对照品／标准品研究和使用过程中的一般原则-头孢菌素质量控制

1、发布日期 20071112 栏目 化药药物评价>>化药质量控制 标题 对照品标准品研究和使用过程中的一般原则头孢菌素质量控制（一） 作者 蒋煜 邢俊生 部门 正文内容                          审评三部蒋煜   邢俊生*邢俊生*山西省药检所摘要：本文拟对头孢菌素对照品/标准品的应用情况、研究、选择，标化

2、等进行分析，以使申请人在药物研究过程中进一步重视头孢菌素对照品/标准品的研究，以及合理使用。一、概述国家药品标准品、对照品系指国家药品标准中用于鉴别、检查、含量测定、杂质和有关物质检查等标准物质，它是国家药品标准不可分割的组成部分。药品标准物质不同于一般的药品，是执行国家药品标准的实物对照，是量值传递的安全载体，是国家颁布的一种计量标准品。药品标准物质必须具备材料均匀、性能稳定、量值准确等条件，才能发挥其统一量值的作用。中华人民共和国药品管理法规定：国务院药品监督管理部门的药品检验机构负责标定国家药品标准品、对照品。根据抗生素标准物质标定方法和用途的不同，对抗生素标准物质可分为生物标准品（标准

3、品）和化学对照品（对照品）。标准品系指用于生物检定、抗生素或生化药品中含量或效价测定的标准物质，按效价单位计，以国际标准品进行标定；对照品除另有规定外，均按干燥品或无水物进行计算后使用。在药品检验中，对照品/标准品是确定药品真伪优劣的对照，是控制药品质量必不可少的工具。二、对照品/标准品的选择依据如上所述，药品标准物质必须具备材料均匀、性能稳定、量值准确等条件，才能发挥其统一量值的作用。因此，选择对照品/标准品应具有以下几方面特点：1、参比物质和测定物质的同质性，这种同质主要关注二者在测定过程中具有相同结构，而非普通意义上的同质性，不一定要求对照品固态下的结构与被测定物质固态下结构完全一致。例

4、如：克拉维酸的对照品为克拉维酸锂，实际被测物为克拉维酸钾。2、物质稳定。由于标准物质可溯源性是其基本要求，因此必须保证选择的对照品/标准品具有物理化学稳定性。例如：用头孢唑林酸不用头孢唑林钠制备对照品。三、头孢菌素对照品标准品的不同存在及使用形式：1、用途不同存在含量测定用、鉴别用、有关物质检测使用等对照品。例如：头孢曲松钠含量以头孢曲松计，采用的应是头孢曲松对照品，而红外光谱集纳入的均为相应钠盐的图谱。在进行结构确证或者质量研究时，需要注意根据不同用途选择不同对照品。在书写质量标准相应项目时也需注意，以免引起不必要的麻烦。2、存在形式不同存在不同酸根和盐基的对照品。如：头孢呋辛，具有头孢呋辛

5、、头孢呋辛钠和头孢呋辛酯的对照品。一般而言，以钠盐或者其他盐形式存在的头孢菌素，基于稳定的目的，多用酸根作为对照品，如盐酸头孢吡肟采用头孢吡肟制备对照品；而酯类前体药物多采用原药制备对照品。如：头孢呋辛酯即采用头孢呋辛酯制备对照品。上述不同形式对照品的用途也分别不同，例如头孢呋辛钠原料药和制剂含量测定时使用头孢呋辛对照品，鉴别时可使用头孢呋辛钠对照品。头孢呋辛酯的对照品是头孢呋辛酯。但是由于前体药物本身多不具抗菌活性，需在体内降解形成活性物质后发挥抗菌作用，因此，其含量均为活性成分计算。如头孢呋辛酯原料药及其制剂的含量均按照头孢呋辛计算，在计算或折算时需要注意。3、杂质对照品。随着对药物研发质

6、量要求的不断提高，特别是新的杂质研究指导原则出台以后，杂质对照品在质量研究过程中的作用越来越突出。目前国内以及国外已经能够提供多种杂质对照品。比如头孢克洛-3异构体等。又如USP提供的盐酸头孢吡肟系统适用性试验用对照品，其说明书中注明了两种已知杂质异构体和E异构体色谱系统的相对保留时间等信息。四、对照品标准品的研究以及标化虽然国家规定只能由国务院药品监督管理部门的药品检验机构负责标定国家药品标准品、对照品。但在新药研究过程中，常遇到的情况是国内无法提供相应的新药标准物质，也无法从国外获得或者购得量无法满足新药开发整个过程的需要，此时，选择和标定标准物质显得极为必要。3.1 药品工作标准物质的获

7、得候选标准物质必须具有前述特性，一般选用供试原料的精制品。并且经元素分析、IR、UV、MS及NMR 等光谱分析、X-射线衍射分析，热分析等手段确定其化学结构，结晶以及含水情况。一般所选标准物质的准确度应比被测仪器或检测方法的准确度高35倍。3.2 标定项目的选择可以参照各国药典或同类品种的相关情况确定标定的项目。一般包括如下项目：确定水分含量，包括表面水和结晶水；确定残留溶剂；确定无机杂质总量；确定有关物质；采用有效方法确定其纯度，并用其他方法进行验证。有时熔点是反应候选标准物质纯度的重要指标之一,也需标定。确定标准物质的不确定度,需要重点强调的是含量标定与含量测定的区别：含量标定是按照规定的

8、程度、根据量值传递理论获得标定对象的纯度，并含有一合适的不确定度或准确度。而含量测定为对待测物进行测试以证明其符合或不符合规定的限度。3.3 标定方法的选择对于某些国内外尚无公认的标准物质用于标定工作用标准物质时,应自行建立原始基准品,可选用根据候选标准物质内在热力学性质的分析方法,如相溶度法和热分析法等；对于已有高一级标准物质的新药，则可以使用外标比较法，如色谱法、比色法等，重点体现在其量值传递的概念。五、小结药品标准物质是用以确定产品或材料的量值，评价测量方法的准确和标定测量仪器测试质量的实物标准。由于标准品对照品作为计量标尺的用途特殊性，以及目前某些药物标准品、对照品的不易得性，建议申请

9、人在新药的研发过程中进一步重视对该部分内容的研究。附件1、中检所提供的头孢菌素对照品：附件2、目前美国USP提供的头孢菌素对照品参考文献：1 姚尚辰，胡昌勤.中国药典2005年版抗生素标准物质概况，中国抗生素杂质,2005,30(12):7072 陈桂良,徐新元,依婷. 新药开发研究过程中药品标准物质的标定上海计量测试2002,29(2)3 成双红,胡昌勤.中国药典2000年版中抗生素标准品对照品介绍，中国药事,2002,16(7) :4364 胡昌勤,成双红. 抗生素生物标准品的确定. 中国药事,2001,15 (4) :263 本品仅代表个人观点，欢迎有兴趣同仁进行讨论。发布日期

10、 20071112 栏目 化药药物评价>>化药质量控制 标题 对照品标准品在研究和使用过程中容易出现的问题头孢菌素质量控制（二） 作者 蒋煜 邢俊生 部门 正文内容                          审评三部蒋煜   邢俊生*邢俊生*山西省药检所摘要：前文分析并讨论了对照品/标准品在头孢菌素质量研究过程中的重要

11、意义。本文拟继续对申请人在新药以及仿制药研究过程中，在该部分研究中容易出现的问题作进一步分析。以期引起申请人对该部分研究的重视，进一步规范对照品/标准品的研究和使用。由于目前头孢菌素多为半合成产物，下文所提多为对照品，不对标准品作详细分析。一、新药研发过程容易出现的问题1.1 来源渠道多，不同申请人提供的对照品来源和渠道不统一。目前，对于头孢菌素以及其他抗生素，根据上市与否，多数申报品种可以分为以下三类：国外上市国内尚未上市（注册分类3.1）、在国内已经上市（注册分类6），国内上市改变剂型（注册分类5）。由于国内抗生素的临床使用特点以及研发现状，往往相当多申请人申报同一个产品。对于注册分类3的

12、品种，由于较难获得官方渠道的对照品，其来源渠道一般包括：1、自制对照品；2、原料药厂家精制提供；3、国外购进；4、直接在原料药基础上提高质量要求后进行对照。比如盐酸头孢吡肟，多数申请人为自行合成对照品，少数申请人购买USP对照品以及盐酸头孢吡肟系统适用性试验用对照品用于含量测定和有关物质分析。这些自行合成以及外购对照品由于主药含量、水分、残留溶剂、杂质，晶型等均不一致，可能导致其物理化学稳定性各不相同，甚至有较大差别，缺乏溯源性以及传递性，在实际研究和评价过程中造成相当困难。而且，由于某些对照品可获得性差，以及申请人在标化过程中可能出现不规范现象，导致监管存在一定困难。1.2对照品的选择对照品

13、的选择原则包括物质稳定性以及参比物质和测定物质的同质性，正如前文所述：克拉维酸的对照品为克拉维酸锂，实际被测物为克拉维酸钾。用阿莫西林三水合物制备阿莫西林对照品而不用一水合物或阿莫西林制备。但是目前申请人对对照品的选择、制备和标化重视程度尚不足，造成同一个品种可能具有不同成盐形式、含不同结晶水，不同晶型的对照品。由于上述不同，某些晶型或者某些成盐形式的药物由于其不稳定性而不适宜制备成为对照品，但仍然发现个别申请人选择了不稳定形式作为对照品。其次，在对照品选择时应该充分关注不同盐基、酸根的不同用途。比如头孢替坦二钠，由于成盐的缘故，头孢替坦与头孢替坦二钠的红外图谱肯定存在不同。但是某些申请人仍采

14、用头孢替坦对照品进行红外鉴别。红外鉴别是抗生素的常规鉴别方法，由于抗生素常常具不同的晶型，因此在使用对照品进行鉴别试验时，要考虑对照品和供试品的晶型是否一致，并注意是否与供试品生产工艺采用的精制方法一致。以避免在研究或者药检所复核时出现不一致现象。1.3对照品的制备、标化和质量要求抗生素对照品的制备和标化有一套相当严格的程序。但是对于某些难以获得只能自行制备的对照品，目前的申报资料较少提供其选择和标化过程，质量标准也多在原料质量标准上相应提高。由于申报资料缺乏对制备、标化的信息不够充分，难以评价对照品的各项参数。相应也难以对产品作更加准确的评价。由于来源、选择、制备和质量标准的不同，造成目前在

15、对照品质量控制方面存在不统一现象。下表为摘录某三家申请人制定头孢唑兰对照品质量标准中有关物质和含量项，可以看出，不同申请人对头孢唑兰对照品的质量要求有较大差别：二、仿制药研究中易出现问题仿制药研究过程中主要涉及到对照品的使用和保存。由于对照品使用目的不同，常常存在不同形式，如头孢孟多酯钠，美国USP提供三种形式对照品：头孢孟多锂、头孢孟多钠以及头孢孟多酯钠三种形式的对照品，应该根据不同检测需要选择不同的对照品。但在实际使用中发现部分申请人混杂使用，将含量测定用对照品用于鉴别，鉴别用对照品用于含量测定。由于对照品存在形式不同，在含量测定时其折算方法也有所差别。有的申请人在计算过程中容易忽视成盐而

16、造成误差。例如XXX制药有限公司申报的头孢西丁钠，进行结构确证时使用的是USP国家标准品头孢西丁，不含钠盐，造成二者红外图谱以及C元素分析数据之间存在较大差异。大多抗生素标准品使用前不需前处理，对照品的含量均以湿品计算，不需要扣除水份。个别申请人将对照品干燥后使用，不能准确定量。需要注意所选的药品标准物质稳定性和数量应满足整个实验计划的需要，已超过稳定期的标准物质不能使用。另外,美国药典的对照品没有有效期，但美国药典会每2月一期的药典论坛随时发布最新批号的对照品，而在美国药典实验室内，不断地对留样对照品进行监控，保证对照品的有效。三、其他对于多数国内已经上市的抗生素，国内已经能够提供官方来源的

17、对照品，甚至还能提供部分杂质对照品。但少数品种仍无法得到官方来源的对照品，比如头孢尼西，头孢孟多钠、头孢匹罗，盐酸头孢甲肟等。另外，部分国内无法提供，国外能够购买到的药物对照品和杂质对照品，尚缺少相关管理规范，要进一步加强管理和提高要求。四、小结通过上述情况分析，可以看出目前在新药和仿制药研究过程中，在对照品选择、研究、标化、使用和保存过程中仍存在部分问题。作为药品的研究原则是保证用药的安全有效，而基准物质（对照品/标准品）是药物定性和定量的标尺，对其的研究是保证检验结果的准确可靠。另一方面，虽然我国抗生素的研究已经取得较大进展，但是部分抗生素的质量离发达国家要求尚有一定距离。对照品在各环节的

18、正确利用对于保证产品的安全有效显得尤为重要，应该对该部分研究引起高度重视，也建议申请人进一步加强对该部分的研究工作。附件：部分申请人提供的对照品的使用情况：参考文献：1 姚尚辰，胡昌勤.中国药典2005年版抗生素标准物质概况，中国抗生素杂质,2005,30(12):7072 陈桂良,徐新元,依婷. 新药开发研究过程中药品标准物质的标定上海计量测试2002,29(2)3 成双红,胡昌勤.中国药典2000年版中抗生素标准品对照品介绍，中国药事,2002,16(7) :4364 胡昌勤,成双红. 抗生素生物标准品的确定. 中国药事,2001,15 (4) :263本文仅代表个人观点，欢迎有兴趣同仁进

19、行讨论。发布日期 20071121 栏目 化药药物评价>>化药质量控制 标题 头孢菌素常用合成起始原料及其质控头孢菌素质量控制（三） 作者 蒋煜 部门 正文内容                                    

20、60; 审评三部  蒋煜摘要：头孢抗菌素药物是我国市场用量很大的一类抗生素，其质量一直受人关注。该类抗生素的关键合成起始原料7-ACA，7-ADCA，以及由上述原料衍生得到的其他合成中间体，其质量高低直接决定了终产物的质量高低。本文对头孢菌素的几种主要合成起始原料的合成方法，使用途径以及质控方法进行了分析，以期引起申请人对起始原料质量控制的重视。关键词：头孢菌素  起始原料   质量控制一、概述头孢菌素由于其抗菌谱广，抗菌活性强，疗效好，副作用小，耐酸、耐碱、耐内酰胺酶，致敏性等特点，在世界各国得到广泛应用。作为头孢菌素的关键起始原料，7-ACA，7AD

21、CA以及其他一些中间体每年的用量相当巨大。但是由于生产技术等原因，国产上述起始原料，中间体的生产工艺、收率，以及质量较国外产品都有一定差距，可能进一步影响了头孢菌素质量的提高。目前，在头孢菌素的申报资料中，在起始原料部分常见以下一些问题而导致补充资料：1、采用7-ACA或者7-ADCA等起始原料，但不提供起始原料的质控方法，或者质控方法相当简单，仅对水分、含量以及pH值等进行控制。2、对某些头孢菌素，采用某些中间体经一两步反应合成，但不提供中间体的合成方法，质控方法，或者质控方法中简单，对光学纯度、溶液颜色、残留溶剂以及杂质等重要项目不做控制，缺少熔点，比旋度等重要理化常数；3、个别申报资料中

22、的数据与文献数据不相符合。由于存在上述各种问题，本文拟对该类抗生素几种重要起始原料以及中间体的质控方法进行分析，以期申请人在研究和整理申报资料时，进一步关注起始原料的质量及其对终产物质量的影响，逐步改进起始原料的生产工艺，提高对起始原料的质量要求。二、7-氨基头孢烷酸（7-ACA）1、概述图一  7- ACA结构式：该起始原料主要用于合成头孢曲松钠、头孢地嗪钠、头孢唑南钠、头孢特仑酯、头孢克罗、头孢呋辛钠等。国内采用化学法生产7- ACA的厂家有山东鲁抗集团、哈药集团、石药集团、福州抗生素制药厂、福州抗生素药业股份有限公司等。采用C 锌盐以硅酯法(或亚胺醚法)，经多步反应裂解为7-A

23、CA，其收率在85%左右，含量为96%。若以无水CPC 游离酸转化为钠盐为原料，裂解收率可达90%以上。同时采用酶法生产7-ACA 的，有石药集团。         图二  7- ACA主要的合成方法2、质量控制7-ACA是头孢菌素的主要起始原料，其结构中存在多个手性中心，直接关系到终产品的光学纯度、有关物质含量以及残留溶剂量。需要重视该起始原料的质量控制。由7-ACA引入最终产物的杂质类别可能包括合成杂质、残留溶剂、聚合物、异构体，以及降解生成的其它有关物质等等。我国目前多采用化学间接裂解法制

24、备7-ACA，分为四个工段:酯化、氯化、醚化和水解、精制工段。该法转化率相对较低，7-ACA结晶液中杂质多，容易对对其结晶过程产生不利影响，造成产品晶形不好，含量低，色级高，稳定性差。另一方面，由于7-ACA分子内含有比较活泼的-内酰胺环和游离的伯氨基，稳定性相对较差。在长途运输以及室温放置时间较长时，内酰胺环可能开环，并进一步形成高分子聚合物。进而可能在合成过程中引入终产物。有研究显示，7-ACA的紫外吸收的大小直接影响终产物头孢噻肟钠的色泽, 在同等工艺条件下, 用保存时间较长7-ACA 原料所做的头孢噻肟钠色泽不符合中国药典的要求。分析其原因可能是由于7-ACA贮存时间太长导致少数7-A

25、CA分解开环, 使7-ACA紫外吸收系数升高。由此可见，在该原料内控标准中增加颜色项目的必要性。下表为10家可提供7-ACA原料的企业分别制定的7-ACA内控质量标准。从中可以看出：1、在该起始原料生产过程中，主要可能产生的杂质包括头7-ACA、去乙酰7-ACA以及去乙酰氧基7-ACA；2、不同企业执行的7-ACA内控质量标准差别较大，部分企业未对其关键的质控项目如比旋度、溶液澄清度与颜色、有关物质等进行控制。在申报资料中，我们常常发现申请人申报头孢菌素时，递交的7-ACA内控标准显得相对比较简单，多仅对含量和酸度等少数几项进行了质控。而对其它关键质控项目不做控制。 7-ACA的质量

26、控制项目（厂家名称略去）三、7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸（7-ADCA）图三  7- ADCA结构式：该起始原料为白色或微带黄色的结晶粉末，在水、乙醇或丙酮中不溶，溶于强酸或强碱中，-内酰胺环氨基上羧基pKa值为2.42.7，氨基pKa值为7.27.4之间。其分子式为C8H10N2O3S，分子量为214。采用该起始原料合成的头孢菌素包括头孢氨苄、头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢克罗、头孢他美酯等。7-ADCA的常规合成方法包括：7-ACA 还原法、生物发酵法和青霉素 G 钾盐合成法三种。目前国外多采用酶法进行裂解反应。在合成7-ADCA过程中，在扩环过程容易产生7-ADCA异构体（图二

27、）。当使用含该杂质的7-ADCA为起始原料合成各种头孢菌素时，对下游产品质量出现明显影响。如，头孢氨苄以及头孢羟氨苄分别为7-ADCA与苯甘氨酸和7-ADCA与对羟基苯甘氨酸缩合而成，研究显示二者可能含有的杂质包括7-ADCA、7-ADCA异构体，头孢氨苄异构体（或头孢羟氨苄异构体）。因此如果7-ADCA质控水平较低可能导致终产物有关物质不合格时，需要再次进行重结晶。一方面增加了纯化的难度，另一方面也降低了产率，增加生产成本。目前，国内产7-ADCA与进口品相比含量偏低，异构体明显较高。另外，晶型多为无定型粉末，在颜色、吸光度、溶解性和稳定性方面与国外品存在一定差距。使由此合成的头孢氨苄，头孢

28、拉定等头孢菌素质量受到影响。 图四  7-ADCA异构化的可能机理 1：7-ADCA3异构体；2：7-ADCA2异构体；3：头孢氨苄3异构体；4：头孢氨苄2异构体图五  头孢氨苄可能含有的杂质：头孢氨苄及其起始原料7-ADCA中的2，3异构体，可以通过ODS梯度洗脱系统较好分离（图五）。色谱柱：Supelcosil C18 10m，2504.6mm i.d；流动相A：磷酸铵（0.02mol/L，pH为6.5）-甲醇（96:4）；流动相B：磷酸铵（0.02mol/L，pH为8.0）-甲醇-乙腈（72：20：8）；流速1ml/min，室温测定。表二某进口品的质控指标四、7-苯乙酰胺-3-氯甲基头孢烷酸（GCLE）        图五  GCLE结构式GCLE是继7-ACA、7-ADCA之后合成头孢菌素的又一主要