您當前的位置：檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2024-10-08 08:20
本文是2024FDA亞硝胺指南更新非常重要和底層的一篇參考文獻，作者來自全球7個監管機構，包括FDA、EMA、加拿大藥監局、新加坡藥監局、巴西藥監局、荷蘭藥監局和德國藥監機構。
參考本文，進行亞硝胺全面評估并形成報告，將會非常有用。
摘要：
N-亞硝胺（也稱亞硝胺）是一類物質，其中許多是強效致突變劑，被歸類為可能的人類致癌物。 自2018年6月以來，亞硝胺雜質一直是制藥行業和全球監管機構關注的問題，當時監管機構被告知血管緊張素II受體阻滯劑(ARB)藥物纈沙坦中存在N-亞硝基二甲胺(NDMA)。 從此全球監管機構合作分享有關亞硝胺問題的信息和知識，目的是促進技術問題的趨同，減少和減輕患者在人體藥物產品中接觸有害亞硝胺雜質。
本文分享了從質量角度對亞硝胺雜質的風險因素和潛在根源的最新科學研究與信息，以及風險緩解和控制策略的建議。
介紹：
2018年6月，全球監管機構開始收到來自一家制造商的一批纈沙坦原料藥中含N-亞硝基二甲基胺（NDMA）的報告，這是一種推定的已知動物和人類致癌物。 隨著進一步信息的獲取，對亞硝胺雜質潛在存在的調查擴散到同一血管緊張素II受體阻滯劑(ARB)藥物類別中的其他生產商和其他原料藥。
基于動物研究，許多亞硝胺雜質在人身上表現出致突變和致癌活性。這意味著長期暴露在被認為安全水平以上的硝胺雜質中可能會增加致癌的風險。 此外，根據ICH指南"評估和控制藥物中的DNA反應（誘變）雜質以限制潛在的致癌風險"（ICH M7），N-亞硝基化合物和亞硝胺被列入關注的隊列。
鑒于這一事件的全球性和保護公共許可證健康的必要性，一個監管機構聯盟開始通過多方電話會議分享信息。 這包括關于即將采取市場行動的信息，如批量召回、外部通信（例如公共和醫療保健專業通信和媒體發布）與公共衛生風險相關的信息、關于污染源的科學信息以及用于測試潛在影響藥物的分析方法。 隨后在雷尼替丁、二甲雙胍和利福平等其他藥物報告了亞硝胺雜質的存在，監管機構聯盟繼續與2018年成立的"亞硝胺國際戰略集團"（NISG）進行討論。該小組開始定期舉行會議，重點討論關于市場和其他管制行動的知識共享問題。
由于NISG參與監管機構對技術問題和科學發展進行更深入討論的共同利益，2020年底成立了同一監管機構的第二個子組"亞硝胺國際技術工作組"（NITWG）。 其他監管機構于2021年初開始加入了這一合作計劃，由具有安全、毒理學、質量（化學和制造）、藥學和分析科學背景的專家組成。 NITWG的成立是為了分享有關亞硝胺的技術安全和質量問題的科學知識和當前想法，并在可能的情況下促進各成員管轄區之間的技術趨同。
NITWG中內部監管合作伙伴的質量技術專家合作促成了本文的撰寫，旨在從質量角度分享當前信息和影響，包括根本原因、風險因素和風險因素。 以及人用藥物中亞硝胺雜質的風險緩解措施。
背景：
N-亞硝胺是自19世紀以來已知的一種物質。 亞硝胺在有機化學中作為溶劑或合成中間體的應用有限，除了N-亞硝基二甲基胺（NDMA）之外，N-亞硝基二甲基胺（NDMA）是大規模用于生產1,1-二甲基肼，作為可儲存液體火箭燃料。 在此期間，發現了NDMA對人體的毒性作用。
隨后，NDMA被報告可致大鼠肝癌，開始了激烈的科學研究，在20世紀60年代鑒定出幾十種亞硝胺為體內致癌物。截至2022年，228種低分子量亞硝胺衍生物的動物數據顯示，82%是體內致癌物，與給藥途徑無關。 通常亞硝胺需要代謝激活才能啟動致癌作用，根據普遍接受的機制，亞硝胺在阿爾法位中被細胞色素P450酶羥基化，并轉化為反應性藥物，如重氮或羰基化。 在這些代謝途徑中產生的親電部位很容易與人體中DNA中的親核中心發生反應，從而導致致癌過程。
20世紀60年代，經亞硝酸鹽處理的食品中NDMA形成與動物致癌作用之間存在聯系，從而成為對亞硝胺作為人類致癌物的評估。 因此國際癌癥研究機構（IARC）發起了一項關于亞硝胺的整體研究計劃，該計劃后來確定了人類接觸亞硝胺的多種來源。 人類通過吸收和形成前體接觸亞硝胺可以是內源性，也可以是化學、金屬和食品工業以及其他生活方式相關來源（如煙草、藥物、水、食品、化妝品和家用產品）的外源性。
例如，國際癌癥研究機構目前將NDMA歸類為可能對人體有致癌作用（2A類），而兩種煙草特異性亞硝胺（即4-（N-亞硝基甲胺）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮（NNK）和N-nitrosonitrosonornicotine （NNN）被歸類為致癌1類。1970年有報告顯示亞硝胺與活性藥物成分(API)在體內形成有關，某些情況下可在體外形成。例如,NDMA被報告為氨基苯那酮(也稱為氨基吡啶)中的雜質,氨基苯那酮是一種廣泛用作退熱和鎮痛劑的產物。
重要的是, 在1970年代和1980年代的分析測試(甚至最近的測試)在某些情況下容易產生分析性假陽性結果，在某些藥物進行測試時,測試條件可能形成NDMA,因此應謹慎評估這些藥物產品本身中含有亞硝胺的初步報告。自2018年以來，隨著現代分析技術和分析程序驗證在原料藥和藥物產品中定量測量亞硝胺的應用，更準確和可靠的數據來準確評估藥物中是否存在亞硝胺。
即使某些藥物分析在1970年代可能不完全可靠，Lijinsky等人也報告服用各種藥物（如氨基苯甲酮）的大鼠肝腫瘤發病率有所增加。 當時德國藥監局于1975年發布了一項建議，通過添加抗壞血酸作為抗氧化劑來重新配制氨基苯甲酮制劑，以防止體內NDMA形成。 德國藥監局于1978年建議從市場上召回氨基苯甲酮產品。 在其他研究中，沒有觀察到抗壞血酸和無抗壞血酸的氨基苯甲酮樣品片NDMA含量的顯著差異。值得注意的是，最近在二級胺模型處方對亞硝胺的配比研究表明，抗壞血酸和其他抗氧化劑具有明顯的抑制作用。
正如最近在氨基苯甲酮病例之后總結的那樣，科學家們開始研究其他原料藥和制劑中的亞硝胺雜質，結果差異很大。 例如，Krull等人測試了可能含有3種N-亞硝基化合物的73種產品，沒有發現NDMA或N-亞硝基二乙胺（NDEA）。 然而在其他研究中，二硫氰胺成品中檢測到亞硝胺水平，NDEA的亞硝胺含量為94-980ppb，而哌嗪制劑中的亞硝胺含量高達20ppm。值得注意，在活性物質的各論中列出了數量有限的亞硝胺雜質（例如吲哚酰胺、格列齊德和莫西多明），N-亞硝基二乙醇胺（NDELA）是輔料trolamine中唯一列出的降解產物。
最近一項報告，水消毒程序可導致與某些原料藥結合產生N-亞硝胺。 采用二氯甲烷提取步驟的分析程序,以制備樣品和采用高溫GC-MS測量方法，研究了20種藥物暴露于氯胺消毒的水中后對N-亞硝胺形成的敏感性，結果顯示8種原料藥的摩爾收率高于1%。 雷尼替丁具有最強的形成NDMA的潛力。盡管摩爾轉化率較低，但報告雷尼替丁在用臭氧處理水處理時也有類似的結果。 根據最近的報告，所使用的測試條件可能導致分析性結果假陽性，結果應謹慎解釋。
1978年，世界衛生組織（世衛組織）專家組提出，在標準條件下采用亞硝化分析程序（NAP測試）作為一般的體外測試方法，研究藥物亞硝化能力。 此后，藥物-亞硝酸鹽相互作用對人類造成的遺傳毒性和致癌風險在評論文章中得到了全面證實。 利用超臨界流體色譜法SFCMS/MS分析，67種藥物物質中有33種在NAP測試條件下，形成相關數量亞硝胺藥物相關雜質（NDSRIs），這表明NAP測試在評估亞硝酸鹽性方面的潛在應用。 由于亞硝酸鹽濃度高于生理條件下通常存在的濃度，NAP試驗是否適用于充分處理藥物的內源性亞硝酸鹽似乎存在疑問。 最近對雷尼替丁進行的測試直接證明，該藥物產品在體外或健康人體受試者與人體生理相關的條件下不是亞硝胺的來源。
在臨床發展中對亞硝基可溶性及內源性亞硝化的研究缺乏指導。相比之下，在2007年的一篇論文中，人們普遍質疑醫藥產品中基因毒性的相關性。 然而，ICH指南"評估和控制藥物中的DNA反應（誘變）雜質以限制潛在致癌風險"（ICH M7）隨后于2017年制定并最終發布，為評估和控制藥物中的誘變雜質提供指導。如ICH M7所述，N-亞硝基化合物和亞硝胺被列入關注隊列，因此，存在這種亞硝胺雜質應酌情觸發后續行動。此外，最近的區域指南（表1）包括要求制造商進行風險評估和確認性測試，以提供有關藥物中胺類亞硝化的信息。
總體而言，關于亞硝胺對人類造成疾病的風險還有很多待了解，整個領域是需要相當大的持續工作，旨在提供必要的科學數據以填補知識空白。
亞硝胺化學性質
對亞硝胺的化學性質進行了綜述。低分子量的亞硝胺可以分離為可蒸餾液體或結晶固體。由于N-NO基團的偶極矩大，并且取決于所附著取代基的親脂性，它們部分可溶于水，并且易溶于有機溶劑。 當考慮通過標準的水處理程序從反應混合物中清除這些物質的效率以及制備分析樣品時，這種溶解特性具有重要的意義。 如大分子量的亞硝胺雜質，原料藥中仲胺的亞硝化(稱為亞硝胺藥物相關雜質或NDSRIs),這些分子中的其他部分結構和嵌入官能團可以顯著改變物理化學性質,阻止該類亞硝胺的形成。
亞硝胺的性質和反應性受到氮-氮鍵zwitterionic共振結構的影響，具有明顯的雙鍵特性，導致平面性阻礙旋轉。N-NO鍵可以熱破裂，但通常需要暴露在高溫（400-500°C）下。 亞硝胺在光照下也容易發生光降解，紫外線光解可作為一種從水中去除亞硝胺的技術得以應用。
亞硝胺經歷各種合成轉化。 它們可以在酸性溶液中質子化，主要在氧原子上充當劉易斯堿和氫鍵受體。 脫硝基(與亞硝化過程相反)可以在不存在或存在催化親核物質(例如溴)的情況下發生,以提供次胺和亞硝酸。 它們容易在各種條件下還原，例如通過催化氫化，或通過溶解金屬和氫化物還原轉化為相應的肼衍生物。過氧化物試劑氧化亞硝胺常用于制備N-硝胺。亞硝胺也可以通過光解重排轉化為相應的amidoximes。在a位金屬化后，它們可以被烷基化并酰化以形成相應的加成物。a-羥基-N-亞硝胺具有極強的反應性， 在生理pH值的水溶液中顯示體外不穩定，半衰期幾秒，但也是體內形成的中間體，是亞硝胺與DNA反應并顯示其致癌作用機制的一部分。
N-亞硝胺可以在某些反應條件下由胺和亞硝化劑（通常含有氧化氮化合物，NOx，表4）形成。 亞硝酸與堿性胺形成鹽，當加熱時，可以進一步反應以提供N-亞硝胺。 這些NOx種類具有不同的反應性，并且可以根據反應介質的pH值和溶劑的性質而與胺發生不同的反應。 在低pH值下，存在更強大的亞硝化試劑，但胺是質子的，因此反應較少。 因此，水溶液中有效的亞硝化條件取決于亞硝化種類、pH值和胺在低pH值下具有最佳生成率的堿度（路線1）。 即使在中性和基本溶液（路線2）中，在催化醛的存在下，也可以實現腫胺的N-硝化。
路線1:腫胺在酸性條件下的亞硝化
路線2:仲胺在堿性條件下的被羰基化合物催化的亞硝化
這種經典反應機理被認為是在酸性條件下優先形成的不同亞硝化物。 一氧化氮通常不會導致亞硝胺的形成，盡管一些金屬和有機金屬絡合物能夠使用一氧化氮催化亞硝化，例如已知其他氮氧化物種類包括亞硝酸鹽和亞烷基亞硝酸鹽，以及亞硝酸酐（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）、亞硝酰氯（NOCl）、亞硝基硫氰酸鹽和亞硝基苯酚。 其中一些可以作為試劑使用，但它們也可以在其他處理過程中形成（例如，在肉腌制過程中，在麥芽釀造過程或化學反應期間）。 已知一些抗氧化劑可以抑制亞硝胺的形成，例如抗壞血酸，因此添加到腌制肉類中。 伯胺很容易與硝化劑反應，但相鄰氫原的存在允許亞硝胺物快速轉化為重氮鹽。 因此，亞硝胺雜質的形成并不被認為是主要的風險，當只有伯胺存在時，盡管在某些情況下觀察到低產量的亞硝胺形成。 對于次胺，由于缺乏足夠的a-質子，通往重氮物種的途徑受到抑制。 二級胺及其銨鹽容易與NOx反應形成相關的亞硝胺，這一過程可以通過亞胺離子形成甲醛等醛類催化，通過亞硝基鹵化物催化鹵化物。 已知叔胺及其銨鹽也可通過交換-反應機制直接與亞硝酸鹽反應形成亞硝胺（路線3）。 據報告，季銨離子形成亞硝胺，并假定通過重排的亞硝化脫烷基化，然后通過胺硝化反應形成亞硝胺。 已記錄了一系列替代合成工藝，包括硝基甲烷與外部氧化劑結合使用。
路線3:叔胺在有a-氫的條件下被亞硝基脫烷后的亞硝化
亞硝胺也可以通過非經典反應形成，例如與金屬在酸性條件下反應還原硝胺和在金屬催化劑存在下加氫。此外，肼化合物與氧/催化劑和過氧化氫氧化會產生亞硝胺。 肼化合物可通過臭氧分解轉化為亞硝胺。
許多亞硝胺的化學只在溶液中研究過。 這些條件主要在API的制造過程中觀察到。 然而，近年來發現亞硝胺的形成發生在成品制造或原料藥和成品的儲存過程中。 這種反應假定發生在固態或溶液與固體之間的界面（即表面）。 亞硝酸鹽、過氧化物和甲醛是多種賦形劑中的已知雜質，在制成品的配制和儲存過程中，它們可能單獨或組合導致亞硝胺的形成。
在包裝操作過程中，可以形成氣體狀的亞硝化劑，當存在胺時也可以導致亞硝胺的形成。在過去幾年中，已經確定了形成亞硝胺的許多其他途徑，本文第3節對這些途徑進行了深入介紹。
監管機構就亞硝胺提交的主要指引文件
NISG監管機構已經發布了幾個關鍵的指南文件，以分享有關亞硝胺的相關信息。 表1列出了由不同監管機構應用和公布的一些關鍵公共信息、指導和指南。 此外，自2018年以來，監管機構已經采取了召回等市場行動，因為不同藥品的亞硝胺雜質被識別和定量超過可接受的攝入量（AI）限制。 此外，在機構網站和科學期刊的同行評審出版物中發現了令人關注的藥物產品。
血管緊張素-II受體拮抗劑（也稱為"沙坦"）中確認存在亞硝胺，引發了監管機構對此事的首次行動。 在"沙坦"案例得到證實后，許多監管機構廣泛將召回等行動應用于二甲雙胍和雷尼替丁藥物產品。 主要基于"沙坦"的經驗，許多監管機構描述了從2019年開始在某些管轄區評估質量風險和控制API和藥物產品中亞硝胺的風險的標準考慮因素。
大多數監管機構已采用一種常見的三步法，指導業界評估和控制市售藥品中的亞硝胺。 總而言之，這種做法包括:
步驟1:風險評估;
步驟2:確認測試;
步驟3:根據需要，變更與授權。
監管機構已采用多種工具，向工業界和公眾介紹和指導與亞硝胺風險減輕有關的活動。 例如，監管機構提供了指導，促進了科學討論，并與醫療保健專業人員和媒體進行了溝通。 此外，監管當局一直在廣泛合作，以配合科學指導。 Anvisa為新的決議舉行了公眾咨詢，并與業界互動以制定指導方針。 EMA實施了亞硝胺實施監督小組（NIOG），包括與行業協會定期舉行會議，以及與質量和安全工作組進行更注重科學的互動。 網絡研討會也是FDA和加拿大衛生部等幾個機構采用的一種常見方法，以提供更新并促進監管機構和行業之間的討論。
為了補充當局采取的行動，一些機構如FDA，加拿大衛生部，HSA， 瑞士醫藥公司和歐盟官方藥物控制實驗室（OMCL）網絡已經開發并發布了API和藥物產品中亞硝胺含量的分析方法，以支持生產商進行第二步確證測試計劃。總體而言，監管機構在可能的情況下尋求促進成員之間的技術趨同。
活性藥物成分（API）的根本原因和風險因素
評估潛在的亞硝胺形成或引入的過程是一個復雜的挑戰。 為明確評估亞硝胺風險基礎，全面分析亞硝胺和亞硝胺前體的所有潛在來源，包括非明顯來源。 監管機構已就評估亞硝胺風險的必要性(見表1)向生產商發出指南,并已就亞硝胺風險的性質及其緩解發表了廣泛的報告。在評估藥物物質和成品藥物對亞硝胺的風險時考慮的根本原因將在本文中討論。
表1:不同監管機構發布的公共交流、指南、問答文件和法規
表2概述了原料藥中亞硝胺形成和污染的根本原因和危險因素。表3和表4分別列出了胺和硝酸鹽源用亞硝胺前體。
一個因素是亞硝胺官能團仍然是幾種合成轉化中一種有價值的中間體。因此，藥物中亞硝胺雜質含量的明顯來源是其有意引入制造工藝作為起始材料或合成中間體（表2）。 利福平藥物和利福平藥物中1-甲基-4-硝基哌嗪（MNP/MeNP）和1-環戊基-4-硝基哌嗪（CPNP）的出現，部分可以追溯到它們作為中間體在制造過程中引入，并轉化為具有肼官能團的中間體。有意使用亞硝胺的工藝需要一致、穩健的凈化步驟，生產商應謹慎使用回收試劑和溶劑，以限制最終藥物中亞硝胺雜質的存在（表2）目的。
總體而言，亞硝胺中間體和起始原料在API合成中相對較少。 更可能的情況是，亞硝胺無意中作為原料或其他原料中的污染物引入制造過程（表2）。 在生產含有亞硝胺雜質的原料藥和由于使用回收溶劑和原材料而似乎沒有風險的原料藥(表2)的設施內，也觀察到材料與亞硝胺交叉污染。 在某些情況下，溶劑或催化劑回收過程會產生亞硝胺，然后將其引入后續工藝步驟，從而產生受污染的API。
表2:亞硝胺形成和活性藥物成分（API）污染的根本原因和風險因素示例
藥物中亞硝胺雜質發生最廣泛的根本原因是它們在生產過程的步驟中無意形成。 雖然已經描述了多種形成途徑，但在API制造中觀察到的亞硝胺形成可以從兩種一般反應中解釋:肼官能團的氧化或通過易反應性胺與亞硝酸鹽試劑（如亞硝酸）的反應。
1,1-二取代肼氧化成亞硝胺是一種容易發生的反應，可能由于空氣中存在氧氣或臭氧而發生(路線4)。單取代肼也容易氧化。 然而隨后的亞硝胺迅速產生高反應性的重氮鹽，并且幾乎不會造成任何影響。
亞硝胺成為最終藥物中雜質的風險。 僅由于原料、合成中間體、作為反應副產物或降解劑而引入的1,1-二取代肼的存在，或在原料藥本身中存在1,1-二取代肼基團，就應考慮到工藝存在風險。
有或沒有氧化條件，值得注意的是，1,1-二取代肼也可能通過水解作為降解劑被釋放，隨后被氧化成亞硝胺，而亞硝胺通過純化步驟將更難控制，因為在適當條件下，這種降解劑在儲存期間會隨著時間的推移而增加。 還需要研究起始物料的合成途徑，以確定與起始物料同時引入二次肼雜質的潛在可能性。
可亞硝化的胺來源
表3列出了可作為亞硝胺前體胺的一些潛在來源。 任何常規的亞硝化劑都容易發生一次和二次亞胺和芳香胺的亞硝化。 當亞硝酸鹽存在時，伯胺形成短壽命的亞硝胺，迅速脫水到相應的重氮鹽；次級胺在藥物中提供亞硝胺污染的最大風險，因為可以從次級胺中形成穩定的、可分離的次級亞硝胺。 盡管從歷史上看，叔胺和季銨鹽對亞硝酸鹽幾乎不反應，但事實上能夠通過脫烷基途徑進行亞硝化，盡管速率要低得多，并且是二次亞硝胺雜質的另一個潛在來源，因此它是亞硝酸鹽的潛在來源。
表3: 亞硝胺前體：胺類
除了在生產過程中使用上述可亞硝化胺作為原料所帶來的風險外，含有二級或三級胺或季銨鹽的雜質、降解劑和API相關中間體也對亞硝胺的形成構成風險。 仲胺可以作為殘留雜質或降解產物存在于溶劑中，如N，N-二甲基甲酰胺（DMF），或作為來自胺基（如三乙胺）的微量雜質或脫烷基化產物。根據合成途徑，某些原料藥可能含有殘余合成試劑,例如二甲雙胍因合成這些原料藥可能含有殘余合成試劑。
某些原料藥由于其結構和反應性本身可以作為亞硝胺前體。 一般原理，任何仲胺都可以與硝化劑發生反應以形成NDSRIs。 在實踐中，由于立體電子效應，某些仲胺的反應性可能低于其他仲胺。 一項研究使用標準的NAP測試評估了57種藥物的亞硝化。 在評估的57種藥物中，有7種在使用的條件下顯示體外轉化率至少為50%。 不出所料，在NAP條件下亞硝化率超過50%的七種藥物中，仲胺類藥物占六種（pH 3至4，40 mM亞硝酸鹽，10 mM藥物在37℃下長達4小時）。 值得注意的是，研究中使用的NAP條件被優化為亞硝胺在水溶液中的反應，因此可能無法預測亞硝胺雜質在其他情況下的形成趨勢。
此外,API的腫胺片段是常見的工藝雜質,也在于某些藥物各論中雜質譜中。 API結構內的叔胺官能團可以進行亞硝化脫烷基化(圖3)以形成腫胺。 以2-(二甲基氨基甲基)-吡咯和生物堿胺為原料,經裂解形成NDMA。 抗咳和粘液溶解劑溴己烷可反應生成N-硝基環己基甲胺（NCMA）。 在最近的一次綜述中總結了這些案例，指出適當位置富含電子芐基的潛在存在可能促進快速亞硝基脫烷。
亞硝化劑來源
反應性亞硝化劑有多種潛在來源，可作為亞硝胺前體（表4）。 腫胺的亞硝化通常被描述為胺與亞硝酸陽離子（NO+）或三氧化二氮（N2O3）的反應，兩者都可以與亞硝酸平衡存在。 胺的亞硝化依賴于pH，在酸性條件下（pH 3-4）通常更快。 酸性溶液中最常見的反應途徑是通過亞硝酸和仲胺。然而，也描述了自由基途徑與NO/O2和原位生成硝基鹽的反應。 此外還報告了醛催化亞硝化的情況。在機理上提出醛類催化劑與二羥基胺發生反應，形成亞胺類。 亞硝酸鹽添加到亞胺中間體形成亞硝酰供體，亞硝酰供體可與另一當量仲次胺反應形成亞硝胺并生成醛催化劑。 這種途徑即使在中性或堿性介質中也可以允許亞硝化。
表4: 亞硝胺前體：亞硝胺化劑
水中可能含有殘留的亞硝酸鹽。 例如,提示水中的氯拉明與雷尼替丁等含胺藥物和氧反應形成NDMA。此外，其它叔胺產生的NDMA是氯胺用于飲用水消毒過程的副產品。亞硝酸鹽也可能存在于制藥過程中使用水中的微量水平。 制藥工業的科學家在原料藥制造過程中研究了水中微量亞硝酸鹽造成的亞硝胺風險。 研究認為用于原料藥制造的水中通常發現的亞硝酸鹽水平非常低（<0.01mg/L，大多數情況下,不會通過與仲胺(pKa>9.5)反應而引起顯著水平的N-亞硝胺。 然而這些報告說，使用較少的堿性胺，在工藝溫度升高， 或低pH值條件，加上亞硝酸鹽含量升高,有可能產生N-亞硝胺的水平，如果下游處理不能提供足夠的凈化，則可能導致原料藥中存在一定數量水平的亞硝胺。 提出了一種預測硝化速度和硝化程度的模型。 然而，該模型在水不是主要溶劑的系統中的預測能力尚未得到證明。
活性炭是API制造過程中常用的原料。 這種材料已被證明可以在有氧條件下促進腫胺向N-亞硝胺的低水平轉化。 該機理與空氣中氮氣固定后吸附在活性炭表面的活性氮的存在有關，研究表明亞硝胺是在pH > 6下可形成。
某些生產操作可以產生亞硝化條件。 例如，在麥芽釀造工業中，燒制（空氣中高溫干燥過程）可以從與亞硝胺反應的空氣中的氮氧化物中產生亞硝胺。 API生產中使用的干燥過程涉及在高溫下強迫空氣過濕品藥物，例如流化床干燥，這可能造成與在麥芽加工過程中產生有利的硝化條件（氮氧化物和熱量）類似的風險。
有一些罕見的藥物例子，其中亞硝酸鹽和胺前體都存在于API結構中（見表2，API的內在特性）。 雷尼替丁和尼扎替丁片中NDMA的存在似乎有別于先前描述的根本原因。
雷尼替丁和尼扎替丁分別含有嵌入共軛與富電子呋喃或噻唑基鄰接的共軛二甲基氨基實體（圖1）。 值得注意的是，雷尼替丁的可亞硝酸化在1980年代被研究，通過亞硝胺基反應鑒定出兩種亞硝酸鹽產物和一種亞硝酸鹽可逆來源的亞硝酸鹽化合物。對于鹽酸雷尼替丁，最近的研究表明，NDMA在固態下形成緩慢。 同位素標記實驗表明，這是通過分子間脫烷反應發生的。 結晶形態、溫度和濕度會影響反應速率,從而導致在室溫下儲存的藥物產品中NDMA隨時間增加而增加。 此外,外源性亞硝酸鹽導致NDMA的產生速度要快得多。 Le Roux及其同事于2012年提出了這種脫烷反應，他們研究雷尼替丁通過氯胺酮的處理，形成了NDMA。 本文提出了一種雷尼替丁與氯胺酮和分子氧反應后產生NDMA的反應，另外的文獻中進行的一項計算研究也引用了類似的機制。 然而雷尼替丁產品中NDMA的生成也與處方的儲存條件和藥典各論中列出的藥物固有雜質有關。值得注意的是，最近對雷尼替丁的研究直接表明，NDMA不是在生理條件下由雷尼替丁在體內形成的，而是除非采取預防措施，否則NDMA可以在樣品分析期間作為假陽性物形成。
圖1:雷尼替丁和尼扎替丁分子結構
總體而言，雷尼替丁等藥物可能存在一種以上的NDMA形成途徑。 尼扎替丁產物中NDMA含量低于雷尼替丁,可能是因為尼扎替丁中噻唑類含量低于雷尼替丁中相應的呋喃類含量。 這與計算研究相關，這些研究預測尼扎替丁對氯胺的反應低于雷尼替丁。 此外，雷尼替丁作為鹽酸鹽存在，這可能進一步增加其對硝化反應相對于尼扎替丁游離堿的敏感性。
原料包括溶劑、試劑和起始材料、活性物質及其中間體均含有能夠形成亞硝胺的官能團。 因此，需要采用整體方法評估是否存在任何二級亞硝胺、二級肼或亞硝胺前體。 許多情況下，許多亞硝胺雜質的可接受攝入量極低（即低于1.5毫克/天，ICH M7中定義的致突變雜質的毒理學閾值），并且低于ICH Q3A中建議的雜質閾值。 風險評估必須考慮是否可能存在亞硝胺。 亞硝胺雜質在少量亞硝胺前體經多次合成步驟和純化處理后形成。 此外，一些亞硝胺雜質一旦形成，對重復的水提取步驟表現出驚人的抵抗力。 依靠預測清除計算來降低過程風險的策略對于某些過程已經失敗。 當亞硝胺是已知的雜質時，生產過程可能需要更徹底的清除步驟來去除它們。 因此，批次測試仍然是證明亞硝胺雜質不超過可接受水平的重要組成部分。
來自于藥物的根本原因和風險因素
API生產過程中與亞硝胺形成相關的風險因素通常有很好的記錄，可以歸因于使用的原材料和條件。 此外還研究了溶液相動力學，并預測了亞硝胺的形成。 第3節中介紹的亞硝胺和亞硝化劑的來源在評估與藥物相關的風險時也是相關的，但由于制劑步驟往往不均勻，評估制劑中亞硝胺形成的風險不那么直接。 表5列出了藥品中亞硝胺形成的擬定根本原及相關的風險因素。 近年來，生產商在發現亞硝化API時自愿召回產品。
表5:亞硝胺形成和藥物產品污染的根本原因和危險因素示例
如上所述，腫胺對形成穩定的可分離亞硝胺風險最大。 含有胺基的藥物通常作為它們的酸鹽被分離出來，這也可以促進亞硝胺的形成。
輔料似乎提供了足夠的亞硝酸鹽來源，盡管它們的存在通常處于百萬分之一的低水平。根據輔料生產過程中使用的不同原料來源和加工步驟（例如滴定、氧化和漂白）可以預期，不同輔料含有不同水平的亞硝酸鹽。 因此，輔料中亞硝酸鹽污染風險的確定受到不同分析水平的影響，并且生產商和批量對批量變異性會進一步復雜化這種水平。輔料中的過氧化物雜質可能會氧化API中間體或降解劑中存在的肼以產生亞硝胺，盡管對這一風險因素的確認仍有待確定。 甲醛是另一種已知的雜質，存在于多種輔料中，這些輔料在中性或基本條件下可能催化藥物產品中亞硝胺的形成（路線2）。
亞硝胺形成的另一個潛在來源可能是生產單元操作，例如濕法制粒，這可能通過有效地溶解和混合反應物來促進API和亞硝化劑之間的接觸，特別是如果工藝步驟發生在最佳pH范圍內。流化床干燥等制造工藝利用大量空氣，從而有可能將藥物混合物暴露在可轉化為亞硝酸的NOx化合物中。雖然一般認為與水質有關的風險較低，但在生產過程中使用的水可能含有亞硝酸鹽、氯胺，甚至亞硝胺。 因此，水的質量應得到充分控制。
叔胺的反應通常比腫胺慢約1000倍，以形成亞硝胺，這是由于亞硝胺在亞硝化之前具有限速脫烷基化步驟。 然而某些叔胺含有大大促進脫烷基化的結構特征，例如，由于富含電子的雜芳基團或其他可以穩定羰基化的官能團。 在某些情況下，叔胺在加熱的低pH環境中（如濕法制粒、噴霧干燥和隨后的加熱干燥）可充分活化以進行脫烷基。 在這些條件下，叔胺通過硝化脫烷基可產生可測量的腫胺產物。 在藥物中生成腫胺并不限于叔胺脫烷，例如通過酰胺水解生成。 API以外的胺源可以提供反應胺的來源，例如雜質，反離子和輔料。 當硝化反應與原料藥雜質形成NDMA時，生產商曾多次自愿召回產品。由于雜質通常與原料藥相比被控制在較低水平， 亞硝胺風險通常對于高劑量產品和含有大量反應性腫胺雜質的產品可能更為顯著。
藥品包裝可能會提供亞硝胺污染的另一個來源。 在鋁箔中使用硝化纖維素與硝胺產品（如NDMA和NDEA）的形成有關。 印刷油墨的胺成分與硝化纖維素發生反應，產生揮發性亞硝胺。 在高溫密封過程中，這些可以蒸發并沉積在其他水泡中的藥物產品上。 此外高溫熱封過程可能導致揮發性氮氧化物，可能與藥物中存在的胺反應以產生亞硝胺雜質。
預期更好地了解藥物產品中亞硝胺形成的根本原因，以促進制定緩解戰略，如下所述。
其他來源的根本原因和風險因素（與藥物，藥物合成或藥物處方或制造過程沒有直接關系）
觀察到的一些根本原因和風險因素分別不屬于表3和表5中提到的原料藥和藥物（表6）。 其中一些根本原因包括在穩定性測試（例如，使用亞硝酸鹽控制濕度）或在分析過程中（例如高溫）由于使用的條件而形成的亞硝胺。 在這些例子中，形成的亞硝胺不是由于藥物合成或藥物處方和包裝步驟中存在的亞硝胺。 相反，亞硝胺的形成是分析測試時的假陽性，而不是與該藥物相關的真正風險。總的來說，在制定分析方法時，應極為謹慎，以避免人為形成亞硝胺。
其他情況下,在某些生產步驟中使用的橡膠或陰離子交換樹脂的浸出物分別導致存在NDMA或DMA。 在存在DMA的情況下，用于消毒水的殘留氯胺酮可以與DMA反應形成NDMA。橡膠塞等彈性材料是藥物產品中亞硝胺污染物的另一個潛在來源。 值得注意的是，一些原料藥結構（例如，鏈球菌素）或作為藥物作用機制一部分的形式（例如，molsidomin）。 像上面提到的過程水或滲濾液的風險與特定過程獨特相關，可能導致亞硝胺的意外存在，其中最初不會發現任何風險。 總體而言，為了全面了解潛在風險，必須評估藥物和藥物所有成分及其各自的生產過程，以充分了解易反應性胺和亞硝化劑的潛力以及將它們組合在一起的點。 只要有足夠的知識，就可以進行適當的風險評估，并制定適當的緩解策略。
控制策略及風險緩解措施
了解人用藥物中亞硝胺雜質存在的風險因素和根本原因（表2-表6）為實施有效的風險緩解和控制策略奠定了基礎。 亞硝胺雜質給患者帶來的風險可以通過風險評估、改進處方和生產工藝設計策略以及藥物質量體系（PQS）的部署降低到可接受的水平。質量風險管理，是有效的PQS的重要組成部分，被推薦用于指導評估，控制和減緩與人體藥物中亞硝胺雜質相關的風險。 有效的PQS治理包括與符合合規性和良好制造規范的亞硝胺雜質控制相關的方面；包括但不限于:藥品及其部件的質量屬性可接受性；供應鏈合作伙伴在產品生命周期內的可接受性和持續可接受性；監督流程材料的回收和再利用等外包活動；并確保適當的培訓和適用性適合其職責的人員。
表6:亞硝胺形成和其他來源污染的根本原因和風險因素示例
原料藥和藥品的生產工藝一開始就應盡可能避免亞硝胺雜質的形成或引入。 鑒于胺官能團在藥物和天然存在的分子中無處不在，以及胺作為原料、試劑和有機堿的結構成分在API制造中的重要性，完全避免胺是不現實的。 此外，亞硝胺和亞硝酸鹽存在于水等環境來源中，其被引入至生產工藝是不可避免。 最后亞硝化是一種有用的合成方法，可能不是在所有情況下都有實際的替代品。
監管機構已經公布了幾種亞硝胺雜質的可接受限度值值（適用的指南見表1，以及某些監管機構在出版物發布時提供的的可接受限度值的示例見表7）。 利益相關方應咨詢各監管機構建議的AI限值指南，因為某些監管轄區可能尚未對某些亞硝胺雜質設定AI限值，并且表7中預先給到的限度值可能會根據未來的額外數據進行調整。
表7:個別監管機構公布的藥物產品中亞硝胺雜質的可接受攝入量限制的例子（不一定適用于所有國家和地區）
為了降低亞硝胺雜質的風險，可以在原料藥，輔料和藥物的開發和生產過程中利用幾種策略。
了解用于輔料、原料藥和藥物生產的水凈化過程，并通過分析確保亞硝胺和前體水平可用于預期目的，可以促進基于知識的關于水源是否適合緩解亞硝胺風險的決策。 用于輔料、原料藥和藥品生產的水的質量范圍從飲用水到注射用高純度水。由于原料藥制造中使用的飲用水可能含有低水平的亞硝酸鹽和亞硝胺,因此應了解亞硝胺和亞硝酸鹽的含量,并酌情加以控制。 常見的凈水技術包括紫外線照射、臭氧分解、氯化/氯胺酮、反滲透和蒸餾。 紫外輻照是光化學降解亞硝胺的有效技術。 相反,使用氯或單氯胺的水消毒技術可導致產生亞硝胺,而臭氧溶解可產生氮氧化物,即已知的亞硝化劑，而臭氧溶解則可生成氮氧化物。
定位API生產步驟，其中硝化劑被使用在上游有二級或三級胺的步驟，并確保它們被充分清除是降低亞硝胺形成風險的有效策略。 然而，在硝化條件和胺不可避免地重合的情況下，在生產過程的早期定位這些步驟并包括有效的純化操作可以降低風險。 在這種情況下，有機會進行后續操作，以清除下游步驟中形成的任何亞硝胺。 形成或引入的亞硝胺的化學轉化，包括氧化和還原轉化，可以用于去除它們。或者特定的單元操作，如萃取，蒸餾，結晶過濾，洗滌和干燥步驟，旨在清除特定的亞硝胺，以促進亞硝胺清除到可接受的水平。 在某些情況下，當亞硝酸鹽用于原料藥的反應條件時，如疊氮清除，工藝應設計成在與含有易硝化胺的有機相分離的單獨水相中進行這些操作。
執行單元操作，例如在液-液萃取過程中仔細的相分離和相間處理，可以控制亞硝胺雜質或其前體的工藝分離。 然而鑒于在藥物中意外發現亞硝胺的案例數量，盡管采用了標準的純化技術，但充分的純化假設應通過適當的分析或實驗數據加以確認，即亞硝胺前體或亞硝胺本身的傳遞數據。
無機堿，如碳酸鉀，伯胺如正丁胺，或弱親核堿，可作為二次或三次胺的替代品。 一種相關策略是避免使用酰胺溶劑，如DMF，N，N-二甲基乙酰胺和NMP，這些溶劑可能含有其生產的殘留次胺，或者在特定工藝條件下水解以產生次胺。 同樣避免使用硝基烷烴作為溶劑或試劑可以減少硝化劑在生產過程中持久存在的機會。 優化和控制工藝參數，如pH值，溫度，濃度，添加率和處理時間，對于緩解亞硝胺形成也很重要。
第三方生產商可以使用回收方式，不管來源質量如何，可以從不同來源聚集材料，或使用產品之間共享的設備。 當生產商在內部回收物料時，應考慮相同的風險因素。 通過在回收物料中引入亞硝胺或其前體的風險可以通過根據對回收過程、設備清潔程序、驗證程序和主動共享相關信息的特定知識，對工藝物料進行回收的承包商進行資格認證來降低。 回收物料（包括溶膠通風口、試劑或催化劑）的再利用也可限于制造工藝中的原始使用點，以進一步降低亞硝胺或其前體對工藝流程進行的污染風險。
藥物生產和儲存過程中影響亞硝胺形成的因素的認識不斷發展。 雖然在溶液中廣泛研究了胺類的亞硝化，但這些條件并不一定代表全部用于生產藥品的條件以及涉及藥品產品的條件。 例如，對于固體口服劑型，如制粒，壓片，混合等常見單位操作對藥物處方中亞硝胺形成的影響尚未得到深入研究。 這些操作影響可以帶來巨大的壓力和能量，有待系統調查。 在流化床干燥作業中，通過使用洗滌劑控制氮氧化物的引入可能是有效的。
透過測試研究輔料的亞硝酸鹽含量,有助于選擇和設計處方,降低亞硝胺形成風險。 多篇文獻發表了關于多種輔料中亞硝酸鹽含量的信息，可用于指導輔料的選擇。許多輔料中，亞硝酸鹽含量取決于供應商，即使來自同一供應商，也觀察到批次之間的差異。 最近的調查證實了輔料中亞硝酸鹽水平是導致二甲雙胍類藥物產品中NDMA存在的根本原因。
輔料質量可以通過在其質量標準中列入亞硝酸鹽限度值來保證。 降低輔料中亞硝酸鹽水平可能是藥物生產風險降低的一種選擇，但需要藥品生產商和輔料供應商的合作努力。 含有在中性至基本范圍內控制pH范圍的輔料，藥物制劑可以排除醛類潛在催化作用的藥物制劑中有效緩解硝化作用。 精心設計的原輔料相容性研究和加速穩定性研究可以幫助確定亞硝胺和亞硝胺前體形成的風險，并指導選擇合適的存儲條件和容器封閉。
藥品生產商也可酌情排除使用含有硝化纖維素容器封閉部件，或通過控制可能與其接觸的材料中的胺含量來降低亞硝胺形成的風險。 通過將亞硝化抑制劑加入藥物制劑中,抑制亞硝胺從具有腫胺結構的原料藥和輔料中的亞硝酸鹽中生成,是一種很有潛力的策略。
在口服固體制劑模型研究中,最近通過將抗壞血酸等抗氧化劑加入制劑中,證明了鹽酸4-苯基哌啶的亞硝化抑制。 在同一文獻中,甘氨酸、賴氨酸和組氨酸等氨基酸在溶液中抑制亞硝化。 研究人員假設，抑制亞硝化可以通過氧化還原，硝化或重氮化途徑起作用。 隨著關于藥物中亞硝胺發生的科學知識進步，預計其他風險緩解方法也將不斷發展。 最終當在藥物中檢測到亞硝胺時，基于可靠科學數據的徹底根本原因調查將告知最適當的風險緩解措施和控制策略。
結論
自2018年6月以來，關于藥物中亞硝胺的認識和控制的復雜環境已經得到發展。 監管當局和制藥行業繼續采取措施解決與亞硝胺相關的擔憂，以確保患者不會面臨不必要的風險。
監管機構采取的一些措施包括采取行動（例如，產品召回，與生產商就亞硝胺進行溝通），其中亞硝胺的含量超過可接受的水平，并及時向醫療保健專業人員和公眾提供信息，以促進知情決策。 此外監管機構已經參與并向生產商提供信息，以減少API和藥物產品制造和儲存過程中可能存在的風險因素。 正如本文所總結的那樣，監管機構繼續相互合作（例如通過與NISG和NITWG的討論），并向利益相關者發布了指導文件，以提高對當前期望的認識并與利益相關者分享信息。 制藥行業一直積極應對這些問題，以確保上市藥品的持續安全、有效性和質量。
這些集體努力以及對本文詳述的亞硝胺相關的一些潛在風險因素和風險緩解措施，應有助于制定有效的控制策略，以消除或減少患者在供人使用的藥物中接觸亞硝胺的情況。
來源：Internet
