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本工程博士论文选题来源为国家重大新药创制科技重大专项(2009ZX09313),以药品中的杂质为研究对象,系统的阐述了国内外药品杂质研究的现状及最新动态。课题围绕药品杂质控制与评价,通过杂质对照品制备、杂质毒理学评价、杂质谱研究等技术体系的建立,开发多项关键技术,解决杂质对照品制备难度大,杂质限度制定缺乏依据以及杂质控制方法落后等技术难题,为国内药品研发、质控、监管提供技术支撑。研究对象主要以高风险、临床用量大的药品为主。1.杂质对照品关键技术研究针对当前我国药品检验、研发工作中杂质对照品价格高、制备难、供应严重不足的问题,通过过度破坏强化杂质来源条件的方法,开发一种能够快速制备高纯度化学药品杂质对照品的关键技术。研究发现,当药品中某杂质在特定降解条件下逐步发生降解,而其它杂质不或几乎不发生降解时,通过强化降解条件并控制反应条件(防止副反应或二次降解的发生),可以使活性成分(API)逐步转化成目标杂质,从而达到制备的目的。根据制备原理我们将该技术命名为“基于强化杂质来源条件的杂质制备技术”,该制备技术不同于传统的杂质制备思路,采用一步化学反应原理,反应步骤少,产率高,易于制备,可极大的降低杂质对照品的成本,并且很容易实现产业化。采用“基于强化杂质来源条件的杂质制备技术”对左氧氟沙星、氧氟沙星、克拉霉素三个品种的未知杂质进行研究、验证,通过对溶剂、温度、酸碱度、反应时间、结晶方式等反应条件的筛选、优化,首次建立了5个反应速度快、成本低、产品纯度高的杂质制备方法。从而验证了该杂质制备技术的可行性,证明了该技术适用于不同品种相同降解规律的化学药品杂质的制备,其应用前景广阔。另外,课题组还首次鉴定了3个未知杂质,建立了左氧氟沙星杂质的标定、不确定度评定方法,建立了完善的杂质对照品制备技术体系。本研究为化学药品杂质制备提供了新思路,对其他化学药品的杂质制备研究具有较强的借鉴意义。2.药品杂质毒理学评价关键技术研究杂质的毒理学评价是确定其质量控制水平的重要依据,但我国目前缺少相应的法规和技术要求,严重影响了我国药品标准中对杂质的控制水平。基因毒性杂质是影响药物安全性的重要因素,近年来,先进国家和组织对药物基因毒性杂质的控制愈发重视,相继出台了多个研究指南,为药物基因毒性杂质评价提供了参考。本课题建立了药物杂质毒理学评价的研究程序,特别是按照国际上最新的要求和进展,开展了药物杂质的基因毒性评价。本论文按照国际上最新的要求和进展,首次引入了定量构效关系(QSAR)等In silico毒理学评价关键技术,按照人用药品注册技术要求国际协调会(ICH)M7指导原则,对本文发现的左氧氟沙星两个未知杂质(去羧基左氧氟沙星、左氧氟沙星-N-氧化物)进行了系统的毒理学评价研究。通过In silico、Ames、小鼠淋巴瘤试验(MLA)、中国仓鼠肺细胞(CHL)体外染色体畸变试验等,最终确定了两个杂质的基因毒性,为杂质限度制定提供了依据。本部分研究为其他杂质的毒理学评价提供了借鉴。本文所建立的杂质毒理学评价技术得到了国家药典委员会的认可,课题组以本文研究内容为基础,申请国家药典委员会2015年度药品标准提高专项获得批准,项目名称为“中国药典二部收载已知杂质在ICH M7指导原则下的遗传毒性评价”。本课题所建杂质基因毒性评价技术以山东省食品药品检验研究院为依托已于2016年正式对外服务,是国内可以提供满足国际注册要求的药品杂质基因毒性in silico评价的唯一机构。3.注射剂杂质谱关键技术研究选择临床应用广泛的高风险注射剂品种乳酸左氧氟沙星注射液为研究对象,通过对乳酸左氧氟沙星原料的合成工艺及降解路线研究,对未知杂质的制备、鉴定、毒理学评价研究,对杂质的立体构型研究(手性拆分),对乳酸左氧氟沙星注射液及其原料的杂质控制方法研究,结合原料及制剂的检测分析结果,最终确定了左氧氟沙星6个主要杂质的结构、来源、生物活性、质控方法等杂质谱信息。同时建立并验证一套能够有效控制乳酸左氧氟沙星原料及制剂杂质含量的检测方法并制定合理的质控限度,为工艺优化提供方法依据,从而保证药品生产、流通、储存过程中的质量可控。通过方法学验证以及样品实测证实,本文所建杂质控制方法明显优于中国药典方法,能够更科学、准确的测定乳酸左氧氟沙星注射液中杂质的含量情况,避免检测结果的误判,有利于产品质量的提升。本部分研究内容为国家药品标准提高以及仿制药一致性评价工作提供了有益参考。