2024 FDA最新人用药中亚硝胺杂质控制指南
背景
亚硝胺杂质是一类具有亚硝基与胺结合（R1N (-R2)-N=O）的化学结构的化合物，具有高潜在致突变致癌性。自华海缬沙坦事件以来，多种药品中相继检出小分子亚硝胺类杂质或与原料药相关的亚硝胺类杂质（NDSRIs），使得监管机构、制药企业对该类杂质一直高度关注，相关的指南文件也一直在持续更新，9月，FDA也更新了人用药物中亚硝胺杂质控制指南。这份指南，是FDA结合其他主要监管机构包括EMA等在近几年来对药品中亚硝胺杂质的控制要求基础上进行的更新，是当前亚硝胺杂质研究相对最为完善的指南。
下面我们将结合指南，从指南的适用范围、亚硝胺杂质来源、亚硝胺杂质的控制措施等方面进行介绍。
一、适用范围
这份指南中的建议适用于以下内容：
所有化学合成的活性药物成分（APIs）； 含有化学合成的 APIs 或片段的药物产品（包括含有合成片段的生物制品）； 因本指南中描述的其他因素而存在风险的药物产品； 由于其结构而存在风险的半合成和发酵产品，类似于化学合成的APIs。
二、亚硝胺杂质形成的根本原因（来源）
该指南根据结构类别将亚硝胺杂质分为两类：
一类是小分子亚硝胺杂质（与活性药物成分API没有结构相似性且在许多不同药品中可被发现的亚硝胺杂质）。
如NDMA、NDEA、NMPA、NDIPA、NIPEA、NDBA、NMBA等，这类亚硝胺杂质主要通过胺（仲胺、叔胺或季铵盐）与亚硝酸（酸性条件下的亚硝酸盐）之间的亚硝化反应形成（图一），也可以由1,1-二取代肼氧化形成亚硝胺，如化合物1-环戊基-4-亚硝基哌嗪和1-甲基-4-亚硝基哌嗪是通过肼氧化过程形成的。 另一类是与API或API片段具有结构相似性且通常对每个API而言独一无二的的亚硝胺杂质（NDSRIs）。
当含有仲胺、叔胺或季铵盐的API（或API相关片段）暴露于亚硝化化合物（如辅料中的亚硝酸盐杂质）时，会通过亚硝化作用形成NDSRIs，图二展示了在酸性条件下，结构中含有仲胺官能团的API与亚硝酸盐的代表性反应。对于NDSRI可通过FDA网址CDER Nitrosamine Impurity Acceptable Intake Limits | FDA进行查询，可获取部分药物中NDSRI可接受摄入量、推荐分析方法等信息，且定期更新。
图一 亚硝胺杂质产生机制
图二 NDSRI形成的机制
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API中小分子亚硝胺杂质形成的根本原因
注意，在一个合成步骤中用作试剂的亚硝酸盐可能会残留至后续步骤中，尽管进行了纯化，仍可能与胺反应生成亚硝胺杂质。因此，只要存在亚硝酸盐，就不能排除其残留到后续步骤中的可能性。一般来说，在有仲胺、叔胺或季铵存在的情况下使用亚硝酸盐的工艺有产生亚硝胺杂质的风险。
API或API降解物、中间体或合成API原材料（包括起始物料、试剂、溶剂等）可能含有仲胺或叔胺官能团。叔胺和季铵也可能有意地作为试剂或催化剂被添加。所有这些类型的胺都可以与亚硝酸或其他亚硝化剂反应形成亚硝胺。
酰胺溶剂在某些反应条件下容易降解形成仲胺，如在长时间的高反应温度下，N,N-二甲基甲酰胺可以降解为二甲胺，二甲胺可以与亚硝酸反应形成N-亚硝基二甲胺（NDMA）（图三）。N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和 N,N-二乙基乙酰胺也有类似的降解途径，产生可形成亚硝胺杂质的仲胺。仲胺也可作为杂质存在于酰胺溶剂中，如二甲胺可能作为杂质存在于 N,N-二甲基甲酰胺中。图三 N,N-二甲基甲酰胺形成N-亚硝基二甲胺机理
在API合成中用作试剂的叔胺和季铵可能含有其他胺杂质。叔胺，如三乙胺，已被证明含有低水平的其他仲胺（如二丙胺和异丙基乙胺）。仲胺和叔胺可能作为杂质或由季铵脱烷基形成的降解物存在。例如，常见的相转移催化剂四丁基溴化铵中可能含有三丁胺和二丁胺杂质。
在新鲜溶剂（邻二甲苯、甲苯和二氯甲烷）中发现了亚硝胺，这是在溶剂运输过程中使用的储存容器之间转移时杂质被携带过来导致的。
亚硝酸钠是某些起始物料（如叠氮化钠）中的已知杂质，并且可能在酸性条件下与胺反应形成亚硝胺。含硝酸盐的原材料，如硝酸钾，可能含有亚硝酸盐杂质。
仲胺或叔胺在一些原材料中被报告为杂质，并且在新鲜溶剂如甲苯中也有发现。
API起始物料和API中间体如果与可能产生亚硝胺杂质的其他工艺共线，则可能面临交叉污染的风险。
回收的材料如溶剂、试剂和催化剂可能由于存在残留胺类（如三甲胺或二异丙基乙胺）而带来亚硝胺杂质的风险。如果回收过程涉及淬灭步骤（如使用亚硝酸分解残留的叠氮化物），那么在溶剂回收过程中可能会形成亚硝胺。
★ 可形成亚硝胺杂质的淬灭工艺以及缺乏过程优化和控制
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药品中其他来源的亚硝胺杂质
亚硝酸盐是常见的亚硝化杂质，在许多辅料中以百万分之一（ppm）的水平被报道过。在一系列常用辅料中都发现了亚硝酸盐杂质，这可能导致在药品生产过程和保质期储存期间药品中形成亚硝胺杂质。
饮用水中可能存在亚硝酸盐和亚硝胺杂质。
此外，当仲胺、叔胺和季铵等亚硝胺前体（包括 API 片段）作为杂质存在于药物中时，这些前体可以与辅料中的亚硝酸盐或生产过程中其他来源的亚硝酸盐反应，在药品中形成小分子亚硝胺或与药物相关的亚硝胺杂质（NDSRIs）。
一些容器密闭系统，包括二级包装组件和生产设备可能是亚硝酸盐或亚硝胺杂质的来源。这些杂质可能在生产或储存过程中渗入药品中，导致小分子亚硝胺杂质或 NDSRIs。
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药品中存在与药物相关的亚硝胺杂质
（NDSRIs）的根本原因
与药物相关的亚硝胺杂质（NDSRIs）可以在药品制造过程中或在成品药的保质期储存期间产生。药品中存在 NDSRIs 的已知根本原因是：
因此，在储存期间，NDSRI 的水平可能会增加。如果含有具有仲胺、叔胺或季铵基团的 APIs 的药品暴露于亚硝化剂中，则被认为有形成 NDSRI 的风险。
三、关于控制和减少原料药及药品中亚硝胺的建议
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可接受摄入量（AI值）
一般来说，需要具有适当定量限（LOQs）的灵敏分析方法来测试药品是否能够满足针对亚硝胺杂质推荐的可接受摄入量限值。
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三步缓解策略，包括风险评估、确认性测试和
向FDA报告变更
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对活性药物成分（API）制造商的建议
3.1 减少活性药物成分（APIs）中的亚硝胺杂质
API 制造商应在合成路线（ROS）开发期间优化工艺设计，以最大程度地减少或防止亚硝胺杂质的形成。
尽可能避免可能产生亚硝胺的反应条件；如果无法避免，则通过适当且稳健的清除研究证明该工艺得到充分控制，并且能够始终将亚硝胺杂质降低至推荐的可接受摄入量限值内。
如果合成路线条件可能形成亚硝胺，则在可能的情况下使用仲胺、叔胺或季铵以外的碱。
如果可能的话，避免使用酰胺溶剂（例如 N,N - 二甲基甲酰胺、N,N - 二甲基乙酰胺和 N - 甲基吡咯烷酮）
在叠氮化物分解过程中用其他淬灭剂替代亚硝酸盐。
优化并始终控制反应顺序、工艺和反应条件（如 pH 值、温度和反应时间）。
设计一种制造工艺，以便在后续加工步骤中促进亚硝胺杂质的清除
活性药物成分（API）制造商应将淬灭步骤（当存在亚硝胺形成风险时，例如使用亚硝酸分解残留叠氮化物）从主反应混合物中移除，以降低亚硝胺形成的风险。API 或通过使用叠氮化物盐进行反应形成的中间体可以从有机相中的母液中分离出来。然后，从有机相中分离出的含水废相应用亚硝酸进行淬灭，且不能与 API、其中间体或拟回收的溶剂接触。
API 制造商应审核其供应链并监测任何有风险的 API 原材料和中间体。
为了避免在制造过程中使用回收的材料（如溶剂、试剂和催化剂）时发生交叉污染，API 制造商应仅在回收材料的同一工艺步骤中或更早步骤（如果有充分的纯化）中使用回收材料。
活性药物成分（API）制造商应留意分析原料药生产中使用的工艺用水中亚硝酸盐和亚硝胺水平。
如果 API 制造商对 API 批次进行再加工或返工以控制亚硝胺杂质水平，质量部门应监督此类批次的任何再加工或返工。
3.2 控制APIs中亚硝胺杂质
鉴于目前对亚硝胺杂质及其在药物中存在不确定性，对于检测到杂质含量高于推荐 AI 限值10% 的有风险的 API，制造商应在放行时对每批进行检测，并在复验日期对稳定性样品进行亚硝胺杂质检测。
任何发现亚硝胺杂质含量高于推荐 AI 限值的 API 批次，API 制造商都不应放行用于销售。
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对药品制造商和申请人的建议
a．建立 API 供应商的可靠性：
药品制造商和申请人在设计其控制策略时，应评估在使用有风险的 API 的制造过程中是否可能存在亚硝酸盐。制造商和申请人还应确定亚硝胺前体是否作为原料药中的杂质存在，因为它们可能在药品制造过程中形成亚硝胺杂质。制造商和申请人还应评估在药品的保质期内成品药中是否会形成亚硝胺。如果亚硝胺是通过可以避免的外源引入到药品中，制造商和申请人应消除亚硝胺杂质的来源。
b．在药品中建立规格：
如果检测到亚硝胺杂质含量高于定量限，制造商或申请人应制定一项策略，以确保亚硝胺水平保持在推荐的可接受摄入量限值内。
如果确认性测试发现亚硝胺杂质水平高于推荐可接受摄入量限值的 10%，则控制策略应包括药品中已确定的亚硝胺杂质的规格限值，包括在有效期的稳定性样品中。
此外，鉴于目前对亚硝胺杂质及其在药物中的存在不确定性，即使初始测试结果低于推荐可接受摄入量限值的 10%，也建议对监管批次和验证批次进行测试，并且当在制造过程、辅料、API 或其他关键要素中引入可能在产品生命周期内导致亚硝胺形成的变更时进行测试。
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减少或防止药品中与药物相关的亚硝胺杂质
（NDSRI）形成的建议
考虑到不同辅料供应商和辅料批次中潜在的亚硝酸盐杂质，对辅料进行筛选以降低药品中 NDSRI 形成的风险。或者，使用亚硝酸盐含量较低的替代辅料重新配制药品。
在药品设计中加入抗氧化剂（如抗坏血酸（维生素 C）、抗坏血酸盐（如抗坏血酸钠）、α- 生育酚或没食子酸丙酯），这可能会抑制药品中 NDSRI 的形成。
在药品配方中修改微环境至中性或碱性pH。NDSRI 的形成通常发生在酸性条件下；在中性或碱性环境中，这些反应的动力学显著降低。因此，在配方设计中加入如碳酸钠等辅料来修改微环境至中性或碱性 pH 可以抑制 NDSRI 的形成。
参考资料：
FDA：Control of Nitrosamine Impurities in Human Drugs Guidance for Industry，2024.09
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