量研究以及控制原料药以及药物制剂的杂质是药物开发以及管理评价的重要部分。
ICH Q3A以及Q3B论述了与原料药及药物制剂管理相关的问题。这些指导原则中勾画的许多概念和原则适用于简略药物申请（ANDAs），当然也需考虑附加或者调整必要的限制。当FDA接收简略药物申请（ANDAs）时，往往能从美国药典（USP）的各专论中获得原料药以及药物制剂的关键属性。有时，也可以获得关于药物杂质的文献信息。这些公开标准以及文献数据在管理评价ANDA过程中起到了重要作用。 ; z( M0 F! v: b0 |' F- `/ F
本文旨在从科学的角度透视ANDAs申请时原料药以及药物制剂的杂质。并在ANDAs申请时，为原料药以及药物制剂的杂质定性研究以及定量研究提供建议，也希望能为原料药以及药物制剂杂质标准的建立提供帮助。 * g2 S, ]5 P) F5 ?9 F( E
2、非专利药物申请 B& b: \& ]# i/ X% ~9 f* l& ]
非专利药物应按照参比产品目录（RLD）设计，并与创新药物或者被FDA批准的首家制剂治疗等效。ANDA申请向FDA非专利药办公室提交，应提交供非专利产品评价和批准上市的支持性数据。为获准上市，ANDA申请人必须提供信息显示在研非专利药产品应与RLD药学等效以及生物等效，并进而临床治疗等效。另外，申请人需要证实在研产品应有恰当的标签，并按照cGMP指导原则进行生产。如果获得批准，并在相关专利保护以及专属权等问题得以解决后，申请人可生产并上市销售该非专利药物。
图1对新药申请（NDA）以及简略药物申请（ANDA）技术要求进行了比较。“完全”以及“简略”申请的主要差别是NDA需要提供临床前和临床数据以支持药物制剂的安全性和有效性，而ANDA则无需重复提供。ANDA的申请基于如下假设：即与创新药物相比，活性成分具有相同的安全性和有效性，并以相同速率以及程度吸收入体内，由此导致生物等效。除了在临床数据要求上的差异外，NDA以及ANDA余下的技术要求，如化学、制备、质控，以及标签等都应该一致。ANDA提交给非专利药物办公室后，需要进行仔细评价，以保证非专利药物的质量技术要求与专利药物相当。对于非专利药物而言，由于药物整体安全性不仅仅取决于原料药的毒性特征，还取决于其中所包含的杂质。因此保证非专利药与RLD具有同等的纯度以及质量显得非常重要。因此，产品杂质控制是非专利药物注册评价（regulatory assessment）的重要单元。
图1 NDA以及ANDA的比较 . z. H% \: s) J( I
3、杂质分类
非专利原料药以及药物制剂的安全性以及质量受其所含的杂质影响。这些杂质的种类和数量受一系列不同因素的控制，包括原料药的合成路线；反应条件；原料药合成起始物质的质量；试剂，溶剂；纯化步骤；辅料；药物制剂生产工艺；包装；以及终产品的贮藏等。 & l3 F7 F7 ^# D: C1 i
基于ICH 3A，原料药的杂质可分为以下几类：
·有机杂质（工艺杂质以及与药物相关的杂质） , E) C& v7 |3 J% F; y) n
·无机杂质 * z3 u0 y) J1 A$ ?
·残留溶剂
有机杂质可在原料药生产和／或保存过程中产生。它们或者可被鉴别，或者不被鉴别；或者是挥发性的，或者无挥发性，包括： + b# X- t% J5 J) }2 ?
·起始原料
·副产物 6 I6 A, F: U( z, U* E( u1 Q
·中间体 ; P9 F1 X, J, i7 |) t; p
·降解产物
·试剂、配位体以及催化剂
无机杂质可在生产过程中产生。通常是已知并可以鉴别的，包括：
·试剂、配位体以及催化剂 ! v+ n& B6 B9 N9 Y, W
·重金属或者其他残留金属
·无机盐 4 U, S3 z# F8 H2 T1 w3 P; F+ J
·其他物质（如：助滤剂，活性碳等）
有机溶剂指合成原料药或者生产药物制剂过程中，制备溶液或者混悬液所用的无机或者有机液体。通常，已知这些溶剂的毒性，因此确定其正确的限度相对比较容易（见ICH Q3C残留溶剂部分）。
4、分析方法 9 f* W% I \3 H; V; a/ a
非专利原料药以及药物制剂的安全性以及质量受其所含的杂质影响。这些杂质的种类和数量受一系列不同因素的控制，包括原料药的合成路线；反应条件；原料药合成起始物质的质量；试剂，溶剂；纯化步骤；辅料；药物制剂生产工艺；包装；以及终产品的贮藏等。由于有时并不清楚这些杂质的结构，因此开发了多种仅需要微量物质的光谱以及微化学技术，能比较容易地揭示杂质的结构。也可使用通用的分析方法来检出以及监测原料药和药物制剂中的杂质。分析方法学的主要指标是其能够区分相关的化合物。通常使用的方法是将分离（提取）以及检测和定量（光谱）方法串联进行。
分离方法包括薄层色谱（TLC），高效液相色谱（HPLC），气相色谱（GC）以及毛细管电泳（CE）。HPLC是杂质监测最常使用的方法。TLC法可用来分离大量的物质。TLC法主要的不足在于分辨和检测能力有限，以及定量能力较弱。气相法能够提供较好的分辨、检测以及定量能力，但是样品必须是可挥发性的。毛细管电泳对于分析微量样品，以及对分辨力要求较高时相当有用。在上述发展基础上，目前进行分析以及测定杂质时，已经可能使用高专属性以及更精确的分离方法取代其他非专属性分析方法，极大地改善了对批量原料药分析测定的评价。
光谱方法包括紫外（UV）、红外（IR）、核磁共振（NMR）以及质谱（MS）。单一波长紫外光谱分析方法提供的选择性非常有限，而使用二极管阵列检测器则能在各种波长下提供更充分的信息以保证方法具有更高的选择性。红外光谱能对某些官能团能显示特定的信息，因而能够进行定量分析，并具有选择性。核磁共振能够提供分子结构很精细的信息，是在研产品以及有关杂质定性研究非常有用的方法。质谱所需的样品量非常少，能在大量离子碎片结构的基础上提供良好的结构信息。综上，紫外（UV）、红外（IR）、核磁共振（NMR）以及质谱（MS）是药物与杂质定性及含量分析的优良工具。 9 H- j: h% h( G/ [3 Q( \
5、杂质控制 : F, |% m, j1 M4 z
质量标准可以定义为一系列试验、分析操作参考，以及恰当的可接受限度，如：用数字表示的上述各试验限度、范围或者其他尺度。它建立了原料药或者药物制剂预期使用可接受的、必须遵守的一系列标准。“与质量标准一致”指当采用质量标准分析操作进行测试时，原料药和/或药物制剂应符合可接受标准限度要求。质量标准由生产商提出和证明，并经管理者批准作为批准药物上市的前提条件。
5.1 原料药 . s: W; J8 b% F- _. z4 @: h
5.1.1. 原料药质量标准中的杂质目录 `5 A' R- t$ t' G4 ]% s
原料药质量标准包括杂质目录。可使用如下方法：稳定性研究，化学开发研究，常规批次分析，对合成过程中和降解途径引入的潜在副产物进行科学评价等，以预测原料药中可能产生的杂质。对将杂质列入或者排除出原料药质量标准应该进行讨论并使之合理化。所谓的合理化应包括对药物开发过程中各批次产品杂质谱进行讨论，并对用预期商业化工艺生产的各批次产品杂质谱进行讨论。 & [. @: _- f6 V& L% `$ g
单一杂质以特定可接受限度纳入原料药质量标准中可称为特定杂质。特定杂质的结构可能已知，也可是未知。 ( E* x F) ^- V- q6 t' {
已知特定杂质、以及经评估后含量超过表1中鉴定限度的特定未知杂质均应纳入杂质目录中。如果杂质已知具有明显效价，或者能够产生毒性或预期以外的药理作用，分析方法的定量限和/或检测限应与杂质预期的控制水平相符合。 3 K. |# K0 D; ~( g5 I
对原料药质量标准中需列出的结构未明确杂质，需要清楚地陈诉杂质水平建立过程中所用的方法以及所作的假设。使用恰当的定性分析描述方法（如：未定性杂质A，结构未明确，相对保留时间0.9），提及质量标准中结构未明确的特定杂质显得非常重要。表1描述了对于任一结构未明确杂质，不超过鉴定限度的通常可接受限度。 ( d. c& _( T0 b$ }. N
通常的原料药质量标准应包括如下类型的一系列杂质目录： $ f( F6 ^$ d I+ |' `
·有机杂质
·每一特定已知杂质
·每一特定未知杂质 , k* R6 l5 y7 ]2 R r
·可接受限度未超过（≤）表1中鉴定限度的任一未知杂质
·总杂质
·残留溶剂
·无机杂质
表一 原料药的杂质限度 Z6 }, G; U2 ]3 _4 `8 u( ?
5 x) ?( c5 I3 L$ N2 H* y+ I, E
5.1.2. 制定杂质可接受标准
原料药中杂质可接受限度不应高于质控水平（见第6部分）。建立杂质可接受标准时，首先应考虑该杂质是否在美国药典（USP）中标明。如果USP药物专论中纳入了某已鉴别特定杂质的限度，建议可接受限度不应高于药典限度。
但是，如果杂质实测水平超过USP的限定值，则建议证实其合理性。如果合理性得到证实，申请人可以向USP提出申请修订该杂质的可接受限度。如果某原料药杂质的可接受限度未纳入USP，而该杂质能通过与FDA批准上市的人用药物制剂进行比较得到确认，则重点在于需使该杂质可接受限度与已批准人用药物制剂实际观测水平保持一致。在其他一些情况下，杂质可接受限度可能需要低于控制限度，以保证原料药的质量。例如：如果代谢杂质的含量过高，可能严重影响其他一些质量属性，如药效；在此情况下，需要将杂质可接受限度调低至控制限度以下。
5.2 药物制剂
5.2.1. 降解物质目录 ; ]- b: p- e! W/ N3 ], Z$ U
药物制剂质量标准包括降解产物杂质目录。稳定性研究，化学开发研究，常规批次分析能用来预测商业产品的降解概况。与原料药的情况类似，将降解杂质列入药物制剂质量标准与否应该进行合理化讨论。所谓的合理化是指对潜在的降解途径、与辅料的反应、强制降解研究进行讨论，同时对开发过程中生产的各批次，以及用预期商业化工艺生产的各批次所含杂质谱进行讨论。 / [* x/ L' t4 J+ c
单一降解杂质以特定可接受限度纳入药物制剂质量标准中可称为“特定降解产物”。特定降解杂质可能结构已知，也可能未知。已知的特定降解杂质，以及经评估后含量超过表2中鉴定限度的特定未知降解杂质均应纳入杂质标准中。如果已知降解杂质具有明显效价，或者能够产生毒性或预期以外的药理作用，分析方法的定量限和/或检测限应与降解杂质预期的控制水平相符合。
对药物制剂质量标准中需列出的未知降解杂质，需要清楚地陈诉降解杂质水平建立过程中所用的方法以及所作的假设。质量标准中结构未明确的已知降解杂质可用恰当的定性分析方法进行描述（如：未定性杂质A，结构未明确，相对保留时间0.9）。任一非特定降解杂质均以不超过鉴定限度的的可接受限度，总降解杂质的可接受限度亦然。
6 s$ ?3 Y( N- @5 D
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$ `. J5 X0 g4 j7 q' O
适用的药物制剂质量标准包括如下类型的降解杂质目录： C8 ?+ h6 ]! P* x" V( k7 z
·各特定已知降解杂质
·各特定未知降解杂质 6 i5 F. v: Q; `+ p) s: @
·可接受限度未超过（≤）表2中鉴定限度的各未知杂质 # c; W0 R: A% C; n( q& ]. x
·总杂质 8 {" \8 q: R6 Q" b6 r& g9 w
5.2.2. 制定降解物质可接受标准 9 ^. |1 s: \; M( q/ ] x& l
药物制剂中杂质可接受限度不应高于质控水平（见第6部分）。建立降解杂质可接受限度时，首先应考虑该降解杂质是否在美国药典（USP）中标明。如果美国药典药物专论中纳入了某已鉴别特定降解杂质的限度，建议可接受限度不应高于药典限度。 - i. b! `- P& a5 ]& X4 P
但是，如果降解杂质实测水平超过USP的限定值，则建议证实其合理性。如果合理性得到证实，申请人可以向USP提出申请修订该降解杂质的可接受限度。如果某药物制剂特定降解产物的可接受限度未纳入USP，而该杂质能通过与FDA批准上市的人用药物制剂进行比较得到确认，则需保持该杂质可接受限度与已批准人用药物制剂实际观测水平保持一致。在其他一些情况下，降解杂质可接受限度可能需要低于控制限度，以保证产品的质量。例如：如果代谢杂质的含量过高，可能严重影响其他一些质量属性，如药效；在此情况下，需要将降解杂质可接受限度调低至控制限度以下。
需要指出，药物生产商应基于可靠的科学技术发展水平以及工程原理和知识开发合适的处方以及生产工艺。虽然常规生产可能存在变化，但是批与批间杂质水平的显著变化或者非常高的杂质水平可能表明药物制剂的生产过程未能得到正确控制或者设计。2 n6 X) \7 b6 f4 u* A9 N/ R