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FDA自省，就亚硝胺杂质管理发布意见征询
自从2018沙坦类药物的亚硝胺致癌杂质二甲基亚硝胺（NDMA）事件导致的药品召回之后，美国FDA和EMA等监管机构就将药物亚硝胺杂质当作管理内容的重中之重，一再发文要求各家制药公司和药物生产机构对于亚硝胺杂质污染的可能性做出风险评估，并且需要提供详实的分析过程或数据。
在类似于二甲基亚硝胺、二乙基亚硝胺这样的基础亚硝胺杂质的管理基本趋于成熟之后，现在的监管重点转向了那些由药物本身相关的亚硝胺杂质上，即被称为药物基质亚硝胺（nitrosamine drug substance related impurities, NDSRI）的物质。顾名思义，NDSRI就是那些由药物本身自带的仲胺（有时候甚至是叔胺）结构单元转化产生的亚硝胺，也就是药物分子本身贡献了亚硝胺中的仲胺骨架。例如雷沙吉兰（Rasagiline，帕金森病药物，含有二级氨基结构）中发现的N-nitroso rasagiline；以及奥芬那君（Orphenadrine，动脉硬化、自发和脑炎性帕金森病药物，含有叔胺结构）中发现的N-nitroso orphenadrine（图1）。后者甚至引发了Sandoz多批次的药品召回。这些亚硝胺杂质与二甲基亚硝胺、二乙基亚硝胺不同，它们通常不是活性药物成分（API）生产过程中由试剂（或者试剂与杂质）之间的反应产生的基础亚硝胺杂质，而是在药物本身降解过程中产生的。与前者不同，NDSRI亚硝胺杂质通常没有明确确定的允许摄入量（Allowed Intake, AI），因此FDA和EMA通常给NDSRI设定了非常苛刻的AI值，例如FDA 指定的临时 AI为 26.5 ng/天；而 EMA更为激进，为新的 NDSRI 设定了 18 ng/天的临时 AI。EMA 随后引入了 178 ng/天的临时 AI，直到数据可以证明其确切的AI。这种临时AI的使用时间不超过 12 个月。[1]
图1. Rasagilin和orphenadrine产生的NDSRI亚硝胺杂质。
考虑到在没有实验数据的情况下设定极其严苛的NDSRI的AI，对于很多含有二级氨基的药物来说都是非常难以处理的，考虑到这些，FDA日前张榜公告，征求行业内部对于NDSRI的AI设定的管理意见。[2]
FDA表示，近期已经收到了很多关于药物产生NDSRI的报告。在某些情况下，NDSRI 形成的根本原因是赋形剂中ppm含量的亚硝酸盐杂质。亚硝酸盐通常可以存在于在一系列常用的赋形剂（甚至于水）中，这些亚硝酸盐杂质与药物分子中的二级甚至三级氨基作用，在一定条件下能够产生NDSRI亚硝胺。NDSRIs 对 FDA 提出了严峻的科学和监管挑战，因为每个NDSRI 是 API 所独有的，而且检测方法极其有限（考虑到十几或者几十纳克/天的AI阈值，以及某些药物的高剂量，NDSRI在这些药物中的上限可能被设定为ppb量级的）。但FDA承认，目前尚不清楚是否全部、还是部分NDSRI应该被视为致癌物质。
ICH M7(R1) 指南提供了推导某些被认为是诱变剂和致癌物化学品的 AI 限值推算，但如果NDSRI没有被 ICH M7(R1)囊括的话，则应使用两种（定量）构效关系（(Q)SAR）方法进行毒理学评估，这些方法可以预测细菌致突变性试验的结果。[3]
1. 潜在致突变性和致癌性评估
FDA 通常要求申请人通过进行标准的体外细菌回复突变试验（Ames test），来评估杂质致突变的可能性。如果这种体外致突变性Ames test测试对亚硝胺杂质呈阴性，FDA 要求进行进一步测试，因为FDA认为，用于 Ames 测试的标准方法可能不足以表征亚硝胺的致突变潜力，在某些情况下会产生已知致突变亚硝胺的阴性结果（也就是说，只有Ames test阳性，才能形成绝对性的判断。如果是阴性，则需进一步试验）。对此，FDA 的国家毒理学研究中心一直在测试不同的条件，以开发增强的 Ames 测试（enhanced Ames test），旨在对小分子亚硝胺杂质和 NDSRI 的潜在致突变性提供更可靠的评估。在某些情况下，即便增强的 Ames 试验结果为阴性，仍然需要进一步进行体内转基因基因突变试验（in vivo transgenic gene mutation test），以进一步评估杂质的诱变潜力，以确认体外发现。
2. 确定 NDSRIs 的 AI 阈值
AI 阈值设定取决于安全性评估，包括对杂质的致突变性和致癌性的评估，以使 FDA 确信，该杂质不会对患者造成安全问题。FDA采取的假设是，患者服用药物一生（70 年），致癌杂质导致患者罹患癌症风险为十万分之一的水平。[4] AI 限值通常以ng/天设定（例如FDA和EMA设定的26.5 ng/天和18 ng/天），由申请人根据这个AI值，以及药品的最大日剂量，来确定目前杂质在药品中的含量上限（通常以ppm为单位）。
计算 NDSRI 的推荐 AI 限值，通常要比计算诸如二甲基亚硝胺这样的小分子亚硝胺 AI 限值更具挑战性，这主要是由于NDSRI对应的是千千万万的不同API，它们复杂的结构在相关数据库（例如啮齿动物致癌性数据）里无法查询。尽管FDA 已针对有限数量的 NDSRI 发布了推荐的 AI 限值，但绝大大多数 NDSRI 的推荐 AI 限值尚未确定。所以监管机构才在没有数据的情况下设定了那么苛刻的NDSRI的AI限值，有些类似“宁杀错，勿放过”的策略。
3. FDA的执两用中策略
在应对亚硝胺事件的过程中，FDA也逐渐意识到，一味严苛地收紧亚硝胺控制，尽管在安全问题上有可能保证了较高的冗余，但从另外一个角度来看，它极大地限制了很多药品的供应链，尤其是那些对于患者来说非常急需的药物，例如沙坦类降压药。一味地高举“杀威棒”，将对这些药物的供应产生极为不利的影响，因此FDA也一直在摸索两害相权取其轻的平衡。
随着 FDA 对 NDSRI 形成的了解越来越多，并收到越来越多来自于行业的关于 NDSRI 的报告，FDA也在积极寻找制衡亚硝胺杂质危害性的方案，以帮助制造商降低药品中 NDSRI 的水平。其中之一已见文献报道，涉及常用的抗氧化剂，如抗坏血酸（维生素C）或α-生育酚（维生素E），它们在人体胃液条件下可以抑制亚硝胺的形成。[5] FDA 表示，在制剂中添加这些抗氧化剂，可能会显著抑制药品中 NDSRI 的形成。
FDA的另一条缓解策略是从亚硝胺产生的机制方面入手的，考虑到亚硝胺的形成（仲胺或者叔胺在酸性条件下与亚硝酸盐反应而成），在中性或碱性环境中，这些反应的动力学会显著降低，因而提供给生产商相应的制衡策略。FDA 鼓励制造商以这些创新策略作为出发点，将药品中 NDSRI 的形成减少到可接受的水平。
参考资料：
[1] EMA. Questions and Answers for marketing authorisation holders/applicants on the CHMP Opinion for the Article 5(3) of Regulation (EC) No 726/2004 referral on nitrosamine impurities in human medicinal products. EMA/409815/2020 Rev.13.
[2] Identification, Assessment, and Control of Nitrosamine Drug Substance-Related Impurities in Human Drug Products; Establishment of a Public Docket; Request for Comments. Federal Register. 04, 05, 2023.
https://federalregister.gov/d/2023-09526
[3] FDA and International Council for Harmonisation guidance for industry “M7(R1) Assessment and Control of DNA Reactive (Mutagenic) Impurities in Pharmaceuticals To Limit Potential Carcinogenic Risk” March 2018,
https://www.fda.gov/media/85885/download
[4] FDA guidance for industry “Control of Nitrosamine Impurities in Human Drugs” February 2021
https://www.fda.gov/media/141720/download
[5] FDA, “Updates on Possible Mitigation Strategies To Reduce the Risk of Nitrosamine Drug Substance-Related Impurities in Drug Products”
（本文由北纬55°供稿）
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