关于印发手性药物质量控制研究等4个技术指导原则的通知 国食药监注[2006]639号 各省、自治区、直辖市食品药品监督管理局(药品监督管理局): 为科学规范和指导药物研究工作,保证药物研究质量,国家局组织制定了《抗HIV药物非临床药效学研究技术指导原则》、《手性药物质量控制研究技术指导原则》、《药物生殖毒性研究技术指导原则》和《细胞毒类抗肿瘤药物非临床研究技术指导原则》等4个研究技术指导原则,现予发布,请参照执行。 国家食品药品监督管理局 二○○六年十二月十九日 附件:1. 抗HIV药物非临床药效学研究技术指导原则 一、 概述 艾滋病的全称是"获得性免疫缺陷综合征"(Acquired immunodeficiency syndrome,AIDS),它是由艾滋病病毒,即"人类免疫缺陷病毒"(Human immunodeficiency virus,HIV)感染而导致的一种传染性疾病。 HIV在分类学上属于逆转录病毒科 (Retroviridae)、慢病毒属 (Lentivirus)、灵长类慢病毒群 (Primate lentivirus group)。HIV分为二型:HIV-1和HIV-2。HIV-1为全球性流行,HIV-2主要流行于非洲少数国家。HIV-1较HIV-2 有更强的传播和致病能力。由于目前的研究和治疗经验主要针对HIV-1,本指导原则主要涉及抗HIV-1的药物。根据目前的认识,HIV感染人体的靶细胞是免疫系统的CD4+淋巴细胞,HIV的复制过程分为融合进入、基因逆转录、基因整合、基因表达、病毒组装及释放等阶段,抗HIV药物研究的靶点主要针对上述几个阶段。 本指导原则介绍了抗HIV药物非临床药效学研究的一般原则和主要内容,还收载了抗HIV体内外药效学研究的一般方法等,供研发者参考。本指导原则主要涉及抗HIV的化学药物,不包括中药、生物制品、预防用药和免疫调节剂等。 本指导原则根据目前的认知提出一些观点和建议,旨在引导和推动我国该类药物非临床药效学研究与评价的发展,并帮助研发者理解对临床试验和/或临床应用有重要意义的数据,并非强制性要求。研发者可根据品种的具体特点和基础研究情况,采用其他适宜的方法,但应对采用的方法及其可靠性进行说明。 二、 一般原则 1、不同的抗HIV药物作用机制不同,各有特点,可根据具体情况确定药效学研究的内容和顺序。 2、体外药效学研究是阐明药物具有抗HIV作用的基础,是抗HIV药物研究与评价的基本内容。 3、体内药效学研究对于进一步说明药物的抗病毒作用、指导临床试验有重要的参考价值。 4、应阐明药物作用的主要靶点或病毒复制的阶段,在此基础上鼓励进行深入的作用机制研究。 5、HIV具有高度的变异性,极易产生耐药性。耐药性研究有助于确定药物的临床适用范围,鼓励进行该项研究。 6、联合用药的体外药效学研究对抗HIV药物的临床应用配伍有一定的提示作用,可视具体情况考虑进行此项研究。 三、 主要研究内容 1、 体外药效学研究 HIV可以在体外细胞培养系统完成复制周期。在进行临床试验前,应对药物和/或其主要代谢产物进行可定量的体外抗病毒活性研究,以证明药物的抗病毒 效果,从而支持药物进入临床试验。体外抗病毒活性研究得到的剂量-效应关系可以指导临床试验剂量的选择。由于HIV具有高度的变异性,体外抗病毒活性研究应使用具有代表性的HIV毒株,特别是应在原代人外周血单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cells,PBMC)/HIV 临床分离株培养系统中验证其抗HIV活性。 体外药效学试验需要首先确定一个没有细胞毒性的药物浓度,以便在细胞培养模型上区分药物的抗病毒活性和药物导致的细胞死亡。应在药物浓度逐渐增加的情况下使用定量试验测定HIV复制的情况并与没有药物存在的情况进行比较。治疗指数(Therapeutic index, TI)是评价药物体外抗HIV活性的最重要指标。体外药效学研究就是要在不同细胞培养系统中,测定药物对HIV临床分离株和实验室适应株的抗病毒活性,分别计算出治疗指数。具体试验方法可参考附录中的相关内容。 药物对HIV的有效抑制浓度应与作用机理提示的数据一致。如果药物抑制HIV复制的浓度低于作用机理研究所提示的浓度,提示可能存在其他作用靶点或机理。 血清蛋白可以结合并屏蔽很多药物,从而影响药物的抗病毒活性。建议对血清蛋白结合率高的药物进行血清蛋白存在情况下的体外抗病毒活性研究。 联合用药是目前临床抗HIV治疗的基本原则,主要目的是减少或延缓耐药性毒株的产生。推荐与已经上市的、具有不同作用机理、作用靶点和代谢特征的药物进行联合抗病毒活性研究,这对于确定临床联合用药方案具有一定的提示作用。 2、 体内药效学研究 目前尚缺乏理想的HIV感染动物模型,但体内药效学研究对于进一步说明药物的抗病毒作用、指导临床试验仍有重要的参考价值。目前可供评价抗HIV药物体内有效性的动物模型主要有二种:(1)猴艾滋病毒(Simian immunodeficiency virus,SIV)感染模型:SIV与HIV-1、HIV-2同属慢病毒,可感染恒河猴、食蟹猴等。该模型既可考察药物在体内对病毒复制的抑制作用,又可观察给药后免疫功能重建的情况。(2)人淋巴组织重建的严重联合免疫缺陷小鼠模型(Sever combined immunodeficient-human,SCID-hu):将人外周血淋巴和单核细胞或胸腺组织移植给SCID小鼠,然后感染HIV。 尽管SIV感染模型与人艾滋病感染的病毒不同,其发病机理、临床表现、病毒学及免疫学特征等也有差异,但SIV和HIV均属于逆转录病毒科慢病毒亚科,有较高的核苷酸序列同源性,具有相同的生活周期。SIV可选择性地攻击猴的CD4+细胞,猴感染SIV后出现与人艾滋病相似的发病过程和病理特征,是目前用于评价抗HIV药物相对较好的动物模型。SCID-hu小鼠模型也可用于抗HIV药物的体内药效学研究,但需严格的饲养条件。 动物感染模型给药后观察的指标包括:(1)病毒学指标:病毒滴度、病毒抗原量以及病毒载量,耐药性病毒的分离和鉴定等。(2)免疫学指标:CD4+/ CD8+细胞数、淋巴细胞功能等。(3)临床指标:症状、发病率和死亡率。(4)组织病理学指标: 组织病理学变化。具体试验方法可参考附录一中的相关内容。 3、作用机理研究 由于目前尚缺乏理想的HIV感染动物模型,体外抗病毒活性与人体内实际情况的相关性又具有一定的局限性,作用机理研究对于进一步阐明药物的抗HIV作用、确定药物的临床治疗定位和联合用药方案具有重要的意义,对预测药物的毒性和阐明耐药产生的机理也是有价值的。作用机理研究包括:(1)确定药物特异性抑制病毒复制或病毒特定功能的能力。(2)确定药物作用的靶点,例如:病毒融合进入、逆转录酶、整合酶、蛋白酶等。 除上述基本的机理研究以外,还可以采用生物化学、结构学、细胞学、遗传学等方法进一步研究药物对病毒的受体结合、酶活性、结合活性、蛋白剪切加工、病毒颗粒装配等方面的作用;测定药物的X-射线晶体结构、分析作用靶点的耐药性基因变异特征等。另外还应通过对病毒和细胞/宿主蛋白靶点的研究证明药物作用的特异性,特别是在细胞内有病毒酶类似物存在的情况下。例如,如果药物作用于HIV多聚酶,相对于宿主细胞的DNA多聚酶(例如DNA多聚酶α, β, γ),药物对HIV多聚酶的活性应更为显著。 4、耐药性研究 鼓励创新性抗HIV药物进行耐药性研究。在研究中应重点关注两方面的问题:一方面是药物对HIV耐药毒株是否有抗病毒活性,另一方面是药物是否容易诱导病毒产生耐药性以及耐药性毒株的基因型和表型耐药性特性。 四、结语 非临床药效学研究与评价是抗HIV药物评价的重要组成部分,对于该类药物的临床试验与临床定位有重要的提示价值。在尚无理想的动物模型的情况下,应更加重视体外药效学研究与评价。鼓励进行体内药效学研究,尽可能提供有提示价值的相关研究资料。 抗HIV药物非临床药效学研究应按照药物研发的客观规律分阶段持续地进行,在进行临床试验前提供必要的、足够的有效性提示信息,在临床试验和临床应用过程中还应根据实际情况和需要进行深入研究。 由于抗HIV药物研究与评价是一项不断发展和探索的课题,本指导原则也将随着研发和认知水平的提高不断修订和完善。 五、参考文献 1、 FDA:Guidance for Industry:Antiviral Drug Development - Conducting Virology Studies and Submitting the Data to the Agency(DRAFT GUIDANCE). 2005.5 2、 FDA:Guidance for Industry:Role of HIV Drug Resistance Testing in Antiretroviral Drug Development(DRAFT GUIDANCE).2004.12 3、 抗人免疫缺陷病毒(HIV-1)药药效学指导原则草案,蒋岩等,1999 4、 中药新药治疗艾滋病非临床有效性研究与评价专题会纪要,药审中心,2005.3 六、著者 《抗HIV药物非临床药效学研究技术指导原则》课题研究组 附录一: 抗HIV药物非临床药效学研究的一般方法 HIV可用传代人T淋巴细胞或原代人外周血单个核细胞培养,T嗜性的病毒株可导致人T淋巴细胞出现特征性细胞病变,如细胞融合、多核巨细胞等。M嗜性的病毒株一般不导致细胞病变,可通过检测培养上清液的HIV p24抗原、病毒RNA或逆转录酶活性监测病毒复制的情况。体外药效学试验一般应重复三次。 目前尚缺乏理想的HIV感染动物模型,常采用替代模型或经过改造的小动物模型来评价药物的体内抗HIV活性,如感染猴免疫缺陷病毒(Simian immunodeficiency virus,SIV)或嵌合病毒(Simian/human immunodeficiency virus ,SHIV)的猴模型和感染HIV的人淋巴组织重建的严重联合免疫缺陷小鼠模型(Sever combined immunodeficient-human,SCID-hu)。 本附录收入了目前较成熟和常用的抗HIV体外、体内药效学试验方法,供研发者参考。今后可根据研究进展情况进一步修订。 一、体外药效学试验 1、病毒和细胞 (1)病毒:应尽可能选择多种生物学表型和基因型的病毒株,包括HIV实验室适应株和有代表性的HIV临床分离株。在进行抗HIV耐药性毒株的药效学研究时,应选用耐药性毒株;对于明确作用靶点的药物,应首先选择对该作用靶点药物耐药的毒株。 (2)细胞:应尽可能选择多种细胞。常用的有传代人T淋巴细胞系(如CEM、MT4、MT2、C8166、H9等)、单核巨噬细胞系(如U937等)和活化的人原代外周血单个核细胞(PBMC)。 (3)病毒感染剂量的确定:测定HIV的感染剂量一般采用在96孔细胞培养板上微量培养滴定的方法,通过观察细胞病变或检测病毒标记物,如HIV p24抗原或逆转录酶等,计算出病毒的感染性滴度(半数组织培养感染剂量,50% Tissue culture infectious dose, TCID50)。在不同的细胞系/病毒株培养系统,使用的病毒感染剂量不尽相同,一般选用100~1000TCID50。 2、药物的细胞毒性测定:将不同浓度的药物加入细胞培养板中,在特定条件下培养一定时间,用适宜的方法测定活细胞的比例,计算药物对细胞的毒性(半数细胞毒性浓度,Median toxic concentration,TC50)。 3、抗HIV活性测定: (1)试验分组 空白对照组:正常培养的细胞。 阳性对照组:阳性对照药与病毒和细胞共同培养。阳性对照药一般选择与受试药物作用靶点相同的临床有效药物。 阴性对照组:药物溶媒与病毒和细胞共同培养。 病毒对照组:病毒和细胞共同培养。 药物对照组:受试药物与细胞共同培养。 试验组:受试药物与病毒和细胞共同培养。 (2)感染和给药方法:一般采用药物、病毒、细胞同时培养的方式,也可以根据药物作用的靶点采取药物先与HIV作用再加细胞、药物先与细胞作用再加HIV或HIV先感染细胞再加药物的感染和给药方式。 (3)监测指标和方法: 细胞病变:在显微镜下观察细胞的形态,观察有无HIV特征性的细胞病变(合胞体以及细胞融合)。 HIV抗原:用ELISA方法检测培养上清液中的HIV p24 抗原浓度。 逆转录酶:用同位素掺入或其他方法检测培养上清液的逆转录酶活性。 根据细胞病变观察、p24抗原或逆转录酶检测的结果,计算药物对病毒的抑制活性(半数抑制浓度,Median inhibition concentration, IC50)。 4、药效学评价指标 由于病毒的存活与复制依赖于宿主细胞,而抗病毒药物本身有一定的细胞毒性,因此不能仅以细胞病变、p24抗原或逆转录酶活性作为药效学评价的指标,而应以治疗指数(TI)为主要的评价指标。一般认为治疗指数大于10的药物可能具有体外抗HIV活性。 5、药物的联合抗HIV活性测定 将2~3种不同的药物加入到同一实验体系中,按照前述的方法监测病毒的抑制情况,判断药物对病毒的联合作用。实验中除了设置一般体外药效学研究需要的对照以外,还应有各单药对照。联合抗HIV活性测定的数据分析方法比较复杂,需采用特定的模型和软件。 二、体内药效学试验 1、SIV感染猴模型 (1) 病毒:SIV毒株,静脉注射或粘膜感染。 (2) 动物:恒河猴、食蟹猴等,体重5公斤左右,动物数应满足评价的要求,一般每组4~6只。 (3) 病毒感染剂量的测定:可采用两种方法,一种方法是用保存的毒种在体外感染猴淋巴细胞,初步确定病毒的感染剂量。一般选择三个剂量组,每组间10倍稀释,每个稀释度接种两只猴,感染后不同时间取血,通过细胞培养测定病毒滴度,并定量检测SIV RNA,以两只猴均感染的最小剂量作为最小感染量(Monkey infectious dose,MID100)。另一种方法是用感染猴的血浆接种猴,感染后每周取血测定SIV抗原和细胞培养病毒,计算半数感染量(Median infectious dose, ID50)。 (4) SIV感染猴治疗试验: 急性感染治疗试验:猴静脉注射10~100ID50 或5MID100 的SIV,同时或4小时后口服或注射最大无毒剂量以下2倍递减2个剂量的药物,每天给药,连续8周。每周取血,培养病毒,测定SIV p27抗原滴度和SIV RNA,计算保护百分率,并与病毒对照组进行比较。给药前、停药当天和停药后8周进行淋巴结检查,观察免疫系统的病理改变。另外,还要测定CD4+、CD8+细胞数和CD4+/ CD8+比值。 慢性感染治疗试验:猴静脉注射10~100ID50或5~10MID100 的SIV,感染后60天左右开始给药,一般试验组在最大无毒剂量以下2倍递减2个剂量。每天给药,连续8周。于给药前、给药第8周、停药当天和停药后8周取血,测定SIV p27抗原滴度和SIV RNA,计算保护百分率,并与病毒对照组进行比较。给药前、停药当天、停药后8周进行淋巴结检查,观察免疫系统的病理改变。另外,还要测定CD4+、CD8+细胞数和CD4+/ CD8+比值。 2、HIV感染SCID-hu小鼠模型 (1)动物:SCID小鼠,4~8周龄,雌性,静脉注射人PBMC或移植人胚胸腺/肝脏组织。 (2) HIV感染剂量测定:将HIV细胞培养上清液10倍连续稀释5个浓度,静脉注射或移植组织注射感染小鼠。1周后取小鼠的血液、脾、淋巴结和腹腔洗液,定量培养,测定病毒滴度,HIV p24抗原、病毒载量,计算ID50。 (3)药物毒性测定:SCID-hu小鼠灌服或静脉注射给药,测定急性毒性和亚急性毒性,计算半数致死量(Median lethal dose, LD50)和最大耐受量(0% Lethal dose, LD0)。 (4)HIV感染SCID-hu小鼠药物治疗试验:SCID-hu小鼠腹腔注射10~100ID50 HIV,2~24小时后灌服或静脉注射给药。感染1周后,取血液、脾、淋巴结和腹腔洗液,定量培养,测定病毒滴度,HIV p24抗原、病毒载量,计算抑制率和半数有效剂量(Median effective dose, ED50),并与病毒感染对照组进行比较。 附录二: 耐药性研究的相关问题 考察药物对HIV耐药性毒株是否有抗病毒活性,至少应该评价对相同作用靶点的耐药性毒株的抗病毒活性,所选用的耐药性毒株应该经过全面的鉴定。由于抗HIV药物已经有很多种,交叉耐药性是临床上的一个重要问题,因此应关注药物对于相同作用靶点有耐药性的病毒的抗病毒活性,及已上市药物对受试药物诱导的耐药毒株的抗病毒活性。耐药毒株的试验结果可提示药物用于该类耐药株的临床有效性。 考察药物是否容易导致病毒产生耐药性以及耐药性毒株的生物学特性,可在体外进行耐药毒株的诱导试验,以确定药物是否容易导致病毒产生耐药性以及耐药性毒株的基因型和表型特征,并检验交叉耐药性。 有些药物的遗传阈值比较低,病毒基因发生1~2个点突变就可产生耐药性,而有些药物的遗传阈值比较高,需要多个基因位点的突变才能产生耐药性。可采用两种方法诱导药物的耐药毒株:(1)病毒在固定的药物浓度下连续传代,可使用多个不同药物浓度的培养系统,这种方法对于遗传阈值低的药物比较有效;(2)病毒在逐渐增加药物浓度的情况下连续传代培养,药物浓度从IC50值的一半起始,监测病毒复制的情况并诱导出耐药毒株。 用基因型和表型方法对诱导出的耐药毒株进行鉴定。基因型分析可以确定哪些基因突变导致HIV对药物的敏感性下降,主要方法是对HIV基因组中药物作用的靶基因进行核酸序列测定,并与野生毒株的靶基因序列进行比较。对传代过程中不同代次的毒株进行序列测定可确定多个突变出现的先后顺序。表型耐药性分析能够确定突变的病毒是否对药物的敏感性下降以及下降的程度。耐药性相关基因突变的确定有助于使用重组病毒系统评估这些突变导致的表型耐药性,也就是使用定点诱变系统或PCR方法扩增病毒基因组相应的部分引入这些特定的突变,以便检测重组病毒在体外对药物的敏感性;也可以采用在含有不同浓度药物的培养基中培养的方法,通过测定HIV抗原、HIV RNA、HIV逆转录酶、细胞毒性或报告基因的表达等确定IC50值并与参考毒株的IC50进行比较,以IC50增加的倍数作为衡量表型耐药性的指标。 附录三: 名词解释 半数组织培养感染剂量(50%Tissue culture infectious dose ,TCID50):是使50%细胞感染的病毒稀释度。 半数有效量(Median effective dose):是能引起50%阳性反应或50%最大效应的浓度或剂量,分别用半数有效浓度(EC50)、半数抑制浓度(IC50)或半数有效剂量(ED50)表示。如果效应指标为毒性或死亡,则可改为半数毒性浓度(TC50)、半数毒性剂量(TD50)或半数致死浓度(LC50)、半数致死剂量(LD50)表示。 治疗指数(Therapeutic index, TI):药物诱导细胞死亡的效力与抑制病毒复制的效力的比值(50%细胞毒性浓度/50%有效抑制浓度,TC50/IC50), 半数致死量(Median lethal dose, LD50):在一定试验条件下引起50%动物死亡的剂量。 最大耐受量(0% Lethal dose, LD0):不引起受试动物死亡的最高剂量。 附件二: 手性药物质量控制研究技术指导原则 一、概述 三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一致,但在三维空间中不能完全重叠的性质,正如人的左右手之间的关系,称之为手性。具有手性的化合物即称为手性化合物。手性是自然界的一种基本属性,组成生物体的很多基本结构单元都具有手性,如组成蛋白质的手性氨基酸除少数例外,大都是L-氨基酸;组成多糖和核酸的天然单糖也大都是D构型。作为调节人类的相关生命活动而起到治疗作用的药物,如果在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境,则不同的立体异构体所产生的生物活性就可能不同。手性化合物除了通常所说的含手性中心的化合物外,还包括含有手性轴、手性平面、手性螺旋等因素的化合物。在本指导原则中所指的手性药物主要是指含手性中心的药物,其它类型的手性药物也可参考本指导原则的基本要求。 手性药物是指分子结构中含有手性中心(也叫不对称中心)的药物,它包括单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体的不等量的混合物以及外消旋体。不同构型的立体异构体的生物活性也可能不同,大致可分为以下几种情况【1】: 1)药物的生物活性完全或主要由其中的一个对映体产生。如S-萘普生在体外试验的镇痛作用比其R异构体强35倍。 2) 两个对映体具有完全相反的生物活性。如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵的右旋异构体为阿片受体的激动剂,而其左旋体则为阿片受体的拮抗剂。 3) 一个对映体有严重的毒副作用。如驱虫药四咪唑的呕吐副作用是由其右旋体产生的。 4) 两个对映体的生物活性不同,但合并用药有利。如降压药-萘必洛尔的右旋体为β-受体阻滞剂,而左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏有保护作用;抗高血压药物茚达立酮【2】的R异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用,而S异构体却有促进尿酸排泄的作用,可有效降低R异构体的副作用,两者合用有利。进一步的研究表明,S与R异构体的比例为1:4或1:8时治疗效果最好。 5) 两个对映体具有完全相同的生物活性【3】。如普罗帕酮的两个对映体都具有相同的抗心率失常作用。 正是由于手性药物的不同立体异构体在药效、药代及毒理等方面都可能存在差异,美国FDA在其关于开发立体异构体新药的政策【4】中要求在对手性药物进行药理毒理研究时,应分别获得该药物的各立体异构体,进行必要的比较研究,以确定拟进一步开发的药物。所以手性药物药学研究的主要任务就是为药物的筛选与进一步研究提供足够数量与纯度的立体异构体。本指导原则是在一般化学药物药学指导原则的基础上,并充分考虑手性药物的特殊性而起草的,其目的是为手性药物的药学研究提供一般性的指导。本指导原则中所说的手性药物主要针对单一的立体异构体、两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物。 由于手性药物的研发是一项探索性很强的工作,情况也比较复杂,所以在使用本指导原则时,还应具体问题具体分析:在遵循药品研发的自身规律以及手性药物一般要求的基础上,根据所研制药物的特点,进行针对性的研究。如采用本指导原则以外的研究手段与方法,则该方法或手段的科学性和可行性必须经过必要的验证。 二、手性药物药学研究的基本思路 手性药物药学研究的基本思路为:除了要遵循已有的各项药学研究指导原则外,还需要针对手性药物的特点进行研究。各项研究的具体要求如下:在原料药制备工艺研究时,应根据手性中心的引入方式,采取有效的过程控制手段,严格控制手性原料与每步反应产物的光学纯度;在结构确证时,需根据化合物本身的结构特点,并结合其制备工艺、结构确证用对照品及文献数据等已有的研究基础,选择合适的方式来证明该药物的绝对构型;在选择制剂的剂型、处方与工艺时,应注意保持手性药物构型的稳定,不产生构型变化;质量研究时,应结合工艺与各手性中心的稳定性确定需研究控制的立体异构体杂质,并注意验证各种手性分析方法的立体专属性;在制订质量标准时,应综合各方面的研究数据,合理有效地监控产品的光学特性与光学纯度;在稳定性研究时,应设立灵敏、立体专属性的光学纯度检测指标,以监测构型的稳定性。 各项药学研究之间也是紧密联系、相互印证的,需要随时参考其它研究的结果,以使整个药学研究工作更为全面与准确。下面分别论述各药学研究间的关系: (一)结构确证研究与原料药制备工艺间的关系 对于通过化学合成制备的手性药物来说,在确证其构型时,应充分利用从制备工艺中所获取的信息,为结构确证提供必要线索,从而使结构确证研究更容易进行。当原料药中的某一个手性中心是从起始原料或试剂中引入的,并且在后续的反应过程中,该手性中心并未受到影响,或对手性中心构型的影响是明确而定量发生的,此时,如果该起始原料或试剂的立体结构是已知的,根据已知的原材料立体结构及相关的制备工艺,通过经典的化学相关法即可确证原料药中该手性中心的构型。 在鉴定立体异构体杂质的结构时,也可以结合制备工艺中各步反应的机理与可能的副反应来综合分析,确定杂质的可能结构范围后,再选择针对性强的结构确证方法加以验证,以减少杂质结构确证研究的工作量,降低其难度。 分析确定了在工艺中产生的立体异构体或其它杂质的结构后,还可以帮助我们进一步了解反应的机理,优化工艺条件,尽量减少反应副产物的生成。所以杂质的结构确证反过来又可以指导工艺的优化。 (二)质量研究及标准制订与其它研究间的关系 1. 与制备工艺间的关系 质量研究时应结合制备工艺,分析工艺中可能产生的手性杂质,确定须在质量研究中分析检测的目标杂质,然后根据这些杂质是属于非对映异构体还是对映异构体,选取合适的分析方法,并且有针对性地对这些杂质的检测方法进行验证。 质量标准的控制必须与原材料的源头控制及生产的过程控制相结合才能切实控制上市产品的质量,尤其对于含多个手性中心的药物更是如此。因为立体异构体的数量与手性中心的数目成指数关系,在手性中心较多(一般大于或等于3)时,仅通过终产品的质量标准来控制所有的立体异构体杂质,在技术上有一定的难度,有时甚至做不到。这时一定要根据工艺中手性中心的引入方式,合并采用源头控制及生产的过程控制,来全面控制产品的光学纯度。这样既能有效地控制产品的光学纯度,又能合理地降低终产品质控的难度。 其次,通过了解制备工艺,可以帮助我们全面掌握产品的质量控制情况,分析可能产生的工艺杂质,从而在标准中进行合理的控制。对于手性药物来说,我们可以通过了解手性中心的引入方式,分析各种手性杂质产生的可能性,在采用科学合理的分析方法获取足够数据的基础上,才能明确在质量标准中需控制的各种立体异构体杂质。 2. 与稳定性研究间的关系 首先,质量研究应对稳定性研究中采用的手性分析方法进行全面的验证工作,以保证分析方法的立体专属性。其次,根据稳定性研究中手性杂质的变化情况,判断手性药物的构型在各种环境因素的影响下,以及放置过程中是否稳定,是否有构型变化现象的产生,从而确定是否需在质量标准中控制这些手性杂质。 三、原料药的制备 单一的立体异构体的制备方式主要有两种:一是在动植物体内天然生成或生物转化产生的,再通过分离提取得到;二是合成或半合成的方式,其中也包括某一步或几步反应采用生物催化方式。由于第一种方式的机制比较复杂,且除分离提取外,对其工艺的控制与通常情况下所采用的合成的方式不同,故在本节内容中主要针对第二种方式进行阐述,第一种方式也可参考本节的主要原则。 手性药物作为一类特殊的化学药物,对其制备工艺的研究首先需要遵循化学药物制备工艺研究的指导原则,然后才能考虑其特殊性。在进行制备工艺研究时,手性药物的一个特殊点在于:在研究与制备过程中需要随时关注手性中心的变化,并控制其光学纯度。基于手性药物的这一特点,在研究其制备工艺时,应遵循的一个重要原则是:对所有的手性原料与试剂均应控制其光学纯度,引入手性中心后的各反应中间体也应结合反应机理,对可能产生的立体异构体杂质进行有效的分离、控制。这样就能与终产品的质量控制相结合,达到全面控制产品光学纯度的目的。 由于手性中心的引入方式不同,在工艺中控制光学纯度的方式也各有不同,所以下面将根据手性中心的引入方式分别进行阐述: (一)直接从起始原料或试剂中引入 在此情况下,终产品中的手性中心是从光学纯的起始原料或试剂中引入的,在后续的制备过程中,不再涉及手性中心的构型改变,或涉及到的构型改变是可控的。因此,终产品的光学纯度主要取决于以下两个方面:起始原料或试剂的光学纯度;后续反应过程是否会影响到已有的手性中心,从而产生构型变化的可能性及程度。所以在进行工艺研究时,首先要采用立体专属性的分析方法严格控制起始原料或试剂的光学纯度,制定合理可行的手性杂质的限度。其次要根据后续反应的机理,充分分析后续反应是否会影响已有手性中心的构型,如可能会产生影响时,应研究与优化工艺条件,尽量避免或减少构型变化的产生。 由于在后续反应中存在构型变化的可能性,所以,在制备工艺中仅控制起始原料或试剂的光学纯度是不充分的,尤其是当终产品中存在多个手性中心,且难以对终产品中的所有立体异构体杂质进行有效控制时,就需要结合工艺中的过程控制来综合控制终产品的光学纯度。这就要求在进行工艺研究时,对引入手性中心后的每步反应的中间体中的立体异构体杂质进行检测,分析与监测构型变化的可能性。如没有发生构型变化,则只需根据工艺优化与验证的结果,在制备工艺中严格控制工艺操作参数即可;如可能会发生部分构型变化,则除了需严格控制工艺操作参数外,还需采用可靠的指标对中间体的光学纯度进行控制,即对该步反应中间体中的立体异构体杂质进行严格的控制。 总之,在此种情况下,除了需对手性中心引入的源头--起始原料或试剂进行光学纯度控制外,还需根据终产品质控的难度分别采用上述不同的过程控制方式,以切实控制终产品的光学纯度。 (二)不对称合成 此种情况是指采用立体选择性或专属性的反应(包括酶催化反应)在分子中引入所需构型的手性中心,所以终产品的光学纯度直接取决于该步反应的立体选择性。为保证所采用方法的立体选择性,首先应尽可能查阅相关的文献资料,充分了解所用不对称合成反应的反应机理、反应条件、立体选择性等,以选取合适的反应;其次,在工艺研究中应对该步不对称反应的工艺操作参数进行筛选优化,并对产物的立体异构体进行严格的监测,确定该步反应的工艺条件与反应产物的光学纯度控制指标。引入手性中心后,进行后续反应时仍可能产生构型变化,故同样需要根据终产品质控的难度分别采用不同的过程控制方式,来综合控制终产品的光学纯度。此外,不对称合成中有可能使用一些毒性较大的催化剂,在后处理过程中应注意控制其残留。在质量研究中对这些催化剂的检测方法进行研究与验证,并在质量标准中对其残留量进行控制。 两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物的合成主要是通过不完全的立体选择性反应得到的,此时在进行制备工艺研究时,其主要任务是确定合适的工艺参数,保证能稳定地获得组成固定并符合要求的混合物。 (三)消旋体的拆分 此种方式是指采用手性拆分试剂与外消旋的中间体或终产品反应生成非对映异构体,分离纯化得到所需的非对映异构体,再去掉手性拆分试 |