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指紋圖譜技術(shù)在中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)提高中的應(yīng)用

2015-10-18 05:58:41聶黎行石上梅翟為民馬雙成
中成藥 2015年3期
關(guān)鍵詞:注射劑指紋圖譜

聶黎行, 石上梅, 翟為民, 戴 忠, 馬雙成

(1.中國(guó)食品藥品檢定研究院,北京 100050;2.國(guó)家藥典委員會(huì),北京 100061)

[綜 述]

指紋圖譜技術(shù)在中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)提高中的應(yīng)用

聶黎行1, 石上梅2*, 翟為民2, 戴 忠1, 馬雙成1

(1.中國(guó)食品藥品檢定研究院,北京100050;2.國(guó)家藥典委員會(huì),北京100061)

本文從整體情況、測(cè)定條件和評(píng)價(jià)方式三個(gè)方面對(duì)新頒布的中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)中指紋圖譜檢測(cè)項(xiàng)加以分析和整理。結(jié)果可知中藥注射劑指紋圖譜標(biāo)準(zhǔn)普遍采用高效液相檢測(cè),梯度洗脫,一般要求固定色譜柱型號(hào)和柱溫,樣品直接進(jìn)樣或經(jīng)簡(jiǎn)單處理,大部分品種以相似度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。指紋圖譜技術(shù)在中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)提高中的應(yīng)用日趨成熟,對(duì)保障藥品的有效、均一具有重要意義。

中藥注射劑;指紋圖譜;標(biāo)準(zhǔn)提高

中藥注射劑是在口服方劑基礎(chǔ)上發(fā)展起來的現(xiàn)代新劑型,它改變了傳統(tǒng)的給藥方式,有效成分經(jīng)提取精制后直接進(jìn)入人體,生物利用率高,便于臨床使用,其劑量準(zhǔn)確、吸收快、作用迅速、療效確切的優(yōu)點(diǎn)已獲得認(rèn)可。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有中藥注射劑130余種,年銷售額數(shù)百億,在心腦血管疾病、腫瘤輔助治療和抗細(xì)菌抗病毒感染方面的應(yīng)用尤為成功。隨著臨床應(yīng)用的日益廣泛,中藥注射劑的不良反應(yīng)報(bào)道也相應(yīng)增加,引起了社會(huì)的關(guān)注。國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局(原國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局,以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家局”)對(duì)中藥注射劑的安全和質(zhì)量高度重視,早在1999年就出臺(tái)了《中藥注射劑研究的技術(shù)要求》。為適應(yīng)制劑工藝和分析水平的發(fā)展,于2007年組織制定了新的《中藥、天然藥物注射劑基本技術(shù)要求》,科學(xué)規(guī)范和指導(dǎo)中藥、天然藥物注射劑的研究工作;同時(shí)組織包括中國(guó)食品藥品檢定研究院在內(nèi)的多家藥檢所對(duì)中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面提高。2009年,國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局開展了中藥注射劑再評(píng)價(jià)工作,頒布了多個(gè)指導(dǎo)原則和技術(shù)要求,從生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制、非臨床及臨床研究、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面對(duì)已上市的中藥注射劑進(jìn)行全面監(jiān)控,保證用藥安全有效。

質(zhì)量可控是中藥注射劑安全有效的基礎(chǔ)和保障,科學(xué)合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是藥品質(zhì)量保證體系的重要組成部分。作為高風(fēng)險(xiǎn)品種,中藥注射劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比傳統(tǒng)中藥口服制劑更加嚴(yán)格,不僅安全性檢查項(xiàng)目大幅增加,有效和指標(biāo)性成分的控制也更為全面細(xì)致。雖經(jīng)提取和精制,但多數(shù)中藥注射劑仍屬?gòu)?fù)雜混合體系,化學(xué)成分的多樣性和復(fù)雜性是其發(fā)揮療效的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)也是質(zhì)量評(píng)價(jià)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。指紋圖譜可以整體、宏觀地表征被測(cè)樣品主要化學(xué)成分的特征,經(jīng)過多年的發(fā)展和應(yīng)用,目前是公認(rèn)的最適合中藥及天然藥物物質(zhì)群質(zhì)量控制的手段之一。

2000年國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局在《中藥注射劑指紋圖譜研究的技術(shù)要求》中規(guī)定中藥注射劑必需制定指紋圖譜。2002年國(guó)家藥典委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱“藥典會(huì)”)又下達(dá)了《中藥注射劑色譜指紋圖譜實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)指南》。中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)提高和再評(píng)價(jià)工作也強(qiáng)調(diào)了指紋圖譜的重要性,要求原料、中間體、制劑均應(yīng)分別研究建立指紋圖譜,并進(jìn)行相關(guān)性研究。注射劑中含有的大類成分,一般都應(yīng)在指紋圖譜中得到體現(xiàn),必要時(shí)應(yīng)建立多張指紋圖譜,以適應(yīng)檢測(cè)不同大類成分的需要。指紋圖譜的相似程度可采用相似度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)(狹義的指紋圖譜),也可根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)以特征峰比例等指標(biāo)及指紋特征進(jìn)行描述,并規(guī)定非共有峰數(shù)及相對(duì)峰面積限度等(狹義的特征圖譜)。本文以近3年新頒布的中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)中【指紋圖譜】或【特征圖譜】項(xiàng)目為載體,結(jié)合多年中藥注射劑檢驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)修訂工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就指紋圖譜技術(shù)在中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)提高中的應(yīng)用提出拙見,以期拋磚引玉、共同提高。

1 中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)中的指紋圖譜項(xiàng)目

2010年版《中國(guó)藥典》實(shí)施后至2013年,共新頒布實(shí)施了24個(gè)中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn),1個(gè)注射用原料標(biāo)準(zhǔn)。除清開靈注射液收載于2010年版《中國(guó)藥典》外,其余均以單頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布。原標(biāo)準(zhǔn)多為衛(wèi)生部或國(guó)家局藥品標(biāo)準(zhǔn),大部分未規(guī)定指紋圖譜檢測(cè)項(xiàng)目,標(biāo)準(zhǔn)提高工作承擔(dān)單位根據(jù)品種各自的特點(diǎn),在修訂標(biāo)準(zhǔn)中研究并制定了指紋圖譜或特征圖譜檢測(cè)方法。按處方分類,注射用薏苡仁油[1]、康萊特注射液[2]、血栓通注射液[3]、注射用血栓通(凍干)[4]、血塞通注射液[5]、注射用血塞通(凍干)[6]、喜炎平注射液[7]7個(gè)品種原料為中藥有效部位,占29%;舒血寧注射液[8]、柴胡注射液[9]、丹參注射液[10]、紅花注射液[11]4個(gè)品種由單味藥材或提取物制備,占17%;參附注射液[12]、參麥注射液[13]、生脈注射液[14]、注射用益氣復(fù)脈(凍干)[15]、參芪扶正注射液[16]、雙黃連注射液[17]、康艾注射液[18]、喘可治注射液[19]、冠心寧注射液[20]9個(gè)品種由2~3味原料藥材制得,占37%;痰熱清注射液[21]、脈絡(luò)寧注射液[22]、血必凈注射液[23]、清開靈注射液[24]4個(gè)品種處方在5味以上,占17%,其中清開靈注射液最為復(fù)雜,由八味藥材制得。組方藥味越多,指紋圖譜研究難度越大,需要建立分離度高、信息量大的分析方法,盡可能地體現(xiàn)對(duì)每味藥材的質(zhì)量控制。痰熱清注射液是24個(gè)提高標(biāo)準(zhǔn)中唯一規(guī)定兩項(xiàng)指紋圖譜檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),以HPLCELSD法測(cè)定氨基酸,控制熊膽粉、山羊角投料;HPLC-UV法測(cè)定280 nm下色譜,控制黃芩、金銀花和連翹投料,達(dá)到了全方質(zhì)控的目的。

2 指紋圖譜的建立

隨著分析儀器的進(jìn)步,指紋圖譜的檢測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展,由最初的薄層色譜(TLC)法發(fā)展到液相色譜(HPLC)法[25-26]和氣相色譜(GC)法[27-28],超高效液相色譜(UPLC)的出現(xiàn)使得液相指紋圖譜的分離度進(jìn)一步提高[29-30],檢測(cè)時(shí)間大大縮短,而液質(zhì)聯(lián)用(HPLCMS)[31-32]和氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)[33-34]技術(shù)的推廣也擴(kuò)展了指紋圖譜的分析范圍,豐富了化學(xué)信息。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展使得紅外(IR)[35-36]、近紅外(NIR)[37]、核磁共振(NMR)[38]及X射線衍射[39]等波譜方法,等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)[40]等元素分析手段評(píng)價(jià)中藥復(fù)雜混合體系的指紋特征成為可能。還有學(xué)者通過DNA技術(shù),從生物學(xué)角度闡釋中藥的指紋信息[41]。出于對(duì)方法適用性和可操作性的考慮,目前中藥注射劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般仍選用普及程度最廣、發(fā)展最為成熟的HPLC或GC法測(cè)定指紋圖譜。24個(gè)提高標(biāo)準(zhǔn)25個(gè)指紋圖譜項(xiàng),除1項(xiàng)(柴胡注射液)采用GC法,其余均采用HPLC法檢測(cè)。為保證專屬性,起草單位在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)研究時(shí)也同時(shí)對(duì)指紋圖譜中的主要特征峰進(jìn)行了藥材歸屬和質(zhì)譜指認(rèn)[42-43]。主要化學(xué)成分峰分離度好的指紋圖譜,常常與含量測(cè)定采用相同色譜條件,供試品進(jìn)樣一次用于兩項(xiàng)檢測(cè),24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中有11個(gè)指紋圖譜可與含量測(cè)定同時(shí)進(jìn)行。除注射液用薏苡仁油及其制劑康萊特注射液外,其余品種指紋圖譜流動(dòng)相均采用梯度洗脫,洗脫時(shí)間由55 min至120 min不等。與一般含量測(cè)定不同,指紋圖譜檢驗(yàn)往往通過色譜峰群的整體特征進(jìn)行判斷,且多采用梯度洗脫,因此對(duì)結(jié)果重現(xiàn)性要求較高。經(jīng)驗(yàn)表明,色譜儀品牌、型號(hào)的差異對(duì)分離度、出峰順序及峰群面貌的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于色譜柱的型號(hào)和柱溫改變?cè)斐傻挠绊?。出于以上考慮,標(biāo)準(zhǔn)起草單位在指紋圖譜研究初期即對(duì)不同色譜柱進(jìn)行了考察。經(jīng)比較25個(gè)指紋圖譜僅有9個(gè)未指定色譜柱型號(hào),其余均在“色譜條件與系統(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn)”項(xiàng)下注明了色譜柱的廠家、型號(hào)和規(guī)格。丹參注射液標(biāo)準(zhǔn)雖未規(guī)定色譜柱,但在對(duì)照指紋圖譜下方標(biāo)注了生成對(duì)照指紋圖譜使用的色譜儀和色譜柱型號(hào)。柱溫方面,除GC指紋圖譜對(duì)升溫程序有明確規(guī)定外,大部分HPLC指紋圖譜要求固定柱溫,其中規(guī)定25℃的6個(gè),30℃的8個(gè),35℃的4個(gè),40℃的3個(gè),僅3個(gè)指紋圖譜未對(duì)柱溫做出要求。由于注射劑較之其他中藥制劑,成分相對(duì)簡(jiǎn)單,25項(xiàng)指紋圖譜檢測(cè)所需的供試品溶液中,有22項(xiàng)只需直接進(jìn)樣或者溶解/稀釋后進(jìn)樣,其余需要前處理的品種操作也較簡(jiǎn)單,痰熱清注射液氨基酸指紋圖譜需柱前衍生化,參芪扶正注射液經(jīng)正丁醇提取后進(jìn)樣測(cè)定,康艾注射液供試品溶液由固相萃取小柱凈化制備。值得一提的是,盡管標(biāo)準(zhǔn)起草單位在方法學(xué)考察階段進(jìn)行過較全面的耐用性試驗(yàn),但儀器狀態(tài)、色譜柱使用程度、流動(dòng)相試劑廠家、色譜峰積分參數(shù)等因素都有可能引起不同實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果的偏差。檢驗(yàn)人員在實(shí)際操作時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行系統(tǒng)適用性試驗(yàn),確保分析條件滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,基線平穩(wěn),主要特征峰分離良好。

3 指紋圖譜的評(píng)價(jià)方式

好的檢測(cè)條件可以幫助分析人員獲得準(zhǔn)確的、反映樣品化學(xué)特征全貌的指紋圖譜,在此基礎(chǔ)上加以科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)也是質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。色譜峰數(shù)量、保留時(shí)間和面積的變化可以反映藥品內(nèi)在質(zhì)量的差異,如何將這種差異科學(xué)客觀地表達(dá)是中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)建立過程需要解決的問題之一。指紋圖譜的評(píng)價(jià)方式早已從最初的直觀比較發(fā)展到數(shù)字化解讀,一般基于相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積這兩個(gè)核心參數(shù),結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)圖譜加以綜合的半定量評(píng)價(jià)。近年來很多學(xué)者將模式識(shí)別技術(shù)用于指紋圖譜信息的挖掘和表達(dá)[44-45],但模型轉(zhuǎn)移和算法共享等問題限制了其在藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用。

按結(jié)果判斷方式分類,目前中藥標(biāo)準(zhǔn)中獲得廣泛認(rèn)可并且普遍使用的是特征圖譜和指紋圖譜兩種檢測(cè)方法。前者一般要求若干特征峰與參照峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積在規(guī)定值的±n%以內(nèi),后者以?shī)A角余弦法計(jì)算樣品指紋圖譜與對(duì)照指紋圖譜的整體相似度并規(guī)定下限。從廣義上講,特征圖譜仍舊是指紋圖譜的一種,當(dāng)n取值較小時(shí),狹義的特征圖譜比狹義的指紋圖譜限度更為嚴(yán)格。對(duì)于成分復(fù)雜的藥品,采用特征圖譜模式評(píng)價(jià)質(zhì)量,如果特征峰選取數(shù)量過少,難以體現(xiàn)整體特性;而特征峰數(shù)目的增加會(huì)加重手工選擇、計(jì)算的工作量,且容易引入人為誤差。2004年我國(guó)頒布了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的《中國(guó)色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)》(A、B版),用于中藥指紋圖譜相似度的計(jì)算,能定量比對(duì)圖譜整體相似程度的工具。此后根據(jù)實(shí)際使用效果總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)和完善軟件的功能,于2009年推出了新版《中國(guó)色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)》(2.0版)。2012年,國(guó)家藥典委員會(huì)組織制定和建立了中藥色譜指紋圖譜電子標(biāo)準(zhǔn)圖譜及其相似度評(píng)價(jià)軟件系統(tǒng),通過互聯(lián)網(wǎng)正式對(duì)外開放(http://fp.chp.org.cn),用戶可以在該系統(tǒng)下載相似度評(píng)價(jià)軟件及對(duì)照指紋圖譜。

本文總結(jié)的24個(gè)中藥注射劑提高標(biāo)準(zhǔn),除柴胡注射液標(biāo)準(zhǔn)要求6個(gè)特征峰的相對(duì)保留時(shí)間在規(guī)定時(shí)間的±8%范圍內(nèi)外,其余標(biāo)準(zhǔn)均采用指紋圖譜模式,不僅要求檢出特征峰,還以相似度為指標(biāo)控制樣品質(zhì)量。其中,注射用益氣復(fù)脈和舒血寧注射液標(biāo)準(zhǔn)分別采用益氣復(fù)脈對(duì)照提取物和銀杏葉對(duì)照提取物作為實(shí)物對(duì)照,檢驗(yàn)時(shí)與樣品隨行測(cè)定,以供試品溶液指紋圖譜與對(duì)照提取物溶液指紋圖譜的相似度進(jìn)行評(píng)價(jià)。剩余21個(gè)品種22個(gè)指紋圖譜項(xiàng),起草單位在標(biāo)準(zhǔn)修訂階段建立了相應(yīng)對(duì)照指紋圖譜,上報(bào)藥典會(huì),電子文件隨標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)頒布。檢驗(yàn)時(shí)只需測(cè)定樣品,計(jì)算供試品溶液指紋圖譜與對(duì)照指紋圖譜的相似度。具體地,尚有全譜相似度與特征峰相似度之分,檢驗(yàn)人員在應(yīng)用指紋圖譜評(píng)價(jià)軟件時(shí)應(yīng)注意點(diǎn)選不同的相似度計(jì)算功能。以參附注射液和參麥注射液為例,前者標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“在9~105 min范圍內(nèi),本品指紋圖譜與參附注射液對(duì)照指紋圖譜比較,相似度應(yīng)不得低于0.9”,這時(shí)需點(diǎn)擊“全譜峰匹配”計(jì)算相似度(見圖1);后者標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“在8~90 min范圍內(nèi),應(yīng)呈現(xiàn)16個(gè)與參麥注射液對(duì)照指紋圖譜相對(duì)應(yīng)的特征峰。按中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)計(jì)算,以特征峰計(jì)算相似度,本品指紋圖譜與參麥注射液對(duì)照指紋圖譜比較,相似度不得低于0.85”,這時(shí)需要根據(jù)保留時(shí)間的先后順序及峰貌特征,以對(duì)照品指紋圖譜為尺,在供試品指紋圖譜中選中16個(gè)相對(duì)應(yīng)的特征峰后,點(diǎn)擊“Mark峰匹配”,計(jì)算相似度(見圖2)。部分品種,如參麥注射液、生脈注射液,除對(duì)特征峰相似度有下限要求外,尚規(guī)定非特征峰占總峰面積的比例不得高于上限,軟件在計(jì)算相似度時(shí),會(huì)同時(shí)給出非特征峰比例。由于面積較大的色譜峰對(duì)相似度的貢獻(xiàn)較多,可能掩蔽其他成分的差異,為更加全面、細(xì)致地評(píng)價(jià)中藥注射劑整體質(zhì)量,可以在計(jì)算相似度時(shí)將含量特別高或者響應(yīng)特別強(qiáng)的組分對(duì)應(yīng)色譜峰剪除。如雙黃連注射液指紋圖譜中,黃芩苷峰面積顯著高于其他成分,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“刪除10號(hào)峰,將供試品色譜圖導(dǎo)入中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)”,黃芩苷作為含量測(cè)定項(xiàng)的指標(biāo)。根據(jù)實(shí)際情況,不同品種相似度的計(jì)算方式及限度有所差異(見表1),一般情況下,有效部位制成的注射劑或獨(dú)家產(chǎn)品由于原料和生產(chǎn)工藝相對(duì)固定,藥品質(zhì)量均一性和穩(wěn)定性更有保障,相似度要求較高。

圖1 全譜峰匹配模式計(jì)算相似度

圖2 特征峰匹配模式計(jì)算相似度

表1 23個(gè)中藥注射劑標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜相似度計(jì)算模式及限度

4 展望

指紋圖譜技術(shù)自上世紀(jì)末引入我國(guó)以來,在中藥質(zhì)量控制領(lǐng)域始終發(fā)揮著積極作用,尤其是在中藥注射劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提高中,已得到全面、成熟的應(yīng)用。藥典委分別于2012年和2013年組織了兩期全國(guó)范圍的“中藥色譜指紋圖譜電子標(biāo)準(zhǔn)圖譜及其相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)專項(xiàng)培訓(xùn)”,本文作者們作為培訓(xùn)班的授課講師,深切地感受到了來自藥檢系統(tǒng)和藥品生產(chǎn)企業(yè)的工作人員對(duì)掌握和運(yùn)用指紋圖譜技術(shù),把好藥品質(zhì)量關(guān)的渴望,同時(shí)也感到正確的引導(dǎo)和規(guī)范在中藥指紋圖譜檢驗(yàn)工作中的重要性。對(duì)于中藥注射劑,必須始終堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,鼓勵(lì)采用綜合手段對(duì)質(zhì)量進(jìn)行多維、全方控制,積極嘗試新技術(shù)、新方法,探索更加準(zhǔn)確、客觀、全面的評(píng)價(jià)方式。將指紋圖譜技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)用于藥品的研究、生產(chǎn)和質(zhì)量控制等環(huán)節(jié),有助于提高工藝水平、完善質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、保證用藥安全、有效。

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R284.1

A

1001-1528(2015)03-0607-05

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.03.032

2014-04-23

國(guó)家自然科學(xué)基金(81303194)

聶黎行,女,副研究員,主要從事中藥質(zhì)量控制和中藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究。E-mail:nielixing@163.com

石上梅,女,主任藥師,主要從事中藥標(biāo)準(zhǔn)的研究與建立。E-mail:sm@chp.org.cn

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