杂质研究 | 从FDA审评解析原料药(DS)中亚硝胺的风险评估

根据ICH M7指南《评估和控制药品中的DNA反应性（致突变性）杂质以限制潜在致癌风险》，药物成分及成品中潜在致突变杂质（包括N-亚硝基化合物）必须经过系统评估。N-亚硝胺类化合物因在极低摄入量（ng/天级别）下仍可能具有致癌性，被ICH M7列为重点关注物质，其控制水平往往需低于毒理学关注阈值（TTC）

原料药（DS）的亚硝胺风险评估应遵循ICH Q9质量风险管理原则，采用逐步推进、基于科学与风险的决策流程。其核心在于优先借助已有知识与评估进行理论排除，仅在实际无法排除时再通过实验验证，从而最大限度减少非必要检测。

 

 

第一阶段：危害识别 (Hazard Identification)

本阶段旨在全面识别理论上的潜在风险，无需作出最终结论。

步骤1: 评估是否通过输入物料引入预形成的亚硝胺

关注点：回收的溶剂、试剂、催化剂（尤其来自第三方回收，可能存在交叉污染）；共享设备；某些胺类试剂（如二甲胺）中可能夹带NDMA。

FDA强调：企业须全面了解并控制供应链（尤其是回收商），这不仅是GMP的基本要求，也是近年监管检查的重点。

结论：若输入物料是唯一潜在来源，且使用步骤较早，后续有明确有效的纯化步骤（如蒸馏、结晶、萃取），可论证其被有效清除（Purge），属低风险。

 

步骤2: 识别亚硝化剂来源

直接亚硝化剂：亚硝酸、亚硝酰氯（CINO）、氮氧化物（NOx）、有机亚硝酸酯（如t-BuONO）

间接亚硝化剂（需在特定条件下转化）：无机亚硝酸盐（如NaNO₂）、硝酸（可能含NO₂杂质）、某些含氮化合物（如硝基烷烃、羟胺）在氧化条件下。

非常见来源：空气中NOx（尤其在干燥、研磨等暴露于空气的工艺步骤）；固体试剂（如NaOH、K₂CO₃、活性炭）中可能夹带的痕量亚硝酸盐。

FDA强调：须高度重视工艺中有意使用亚硝化剂的步骤（如重氮化反应）；对无意引入的来源（如空气、水）应基于科学和概率进行风险评估，避免一概而论。

 

步骤3: 识别易亚硝化胺（Vulnerable Amines）

高风险：二级胺（可直接反应形成稳定亚硝胺），反应速率与pKa密切相关（pKa越低，反应性越强）。

中低风险：

a) “潜在活化”的三级胺：如烷基芳基胺、含给电子基团（如富电子苄位）的三级胺，其脱烷基与亚硝化速率较快。

b) “非活化”三级胺（如三乙胺）：反应性约为二级胺的1/1000，通常仅在化学计量的亚硝化剂存在时才需关注

非风险：季铵盐、伯胺（生成不稳定的重氮盐）。

潜在来源：不仅包括原料药本身，还包括起始物料、中间体、试剂、催化剂（如DMF、NMP、三乙胺）及降解产物（如叔酰胺水解产生的胺）。

 

第二阶段：风险分析 (Risk Analysis)

若识别出理论危害，需在本阶段评估其实际发生可能性及风险水平。

步骤4: 确定可接受摄入量（AI）

首要方法：致癌效力分类法（CPCA）。该方法根据亚硝胺结构特征将其分为5类，分别对应不同的AI值（Category 1: 18/26.5 ng/天 → Category 5: 1500 ng/天）。

关键工具：增强型Ames试验（EAT）。若EAT结果为阴性，多数监管机构（包括FDA）可接受AI放宽至1500 ng/天，这对于难以清除或AI极低的亚硝胺是关键缓解策略。

FDA建议：对CPCA 1–3类亚硝胺强烈推荐进行EAT；接受基于科学数据的读穿（read-across）和个案评估，但建议提前与FDA沟通。

步骤5: 形成、归宿与清除评估

形成评估：若亚硝化剂和胺可能在同一步骤共存，需评估工艺条件（pH、温度、时间、催化剂）是否促进反应。可使用保守动力学模型预测最大生成量。

归宿与清除评估：评估后续步骤对已形成的亚硝胺的清除能力。考虑因素包括：

a) 挥发性（蒸馏、干燥）

b) 溶解性（液液萃取、结晶母液丢弃）

c) 化学反应性（是否在后续步骤中被降解）

目标：通过论证形成量少和/或清除能力强，证明亚硝胺水平始终低于AI，从而支持采用ICH M7 Option 4（工艺控制），无需日常检测。

步骤6: 实验评估形成可能性

方法：在三种强制条件下与目标胺反应：

a) NaNO₂ / AcOH-H₂O

b) NaNO₂ / HCl (pH 3-4)

c) t-BuONO / 有机溶剂

目的：

a) 若在强化化学计量条件下仍未生成目标亚硝胺，可充分证明工艺痕量条件下不会形成，直接判定为“无风险”。

b) 若可生成，则需合成真实样品，用于后续分析方法的开发与验证。

步骤7: （可选）毒性测试

主要用于通过EAT提高AI限值，从而改变风险评估结论。

 

第三与第四阶段：风险评价与控制 (Risk Evaluation & Control)

风险评价（分析检测）

触发条件：当风险分析无法排除风险，且预测水平 ≥ AI的10%时，必须进行确认性检测。

策略：检测应位于最可能产生亚硝胺的步骤（如合成后、纯化前），或在DS本身进行；应涵盖多个批次（包括稳定性研究样品），以观察趋势。

风险控制（控制策略）

控制选项：严格遵循ICH M7：

Option 1 & 2：设定质量标准进行检测（在DS中控制）。

Option 3：上游控制（如中间体）+证明下游清除。

Option 4：工艺参数控制（最理想，需提供充分证据）。

根因分析与缓解：一旦检测到，必须调查根本原因。缓解措施可能包括：

a) 变更原料来源或供应商。

b) 修改工艺参数（如pH、温度）、添加清除剂。

c) 将操作置于惰性气体保护下以避免空气中NOx。

d) 降低储存温度、缩短复验期。

 

FDA专家总结与建议

系统流程至关重要：须建立并严格遵守系统化、文件化的风险评估流程，本文提供的流程图可作为优秀模板。

知识优先于检测：应优先利用化学知识、工艺理解和模型评估排除风险，而非直接进行大量检测。FDA赞赏这种基于科学与风险的策略。

EAT是关键工具：对于结构复杂的NDSRI，EAT是解决AI过低的重要手段，应尽早规划。

全面记录：整个风险评估的思考过程、所用数据、科学依据和结论，都必须清晰、完整地记录于CTD的3.2.S.7章节（杂质部分），这是监管审查的核心。

保持透明：如评估中存在不确定性或基于科学的假设，应明确说明。在申报资料（如NDA、ANDA、PAS）中主动、清晰地呈现风险评估过程与结论，将极大有助于审评。

 

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参考文献：

Dirat O, Urquhart M W , Akehurst H ,et al. Drug Substance and Drug Product Workflows for Quality Risk Management for the Presence of Nitrosamines in Medicines[J].[2025-09-02]