2020年3月2日，美國線上檢測機構Valisure在二甲雙胍藥物中檢測出二甲基亞硝基（NDMA）基因毒性雜質(zhì)，向FDA發(fā)出公民請愿，要求召回二甲雙胍。
2019年10月，雷尼替丁被FDA官方檢測出含NDMA，引發(fā)全球制藥廠家的大規(guī)模召回。
2020年4月1日，F(xiàn)DA官方要求所有雷尼替丁藥物在美國撤市，原因是雷尼替丁被發(fā)現(xiàn)在儲存過程中NDMA會逐漸的增加，增加了患者的使用風險。這是目前官方對含基因毒性雜質(zhì)藥物最嚴厲的行動。
面對市場上的化學藥品不斷被曝露存在亞硝胺類雜質(zhì)風險時，全球監(jiān)管機構相繼加強了對該類雜質(zhì)在藥品中的控制。
質(zhì)量源于設計的概念
藥品研發(fā)中所獲得的信息是質(zhì)量風險管理的基礎。產(chǎn)品的質(zhì)量無法通過檢測賦予，而是通過設計賦予。在產(chǎn)品研發(fā)和生命周期的管理中，原料藥和制劑的工藝和處方的變化被視為獲取新知識的機會，從而進一步支持設計空間的建立。同樣，失敗的實驗中獲得的知識也是非常有用的。
對原輔物料特性、包裝容器、工藝路線及工藝參數(shù)的篩選研究，通過其波動來評價其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，從而加強對產(chǎn)品性能知識的了解。
藥品的研究策略因公司和產(chǎn)品不同，研發(fā)的步驟和范圍也各不相同。研究者可以根據(jù)以往的研究經(jīng)驗，也可以根據(jù)系統(tǒng)性的研究方法（即質(zhì)量源于設計）進行藥品的研究（表1）。
質(zhì)量源于設計是在藥品的生命周期中，整合已有知識以及實驗設計研究結果，運用知識管理和質(zhì)量風險管理進行藥品的開發(fā)。
表1：藥品研發(fā)的不同方案
方面 | 傳統(tǒng)研發(fā)方案 | 系統(tǒng)性研發(fā)方案 （質(zhì)量源于設計） |
總體藥品研發(fā) |
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生產(chǎn)工藝 |
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工藝控制 |
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產(chǎn)品質(zhì)量標準 |
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控制策略 |
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生命周期 |
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亞硝胺雜質(zhì)產(chǎn)生的原因
根據(jù)ICH M7指南，N-亞硝胺基毒雜質(zhì)屬于“關注隊列”類雜質(zhì)，毒理學閾值（TTC）不再適用于這類雜質(zhì)的限度控制。這類雜質(zhì)的限度制定有兩種方式：一種參考具體法規(guī)的限度；另一種是根據(jù)具體雜質(zhì)的毒理學TD50值進行計算得到。
NMPA發(fā)布了《亞硝胺類雜質(zhì)研究技術指導原則》征求意見稿，為藥物中這類雜質(zhì)的研究提供了技術指南。以下簡稱“原則”。
“原則”的適用范圍是對注冊申請上市的化學藥物和已上市的化學藥物提供亞硝胺雜質(zhì)控制的技術指導。在藥品的全生命周期內(nèi)，即藥品從研發(fā)到臨床，到上市，直到退市前，都需要進行亞硝胺雜質(zhì)的管理與控制。
亞硝胺類雜質(zhì)產(chǎn)生根本原因有三個：工藝產(chǎn)生、污染導致和降解產(chǎn)生。在一定條件下，胺類化合物尤其是仲胺，與亞硝酸鈉（NaNO2）或其它亞硝化試劑反應產(chǎn)生亞硝胺類雜質(zhì)。
仲胺可能的來源有：伯胺、叔胺及季銨可能引入仲胺雜質(zhì)；酰胺類溶劑（如N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等）在適宜的條件下（如：酸性，高溫等）可能產(chǎn)生仲胺。
亞硝化試劑可能引入的來源：亞硝酸鹽、亞硝酸酯、亞硝酸、由亞硝酸鹽制備的物質(zhì)（如:疊氮化鈉等），胺類化合物的氧化等。
原料藥生產(chǎn)過程中使用了被亞硝胺類雜質(zhì)污染的物料（起始物料、中間體、溶劑、試劑、催化劑等）可能帶來亞硝胺類雜質(zhì)的風險。使用回收的物料亦有引入亞硝胺類雜質(zhì)的風險。已發(fā)現(xiàn)的回收物料被亞硝胺污染的實例包括鄰二甲苯、氯化三丁基錫（用作疊氮化三丁基錫的來源）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）。
某些藥物本身會降解產(chǎn)生亞硝胺類雜質(zhì)，如雷尼替丁在高溫下會產(chǎn)生亞硝胺類雜質(zhì)。
亞硝胺雜質(zhì)的控制策略
亞硝胺雜質(zhì)控制的策略可采用避免、清除和控制，使用質(zhì)量源于設計（Quality by Design）理念，從原料藥的合成工藝入手，包括各物料的生產(chǎn)商管理，物料生產(chǎn)與回收工藝的系統(tǒng)評估，建立詳細的過程控制策略。
ICH M7指南中控制方法3和4使用了QBD的理念，是基于對于原料藥和制劑產(chǎn)品性質(zhì)的理解，以及產(chǎn)品的工藝理解和雜質(zhì)清除因子的掌握。利用中控分析數(shù)據(jù)或科學原理用于雜質(zhì)殘留的風險評估，支持中控質(zhì)量標準高于可接受限度，或者在整個工藝過程中不設定基毒雜質(zhì)的可接受限度。
在這兩種方法中，對產(chǎn)品的理解和工藝的科學風險評估非常關鍵。
原料藥中亞硝胺雜質(zhì)風險評估
理論上講，所有原料藥都存在N-亞硝胺類雜質(zhì)或被N-亞硝胺類雜質(zhì)污染的風險，因此引入質(zhì)量管理的風險評估，說明API中亞硝胺雜質(zhì)的引入或者被污染的風險程度有多大，將亞硝胺雜質(zhì)的控制納入日常管理是非常有必要的。
評估的優(yōu)先程度
風險評估需要優(yōu)先關注每日劑量、治療周期、治療適應癥和接受治療的患者數(shù)量。因素不同，關注優(yōu)先程度不同，如表2。
表2：風險評估的優(yōu)先級別
程度 | 優(yōu)先 | 次優(yōu)先 |
1 | 商業(yè)原料藥 | 用于臨床試驗的原料藥 |
2 | 多用途設備生產(chǎn) | 專用設備 |
3 | 暴露于亞硝化試劑的多功能設備生產(chǎn) | 不含多功能設備生產(chǎn) |
4 | 原料藥 | 中間體、起始物料 |
5 | 在生產(chǎn)的原料 | 已不在生產(chǎn)但在市的API |
6 | 銷往監(jiān)管當局要求風險評估 | 其它無法規(guī)要求的市場 |
7 | 基于工藝本身評估含有含胺、硝基基團 | 不含胺、硝基基團的工藝 |
起始物料的評估
在起始物料的風險評估管理上，需要考慮到：
評估的內(nèi)容和邊界
風險評估的內(nèi)容包括但不限于下面因素：
在風險評估中，要清楚API中亞硝胺的存在屬于常規(guī)性還是意外性的，因此應對風險評估邊界進行定義。下面標準可以借鑒與參考：
涉及關鍵物料使用（例如亞硝酸鈉和仲胺）的合成步驟數(shù)；假設所有亞硝酸鹽和胺都轉化為亞硝胺，計算理論值；潛在亞硝胺形成后的合成步驟數(shù)：是否能夠清除形成的潛在雜質(zhì)。
評估的結果和生命周期
常規(guī)的風險評估工具有FEMA，將不同的分數(shù)分配給各種風險，通過問卷形成確定風險方向。
只有在確定風險之后，才應做出進行分析測試的決定，并且可以明確地確定相關的測試策略。在進行任何分析測試之前，進行ICH M7評估也是一個有用的步驟。
風險評估是一份實時文件，當獲得有關API的新知識或工藝變更時，可能需要重進行風險評估并更新文件。
基于風險評估的亞硝胺雜質(zhì)水平，應定義具體的檢測頻率或其它控制措施，確保雜質(zhì)水平可控，并低于產(chǎn)品生命周期內(nèi)的可接受限度。
案例分析
纈沙坦原料藥的生產(chǎn)工藝中四氮唑雜環(huán)的形成是工藝的難點。原有工藝存在轉化率低、“三廢”產(chǎn)生量大、異構體雜質(zhì)水平波動等問題。研究人員以價廉易得的疊氮鈉代替昂貴的疊氮三烴基錫，但在芳香溶劑中存在溶解度不佳的情況，故采用溶劑DMF。這樣溶解度提高，反應速率加快，反應溫度降低，反應也更趨于安全。改進后的工藝( 圖1)，轉化率提高約30％，“三廢”產(chǎn)生量降低約30％，異構體雜質(zhì)也得到了有效控制。但改用DMF(溶劑中可能含有二甲胺雜質(zhì))， 以及隨后用亞硝酸淬滅、調(diào)酸處理，可能引入基因毒性雜質(zhì)NDMA。
圖1：關鍵步驟使用NaN3/DMF改進和優(yōu)化的纈沙坦（3）工藝
如何既保留采取DMF、疊氮鈉工藝，又效快速安全地制備四氮唑的優(yōu)點，同時又克服NDMA雜質(zhì)帶來的危害呢？最合理的策略就是將產(chǎn)生NDMA的化學步驟放在整個合成工藝的上游部分，給下游的后處理和控制帶來更多的機會。德國的Ackermann和日本的Seki分別綜述了利用Ru催化進行C-H 活化，不經(jīng)過經(jīng)典的Suzuki偶聯(lián)反應，直接進行C-H 芳基化，非常合理有效地制備得到了纈沙坦( 圖2)。
圖2：Ru催化的C-H芳基化用于合理合成纈沙坦（3）
結束語
一般來說，合成一種API平均需要工序6個步驟，工藝路線中也常會用到活性中間體，如烷基鹵化物、酰氯、芳香胺等。這些活性中間體都有可能產(chǎn)生GTI。因此采取避免的策略在實際工作中很難操作。這就要求在整個工藝中使用質(zhì)量源于設計的策略，深刻理解合成反應機理，合成工藝的制定過程中將GTI產(chǎn)生的風險考慮進去。對產(chǎn)生GTI雜質(zhì)的步驟控制在合理區(qū)間，識別和判斷反應過程中是否會產(chǎn)生GTI，建立靈敏的分析方法和基于分析數(shù)據(jù)和科學原理的控制策略。
參考文獻：
1．ICH Q8 藥物研發(fā)
2．《亞硝胺類雜質(zhì)研究技術指導原則》征求意見稿，2020.1.8
3. 歐洲原料藥協(xié)會（APIC）發(fā)布了最新“API中存在N-亞硝胺的風險評估補充指南”，2020.2.29
4．藥物研發(fā)中基因毒性雜質(zhì)的控制策略與方法探索進展，張霽，2018.
