GC-MS法测定西他沙星原料药中的基因毒性杂质文献综述

 2023-02-16 07:02

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一、国内外的发展及立题依据

基因毒性物质是指能直接或间接损害DNA,导致基因突变或癌症的物质。基因毒性物质对DNA 的损害作用包括染色体断裂、DNA 重组、DNA 复制过程中共价键结合或插入,以及通过激活细胞产生基因毒性物质而产生的突变。近年来,有关基因毒性杂志控制的法规逐渐健全,药政官方对基因毒性杂质的监管也愈加严格。

2000 年,PharmEuropa 发表文章[1],提到注意在成盐工艺中,磺酸在乙醇溶液中形成磺酸酯的潜在风险。当时,该刊物仅要求进一步信息来理解该物质形成的风险,包括评估检测方法和安全指标的设立。这个事件标志着专注于基因毒性杂质风险评估和控制的一个新时代到来。此后,欧洲先后发布了基因毒性杂质限度的意见书和指南,并提出阶段化毒理学关注阈值threshold of toxicological concern,TTC)的概念。2006 年6 月,EMEA (European Medicines Agency Evaluation of Medicines for Human Use)颁发了关于基因毒性杂质限度指南的最终版[2],并在2008 年由专利药物委员会(Committee for Proprietary Medicinal Products,CHMP) 安全工作组(CHMP Safety Working Party, SWP)发布QA[3],对指南中的一些问题进行了澄清和确认。在2008 年12 月,FDA 也公布了与EMEA指南大部分相似的基因毒性杂质主题的指南草案[4]。由于同时满足欧美两个不同的指南,对企业来说是个挑战,ICH开始着手修订关于基因毒性杂质的指南M7,并于2013年2月6日发布了第二阶段征求意见稿[5]。表1为药物临床研究阶段美国FDA和欧洲EMEA规定的基因毒性杂质可接受的限度。

表l 药物临床研究阶段美国FDA和欧洲EMEA规定的基因毒性杂质可接受的限度

基因毒性杂质

每日允许最大摄入量(mu;g/d)

对应给药时间

FDA

EMEA

120

<14天

1天

60

14天~1个月

<1个月

20

1~3个月

<3个月

10

3~6个月

<6个月

5

6~12个月

<12个月

1.5

>12个月

>12个月

美国药物研究和制造商协会(Pharmaceutical Research and Manufacturers of America,PhRMA)由Lutz Mueller 领导的专家小组,于2006 年1月PhRMA 发布白皮书[6],开发了一套基因毒性杂质检测、分类、界定和独立风险评估的程序,其将基因毒性杂质主要分为五类,如表2所示。

表2 基因毒性杂质分类

分类

杂质特征

控制方法

第一类

已知具有遗传毒性(致突变性)和致癌性的杂质,包括具有足够遗传毒性作用机制数据的已知动物致癌物和人类致癌物。

最佳选择为:通过修改合成工艺(如变更起始物料或是引入额外的去除步骤)尽量避免存在这些杂质。然而,通常在优化后的合成工艺中进行重大的变更是不可行的,而且还要制定质量标准。当有足够多的2 岁啮齿类动物生物测定数据时,需要进行化合物-特殊风险评估。通过TD50 或最大耐受剂量(MTD)计算日摄入量。

第二类

已知具有遗传毒性(致突变性),但潜在致癌性未知的杂质。包括通过可靠的遗传毒性试验检测呈阳性的杂质,但是潜在致癌性未知。

需要对致突变性杂质是否具有阈值调节机制证据进行评估,如果有,可使用NOEL

公式或是最低作用水平(LOEL)计算暴露水平。当杂质与DNA(如:DNA 加合物或

是DNA 衍生物)具有直接的相互作用时,需使用TTC 法对其限度进行控制。

第三类

具有警示结构,与API 或未知潜在遗传毒性(致突变性)结构无关。包括依据知识可以促发遗传毒性警戒结构官能团的杂质,但是无试验数据。

这类杂质可采取以下途径控制:①通过Ames 试验检测分离杂质,或加入API 和杂质,通过Ames 试验检测混合物;②有效定量API 中杂质的ppm 水平;③如适用,进行化学推理,证明此杂质不可能存在于API 中(如:其在反应条件下不稳定)。

第四类

具有与API 有关的警示结构,包括具有与API结构相同的官能团杂质。

尽管已分离杂质的遗传毒性未知,但是API 已经通过标准的遗传毒性试验确证,因此,不需要额外的研究。

第五类

无警示结构或有足够证据证明无遗传毒性。

按一般杂质处理。

由于基因毒性杂质可能会对人体健康造成不可估量的损害,故应对原料药及制剂中这类杂质进行残留量测定。

二、拟研究和解决的问题:

西他沙星(Sitafloxacin),化学名为7-[(7S)-7-氨基-5-氮杂螺[2.4]庚-5-基]-8-氯-6-氟-1-[(1R,2S)-cis-2-氟环丙基]-1,4-二氢-4-氧代-3-喹啉羧酸,是由日本第一制药三共株式会社开发的一种强力广谱喹诺酮类抗菌药,于2008 年首次在日本上市,临床用其倍半水合物治疗严重难治性细菌感染、复发性感染以及某些耐药菌感染,有望成为治疗呼吸道、泌尿生殖道、腹腔及皮肤软组织等单一或混合细菌感染的重要药物。

目前关于西他沙星的合成,按起始原料不同,主要有2条合成路线,分别如图1、图2所示[7]

图1 西他沙星的合成方案1

图2 西他沙星的合成方案2

由于本实验样品采用方案2合成,合成过程中使用了对甲苯磺酸盐,对甲苯磺酸可与溶剂等反应而引入对甲苯磺酸酯类。磺酸酯类属于第一类基因毒性杂质,故需严格控制。

三、研究内容及方法

本课题主要参考欧洲药典(EP 8.0 2.5.38),拟采用衍生化顶空进样气相色谱法(HS-GC),以质谱为检测器对样品中对甲苯磺酸甲酯和对甲苯磺酸乙酯进行检测,判断其含量是否在限量范围内。

GC 法主要用于测定挥发性的成分,具有灵敏度高,专属性强的优点;顶空进样可避免直接进样容易引入不挥发性杂质,造成污染,出现鬼峰,导致重现性差的缺点;质谱检测器用于痕量检测,可满足样品限量(5ppm)级的准确度、精密度、线性等要求。故选择本法具有明显优势。徐丽等[8]采用GCMS法同时检测甲磺酸拉非酰胺中甲磺酸甲酯和甲磺酸乙酯2个基因毒杂质并进行方法学验证,得到了令人满意的结果。

本实验的方法学考察项目主要有:专属性、回收率、线性、重复性、中间精密度、检测限与定量限、耐用性和溶液稳定性。

四、论文课题研究进度安排

2017.02.27----2017.03.12 确定选题,查阅文献。

2017.03.13----2017.03.19 撰写开题报告。

2017.03.20----2017.03.26 拟定实验方案。

2017.03.27----2017.04.02 试行并调整实验方案。

2017.04.03---- 2017.04.10 进行方法学验证并测样

2017.04.17---- 2017.04.30 数据处理

2017.05.01----2017.05.20 撰写并提交论文原稿

2017.06.01前 修改论文,完善系统

2017.06.08前 提交正式毕业设计以及相关成果,并进行论文答辩准备。

五、参考文献:

[1] European Directorate for the Quality of Medicines and Healthcare Alkyl mesilate (methane sulfonate) impurities in mesilate salts [S]. Pharmeuropa, 2000, 12(1): 27.

[2] Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP) Guidelines on the limits of genotoxic impurities (CPMP/SWP/5199/02) [S]. London: European Medicines Agency Evaluation of Medicines for Human Use (EMEA), 2006.

[3] CHMP Safety Working Party (SWP). Question answer on the CHMP guideline on the limits of gonotoxic impurities [S]. EMEA/CHMP/QWP/251344/ 2006 QA, London: European Medicines Agency (EMA), 2010.

[4] Guidance for industry genotoxic and carcinogenic impurities in drug substances and products: recommended approaches draft [S]. Center for Drug Evaluation and Research (CDER) December 2008.

[5] ICH Expert Working Group, Assessment and Control of DNA reactive (Mutagenic) Impurities in Pharmaceuticals to Limit Potential Carcinogenic Risk Step 2 version [S]. European Union, Japan and USA: ICH HARMONISED TRIPARTITE (ICH), 2013.

[6] MULLER L, MAUTHE R J, RILEY C M, et al. A rationale for specific impurities in pharmaceuticals that possess potential for gonotoxicity [J]. Regulat Toxicol Pharmacol, 2006(44): 198-211.

[7] 张海波, 缪世峰, 陈令武, 梁慧兴, 唐静.西他沙星的合成研究[J]. 海峡药学. 2014.09-26.

[8] 徐丽, 陆晨光. GCMS法同时检测甲磺酸拉非酰胺中2个磺酸酯基因毒杂质[J]. 山东化工.2016.45(06):46-48.

资料编号:[381065]

一、国内外的发展及立题依据

基因毒性物质是指能直接或间接损害DNA,导致基因突变或癌症的物质。基因毒性物质对DNA 的损害作用包括染色体断裂、DNA 重组、DNA 复制过程中共价键结合或插入,以及通过激活细胞产生基因毒性物质而产生的突变。近年来,有关基因毒性杂志控制的法规逐渐健全,药政官方对基因毒性杂质的监管也愈加严格。

2000 年,PharmEuropa 发表文章[1],提到注意在成盐工艺中,磺酸在乙醇溶液中形成磺酸酯的潜在风险。当时,该刊物仅要求进一步信息来理解该物质形成的风险,包括评估检测方法和安全指标的设立。这个事件标志着专注于基因毒性杂质风险评估和控制的一个新时代到来。此后,欧洲先后发布了基因毒性杂质限度的意见书和指南,并提出阶段化毒理学关注阈值threshold of toxicological concern,TTC)的概念。2006 年6 月,EMEA (European Medicines Agency Evaluation of Medicines for Human Use)颁发了关于基因毒性杂质限度指南的最终版[2],并在2008 年由专利药物委员会(Committee for Proprietary Medicinal Products,CHMP) 安全工作组(CHMP Safety Working Party, SWP)发布QA[3],对指南中的一些问题进行了澄清和确认。在2008 年12 月,FDA 也公布了与EMEA指南大部分相似的基因毒性杂质主题的指南草案[4]。由于同时满足欧美两个不同的指南,对企业来说是个挑战,ICH开始着手修订关于基因毒性杂质的指南M7,并于2013年2月6日发布了第二阶段征求意见稿[5]。表1为药物临床研究阶段美国FDA和欧洲EMEA规定的基因毒性杂质可接受的限度。

表l 药物临床研究阶段美国FDA和欧洲EMEA规定的基因毒性杂质可接受的限度

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