人用药中的亚硝胺杂质的相关研究分享

PART 01 研究背景

2018年7月，采用浙江华海药业缬沙坦原料药API生产的降压药在欧美市场被大面积召回，在世界范围内造成了极大的影响，甚至引起了服用该药物的患者的恐慌。这一事件被称为“华海药业降压药事件”。华海药业总市值也应声在短短几天之内缩水超过50亿，损失不可谓不惨重。而背后的肇事者，竟是一种不太起眼的基因毒杂质—N-亚硝基二甲胺（NDMA，结构如下）：

图1. NDMA的结构

NDMA结构虽然看上去很简单，但作为基因毒杂质，它和其他亚硝胺化合物一样，被世卫组织国际癌症研究机构（IARC）列为可能的人类致癌物。基因毒性杂质（也称遗传毒性杂质，GTI），是指化合物本身直接或间接能够引起DNA突变、染色体断裂或者DNA重组的物质，严重威胁人类健康，需要严格控制药物中这类杂质的限度，也因此备受各国监管机构重点关注。在“华海药业降压药事件”之后，又在雷丁替尼、二甲双胍、利福平等药物中也检出了N-亚硝胺杂质。为了应对这一情况，“亚硝胺国际战略小组（NISG）”于2018年成立，“亚硝胺国际技术工作组（NITWG）”则于2020年底成立。

它们旨在共享与亚硝胺相关的科学知识和当前对技术安全和质量问题的思考，并在可能的情况下促进成员辖区之间的技术融合。FDA及EMA也相继出台了N-亚硝胺杂质相关的文件。截止到2023年12月1日，FDA网站上已经收录了263种已经证实或者可能存在于API中亚硝胺杂质。随着对这类药物杂质特性认知的加深，可以预见，这个收录名单还会持续不断地增加。

PART 02 有关亚硝胺杂质质量的一些疑惑和解释

然而在进行亚硝胺杂质的销售过程中，我们遇到了一些客户对产品质量问题的反馈，集中于产品的核磁和HPLC。为此，有必要对这些存在的问题做出科学的阐释，帮助客户理解和接受现有的亚硝胺产品特点，利于大家之间的合作。客户经常反映所购买的亚硝胺产品核磁不纯，HPLC也经常出现额外的峰面积不小的杂峰。拿下图中的沙芬酰胺杂质25（见图2（a））举例：其核磁图谱（见图2 （b）），我们初看，在预想的核磁峰之外，还出现了不少未知名的杂峰，因而下意识得认为产物不纯。可明明HPLC纯度在99%以上（见图2（c））。进一步的分析发现，多出来的未名杂峰，和要的产品峰成比例地以一套峰的形式出现。所以我们不免联想到，这可能是因为形成了异构体。

图2：（a）沙芬酰胺杂质25结构式

图2：（b）沙芬酰胺亚硝胺杂质的1H谱出现两套峰

图2：（c）该杂质的HPLC图

图2：（d）该杂质的偶极共振现象

那这个异构体怎么来的呢？其实在1980年，美国芝加哥大学的Stock小组就在他们发表的文章（J. Org. Chem. 1980,45, 886-891）里介绍了这一情况，他们提到了偶极共振（dipolar resonance）可以用来解释这一现象。此外，他们也提出，文章分子中的亚硝胺基团和邻近氮上的氢还可以形成氢键。他们认为氢键的存在，也会使得部分亚硝胺基团的旋转被固定住了，因而产生了类似于旋转异构体的现象，使得核磁出峰变得复杂。我们的研究表明，亚硝胺化合物除了核磁出峰变复杂（见图3（a）），HPLC有时也会出两个峰（见图3（b））。

图3：（a）N-亚硝基-N-甲基-1-萘甲氨1H谱出现两套峰

图3：（b）该杂质的HPLC谱图

图3：（c）该杂质的偶极共振现象

根本的原因就是偶极共振，亚硝基所连的氮上的孤对电子，因为亚硝基强吸电子作用，而流向亚硝基，使得两个氮之间形成了类似于双键的结构（和碳碳双键形成的顺反异构体相仿）（见图2（d）和图3（c）），于是双键附近的氢的环境就产生了差异，所以会出两套峰。有的亚硝胺产品这种作用更强更明显，所以其HPLC也会出两个峰（峰的比例不一）。

PART 03  我们的研究

SINCO药物标准品多年来致力于为药物研发公司和科研机构提供药物分析标准品和杂质对照品，助力医药研发，促进人类健康。亚硝胺杂质作为近年来药物杂质对照品研究的热点之一，最近也加大了对这一类药物杂质的研发投入，依托自身成熟的研发平台，已经陆续产出了很多亚硝胺杂质品种(更多详情在菲斯官网可查看)。希望我们的一些研究，能让药物研发的同仁有所启发，利于我们的沟通和合作，更便捷地推进药物研发的进度。