亚硝胺（Nitrosamines）是一类具有N-亚硝基结构的化合物，因其潜在的基因毒性和致癌性，近年来成为全球药品监管的重点关注对象。自2018年在部分降压药中发现亚硝胺杂质以来，美国食品药品监督管理局（FDA）逐步完善了针对亚硝胺的控制策略。本文就亚硝胺的形成机制、风险评估方法及行业应对措施进行梳理，供同行学习和提供一定的参考。

 

一、亚硝胺杂质的背景与危害

 

1. 亚硝胺的发现历程

 

2018年事件：首次在缬沙坦（Valsartan）等血管紧张素II受体拮抗剂中检测到N-亚硝基二甲胺（NDMA），引发全球药品召回潮。

后续扩展：随后在雷尼替丁（抗胃酸药）、二甲双胍（降糖药）、利福平（抗生素）及戒烟药伐尼克兰（Varenicline）中陆续发现亚硝胺杂质。

监管响应：FDA联合欧洲药品管理局（EMA）、加拿大卫生部（Health Canada）等国际机构，建立统一的风险评估框架。

 

2. 亚硝胺的毒理学特性

 

致癌性：国际癌症研究机构（IARC）将NDMA等亚硝胺列为2A类（可能人类致癌物）。其致癌机制与DNA烷基化导致的基因突变密切相关。

暴露风险：即使极低剂量（如每日摄入数十纳克）的长期暴露也可能增加癌症风险，因此需设定严格的“可接受摄入量（AI）”。

 

二、亚硝胺形成的化学机制与根源分析

 

1. 化学形成条件

 

亚硝胺的生成需满足以下条件：

 

（1）胺类前体：二级胺（R1R2NH）、三级胺（R1R2R3N）或季铵盐。

 

（2）亚硝化试剂：亚硝酸盐（NO₂⁻）或能释放亚硝酸的化合物（如硝酸盐）。

 

（3）酸性环境：pH≤3时，亚硝酸盐易转化为亚硝酸（HNO₂），与胺类发生亲电取代反应。

 

 

2. 制药工艺中的风险点

 

（1）原料药（API）生产环节

 

溶剂与试剂：

酰胺类溶剂（如DMF、NMP）：高温降解可能释放二甲胺等二级胺。

含胺催化剂：如三乙胺中的杂质胺类。

回收物料：回收溶剂或催化剂若未彻底净化，可能携带亚硝胺或前体。

工艺设计缺陷：

淬灭步骤：使用亚硝酸淬灭叠氮化物时，残留胺类可能反应生成亚硝胺。

工艺参数失控：温度、pH或反应顺序的波动可能促进副反应。

 

（2）制剂生产与储存环节

 

辅料中的亚硝酸盐：部分辅料（如乳糖、微晶纤维素）可能含微量亚硝酸盐。

包装材料迁移：某些包装材料（如橡胶塞）可能释放亚硝胺前体。

API降解：含胺基的API在储存期间可能因氧化或水解生成次级胺，与辅料中亚硝酸盐反应。

 

三、FDA的风险控制策略

 

1. 三阶段缓解流程

 

（1）风险评估

 

范围：涵盖所有化学合成API及其制剂，重点关注高剂量、长期用药品种。

方法：基于ICH Q9质量风险管理原则，评估工艺路线、物料来源及稳定性风险。

工具：利用“鱼骨图”或FMEA（失效模式与影响分析）识别关键风险点。

 

（2）确认性检测

 

检测方法：需使用高灵敏度技术（如LC-MS/MS），定量限（LOQ）应低于AI的10%。

样本选择：至少检测3批代表性样品，覆盖不同API供应商和效期阶段。

结果判定：

≤10% AI：无需设定质量标准，但需定期监控。

(10% ~100%)AI：需在放行标准中增加亚硝胺控制项。

>AI：禁止放行，需召回并改进工艺。

 

（3）变更管理与报告

 

工艺变更：如替换含胺溶剂、优化淬灭步骤，需通过DMF（药物主文件）或补充申请提交FDA。

制剂改良：添加抗氧化剂（如抗坏血酸）或调节pH抑制亚硝胺生成，需提供稳定性与生物等效性数据。

 

2. 可接受摄入量（AI）的确定

 

（1）计算方法

 

基于致癌数据：通过TD₅₀（50%肿瘤发生剂量）线性外推，公式：

示例：NDMA的TD₅₀为0.0959 mg/kg/天，计算得AI为96 ng/天。

 

分类法：若无充分数据，按致癌潜力分为5类，默认AI为26.5 ng/天。

 

（2）多亚硝胺共存的控制

 

若同一药品含多种亚硝胺，总风险需满足：

 

 

示例：某药含亚硝胺杂质A（AI=26.5ng, 可接受限度为0.33ppm）、亚硝胺杂质B（AI=37ng, 可接受限度为0.46ppm）和亚硝胺杂质C（AI=1500ng, 可接受限度为18.75ppm），若检测浓度分别为0.10 ppm、0.05 ppm和1.00 ppm，则总风险为：0.10/0.33+0.05/0.46+1.00/18.75=46.5% （合格）

 

四、行业应对措施与案例分析

 

1. API生产商的优化方向

 

（1）工艺设计：避免使用亚硝酸盐淬灭，改用过氧化氢等替代试剂。

 

（2）供应链管理：审核原料供应商，要求提供亚硝酸盐及胺类杂质的检测报告。

 

（3）溶剂回收控制：独立回收不同工艺的溶剂，避免交叉污染。

 

案例：某API厂商在合成中引入离子液体替代DMF，成功将NDMA水平从50 ppb降至未检出。

 

2. 制剂企业的改良策略

 

辅料筛选：优先选择低亚硝酸盐辅料，如用甘露醇替代乳糖。

抗氧化剂应用：添加0.1%抗坏血酸可抑制90%以上的NDSRI（亚硝胺药物相关杂质）生成。

pH调控：将制剂微环境调至中性（pH 6-8），减缓亚硝化反应速率。

案例：某二甲双胍缓释片通过添加柠檬酸钠调节pH，使NDMA水平稳定在AI限值内。

 

3. 生物等效性豁免的突破

 

FDA研究表明，添加≤10 mg/剂的抗氧化剂（如维生素C）对BCS I-III类药物的渗透性无显著影响。因此，此类制剂变更可豁免体内BE研究，仅需提供溶出度数据。

 

示例：某雷尼替丁仿制药通过添加5 mg抗坏血酸，无需临床试验即获批准。

 

五、挑战与未来展望

 

1. 当前难点

 

检测技术：亚硝胺种类繁多，开发通用型检测方法仍需突破。

供应链追溯：全球化采购背景下，原料交叉污染风险难以彻底消除。

监管协调：各国AI限值及实施时间表存在差异，增加企业合规成本。

 

2. 创新方向

 

AI预测模型：利用QSAR（定量构效关系）预测新型亚硝胺的致癌潜力。

连续制造技术：通过实时监控减少工艺波动，降低亚硝胺生成风险。

绿色化学：开发无胺合成路线，从源头消除亚硝胺前体。

 

结语

 

亚硝胺杂质的控制是一项涉及化学、毒理学、质量管理的系统工程。FDA指南的修订不仅为行业提供了明确的技术路径，更推动了全球药品安全的协同进步。未来，随着检测技术的革新与监管科学的深化，制药企业需持续优化工艺，平衡风险控制与药物可及性，最终实现患者安全与产业发展的双赢。

 

参考文献：

 

[1] FDA, Control of Nitrosamine Impurities in Human Drugs Guidance for Industry, September 2024.

 

 

来源：药事纵横

关键词： 药物亚硝胺杂质