vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2025-15-5-595-603vedomostiregmed-795Research ArticleКОНТРОЛЬ КАЧЕСТВАQUALITY CONTROLОпределение содержания примеси гистамина в биологических лекарственных средствах: перспективы перехода от методов in vivo к методам in vitroIdentifying Histamine Impurity in Biological Products: Prospective Transition from in vivo to in vitro Methodshttps://orcid.org/0009-0009-9584-0777СмирягинЕ. А.SmiryaginE. A.

Смирягин Егор Антонович

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Egor A. Smiryagin

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

smiryaginea@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1439-2052КорниловаО. Г.KornilovaO. G.

Корнилова Ольга Геннадьевна, д-р фарм. наук 

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga G. Kornilova, Dr. Sci. (Pharm.) 

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

kornilova@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0379-6158БагироваВ. Л.BagirovaV. L.

Багирова Валерия Леонидовна, д-р фарм. наук, профессор 

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Valeria L. Bagirova, Dr. Sci. (Pharm.), Professor 

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

Bagirova@expmed.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian Federation202506112025155595603Copyright © Смирягин Е.А., Корнилова О.Г., Багирова В.Л., 20252025Смирягин Е.А., Корнилова О.Г., Багирова В.Л.Smiryagin E.A., Kornilova O.G., Bagirova V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/795ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Наличие в лекарственных средствах (ЛС) примесей, снижающих артериальное давление, может привести к возникновению нежелательных побочных реакций у пациентов. К таким примесям относят гистамин и другие депрессорные вещества. Методика количественного определения примеси гистамина, представленная в действующей общей фармакопейной статье «Испытание на гистамин» Государственной фармакопеи Российской Федерации, основана на взаимодействии гистамина с Н1-рецепторами кишечника морской свинки. Однако внедрение концепции 3R (Замена, Сокращение, Усовершенствование; Replacement, Reduction, Refinement) в качестве международного стандарта и отказ ведущих фармакопей от проведения in vivo испытания на содержание примеси гистамина создает необходимость разработки in vitro методов количественного определения данного вещества.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Выбор перспективного in vitro метода количественного определения примеси гистамина в качестве альтернативы испытаниям in vivo.

ОБСУЖДЕНИЕ

ОБСУЖДЕНИЕ. Проведен подробный анализ стратегии Европейской фармакопеи, направленной на отказ от биологических испытаний на содержание примеси гистамина в ЛС. На основании научной литературы установлены наиболее часто используемые физико-химические и иммунохимические методы количественного определения примеси гистамина. Систематизированы условия методик с применением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Показана возможность проведения непрямого конкурентного гетерофазного иммуноферментного анализа (ИФА) для количественной оценки гистамина в биологических лекарственных средствах. Обоснованы критерии выбора между ВЭЖХ и ИФА, основанные на специфике матрицы исследуемой субстанции.

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Перспективными методами для количественного определения примеси гистамина в биологических лекарственных средствах являются ВЭЖХ и ИФА. Методики in vitro разрабатывают исходя из состава, строения и свойств матрицы исследуемой субстанции. Для структурно гетерогенных матриц, например для гепаринов, рекомендуется ВЭЖХ, для субстанций пептидной и белковой природы, например для апротинина, — ИФА.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. Drug impurities lowering blood pressure can cause side effects in patients. These impurities include histamine and other depressor substances. The current General pharmacopoeial monograph “Test for Histamine” of the State Pharmacopoeia of the Russian Federation presents a quantification method of histamine impurity based on histamine interaction with H1 receptors of the guinea pig intestine. However, 3R concept (Replacement, Reduction, Refinement) introduced as an international standard and decision of leading pharmacopoeias to exclude in vivo histamine tests makes it necessary to develop in vitro methods for quantification of histamine impurity.

AIM

AIM. This study aimed to select an advanced in vitro method for quantification of histamine impurity as an alternative to in vivo tests.

DISCUSSION

DISCUSSION. Strategy of European Pharmacopoeia aimed at abandoning biological tests for histamine drug impurities was analysed. Scientific literature has shown the most common physicochemical and immunochemical methods for quantification of histamine impurity. The authors systematised test methods using high-performance liquid chromatography (HPLC). Indirect competitive heterogenous enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was shown feasible for histamine quantification in the biological drugs. Choice between HPLC and ELISA was based the matrix of a test substance.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. HPLC and ELISA are promising quantification methods of histamine impurity in biological products. In vitro methods are developed according to the composition, structure, and matrix properties of a test substance. Heterogeneous matrices, such as heparins, profit from HPLC, while ELISA is recommended for peptides and proteins, for example aprotinin.

гистаминпримеськоличественное определениебиологические испытанияin vitro методикивысокоэффективная жидкостная хроматографияВЭЖХиммуноферментный анализИФАконцепция 3Rhistamineimpurityquantificationbiological testsin vitro methodshigh-performance liquid chromatographyHPLCenzyme-linked immunosorbent assayELISA3R conceptРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056- 00001-25-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 124022200096-0)The study was conducted by the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products as part of the applied research funded under State Assignment No. 056-00001-25-01 (R&D Registry No. 124022200096-0)ReferencesЧечетова ЕО, Батуашвили ТА, Неугодова НП. Анализ современных подходов к контролю содержания депрессорных веществ. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2024;14(5):553– 60. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2024-14-5-553-560Chechetova EO, Batuashvili TA, Neugodova NP. Analysis of modern approaches to control the content of depressant substances. Regulatory Research and Medicine Evaluation. 2024;14(5):553–60 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/1991-2919-2024-14-5-553-560Marieb EN, Hoehn K. Human anatomy & physiology. 12 ed. Pearson; 2024.Marieb EN, Hoehn K. Human anatomy & physiology. 12 ed. Pearson; 2024.Schwelberger HG, Falus A. Diamine oxidase (DAO) enzyme and gene. In: Histamine: biology and medical aspects. Budapest, Hungary; 2004. P. 89–109.Schwelberger HG, Falus A. Diamine oxidase (DAO) enzyme and gene. In: Histamine: biology and medical aspects. Budapest, Hungary; 2004. P. 89–109.Maintz L, Novak N. Histamine and histamine intolerance. Am J Clin Nutr. 2007;85(5):1185–96. https://doi.org/10.1093/ajcn/85.5.1185Maintz L, Novak N. Histamine and histamine intolerance. Am J Clin Nutr. 2007;85(5):1185–96. https://doi.org/10.1093/ajcn/85.5.1185Borriello F, Iannone R, Marone G. Histamine release from mast cells and basophils. In: Histamine and histamine receptors in health and disease; 2017. P. 121–39. https://doi.org/10.1007/164_2017_18Borriello F, Iannone R, Marone G. Histamine release from mast cells and basophils. In: Histamine and histamine receptors in health and disease; 2017. P. 121–39. https://doi.org/10.1007/164_2017_18Батуашвили ТА, Симутенко ЛВ, Неугодова НП, Шадрин ПВ. Методические подходы к определению депрессорных веществ в лекарственных средствах. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2020;10(2): 137–41. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-2-137-141Batuashvili TA, Simutenko LV, Neugodova NP, Shadrin PV. Methodological approaches to the determination of depressor substances in drugs. Regulatory studies and expertise of medicinal products. 2020;10(2):137–41 (In Russ.). https://doi.org/10.30895/1991-2919-2020-10-2-137-141Bratos M, Kolaj-Robin O, Antoni M, Charton E. Ph. Eur. testing for histamine and depressor substances using guinea-pigs and cats: the end of an era. Strategy for removal of animal tests for histamine and depressor substances and their vestiges from the Ph. Eur. Pharmeur Bio Sci Notes. 2024;2024:12–26.Bratos M, Kolaj-Robin O, Antoni M, Charton E. Ph. Eur. testing for histamine and depressor substances using guinea-pigs and cats: the end of an era. Strategy for removal of animal tests for histamine and depressor substances and their vestiges from the Ph. Eur. Pharmeur Bio Sci Notes. 2024;2024:12–26.Tsiasioti A, Zacharis C, Tzanavaras P. Derivatization strategies for the determination of histamine in food samples: A review of recent separation-based methods. TrAC Trends Anal Chem. 2023;168:117302. https://doi.org/10.1016/j.trac.2023.117302Tsiasioti A, Zacharis C, Tzanavaras P. Derivatization strategies for the determination of histamine in food samples: A review of recent separation-based methods. TrAC Trends Anal Chem. 2023;168:117302. https://doi.org/10.1016/j.trac.2023.117302Malle P, Vallé M, Bouquelet S. Assay of biogenic amines involved in fish decomposition. J AOAC Int. 1996;79(1):43-9. https://doi.org/10.1093/jaoac/79.1.43Malle P, Vallé M, Bouquelet S. Assay of biogenic amines involved in fish decomposition. J AOAC Int. 1996;79(1):43-9. https://doi.org/10.1093/jaoac/79.1.43Mengerink Y, Kutlán D, Tóth F, et al. Advances in the evaluation of the stability and characteristics of the amino acid and amine derivatives obtained with the o-phthaldialdehyde/3-mercaptopropionic acid and o-phthaldialdehyde/N-acetyl-L-cysteine reagents: High-performance liquid chromatography–mass spectrometry study. J Chromatogr A. 2002;949(1-2):99–124. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)01282-1Mengerink Y, Kutlán D, Tóth F, et al. Advances in the evaluation of the stability and characteristics of the amino acid and amine derivatives obtained with the o-phthaldialdehyde/3-mercaptopropionic acid and o-phthaldialdehyde/N-acetyl-L-cysteine reagents: High-performance liquid chromatography–mass spectrometry study. J Chromatogr A. 2002;949(1-2):99–124. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)01282-1Ларионова ДА, Штыков СН, Белоглазова НВ, Королева ЕН. Влияние нуклеофильных агентов и организованных сред на флуориметрическое определение гистамина с О-фталевым альдегидом. Журн. аналит. химии. 2008;63(11):1147–53. EDN: LLLCTZLarionova DA, Shtykov SN, Beloglazova NV, Koroleva EN. Effect of nucleophilic agents and organized media on the fluorimetric determination of histamine with o-phthalic aldehyde. J Anal Chem. 2008;63:1044–50. EDN: LLLCTZHemström P, Irgum K. Hydrophilic interaction chromatography. J Sep Sci. 2006;29(12):1784–821. https://doi.org/10.1002/jssc.200600199Hemström P, Irgum K. Hydrophilic interaction chromatography. J Sep Sci. 2006;29(12):1784–821. https://doi.org/10.1002/jssc.200600199Shou W, Naidong W. Simple means to alleviate sensitivity loss by trifluoroacetic acid (TFA) mobile phases in the hydrophilic interaction chromatography–electrospray tandem mass spectrometric (HILIC–ESI/ MS/MS) bioanalysis of basic compounds. J Chromatogr B. 2005;825(2):186–92. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2005.01.011Shou W, Naidong W. Simple means to alleviate sensitivity loss by trifluoroacetic acid (TFA) mobile phases in the hydrophilic interaction chromatography–electrospray tandem mass spectrometric (HILIC–ESI/ MS/MS) bioanalysis of basic compounds. J Chromatogr B. 2005;825(2):186–92. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2005.01.011Nelis M, Decraecker L, Boeckxstaens G, et al. Development of a HILIC-MS/MS method for the quantification of histamine and its main metabolites in human urine samples. Talanta. 2020;220:121328. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121328Nelis M, Decraecker L, Boeckxstaens G, et al. Development of a HILIC-MS/MS method for the quantification of histamine and its main metabolites in human urine samples. Talanta. 2020;220:121328. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121328Gaudiano M, Valvo L, Rodomonte A. A Q-TOF LC/MS method for identification and quantitation of Histamine in the antibiotic Gentamicin at ppm level: Validation and uncertainty evaluation. J Pharm Biomed Anal. 2019;162:158–63. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.09.015Gaudiano M, Valvo L, Rodomonte A. A Q-TOF LC/MS method for identification and quantitation of Histamine in the antibiotic Gentamicin at ppm level: Validation and uncertainty evaluation. J Pharm Biomed Anal. 2019;162:158–63. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2018.09.015Почицкая ИМ, Рослик ВЛ, Григорьева ЮД. Расчет метрологических характеристик методики определения гистамина в рыбе и рыбной продукции. В кн.: Наука, питание и здоровье. Материалы II Международного конгресса. Минск; 2019. С. 580–9. EDN: RSUGKVPochitskaya IM, Roslik VL, Grigorieva YuD. Calculation of metrological characteristics of the method for determining histamine in fish and fish products. In: Science, nutrition and health. Proceedings of the II International Congress. Minsk; 2019. P. 580–9 (In Russ.). EDN: RSUGKVMunir M, Mackeen M, Heng L, Badri K. Study of histamine detection using liquid chromatography and gas chromatography. ASM Sc J. 2021;16:1–9. https://doi.org/10.32802/asmscj.2021.809Munir M, Mackeen M, Heng L, Badri K. Study of histamine detection using liquid chromatography and gas chromatography. ASM Sc J. 2021;16:1–9. https://doi.org/10.32802/asmscj.2021.809Hwang B, Wang J, Choong Y. A rapid gas chromatographic method for the determination of histamine in fish and fish products. Food Chem. 2003;82(2):329–34. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(03)00005-0Hwang B, Wang J, Choong Y. A rapid gas chromatographic method for the determination of histamine in fish and fish products. Food Chem. 2003;82(2):329–34. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(03)00005-0Kvasnička F, Kavková S, Honzlová A. Electrophoretic determination of histamine. J Chromatogr A. 2019;1588:180–4. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.01.024Kvasnička F, Kavková S, Honzlová A. Electrophoretic determination of histamine. J Chromatogr A. 2019;1588:180–4. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.01.024Tao Z, Sato M, Han Y, et al. A simple and rapid method for histamine analysis in fish and fishery products by TLC determination. Food Control. 2011;22(8):1154–7. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2010.12.014Tao Z, Sato M, Han Y, et al. A simple and rapid method for histamine analysis in fish and fishery products by TLC determination. Food Control. 2011;22(8):1154–7. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2010.12.014Xu L, Zhou J, Eremin S. Dias A, Zhang X. Development of ELISA and chemiluminescence enzyme immunoassay for quantification of histamine in drug products and food samples. Anal Bioanal Chem. 2020;412:4739–47. https://doi.org/10.1007/s00216-020-02730-5Xu L, Zhou J, Eremin S. Dias A, Zhang X. Development of ELISA and chemiluminescence enzyme immunoassay for quantification of histamine in drug products and food samples. Anal Bioanal Chem. 2020;412:4739–47. https://doi.org/10.1007/s00216-020-02730-5Другова ЕД, Мягкова МА. Иммуноферментный метод определения гистамина. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016;(6-5):891–4. EDN: WAPCFPDrugova ED, Myagkova MA. Enzyme immunoassay for histamine determination. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2016;(6-5):891– 4 (In Russ.). EDN: WAPCFP

The authors declare that there are no conflicts of interest present.