药品研发中化学稳定性是关键环节,因为降解产物的形成可能影响药品的安全性和有效性。评估原料药(DS)或制剂(DP)的稳定性需要能够定量检测活性药物成分(API)及潜在降解产物的分析方法。这类方法被称为稳定性指示方法(SIMs)。
当API降解时,其损失量通过SIM测定,理想情况下应与总降解产物的增量呈正相关。国际协调会议(ICH)将这种相关性定义为"质量守恒",具体描述为:"通过将含量测定值与降解产物水平相加,检验其总和是否接近初始值的100%(考虑误差范围)"(ICH Q1A(R2)(1))。该指南还强调:"应适当关注质量守恒的充分性及稳定性和降解表现的评估"。世界卫生组织(WHO)在仿制药质量文件中规定:"强制降解试验结果讨论应突出是否观察到质量守恒"(2)。巴西国家卫生监督局(ANVISA)强制降解指南(指南4/2015,3)也提及:"超出方法变异度的质量守恒是可能的",结果讨论交由申请人负责。据我们所知,目前尚无法规对质量守恒计算或评估标准提供具体指导。实际上,由于不同产品在进行强制降解研究和质量守恒评估时需要考虑的实践和技术因素差异巨大,制定统一标准极其困难。
虽然ICH Q1A(R2)对质量守恒的高层级定义看似明确,但正如科学文献(4,5)所探讨的,实际应用复杂程度取决于分析方法的特性、被测DS或DP的性质以及其他固有假设。严格理论层面,准确评估DS或DP随时间降解的质量守恒需要已知所有反应物和产物的分子量及反应计量学。但由于降解途径理解不完全和分析方法限制,这种全面知识几乎无法获得。关于此主题更全面的探讨可参见Baertschi等人在2013年的文献(4)。
实际中,SIMs通过特定检测器定量检测降解产物。多数小分子药物采用紫外检测,依赖于API及其降解产物的紫外吸收。然而,紫外、质谱等常规检测器并非对所有化合物均有相同质量响应比例(6),且不存在"通用型"检测器,无法保证所有降解产物均被检出。因此,定量检测时需考虑各分析物的检测器响应因子(相对响应因子),这使得质量守恒评估实质上是检测器响应在降解样品和初始样品间的平衡,而非真正的质量守恒。由于强制降解样品中降解产物的响应因子往往未经确证,这种平衡面临挑战。尽管可通过制备纯化降解产物标准品测定其响应因子,但该过程耗时费力,且对长期稳定性中不形成的降解产物并无必要。API与其降解产物响应因子的差异会影响质量守恒评估结果。
强制降解在SIMs的开发、优化和验证中起关键作用(7,8)(需特别说明的是,对于小分子药物,“强制降解试验(forced degradation)”与“强力试验(stress testing)”这两个术语在监管机构与行业实践中常被等同使用)(1,8)。此类研究旨在短时间内揭示可能在生产、长期储存、流通和使用过程中产生的潜在降解产物,并使这些产物在强制降解样品中的浓度显著高于加速或长期储存条件下的预期水平。因此,强制降解样品的质量守恒评估可提高对分析方法能否检测长期储存期间潜在降解产物的信心。质量失衡(盈余或亏损)表明分析方法可能未能完全检出和准确定量所有降解产物,进而证明该方法可能不具备稳定性指示特性。质量守恒评估为此类研究提供了重要信息。
除质量守恒评估外,强制降解研究还需注意其他关键要素:合理的降解条件选择、降解试验终点设定(9)及API峰纯度验证(10)。若这些环节缺乏科学严谨性,将影响质量守恒评估结果的有效性。图1展示了强制降解研究中各要素的相互作用关系。
正如Nussbaum等人(2011年,第9章,234页,(5))所述:"质量守恒是有效工具,但其本身不能替代对降解机制的理解"。单纯依赖分析方法定量结果被称为"技术导向型"方法(6)。虽然质量守恒可在不考虑降解机制或产物结构的情况下进行评估,但仅依靠该方法的问题已在既往文献中讨论(6,11),故建议采用结合降解化学机制分析的"化学导向型"方法,以指导分析方法选择、增强结果可信度并辅助数据分析(6)。
需指出,质量守恒并非在所有情况下均可实现。ICH Q1A原始版本(R1之前版本)已承认这点,指出当质量守恒无法达成时,"应转而关注分析方法的专属性、降解途径研究的完整性,以及必要时使用已知降解产物作为特定降解机制程度的指标"(12)。
本综述旨在提出科学合理的质量守恒评估方法,包括质量守恒"评估"(初始计算与结果解释)及质量守恒"调查"(探究导致失衡的潜在原因)。通过案例研究说明这些原则的实际应用。
响应因子差异
尽管许多检测器可用于液相色谱法,紫外检测仍是分析多种原料药(DSs)和制剂(DPs)最常用的检测器,无论是用于放行测试、稳定性测试,还是任何需要准确和特异性定量分析的研究。
相对响应因子(RRF)通过比较一种化合物(如降解产物)与另一种化合物(如活性成分API)的检测器响应来评估两者的相对响应强度。降解产物与API之间可能存在显著但未知的RRF差异,这会导致质量守恒计算不准确。例如,发色团结构的改变可能显著影响紫外检测器在分析波长下的吸光度,导致吸光度升高、降低甚至完全消失。因此,理解降解化学机制并评估降解产物发色团变化对其定量分析的影响至关重要。检测器的选择及其响应特性对质量守恒评估具有重要影响(5,6,14)。有关案例研究示例,可参见"案例研究与示例"章节中因RRF差异导致质量守恒问题的具体调查实例。
降解产物或API的回收率差
某些降解产物与API在物理化学性质上存在差异,例如挥发性、溶解度、提取度、溶液稳定性、表面吸附性等。这些特性差异如果在方法开发阶段未被识别并妥善处理,可能会对强制降解研究中的质量守恒测定产生影响。例如,若强制降解样品基质的降解产物或活性成分因提取不完全或分析物溶解度低而导致回收率差,必然会在HPLC分析中出现质量守恒亏损。作为方法验证的一部分,回收率研究通常在开发后期用于特定杂质的方法验证,但在质量守恒调查研究中也应予以考虑。
化学机制不明
化学因素如反应化学计量学、反应机理、分子量变化、降解产物和副产物的结构以及二次降解途径可能影响质量守恒结果。在强制降解研究中,许多此类化学性质可能未被完全阐明——事实上也不需要完全阐明。然而,一种"化学导向"方法(包含对这些因素的考察)可以帮助理解质量守恒结果并指导调查重点。这一原则将在后续案例研究中具体说明。
色谱/方法因素
分析强制降解样品时,多个问题可能导致色谱行为异常,进而影响质量守恒评估。例如:降解产物峰的展宽可能使其完全无法检测,或导致积分精度下降。此外,若干低浓度降解产物可能在方法检测限和定量限以下形成,未被计入总降解量,从而导致质量守恒亏损。根据作者经验,这种情况在光降解样品中尤为常见。强保留降解产物是色谱性能不足的另一潜在原因,因其可能无法在方法运行时间内洗脱而被漏检。相反,弱保留降解产物可能在色谱图早期洗脱,可能被遗漏或难以准确定量。
其他分析性残留物
分析性残留物指任何不准确反映实际化学降解过程的分析结果,其产生可能源于样品制备与分析程序、污染源或未预见的变异因素。例如,降解产物可能在样品制备或色谱检测过程中进一步降解。若怀疑此类情况,应尽可能缩短从样品制备到进样的时间间隔;或通过改进样品制备和分析方法避免该现象发生。
某些降解条件易产生分析性残留物,具体取决于分子特性和降解试验介质(15)。此类残留物在质量守恒调查过程中需进行识别、理解和校正。
此外,辅料产生的杂质或包材的浸出物也可能被检测到,从而干扰质量守恒计算。在强制降解研究的各降解条件下,质控平衡评估应纳入适当的对照实验(如强制降解的空白辅料对照或溶液降解条件的试剂对照)。制备不含活性成分的空白辅料,并采用相同的降解条件处理,通常可识别此类干扰。非药物相关残留物不应纳入质量守恒的计算。
然而,质量守恒是一项科学探索性工作,并非所有情况下都能实现100%的质量守恒。在此类情况下,重点应转向:
• 确保稳定性指示分析方法的准确性与专属性,
• 彻底研究降解途径,
• 使用已识别的降解产物作为特定机制降解程度的指标,
• 证明可能在强制降解样品中出现质量不平衡的化学过程及降解途径要么得到良好控制,要么与长期稳定性无关。
若上述几点要求能够满足,则可认为强制降解样品中观察到的质量守恒问题无需担忧。
此外,质量守恒评估必须针对每个品种情况进行定制。以下属性可能影响质量守恒结果的解释:
• 分析方法的性能特征(包括API峰纯度),
• API及其降解产物的理化性质,
• 强制降解研究设计方案(包括达到适当终点),
• 质量守恒计算方法。
不宜规定单一特定方法,因为没有一种方法适用于所有可能的DS和DP,这关系到分析方法是否能准确检测,是否需要进一步的调查。在大多数情况下,若质量守恒结果与初始未降解样品的测定变异性相符,则可视为可接受。然而,即使获得优异的质量守恒结果,有时仍需进一步研究,特别是当基础降解化学知识提示存在潜在问题需要额外调查时。
总之,质量守恒评估需基于科学判断。该评估应全面且记录完整,包括所用计算方法的清晰说明、结果的整体可接受性以及相关调查的明确讨论(如适用)。
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本文最后更新于2025-04-30 17:27:26,如果你的问题还没有解决,可以加入交流群和群友们一起讨论。