科学和监管的进步有助于将致突变杂质的影响降至最低

2018年6月，缬沙坦(一种用于治疗高血压和心力衰竭的药物)中检测到一种可能致癌的亚硝胺杂质n -亚硝基二甲胺(NDMA)。不久之后，在其他沙坦类药物活性成分(api)中，以及后来在胃酸调节剂雷尼替丁和糖尿病药物吡格列酮和二甲双胍中发现了NDMA和进一步的小二烷基n -亚硝胺杂质。

阿斯利康杂质管理高级首席科学家安德鲁·蒂斯代尔(Andrew Teasdale)解释说，当时，风险与原料药的生产有关。“在缬沙坦的案例中，这是由于化学问题;他们有一种杂质，是仲胺，还有一种亚硝化剂，亚硝酸钠，被用作淬火剂。完全是偶然的，他们创造了这个噩梦般的场景。”

当雷尼替丁药物中的亚硝胺污染被调查时，这是第一个迹象表明，它们可能是由活性成分本身的降解而不是污染引起的

从那时起，对原料药、药品和包装进行了全面评估，以了解和评估亚硝胺形成风险的背景和程度。“大约三年之后，我们认为我们已经接近解决整个问题了……我们认为我们已经理解了其中的化学成分，”蒂斯代尔继续说道。

但是，人们慢慢发现，这些药物本身可能会带来潜在的风险。“如果药物本身是一种仲胺，特别是如果你使用的是湿造粒这样的工艺，其中有相当多的水，你可以将(配方中其他成分中)常见的微量亚硝酸盐溶解在水中……这样，你就有了形成亚硝胺的化学条件。”

这些更复杂的亚硝胺，被称为亚硝胺药物物质相关杂质(NDSRIs)的问题是，几乎没有可用的安全性数据。这使得很难自信地设定一个可接受的摄入量限制，这是通过假设终生每天接触该药品来计算的。

最初，药品监管机构对NDSRIs采用了与之前对更简单的二烷基亚硝胺相同的预防限制，即18ng/ d / d。但对于NDSRIs来说，这些被认为是无法实现的。蒂斯代尔解释说:“达到每天18ng这样的限制是不现实的。”“因此，突然之间，20%、30%、甚至40%的现有药物，包括氢氯噻嗪、受体阻滞剂等，都面临着不得不从市场上撤下的重大风险。”

在各种加工过程中，微量亚硝酸盐氧化胺类杂质，容易形成NDMA、NDEA等小烷基亚硝胺。

制药业迅速采取行动，对不同的NDSRIs可能的致癌效力有了更深入的了解。在没有任何安全性数据的情况下，是否有可能将NDSRIs归入不同的效力组?监管机构也做出了各种尝试，提出了临时的摄入限制，但问题比任何人预期的都要严重。“我们似乎正走向关键药物的灾难性损失，”蒂斯代尔回忆说。

监管审查

2019年9月，欧洲药品管理局(EMA)、美国食品药品监督管理局(FDA)和世界各地的监管机构要求企业对所有可能存在亚硝胺的化学和生物人用药物进行全面审查，初步风险评估将于2021年7月1日完成，全面确认测试将于2022年9月26日完成。

那些发现亚硝胺含量超过一定水平的产品被要求在2023年10月1日之前向各自的监管机构提交生产工艺、配方或包装的任何相关变更，以防止或尽量减少杂质形成的风险。

今年8月，EMA的一位发言人在接受《化学世界》采访时表示，对于集中授权的药物，全球对识别n -亚硝胺形成或交叉污染风险的活性物质和成品的风险评估的响应率超过了96%。

对于缬沙坦来说，这个问题可能与合成四唑环的条件有关

总体而言，已确定17%的化学产品存在风险。经检测，到目前为止，其中15%(约占评估产品总数的2.5%)的亚硝胺含量已超过有关限值。

EMA关于评估和控制致突变杂质的指南指出，第一步是计算机评估。NDSRIs和其他亚硝胺类杂质通常会触发致突变性警报，并被归类为3类杂质，这意味着存在结构性警报，但没有致突变性数据。这类物质通常可以控制在毒理学关注的阈值或以下，或者可以进行Ames试验来确认或反驳潜在的致突变性。

艾姆斯试验是一种细菌反向诱变试验。它首先培养需要但不能合成氨基酸组氨酸的细菌。一些细菌“反向突变”，这样它们就能合成氨基酸。“如果你将一种致突变物质与细菌混合，突变频率可能会增加，因此更多的细菌将能够建立菌落，”默克KGaA医疗保健公司质量控制系统首席专家Joerg Schlingemann解释说。

如果与非诱变剂或阴性对照相比，细菌与潜在诱变剂混合后菌落数量显著增加，则Ames试验为阳性。对于大多数药物杂质，阴性的Ames强烈表明该化合物不会致癌。然后，它们将被归类为5类非诱变杂质，并受到较不严格的浓度限制。

然而，由于对亚硝胺的高度关注，Ames试验本身呈阴性并不足以证明不具有诱变性。2022年初，当局对Ames检测亚硝胺的结果的有效性提出了担忧，因为Ames检测中检测诱变亚硝胺的最佳条件尚未完全确定。亚硝胺的致突变效力可能有显著差异，但与相似的致癌效力无关。

自从最初呼吁进行审查以来，对亚硝胺杂质的科学理解以及如何计算可接受的摄入量限制已经取得了巨大进展。

改变游戏规则

7月，EMA和FDA更新了关于亚硝胺杂质的指南，包括致癌效力分类方法(CPCA)，用于在没有足够的直接致突变性数据的情况下分配摄入量限制。“对于我们现有的许多药物来说，这是一个巨大的变化，”蒂斯代尔解释说。

CPCA认为亚硝胺的α-羟基化衍生物是大部分致突变性和致癌性的原因。当肝脏酶将亚硝胺基团附近的碳氧化为酒精时，这些化合物就会在人体代谢这些化合物的过程中形成。

雷尼替丁含有胺和硝基，可以降解——尤其是在高温和高湿度下——释放出NDMA。

有相当好的结构特征可以直接增加或减少这种激活机制的有利性，以及可以通过其他生物途径加速亚硝胺的去除的特征。因此，CPCA是基于这样一种想法，即在缺乏足够的物质特异性数据来得出准确的摄入量限制的情况下，可以根据结构特征来预测n -亚硝胺的致突变潜力和致癌效力。

此外，更新的指南还包括“增强”Ames测试的细节，该测试需要两种已知具有致突变性的亚硝胺阳性对照。由于是亚硝胺的代谢产物而不是亚硝胺本身具有诱变性，修订后的测试还包括代谢酶来激活亚硝胺。

对这种增强测试的评估正在进行中，Teasdale说。他解释说，有人担心这是否过于敏感。“我们真的需要两个积极的控制吗?”它们应该是什么呢?'

意见分歧

Schlingemann说，大多数api衍生的亚硝胺可能会落入CPCA效力的第5类，这意味着它们需要控制在每天1500纳克的限制内。虽然他说这对大多数药品来说“相当容易”，但这确实意味着亚硝胺仍然被认为是一种致突变杂质。

施林格曼说:“如果你想把它作为一种非致突变性物质加以控制，你就必须进行体内致突变性测试。”“要么是转基因啮齿动物试验，要么是一种叫做双工测序的新技术。尽管蒂斯代尔强调，在这方面，监管机构之间存在一些灰色地带和意见分歧。他说，虽然在欧洲，对啮齿动物进行阴性转基因试验可能就足以将一种药物归类为非致突变性，但FDA并没有这么说。

他指出，即使是仍被归类为诱变的化合物，也存在差异。蒂斯代尔解释说:“就欧洲而言，如果我做了修改后的埃姆斯测试，结果是阴性，我还有机会控制病情，因为我可以每天使用1500纳克的上限。”他说，就FDA而言，他们还没有准备好说Ames呈阴性就会达到这个极限。

默克公司进行了广泛的调查，以确定和表征西格列汀药物在生产和储存期间形成的NTTP

在亚硝胺含量无法控制在相关限值以下的情况下，制造商将需要实施技术缓解措施。这可能包括找到有助于控制低亚硝酸盐含量的添加剂，或者可能意味着改变包装或缩短药物的保质期。

理论上，制造商可以改变受影响药物的配方，加入亚硝胺清除剂，如抗坏血酸，但配方的任何改变都将导致监管复杂性，因为可能需要额外的稳定性研究，而最终的批准过程可能需要数年时间。

援助之手

最终，所有制造商都必须向监管机构证明，他们了解所有亚硝胺杂质的位置，它们是如何形成的，以及如何控制它们。然而，虽然亚硝胺杂质的一些来源相对容易识别，但在制造成品药物的各个阶段产生的其他来源可能更难识别。

位于英国利兹的非营利组织拉萨(Lhasa)促进了制药、化妆品和化工行业的协作数据共享项目，该组织开发了一种软件，以帮助建模和预测致突变杂质的潜在来源，这种方式在所有制造商之间是一致的，并让监管机构放心，计算是正确的。

拉萨就像一个“诚实的经纪人”，公司可以与他分享公开的数据，同时保护他们的知识产权。拉萨可以从数据中学习，并使用它来创建每个人都能从中受益的算法。

拉萨大学首席科学家伯恩斯(Michael Burns)解释说，亚硝胺的问题在于，它们必须控制在非常低的水平，在许多情况下，要证明检测结果是阴性的，超出了目前检测技术的能力。

伯恩斯说，该软件的功能是，当各种因素结合在一起可能产生重要杂质时，向制造商突出显示。然后由他们来评估这种风险。”

但这是一项艰巨的工作，伯恩斯解释说，因为如果你的产品中含有任何种类的仲胺，它都可能形成亚硝胺，而仲胺无处不在:在药物中，在食物中，在我们的身体中。

伯恩斯说:“这是人们在关注制药世界时可能会忽略的一部分背景——你的胃是一个不可思议的反应容器，里面充满了来自自然环境的亚硝酸盐。”“它非常酸，这是胃里胺的主要条件，无论如何，你都会产生大量这些你无法控制的化学物质。”

大多数药物的指导方针允许患者只短期服用，这意味着摄入量限制可能更高。但目前，含有亚硝胺的药物不允许这样做，伯恩斯说，“这否定了一个事实，即我们知道身体中有修复机制来重新定向所有这些，因为它每天都在处理。”

然而，伯恩斯对自审查开始以来取得的进展持积极态度，他说，工业界和监管机构现在比以前更了解亚硝胺的毒理学。

另一个积极的方面是监管机构和行业共同努力寻找解决方案。作为行业和监管机构之间的中间人，伯恩斯参与了许多与两者的会议。尽管他说，一开始他们“争执不休”，监管机构“过于谨慎”，但对合作的关注使他们处于“更好的位置”。

鉴定和检测未知亚硝胺杂质是一项巨大的分析挑战。但即使杂质被识别出来，监管机构设定的严格的初始暴露限值在某些情况下也会超出当前分析方法的检测极限

“根据我们对新陈代谢的了解，监管机构现在已经到了乐于为某些类别设定更高限制的地步;也就是说，亚硝胺本身并不是致突变性的，它一旦被代谢就会发生突变。”

而且拉萨的软件将继续发展:“输入软件的信息越好，预测出来的结果就越好。”Burns说。

前路漫漫

但仍有很长的路要走;工业界仍在收集有关亚硝胺的致突变性和致癌性的数据，并且每天对亚硝胺的形成方式都有更多的了解。

“这一领域的科学发展迅速，”蒂斯代尔说。“例如，我们已经证明，在固体相中，在片剂中，叔胺确实没有太大的风险。这立即降低了可能受到影响的药品比例。而美国消费者保护协会(CPCA)则更进一步。

但蒂斯代尔认为，监管机构之间持续存在的意见分歧将对进展产生影响。“FDA仍然担心亚硝胺的致突变性和致癌性之间的关系，因此很难找出如何将它们从目前的位置转移到欧洲的位置。”这才是真正的挑战。如果你想把这变成一种正常的活动，成为常态的一部分，这些问题仍然需要解决。

茱莉亚以科学通讯员的身份加入了《化学世界》团队 2023年5月到期。在此之前，她花了8年时间领导临床和科学公司 英国皇家药学会(Royal Pharmaceutical Society)的官方期刊《The Pharmaceutical Journal》是药剂师的会员机构。查看完整档案

朱莉娅·罗宾逊报道。

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