药品研发如何确定杂质限度
在药品研发中，如何证实药品安全有效应该是研发人员始终关注的问题；而药品质量的稳定可控又是保证其安全有效的前提与基础。如果一个药品的质量不能达到稳定与可控，在使用时这一药品就不可能始终安全、有效，也就不能被批准上市。保证药品质量稳定可控，药品的纯度是一个重点。如何确定杂质的限度是药学研究人员与审评人员不能回避的关键问题，该限度的制订是否科学、合理，直接关系到药品的安全性与质量。药品在临床使用中产生的不良反应除与该药品本身的药理活性有关外，也有一部分与药品中所混入的其它杂质有关。例如，通过我国药学科技工作者数十年的努力，基本上确定青霉素等抗生素中的多聚物等高分子杂质是引起过敏的主要原因。所以在研发过程中一定要对药品中的杂质进行全面研究，并将杂质完全准确地控制在一个合理的范围之内。
尽管杂质限度的确定对于药品研发非常重要，但国内药品研发的现实情况并不令人乐观。从近几年的新药申报情况分析，在杂质的研究与限度确定方面存在着较多的问题，主要表现为：部分药品研究单位对杂质研究的重要性了解不深；标准中对杂质的控制不够全面与准确；制订杂质限度时考虑问题不够全面，很少考虑杂质对药品安全性的不良影响；即使在杂质的含量明显超出正常工艺所允许的范围时，也不注意对现有的处方与工艺进行必要的优化，以降低杂质的限度。
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◆杂质的分类
药品中的杂质一般分为三类：有机杂质、无机杂质及残留溶剂。
有机杂质是指在药品的生产与储存过程中产生的杂质，这些杂质可以是已知的、未知的、挥发性的或不挥发性的杂质，主要包括：降解产物、聚合物、原料药与辅料或内包材的反应产物、以及原料药制备过程中引入的起始原料、副产物、中间体、反应试剂、配位体与催化剂。由于这些杂质的化学结构与产品分子类似或具渊源关系，所以通常称之为有关物质。
无机杂质是指在药品的生产过程中产生的杂质，这些杂质通常是已知的，主要包括：反应试剂、配位体与催化剂、重金属或其它残留的金属、无机盐、过滤助剂、活性炭等其它物质。
残留溶剂是指在原料药及制剂的生产过程中使用的有机溶剂。
对于生产过程中引入的外来污染物，可通过“良好的生产规范”(GMP)来控制，故不属于本文所说的杂质范畴。原料药的不同晶型也不属于本文的讨论范畴。本文只谈有机杂质与无机杂质的限度确定。
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◆有机杂质限度的确定
总的来说，在制订质量标准中杂质的限度时，应考虑以下因素：首先是杂质的安全性，尤其是对于有药理活性或毒性的杂质；其次是生产的可行性与正常的波动范围；另外，还要考虑药品本身的稳定性。由于创新药与仿制药在研究思路上的差异，杂质限度的确定方法也不同。
一、创新药
在此，创新药是指国内外均未上市、而完全以自己的研究结果来申报的新的化学实体及其制剂。按照新药研发的一般模式，此类创新药的研发一般需经过化合物的合成、药效学初筛、较大规模的合成、毒理研究、制剂研究、临床研究、原料药与制剂工艺的优化等一系列步骤。杂质的研究工作将贯穿于药品研发的整个过程，其限度的确定与毒理研究及临床研究的结果息息相关。
在创新药的研究中，需通过一系列的药理毒理及临床研究来验证该药品的安全有效性，而研究所用的样品就包含一定种类与数量的杂质，如果在这些研究中并未反映出明显的毒副作用，或经分析认定该毒副作用与杂质无关，则在安全性方面可认为该杂质的限度已经过了合理的验证。如果该杂质的含量同时也在正常的制备工艺所允许的范围内，则根据试验样品中该杂质的含量所确定的限度可认为是合理的。并且随着研究工作的逐步深入，制备工艺的优化，产品纯度会越来越高。申报上市时杂质的限度已远低于研究初期杂质的含量，再结合稳定性考察中效期末产品的杂质情况来确定杂质限度，其依据就比较充分，患者用药的安全性也就更有保障。
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所以对于创新药，可通过以下步骤来确定杂质的限度。如果在安全性研究与临床研究中，并未反映出杂质具有明显的毒副作用，则在制定杂质限度时只需考虑生产与稳定性的结果。具体如下：首先应选用合适的分析方法对所有批次产品的杂质进行检测，并完整地记录各批次样品的批号与批量、生产日期与地点、生产工艺、单个杂质及总杂质的含量、产品的用途(如临床研究，急毒、长毒研究，稳定性研究等)，对于制剂，还应包括原料药的批号等。为了使以上批次的产品更有代表性，除了要提供所有小试规模的产品外，至少还应包括一定数量中试规模的产品，然后对工艺基本稳定以后的产品的杂质进行统计处理，计算出杂质含量的标准偏差值。一般认为，标准偏差三倍以内的杂质含量的变化都在正常的波动范围内。再根据稳定性考察的数据确定出杂质的限度。只要该限度不大于安全性研究与临床研究用样品的杂质含量，这一限度就是安全的，也是合理的。
如果安全性研究或临床研究反映出杂质具有明显的毒副作用，则该杂质的限度将只能根据安全性研究的结果制订，并根据该杂质的来源，采取相应的措施尽量降低其含量。
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为了使大家了解国际上对此问题的常规要求，在此简单介绍“人用药品注册技术要求国际协调会”(ICH)的有关指导原则。ICH在2002年2月7日修订的“新原料药中的杂质”指导原则，根据原料药的每日最大剂量将原料药分为两类，并分别制订了杂质的报告阈值、鉴定阈值与合理限度。其中的报告阈值是指所有高于此阈值的杂质及含量均应记入每批产品的检验报告中，并反映在申报资料中。而鉴定阈值是指所有高于此阈值的杂质均应对其结构进行确证。合理限度是指只要质量标准中制订的杂质限度不高于此限度，就不需要提供该限度的制订依据，均认为该限度是合理的。具体规定如下：
每日最大剂量 报告阈值 鉴定阈值 合理限度
≤2g 0.05% 0.10%或 0.10%或
1.0mg(取较低值) 1.0mg(取较低值)
>2g 0.03% 0.05% 0.05%
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对于新药制剂，ICH在2003年2月5日修订的“新制剂中的杂质”指导原则中也做了明确规定。该指导原则同样根据不同的用药剂量制订了杂质的报告阈值、鉴定阈值与合理限度。具体如下：
报告阈值
每日最大剂量 阈值
≤1g 0.1%
>1g 0.05%
鉴定阈值
每日最大剂量 阈值
2g 0.10%
合理限度
每日最大剂量 阈值
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2g 0.15%
二、已有国家标准的药品及改剂型药品
由于已有国家标准的药品及改剂型药品是在已有同一品种或含有同一活性成分的其它制剂上市的前提下进行仿制或研究的，按照我国的药品注册管理办法，根据具体的注册分类在申报注册时，可以免做部分药理毒理研究及临床研究，所以在制订这些药品的杂质限度时，方法与创新药有所不同。具体可根据已有标准的不同分为以下四种情况：
已上市产品标准中对杂质有明确规定。在仿制时可以按照已有的标准制定杂质的限度。但也要注意：不同的合成路线会产生不同的杂质；不同的制剂处方与工艺导致产品的稳定性也可能不一致；不同辅料的干扰，采用的杂质检测方法也可能不同。在这些情况下就不能简单地仿标准，而应在质量研究时进行全面的分析：注意考察已有标准中方法是否仍然适用，是否有新的杂质产生。为避免因使用不同的合成路线而产生不同的杂质，国外在研究仿制药时，有时会采用反向工程(reverseEngineering)的方式，通过对已上市药品的杂质进行研究，推断其合成路线，然后采用相同的路线制备仿制药，从而较好地解决了这一问题。
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对于改剂型药品，仍可根据同一给药途径的产品标准来制定其杂质限度；如无同一给药途径的标准，则可参考其它的给药途径的产品标准来制定合理的杂质限度。
已上市产品的标准中对杂质没有明确规定。此时一定要注意，此种情况并不意味着该产品的纯度不需要控制。在正常情况下，对原料药来说，在质量标准中都应有杂质控制项目；对制剂，如果制剂用原料药的杂质已有严格的控制，并且在制剂的制备与放置过程中已证明杂质的种类与含量均没有变化，则制剂的质量标准中就可以不再制订杂质检查项目。当然也不排除该产品在研究与技术审评过程中，因要求不够严格而没有按质控的要求订入合适的杂质检查项。
对于这种情况，就不能简单地仿标准，而应根据原料药的杂质情况、制剂的制备与稳定性考察中杂质的种类与含量有无变化等来确定是否有必要在制剂的质量标准中控制杂质。如有必要，则可通过仿产品来确定杂质的限度。由于已上市的同品种药品的质量不完全相同，我们在选择仿制的参考品时，一定要注意所仿制产品的质量，必要时可多选择几种产品进行质量对比研究。考虑到已上市产品已在临床上使用，如无明显的与杂质有关的毒副作用，其安全性已得到一定程度的临床验证，该产品中的杂质限度可认为是合理的。通过对已上市药品中的杂质进行全面分析，以此为依据来确定仿制药或改剂型药的杂质限度。一般来说，由于已上市的同品种药品的质量标准中制订的杂质限度要高于产品的实测值，并且产品的原发厂在进行安全性研究时的实际剂量远大于规定的限度，所以根据FDA指导原则中的有关规定，可将在研产品的杂质限度设定为已上市的同品种药品杂质实测值的两倍以内。在此还应注意，如果给药途径不同，限度可能会有所不同。
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得不到上市产品的标准。对原料药来说，由于一般都应在标准中控制杂质，所以就要通过仿已上市产品来确定杂质的限度。对于制剂，则应先根据原料药的杂质情况、制剂的制备与稳定性考察中杂质的种类与含量有无变化等来确定是否有必要在制剂的质量标准中控制杂质。如有必要，则可通过仿产品来确定杂质的限度。
仿制品或改剂型产品与参考品的杂质种类不一致，或杂质含量大于已上市的参考品杂质的实测值的两倍。应该分析原因，有针对性地对制备工艺与处方等进行优化，使杂质的种类与含量符合要求；或者按照一定程序，通过必要的安全性试验来证明现有杂质的种类与含量是安全的。
总之，在确定已有国家标准的药品及改剂型药品的杂质限度时，主要的参考依据应该是已上市的产品。在制订杂质限度时只有通过比较全面的论证与研究，所订的限度才能更科学合理，产品的安全性才更有保证。
◆无机杂质限度的确定
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在杂质研究时应根据具体的生产工艺，对原料药制备过程中涉及到的无机物进行检测，通常采用药典方法或其它合适的方法进行检测与定量。根据整个研发过程中生产的小试、中试样品的实测情况，对催化剂、重金属等无机杂质是否会带入成品中进行评估，并就质量标准中是否纳入这些无机杂质进行必要的讨论说明，提供相关的试验依据与文献依据。
无机杂质的限度主要根据该杂质的毒性及各批次产品的实测结果而定。如果某些产品的无机杂质在放置过程中会增加，则制订该杂质的限度时，还应综合考虑稳定性考察的结果。
各国药典收载的质量标准及我国已批准上市的产品的注册标准中包含有各类无机杂质的限度，在这些限度以内的无机杂质可以认为其安全性已得到了确认。因此，这些限度对于我们确定新产品的无机杂质限度具有很强的参考价值。此时要注意根据新产品的给药途径、适应症以及用量等选择合适的参考标准，以使限度的制订更为合理。
中国医药报, 百拇医药
尽管杂质限度的确定对于药品研发非常重要，但国内药品研发的现实情况并不令人乐观。从近几年的新药申报情况分析，在杂质的研究与限度确定方面存在着较多的问题，主要表现为：部分药品研究单位对杂质研究的重要性了解不深；标准中对杂质的控制不够全面与准确；制订杂质限度时考虑问题不够全面，很少考虑杂质对药品安全性的不良影响；即使在杂质的含量明显超出正常工艺所允许的范围时，也不注意对现有的处方与工艺进行必要的优化，以降低杂质的限度。
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◆杂质的分类
药品中的杂质一般分为三类：有机杂质、无机杂质及残留溶剂。
有机杂质是指在药品的生产与储存过程中产生的杂质，这些杂质可以是已知的、未知的、挥发性的或不挥发性的杂质，主要包括：降解产物、聚合物、原料药与辅料或内包材的反应产物、以及原料药制备过程中引入的起始原料、副产物、中间体、反应试剂、配位体与催化剂。由于这些杂质的化学结构与产品分子类似或具渊源关系，所以通常称之为有关物质。
无机杂质是指在药品的生产过程中产生的杂质，这些杂质通常是已知的，主要包括：反应试剂、配位体与催化剂、重金属或其它残留的金属、无机盐、过滤助剂、活性炭等其它物质。
残留溶剂是指在原料药及制剂的生产过程中使用的有机溶剂。
对于生产过程中引入的外来污染物，可通过“良好的生产规范”(GMP)来控制，故不属于本文所说的杂质范畴。原料药的不同晶型也不属于本文的讨论范畴。本文只谈有机杂质与无机杂质的限度确定。
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◆有机杂质限度的确定
总的来说，在制订质量标准中杂质的限度时，应考虑以下因素：首先是杂质的安全性，尤其是对于有药理活性或毒性的杂质；其次是生产的可行性与正常的波动范围；另外，还要考虑药品本身的稳定性。由于创新药与仿制药在研究思路上的差异，杂质限度的确定方法也不同。
一、创新药
在此，创新药是指国内外均未上市、而完全以自己的研究结果来申报的新的化学实体及其制剂。按照新药研发的一般模式，此类创新药的研发一般需经过化合物的合成、药效学初筛、较大规模的合成、毒理研究、制剂研究、临床研究、原料药与制剂工艺的优化等一系列步骤。杂质的研究工作将贯穿于药品研发的整个过程，其限度的确定与毒理研究及临床研究的结果息息相关。
在创新药的研究中，需通过一系列的药理毒理及临床研究来验证该药品的安全有效性，而研究所用的样品就包含一定种类与数量的杂质，如果在这些研究中并未反映出明显的毒副作用，或经分析认定该毒副作用与杂质无关，则在安全性方面可认为该杂质的限度已经过了合理的验证。如果该杂质的含量同时也在正常的制备工艺所允许的范围内，则根据试验样品中该杂质的含量所确定的限度可认为是合理的。并且随着研究工作的逐步深入，制备工艺的优化，产品纯度会越来越高。申报上市时杂质的限度已远低于研究初期杂质的含量，再结合稳定性考察中效期末产品的杂质情况来确定杂质限度，其依据就比较充分，患者用药的安全性也就更有保障。
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所以对于创新药，可通过以下步骤来确定杂质的限度。如果在安全性研究与临床研究中，并未反映出杂质具有明显的毒副作用，则在制定杂质限度时只需考虑生产与稳定性的结果。具体如下：首先应选用合适的分析方法对所有批次产品的杂质进行检测，并完整地记录各批次样品的批号与批量、生产日期与地点、生产工艺、单个杂质及总杂质的含量、产品的用途(如临床研究，急毒、长毒研究，稳定性研究等)，对于制剂，还应包括原料药的批号等。为了使以上批次的产品更有代表性，除了要提供所有小试规模的产品外，至少还应包括一定数量中试规模的产品，然后对工艺基本稳定以后的产品的杂质进行统计处理，计算出杂质含量的标准偏差值。一般认为，标准偏差三倍以内的杂质含量的变化都在正常的波动范围内。再根据稳定性考察的数据确定出杂质的限度。只要该限度不大于安全性研究与临床研究用样品的杂质含量，这一限度就是安全的，也是合理的。
如果安全性研究或临床研究反映出杂质具有明显的毒副作用，则该杂质的限度将只能根据安全性研究的结果制订，并根据该杂质的来源，采取相应的措施尽量降低其含量。
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为了使大家了解国际上对此问题的常规要求，在此简单介绍“人用药品注册技术要求国际协调会”(ICH)的有关指导原则。ICH在2002年2月7日修订的“新原料药中的杂质”指导原则，根据原料药的每日最大剂量将原料药分为两类，并分别制订了杂质的报告阈值、鉴定阈值与合理限度。其中的报告阈值是指所有高于此阈值的杂质及含量均应记入每批产品的检验报告中，并反映在申报资料中。而鉴定阈值是指所有高于此阈值的杂质均应对其结构进行确证。合理限度是指只要质量标准中制订的杂质限度不高于此限度，就不需要提供该限度的制订依据，均认为该限度是合理的。具体规定如下：
每日最大剂量 报告阈值 鉴定阈值 合理限度
≤2g 0.05% 0.10%或 0.10%或
1.0mg(取较低值) 1.0mg(取较低值)
>2g 0.03% 0.05% 0.05%
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对于新药制剂，ICH在2003年2月5日修订的“新制剂中的杂质”指导原则中也做了明确规定。该指导原则同样根据不同的用药剂量制订了杂质的报告阈值、鉴定阈值与合理限度。具体如下：
报告阈值
每日最大剂量 阈值
≤1g 0.1%
>1g 0.05%
鉴定阈值
每日最大剂量 阈值
2g 0.10%
合理限度
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2g 0.15%
二、已有国家标准的药品及改剂型药品
由于已有国家标准的药品及改剂型药品是在已有同一品种或含有同一活性成分的其它制剂上市的前提下进行仿制或研究的，按照我国的药品注册管理办法，根据具体的注册分类在申报注册时，可以免做部分药理毒理研究及临床研究，所以在制订这些药品的杂质限度时，方法与创新药有所不同。具体可根据已有标准的不同分为以下四种情况：
已上市产品标准中对杂质有明确规定。在仿制时可以按照已有的标准制定杂质的限度。但也要注意：不同的合成路线会产生不同的杂质；不同的制剂处方与工艺导致产品的稳定性也可能不一致；不同辅料的干扰，采用的杂质检测方法也可能不同。在这些情况下就不能简单地仿标准，而应在质量研究时进行全面的分析：注意考察已有标准中方法是否仍然适用，是否有新的杂质产生。为避免因使用不同的合成路线而产生不同的杂质，国外在研究仿制药时，有时会采用反向工程(reverseEngineering)的方式，通过对已上市药品的杂质进行研究，推断其合成路线，然后采用相同的路线制备仿制药，从而较好地解决了这一问题。
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对于改剂型药品，仍可根据同一给药途径的产品标准来制定其杂质限度；如无同一给药途径的标准，则可参考其它的给药途径的产品标准来制定合理的杂质限度。
已上市产品的标准中对杂质没有明确规定。此时一定要注意，此种情况并不意味着该产品的纯度不需要控制。在正常情况下，对原料药来说，在质量标准中都应有杂质控制项目；对制剂，如果制剂用原料药的杂质已有严格的控制，并且在制剂的制备与放置过程中已证明杂质的种类与含量均没有变化，则制剂的质量标准中就可以不再制订杂质检查项目。当然也不排除该产品在研究与技术审评过程中，因要求不够严格而没有按质控的要求订入合适的杂质检查项。
对于这种情况，就不能简单地仿标准，而应根据原料药的杂质情况、制剂的制备与稳定性考察中杂质的种类与含量有无变化等来确定是否有必要在制剂的质量标准中控制杂质。如有必要，则可通过仿产品来确定杂质的限度。由于已上市的同品种药品的质量不完全相同，我们在选择仿制的参考品时，一定要注意所仿制产品的质量，必要时可多选择几种产品进行质量对比研究。考虑到已上市产品已在临床上使用，如无明显的与杂质有关的毒副作用，其安全性已得到一定程度的临床验证，该产品中的杂质限度可认为是合理的。通过对已上市药品中的杂质进行全面分析，以此为依据来确定仿制药或改剂型药的杂质限度。一般来说，由于已上市的同品种药品的质量标准中制订的杂质限度要高于产品的实测值，并且产品的原发厂在进行安全性研究时的实际剂量远大于规定的限度，所以根据FDA指导原则中的有关规定，可将在研产品的杂质限度设定为已上市的同品种药品杂质实测值的两倍以内。在此还应注意，如果给药途径不同，限度可能会有所不同。
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得不到上市产品的标准。对原料药来说，由于一般都应在标准中控制杂质，所以就要通过仿已上市产品来确定杂质的限度。对于制剂，则应先根据原料药的杂质情况、制剂的制备与稳定性考察中杂质的种类与含量有无变化等来确定是否有必要在制剂的质量标准中控制杂质。如有必要，则可通过仿产品来确定杂质的限度。
仿制品或改剂型产品与参考品的杂质种类不一致，或杂质含量大于已上市的参考品杂质的实测值的两倍。应该分析原因，有针对性地对制备工艺与处方等进行优化，使杂质的种类与含量符合要求；或者按照一定程序，通过必要的安全性试验来证明现有杂质的种类与含量是安全的。
总之，在确定已有国家标准的药品及改剂型药品的杂质限度时，主要的参考依据应该是已上市的产品。在制订杂质限度时只有通过比较全面的论证与研究，所订的限度才能更科学合理，产品的安全性才更有保证。
◆无机杂质限度的确定
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在杂质研究时应根据具体的生产工艺，对原料药制备过程中涉及到的无机物进行检测，通常采用药典方法或其它合适的方法进行检测与定量。根据整个研发过程中生产的小试、中试样品的实测情况，对催化剂、重金属等无机杂质是否会带入成品中进行评估，并就质量标准中是否纳入这些无机杂质进行必要的讨论说明，提供相关的试验依据与文献依据。
无机杂质的限度主要根据该杂质的毒性及各批次产品的实测结果而定。如果某些产品的无机杂质在放置过程中会增加，则制订该杂质的限度时，还应综合考虑稳定性考察的结果。
各国药典收载的质量标准及我国已批准上市的产品的注册标准中包含有各类无机杂质的限度，在这些限度以内的无机杂质可以认为其安全性已得到了确认。因此，这些限度对于我们确定新产品的无机杂质限度具有很强的参考价值。此时要注意根据新产品的给药途径、适应症以及用量等选择合适的参考标准，以使限度的制订更为合理。
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