Оценка и контроль органических примесей в лекарственных средствах: обзор

ВВЕДЕНИЕ

Контроль чистоты является одним из ключевых требований, предъявляемым к качеству лекарственных средств (ЛС), поскольку присутствие примесей в ЛС не только снижает их терапевтическую эффективность, но и может влиять на их безопасность. Профиль посторонних (химических) примесей в ЛС включает примеси органической природы, остаточных органических растворителей и неорганических соединений. В данной статье рассмотрены подходы к оценке органических (родственных) примесей, так как данный класс примесей характерен для подавляющего большинства ЛС. Уровень содержания органических примесей (технологических примесей и продуктов деструкции действующего вещества) в фармацевтических субстанциях и лекарственных препаратах (ЛП) зависит от процесса производства (синтеза фармацевтических субстанций, включая стадии кристаллизации и очистки), качества исходного сырья, используемого в процессе производства, процессов деструкции действующего вещества (ДВ), возможности взаимодействия ДВ со вспомогательными веществами и материалом первичной упаковки и др. [1].

В Государственную фармакопею Российской Федерации (ГФ РФ XIV¹, ГФ РФ XV²) включены фармакопейные статьи (ФС) на фармацевтические субстанции и лекарственные препараты: 532 фармакопейных статьи (ГФ РФ XV) на фармацевтические субстанции синтетического происхождения и 164 ФС на ЛП (ГФ РФ XIV). Поскольку в настоящее время для следующих изданий ГФ РФ осуществляется разработка ФС для всей номенклатуры ЛС, включенных в Государственный реестр лекарственных средств, определение методологических подходов к контролю органических примесей в ЛС, включая комбинированные ЛП, является актуальным.

Цель работы — анализ и обобщение фармакопейных требований и методических подходов к контролю органических примесей, способам их оценки и идентификации в лекарственных средствах.

Задачи исследования:

• провести сравнительный анализ требований ведущих зарубежных фармакопей, руководств Международного совета по гармонизации технических требований к лекарственным средствам для медицинского применения (International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use, ICH) и ГФ РФ к контролю родственных примесей в фармацевтических субстанциях;
• провести сравнительный анализ требований ведущих зарубежных фармакопей, руководств ICH и ГФ РФ к контролю родственных примесей в ЛП;
• обобщить методические подходы к выбору методов анализа и способам оценки родственных примесей в ЛС, принятые в ведущих зарубежных фармакопеях и ГФ РФ.

Исследование было проведено информационно-аналитическим методом.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Согласно руководству ICH Q3A³, требованиям Европейской фармакопеи (Ph. Eur.)⁴, Фармакопеи США (USP)⁵, Британской фармакопеи (BP)⁶, а также ГФ РФ⁷ в фармацевтических субстанциях контролируют органические примеси: технологические примеси, обусловленные технологией производства, и продукты деструкции ДВ [2][3]. Согласно Ph. Eur., USP и ГФ РФ⁸ контроль примесей осуществляют в соответствии с требованиями монографий и ФС на фармацевтические субстанции, пределы содержания контролируемых примесей в фармацевтических субстанциях не должны превышать нормы, установленные в соответствующих частных монографиях и ФС.

При отсутствии монографии на фармацевтическую субстанцию или в случае обнаружения новой примеси в субстанции используют подход, предполагающий расчет допустимого количества органической примеси на основании максимальной суточной дозы и длительности применения пациентом ЛП⁹. Пороговые значения для регистрации (информирования), идентификации и квалификации (подтверждения безопасности) примесей установлены в руководстве ICH Q3A, в Ph. Eur. и ГФ РФ XV¹⁰, таким образом в Российской Федерации требования к идентификации, контролю и квалификации примесей в фармацевтических субстанциях гармонизированы с международными.

Проведенный нами анализ монографий Ph. Eur. и USP на 350 химических (синтетических) фармацевтических субстанций показал, что в USP определение примесей предусмотрено только в 75% монографий, тогда как в Ph. Eur. органические примеси подлежат контролю согласно требованиям 98% монографий. Только около 15% фармацевтических субстанций, описанных как в Ph. Eur., так и в USP, имеют схожий профиль органических примесей, и соответствующие монографии содержат схожие методики проведения испытаний. Кроме того, требования обеих фармакопей¹¹ различаются подходом к оценке примесей и выбору аналитических методов для их контроля в фармацевтических субстанциях различных солевых форм, например для бетаметазона, хлорамфеникола и др. (табл. 1). Указанные различия зачастую обусловлены тем, что разработчиками разных солевых форм ДВ являются различные производители ЛС. Сопоставление профиля примесей одного ДВ, описанного в нескольких фармакопеях, в некоторых случаях затруднительно, так как в Ph. Eur. и USP буквенные обозначения и химические названия одной и той же идентифицированной примеси нередко различаются, а в монографиях USP не указаны структурные формулы примесей.

При разработке и подготовке ФС на фармацевтические субстанции для включения в ГФ РФ за основу были взяты подходы, принятые в Ph. Eur., поэтому в подавляющем большинстве отечественных ФС требования по контролю примесей соответствуют Ph. Eur.

Согласно руководству ICH Q3B¹² и USP¹³ в ЛП предусмотрено определение и нормирование только тех примесей, которые являются продуктами деструкции ДВ или продуктами взаимодействия ДВ со вспомогательными веществами или с материалом первичной упаковки и укупорочных средств. В руководстве ICH Q3B и ГФ РФ¹⁴ приведена таблица пороговых значений регистрации, идентификации и квалификации органических (родственных) примесей в ЛП с учетом максимальной суточной дозы ДВ. Следует отметить, что пороговые значения идентификации и квалификации устанавливают либо по содержанию примеси (%), либо по количеству ее суточного потребления в зависимости от того, какое из этих значений меньше. Например, при максимальной суточной дозе ДВ 50 мг предел квалификации указан как 0,5% или 200 мкг (что окажется меньше), в этом случае он будет составлять 0,4% (что соответствует содержанию примеси 200 мкг) вместо 0,5% (соответственно — 250 мкг), исходя из суточного потребления примеси.

В BP¹⁵ принят иной подход к контролю органических примесей — помимо продуктов деструкции ДВ в ЛП необходимо контролировать и технологические примеси, обусловленные процессом производства фармацевтической субстанции. В руководстве Всемирной организации здравоохранения по надлежащей фармакопейной практике¹⁶ указано, что если технологические примеси в ЛП превышают уровень неспецифицируемых примесей, то их содержание следует контролировать.

Проведенный анализ показал, что определение органических примесей в однокомпонентных ЛП согласно USP¹⁹ предусмотрено менее чем в половине из 600 монографий. В BP более 85% из 300 монографий на однокомпонентные ЛП содержат требования по проведению испытаний на родственные примеси.

До выхода ГФ РФ XIV в Российской Федерации отсутствовали нормативные документы, определяющие подходы к оценке органических примесей в ЛП. Так, ОФС.1.4.1.0001.15²⁰ содержала только указание, что в случае возможного наличия примесей в составе ЛП необходимо контролировать их содержание по показателю «Родственные примеси». С целью гармонизации подходов к оценке примесей в ЛП в российской и международной практике в ГФ РФ XIV²¹ были включены требования к контролю, идентификации и квалификации органических примесей в ЛП аналогичные нормам, указанным в руководстве ICH Q3B. В ГФ РФ XV обновлена ОФС.1.1.0023²² без изменения подходов к оценке примесей в ЛС. Во всех ФС на синтетические ЛП ГФ РФ XIV предусмотрен контроль родственных примесей.

Следует отметить, что по требованиям ЕАЭС²³ при оценке примесей в фармацевтических субстанциях и ЛП используются подходы руководств ICH. Исключением является установление критериев приемлемости для неспецифицируемых (неидентифицированных) примесей в спецификации «существующей»²⁴ (воспроизведенной) активной фармацевтической субстанции не выше порога идентификации, даже если в фармакопеях указано более высокое значение нормы²⁵. Из этого следует, что в ЕАЭС положения национальных фармакопей государств-членов и ведущих зарубежных фармакопей не имеют силы в отношении требований к контролю неспецифицируемых примесей в фармацевтических субстанциях, что кажется парадоксальным.

В настоящее время в медицинской практике широко применяются комбинированные лекарственные препараты, содержащие два и более ДВ, и с каждым годом их количество увеличивается. Применение комбинированных ЛП позволяет снизить количество и частоту приема препарата, уменьшить риск развития побочных эффектов, что является неоспоримым преимуществом по сравнению с терапией монокомпонентными ЛП.

Ранее нами было проведено информационно-аналитическое исследование требований USP и BP к комбинированным ЛП, содержащим два ДВ [4]. Из 80 монографий BP для двухкомпонентных ЛП в 60% предусмотрено определение примесей, тогда как в USP среди 250 таких монографий определение примесей описано только в одной трети из них. Можно выделить четыре основных методических подхода, предусмотренных в USP и BP, к оценке органических примесей в комбинированных ЛП (табл. 2).

Наиболее объективным способом оценки профиля примесей в двухкомпонентных препаратах является определение примесей каждого из ДВ. Однако данный способ оценки примесей предусмотрен не более чем в трети монографий USP и BP от общего числа монографий, содержащих требования по определению примесей. Это обусловлено техническими сложностями контроля и разделения неидентифицированных примесей разных действующих веществ. Наихудшими вариантами оценки примесей являются определение только идентифицированных примесей каждого ДВ и примесей только одного ДВ. В этих случаях возможны наибольшие риски, так как может не учитываться значительная часть примесей. При определении неидентифицированных примесей по одному ДВ возможна некорректная их оценка. Так, если все примеси отнесены к ДВ с наибольшим содержанием, то результат анализа для примесей от ДВ с наименьшей дозировкой окажется заниженным.

В BP²⁶ не включены указания о способах оценки органических примесей в комбинированных ЛП.

USP в рамках программы по модернизации монографий обновляет целую главу по оценке примесей в ЛС. В июле 2014 г. на Фармакопейном форуме (Pharmacopeial Forum, PF) USP была опубликована для обсуждения пересмотренная монография 1086 «Примеси в лекарственных субстанциях и лекарственных препаратах»²⁷ и впервые представлена монография 476 «Органические примеси в лекарственных субстанциях и лекарственных препаратах»²⁸. В пересмотренной монографии 1086 рекомендовалось в ЛП, содержащих два и более ДВ, в случае если отнесение неидентифицированных примесей к одному или другому ДВ затруднено, проводить их оценку относительно ДВ с наименьшим содержанием. Но в 2015 г. данный подход был пересмотрен и предложено оценивать неидентифицированные примеси уже относительно ДВ с наибольшим содержанием. Осенью 2017 г. на Фармакопейном форуме опубликованы пересмотренные монографии 1086 и 476, согласно последней продукты деструкции в ЛП, содержащих несколько ДВ, необходимо контролировать отдельно для каждого из ДВ. С 2021 г. в USP³¹ была включена монография 476 «Контроль органических примесей в лекарственных субстанциях и лекарственных препаратах», в которой для ЛП, содержащих несколько ДВ, указано, что следует контролировать продукты деструкции каждого ДВ.

Согласно ОФС.1.1.0023³² оценку неидентифицированных примесей в ЛП, содержащем несколько ДВ, рекомендуется проводить относительно ДВ с наименьшим содержанием. Однако контроль органических примесей в комбинированных ЛП, содержащих три и более ДВ, является особенно проблематичным [4].

Применение современных методов анализа с высокой разрешающей способностью позволило выявить ранее не обнаруживаемые примеси даже в тех соединениях, которые были хорошо изучены, к таким примесям относятся генотоксичные (мутагенные) примеси [5]. Контроль и мониторинг генотоксичных примесей в ЛС является важнейшим вопросом при разработке и производстве ЛС, поскольку данные примеси могут инициировать генетические мутации, хромосомные разрывы, перестройку хромосом и способны провоцировать у человека возникновение онкологических заболеваний.

За рубежом основным документом, определяющим международные подходы к классификации, контролю и токсикологической оценке риска потенциальных генотоксичных примесей в ЛС, является руководство ICH М7³³ по оценке и контролю ДНК реактивных (мутагенных) примесей в ЛС для ограничения потенциального канцерогенного риска. Следует отметить, что руководство ICH M7 применимо не только для оценки примесей в ЛС, которые представляются с целью регистрации и проведения клинических исследований, но и для пересмотра требований к уже зарегистрированным ЛС, например при изменении процесса производства фармацевтических субстанций или ЛП. На основании руководства ICH М7 в рамках ЕАЭС подготовлено аналогичное Руководство по оценке и контролю ДНК-реактивных (мутагенных) примесей в лекарственных средствах и установлению границ потенциального канцерогенного риска³⁴.

В июле 2018 г. стало известно о наличии в фармацевтической субстанции валсартана производства «Чжэцзян Хуахай Фармасьютикал Ко. Лтд» (Китай) потенциальной канцерогенной примеси — 5-нитрозодиметиламина (N-nitrosodimethylamine, NDMA)³⁵, и это привлекло внимание со стороны зарубежных регуляторных органов и производителей ЛС к необходимости контроля примеси NDMA в фармацевтических субстанциях и ЛП. В дальнейшем были проведены исследования по установлению механизмов возникновения примеси, что привело к обнаружению других примесей нитрозаминов в различных группах ЛС [6][7]. Европейским директоратом по качеству лекарственных средств и здравоохранению (European Directorate for the Quality of Medicines, EDQM)³⁶ и Управлением по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств (Food and Drug Administration, FDA)³⁷ разработаны методики по определению нитрозаминов в ЛС, содержащих различные ДВ. Впервые в ГФ РФ включена ОФС.1.2.2.2.0031, в которой описаны методики контроля примесей нитрозаминов с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и газовой хроматографии (ГХ) с масс-спектрометрическим детектированием³⁸.

Ранее также было установлено, что при использовании спиртов (метанола, этанола, изопропанола) на стадии очистки фармацевтических субстанций, представляющих собой соли метансульфоновой, толуолсульфоновой и бензолсульфоновой кислот, образуются метиловый, этиловый и изопропиловый эфиры данных кислот, которые являются технологическими генотоксичными примесями. Для определения генотоксичных сложных эфиров метансульфоновой, толуолсульфоновой и бензолсульфоновой кислот согласно Ph. Eur.³⁹ и Фармакопее ЕАЭС⁴⁰ используют метод парофазной ГХ с квадрупольным масс-спектрометром в качестве детектора. В монографиях Ph. Eur. на указанные фармацевтические субстанции предусмотрена оценка генотоксичных примесей — сложных эфиров кислот со спиртами, образующихся в процессе получения фармацевтических субстанций, и даны ссылки на соответствующие методики определения (табл. 3).

В Фармакопею ЕАЭС включены общие фармакопейные статьи (ОФС) для определения метил-, этил- и изопропилсульфанатов в активных фармацевтических субстанциях (ОФС 2.1.4.35), в метансульфоновой кислоте, являющейся исходным материалом для синтеза субстанций (ОФС 2.1.4.34) и метансульфонилхлорида в метансульфоновой кислоте (ОФС 2.1.4.36)⁴¹.

В соответствии с руководствами ICH Q3A⁴² и ICH Q3B⁴³ для оценки примесей в ЛС должны использоваться специфические и селективные методы, позволяющие определять профиль заявленных примесей. Согласно Техническому руководству по разработке монографий Европейской фармакопеи⁴⁴ предпочтительным методом контроля органических примесей в фармацевтических субстанциях является ВЭЖХ, в некоторых случаях — ГХ и капиллярный электрофорез. Применение менее точных методов анализа, например тонкослойной хроматографии (ТСХ), должно быть соответствующим образом обосновано. Перспективное использование метода ТСХ предполагается только для контроля специфицированных примесей, которые невозможно определить методами ВЭЖХ, капиллярного электрофореза и ГХ⁴⁶. Во всех остальных случаях метод ТСХ подлежит постепенной замене на более чувствительные и селективные хроматографические методы. USP также планирует исключение метода ТСХ и других неспецифических методов (cпектрофотометрических, качественных реакций и т.д.) из монографий на фармацевтические субстанции и ЛП.

Проведенный сравнительный анализ показал, что монографиями Ph. Eur.⁴⁷, USP⁴⁸ и BP⁴⁹ предусмотрены следующие способы идентификации органических примесей как в фармацевтических субстанциях, так и в ЛП:

• с использованием стандартных образцов каждой примеси или смеси, включающей несколько примесей;
• по относительным временам удерживания пиков примесей;
• с применением метода искусственного разложения стандартного образца ДВ (преимущественно в USP) или фармацевтической субстанции (преимущественно в Ph. Eur.) с целью получения примесей.

Самым достоверным и наиболее часто используемым способом идентификации примесей является применение соответствующих стандартных образцов примесей или смеси примесей. Идентификация примесей по относительным временам удерживания имеет ограничения — не используется при градиентном элюировании⁵⁰. Метод искусственного разложения как способ идентификации примесей позволяет избежать использования дорогостоящих стандартных образцов примесей, но зачастую пригоден только для идентификации продуктов деградации (образуются при разложении ДВ) и не подходит для определения технологических примесей. Данный способ встречается реже, чем остальные способы идентификации примесей.

Для количественной оценки родственных примесей методами ВЭЖХ и ГХ в фармацевтических субстанциях и ЛП используют метод внешнего стандарта или метод внутренней нормализации. В качестве внешнего стандарта могут применяться либо раствор стандартного образца примеси (предпочтительный вариант), либо раствор фармацевтической субстанции (или стандартного образца действующего вещества)⁵¹. В USP применяется метод внешнего стандарта и реже — метод внутренней нормализации. Оценка содержания органических примесей может быть проведена следующими способами:

• сравнение площадей пиков примесей (полуколичественный способ);
• расчет числового значения содержания примесей (количественный способ).

Установлено, что в BP практически во всех монографиях на ЛП использован полуколичественный способ для оценки примесей (методы ВЭЖХ и ГХ), тогда как в USP преимущественно применяется количественный способ. Ph. Eur. при пересмотре монографий осуществляет переход от полуколичественной оценки к количественной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При подготовке фармакопейных статей на лекарственные препараты для ГФ РФ в части определения содержания органических примесей следует обратить внимание на общий подход, принятый в Фармакопее ЕАЭС, нормативно-правовых актах ЕАЭС, руководстве ICH Q3B — в лекарственных препаратах не контролировать технологические примеси синтеза фармацевтических субстанций. В связи с чем возникает необходимость указания в фармакопейных статьях на фармацевтические субстанциина характер примесей — какие примеси относятся к продуктам деструкции, а какие — к технологическим.

В комбинированных лекарственных препаратах для обеспечения их качества и безопасности применения следует определять примеси каждого действующего вещества, однако такой подход имеет ограничения и не часто реализуется для лекарственных препаратов, включенных в ведущие зарубежные фармакопеи.

Установлена необходимость включения в ГФ РФ методик контроля генотоксичных примесей: сложных эфиров метансульфоновой, толуолсульфоновой и бензолсульфоновой кислот со спиртами, которые образуются при получении фармацевтических субстанций в виде соответствующих солей.

Основное направление совершенствования методического подхода к контролю органических примесей заключается в использовании стандартных образцов примесей и в необходимости количественной оценки их содержания. Поскольку фармакопейные статьи на фармацевтические субстанции ГФ РФ гармонизируются с Ph. Eur., становятся актуальными вопросы подготовки стандартных образцов примесей, в том числе содержащих несколько примесей.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: О.А. Матвеева — написание и редактирование текста рукописи, ответственность за все аспекты работы и целостность всех частей рукописи; Е.Л. Ковалева — разработка концепции исследования, критический пересмотр текста рукописи, утверждение окончательного варианта рукописи для публикации; А.А. Пономаренко — систематизация и анализ нормативных требований.

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Oksana A. Matveeva drafted and edited the manuscript and agreed to be accountable for all aspects of the work and its integrity. Elena L. Kovaleva conceptualised the study, critically revised the manuscript, and approved the final version of the manuscript for publication. Anna A. Ponomarenko collated and analysed the regulatory requirements.