薛曉 陳辰 黃臻輝 曾垂宇

（1. 上海上藥第一生化藥業(yè)有限公司 上海 200240；2. 上海上藥創(chuàng)新醫(yī)藥技術(shù)有限公司 上海 200020）

藥物中存在的元素雜質(zhì)可能會潛在地危害患者的健康，或者使藥物加速降解，從而對患者產(chǎn)生危害或者失去治療作用。因此，對允許可接受的元素雜質(zhì)濃度范圍進(jìn)行分析評估尤為重要。國際人用藥物注冊技術(shù)協(xié)調(diào)會議（International Conference of Harmonization，ICH）制定的關(guān)于制劑中元素雜質(zhì)的 Q3D指南[1]，對元素雜質(zhì)的分類、風(fēng)險(xiǎn)評估和控制、制劑日允許暴露量與濃度限度之間的轉(zhuǎn)換等做了詳細(xì)闡述，為藥企在生產(chǎn)藥品中元素雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)評估與控制提供了依據(jù)。目前，有少量文獻(xiàn)對ICH Q3D指南中元素雜質(zhì)評估及控制的相關(guān)政策進(jìn)行了相關(guān)解讀[2-3]，但對于在實(shí)際研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量研究中具體的評價(jià)方法，及某些情況下高于分析限度且缺乏直接的每日允許暴露（permitted daily exposure，PDE）[1]劑量的推導(dǎo)值時，如何對PDE的元素雜質(zhì)水平進(jìn)行推導(dǎo)和評估，還缺乏相關(guān)文獻(xiàn)評價(jià)討論。

本論文基于十四烷基硫酸鈉注射液的包材相容性研究的遷移試驗(yàn)的結(jié)果，其中金屬元素鎢和單質(zhì)硫超出了分析評價(jià)閾值(analytical evaluation threshold，AET)（0.3 μg/瓶）[4]，結(jié)合ICH Q3D指南的內(nèi)容對兩種元素進(jìn)行相應(yīng)的安全評估，以評估其對治療患者的潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。為藥物研發(fā)和生產(chǎn)中如何進(jìn)行元素雜質(zhì)的評估提供一些借鑒。

1 材料和方法

1.1 儀器

Perkin Elmer電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜儀（美國PE公司，ICP-MS Nexion 300X）；HPLC 1260高效液相色譜儀（安捷倫公司）。

1.2 試劑

十四烷基硫酸鈉注射液（規(guī)格2 mL：60 mg，批號1612701、1612702、1612703，上海上藥第一生化藥業(yè)有限公司）；乙腈（色譜純，批號18035171，Tedia公司）；鎢元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（規(guī)格1 000 μg/mL，批號214045034，AccuStandard公司）；超純水均為Merck Millipore制備；單質(zhì)硫（批號S2BE09.0XV， Fluka公司）。

1.3 方法

1.3.1 鎢元素的測定

平行制備供試品和空白樣品，采用質(zhì)譜進(jìn)行檢測，射頻功率1.1 kW；等離子氣流量15 L/min；輔助氣流量1.2 L/min；霧化氣流量0.87 L/min。

1.3.2 硫元素的測定

平行制備供試品和空白樣品，采用高效液相色譜進(jìn)行檢測，Agilent Eclipse XDB-C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速1.0 mL/min；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量20 μL；DAD檢測器；流動相100%乙腈；檢測波長225 nm。

1.4 包材相容性研究

根據(jù)包材相容性研究的相關(guān)指導(dǎo)原則，對十四烷基硫酸鈉注射液與其內(nèi)包裝材料進(jìn)行相容性考察。研究內(nèi)容包括提取試驗(yàn)、方法學(xué)驗(yàn)證、遷移試驗(yàn)及玻璃內(nèi)表面侵蝕性（圖1）。

圖1 包材相容性研究內(nèi)容

遷移試驗(yàn)中將樣品置于穩(wěn)定性試驗(yàn)條件下，對0天、加速3個月、加速6個月、長期6個月樣品進(jìn)行遷移物檢測。

2 結(jié)果

2.1 遷移試驗(yàn)

遷移試驗(yàn)中鎢與硫超出產(chǎn)品閾值（AET 0.3 μg/瓶）（表1）。AET是基于安全性關(guān)注閾值(safety concern threshold，SCT)、產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)品最大日攝入量計(jì)算得出。歐洲藥品局、美國產(chǎn)品質(zhì)量研究所、腸外及眼用藥物工作組推薦SCT為1.5 μg/d。本產(chǎn)品的SCT采用1.5 μg/d。每日最大攝入10 mL（5瓶），則本產(chǎn)品AET計(jì)算為 ：1.5 μg/d÷5 瓶 /d=0.30 μg/瓶。

表1 在各種儲存條件下可浸出的元素量(μg·瓶-1)

2.2 鎢的PDE推導(dǎo)

PDE推導(dǎo)中的各校正因子的具體選擇參照ICH Q3D指南相關(guān)規(guī)定。鎢在歐盟CLP（物質(zhì)和混合物分類、標(biāo)簽和包裝）法規(guī)[5]中未被分類為任何危險(xiǎn)特性。從鎢的毒理學(xué)論著[6]與歐盟REACH（Registration, Evaluation,Authorization and Restriction of Chemicals）注冊檔案[7]中公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，鎢無明顯皮膚與眼睛刺激性，皮膚致敏性反應(yīng)為陰性，無明顯繁殖致畸性。

2.2.1 毒性安全限度

1）數(shù)據(jù)來源1 美國國家職業(yè)安全與健康研究所（NIOSH）設(shè)定了鎢的推薦暴露極限（recommended exposure limit，REL）為 5 mg/m3（10 h工作班次）。美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會議（ACGIH）定義了一個鎢的暴露限度閾值（threshold limit value，TLV）：工作8 h為5 mg/m3。從這些引用的亞急性吸入研究中，可以推導(dǎo)出一般人群每天0.48 mg/kg的衍生無效水平（derived no effect level，DNEL）。

2）數(shù)據(jù)來源2 在健康人群中，鎢血清濃度為6 μg/L。據(jù)估計(jì)，成人每日膳食攝入鎢估計(jì)約為0.01 mg（0.05 μmol）。人類會從各種飲食攝取鎢，如葡萄酒[平均含量 (1.7±1.4) μg/L]，礦泉水 [平均含量 (7.4±6.5)μg/L]，啤酒 [平均含量 (0.31±0.51) μg/L]和茶 [平均含量 (1.8±0.3) μg/L][6]。

2.2.2 口服途徑PDE的推導(dǎo)

1）數(shù)據(jù)來源1 吸入途徑可用于推導(dǎo)皮膚、吸入、注射途徑PDE值，無推導(dǎo)口服途徑PDE值的參考。

2）數(shù)據(jù)來源2 根據(jù)美國《藥典論壇》關(guān)于鎢的PDE討論[8]，鎢的口服PDE值=375 μg/d。

假設(shè)體質(zhì)量為50 kg，則鎢的口服PDE值=375/50 μg/(kg·d)=7.5 μg/(kg·d)。

2.2.3 注射途徑PDE的推導(dǎo)

1）數(shù)據(jù)來源1 國家職業(yè)安全與健康研究所（NIOSH）設(shè)定了鎢的推薦暴露極限為5 mg/m3。這個限度可以推廣到普通人群，計(jì)算普通人群的相應(yīng)限度：

注：公式中“40 h”為ICH Q3D中定義，以常規(guī)每周工作40 h計(jì)算的時間加權(quán)平均濃度[國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）]。

鎢的工作場所最大吸入閾值濃度為1.19 mg/m3，假設(shè)每天吸入28.8 m3空氣（輕度運(yùn)動時），成年人體質(zhì)量為 50 kg，則 NOAEL 為 ：1.19×28.8/50=0.685 mg/(kg·d)。

鎢的吸入PDE值=0.685/[1×10×1×1×1]mg/(kg·d)=68.5 μg/(kg·d)，取校正因子為 1，鎢的注射 PDE 值=68.5 μg/(kg·d)。

2）數(shù)據(jù)來源2 鎢口服生物利用度為57%～74%（比格犬）[6]，校正因子取2，鎢的注射PDE值（數(shù)據(jù)來源2）=7.5/2 μg/(kg·d)=3.75 μg/(kg·d)。

綜合兩種數(shù)據(jù)來源推算的PDE結(jié)果，取更嚴(yán)格的限度值作為鎢的PDE值，即口服為7.5 μg/(kg·d)，注射途徑為 3.75 μg/(kg·d)。

2.3 硫的PDE推導(dǎo)

2.3.1 毒性安全限度

大鼠口服硫的LD50>2 000 mg/kg，大鼠亞慢性毒性試驗(yàn)中口服硫的未觀察到不良作用水平（no observed adverse effect level，NOAEL）為 1 000 mg/(kg·d)[9]。

2.3.2 口服途徑的PDE推導(dǎo)

根據(jù)毒理學(xué)評估報(bào)告提供的數(shù)據(jù)和信息，用于計(jì)算PDE的各個校正因子見表2。

表2 校正因子數(shù)據(jù)

2.3.3 注射途徑的PDE推導(dǎo)

未見硫的口服生物利用度數(shù)據(jù)，依據(jù)ICH Q3D指南的相關(guān)規(guī)定，因此校正因子取100。

注射途徑硫的 PDE 值 =4/100=40 μg/(kg·d)。

總之，已確定硫?yàn)槭耐榛蛩徕c注射液包材中的可浸出物質(zhì)，PDE 40 μg/(kg·d)可用于風(fēng)險(xiǎn)評估。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)評估總結(jié)及質(zhì)量控制策略

元素風(fēng)險(xiǎn)評估過程包括3個步驟：確定元素雜質(zhì)的已知和潛在來源；測定特定元素雜質(zhì)水平，與PDE比較，評價(jià)該元素在藥品中可能存在的水平；總結(jié)和記錄風(fēng)險(xiǎn)評估[1]。

根據(jù)浸出試驗(yàn)研究中超出產(chǎn)品閾值的鎢、硫元素的最大測量值來計(jì)算人體每天可能的最大系統(tǒng)暴露劑量（systemic exposure dose，SED）（表3），并比較他們的SED值與對應(yīng)的PDE值（表4）。結(jié)果表明，鎢和硫的風(fēng)險(xiǎn)比遠(yuǎn)小于0.3（ICH規(guī)定“將藥品既定PDE值的30%定義為控制閾值”[1]）；硫的風(fēng)險(xiǎn)主要是皮膚刺激，未見其他毒性。

表3 十四烷基硫酸鈉注射液包材浸出試驗(yàn)中各元素SED值

表4 十四烷基硫酸鈉注射液中兩元素風(fēng)險(xiǎn)比

經(jīng)毒理學(xué)評估，鎢及硫的浸出量遠(yuǎn)小于控制閾值。由于硫來源明確為膠塞，且膠塞成分比例固定，工藝驗(yàn)證三批樣品浸出試驗(yàn)研究的硫水平應(yīng)與正式生產(chǎn)樣品相當(dāng)，因此可不列入日常檢驗(yàn)。

3 討論

本產(chǎn)品中原料藥十四烷基硫酸鈉生產(chǎn)過程中無有意添加鎢元素，而輔料苯甲醇、磷酸氫二鈉使用量較少，且使用的輔料均符合中國藥典2020版標(biāo)準(zhǔn)，引入鎢元素雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)低；本品溶劑為注射用水，其制備工藝中無有意添加的潛在元素雜質(zhì)，且該注射用水符合中國藥典2020版注射用水標(biāo)準(zhǔn)，公司也對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，故鎢元素超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)很低。本品pH為7.5～7.9，為中性藥液。而生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的不銹鋼為316 L材質(zhì)，在該中性pH條件下，不銹鋼中各元素雜質(zhì)引入藥品的風(fēng)險(xiǎn)低。據(jù)內(nèi)包材供應(yīng)商提供的資質(zhì)證明，均未有意添加鎢元素。經(jīng)與供應(yīng)商溝通，膠塞生產(chǎn)工藝中需使用鎢鋼刀將硫化好的成片橡膠密封件切割成單只產(chǎn)品，推測鎢元素的來源為膠塞。因此，應(yīng)加強(qiáng)對供應(yīng)商審計(jì)，并對每年穩(wěn)定性留樣產(chǎn)品進(jìn)行鎢元素的追蹤檢測。

本研究參考ICH Q3D，結(jié)合公開有效來源的毒理學(xué)數(shù)據(jù)，對超出分析評價(jià)閾值的鎢和硫元素的PDE進(jìn)行推導(dǎo)，并作出相應(yīng)的安全評估。最終確定包材相容性試驗(yàn)中鎢及硫的浸出量遠(yuǎn)小于控制閾值，在正式生產(chǎn)中風(fēng)險(xiǎn)極低，不列入日常檢驗(yàn)。此外，元素的風(fēng)險(xiǎn)評估只是評價(jià)手段，應(yīng)從來源去降低元素的引入風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)藥品相關(guān)原輔料及包材廠商應(yīng)積極關(guān)注原料及生產(chǎn)中各元素的分析及管控，藥品生產(chǎn)企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對人、機(jī)、料、法、環(huán)的控制，以滿足藥品的質(zhì)量和安全性需求。