國產注射用鹽酸頭孢吡肟質量評價

王婷婷 肖慧 李佩 羅嘉琳 郭英豪 武建卓 洪建文

(廣東省藥品檢驗所，國家藥品監督管理局藥品快速檢驗技術重點實驗室，廣州 510663)

鹽酸頭孢吡肟為第四代頭孢類抗菌素，其原研公司為百時美施貴寶，1993年以商品名馬斯平(Maxipime)在瑞典上市。與常用的第三代頭孢菌素相比，鹽酸頭孢吡肟抗菌譜更廣，對革蘭陽性球菌作用增強。臨床主要用于治療成人和2月齡至16歲兒童敏感細菌引起的中重度感染，包括下呼吸道感染，單純性下尿路感染和復雜性尿路感染，非復雜性皮膚和皮膚軟組織感染，復雜性腹腔內感染，婦產科感染，敗血癥，以及中性粒細胞減少伴發熱患者的經驗治療，也可用于兒童細菌性腦脊髓膜炎[1]。

鹽酸頭孢吡肟口服不吸收，臨床使用劑型為注射劑，為鹽酸頭孢吡肟加適量L-精氨酸混合制成的無菌粉末。國內注射用鹽酸頭孢吡肟國內上市有0.5、1.0和2.0 g三個規格。目前，鹽酸頭孢吡肟原料國內批準文號共計20個，涉及生產企業19個；注射用鹽酸頭孢吡肟國內批準文號共計64個，涉及生產企業32個；鹽酸頭孢吡肟/L-精氨酸混粉批文1個。國內現有Bristol-Myers Squibb(百時美施貴寶)及政德制藥2家共9個文號的進口制劑批文[2]。

函調顯示，目前制劑廠或購買鹽酸頭孢吡肟原料與精氨酸輔料自混，或直接購買鹽酸頭孢吡肟/L-精氨酸混粉直接分裝。

2020年國家藥品抽檢從市場上共抽取到163批次注射用鹽酸頭孢吡肟，按照國家抽檢的基本要求[3]，本文依據法定藥品質量標準的檢驗結果，結合探索性研究結果，對國內上市產品的安全、有效、質量標準可控性做出全面評價，并提出相應建議。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Waters 2695液相色譜儀；氣相色譜儀；Sartorius PB-20 pH測定儀;Sartorius CP225D電子天平；YB-2型澄明度檢測儀；激光粒度分析儀(Beckman LS13320)；Agilent 6540 Q-TOF MS液質聯用儀；Agilent Mass Hunter工作站。

1.2 試藥

國產藥品來源于2020年國家藥品抽檢，共涉及12個廠家163批次樣品(廠家以英文代碼表示，批次以廠家代碼后加數字表示)；進口樣品來源于百時美施貴寶(批號：8M03420)；頭孢吡肟對照品(中國食品藥品檢定研究院，130524-201404，84.5%)；醋酸銨、乙腈為色譜純，水為超純水，其余試劑為分析純。

2 方法

2.1 標準檢驗

根據各廠家藥品批準文號信息，按中國藥典2015年版二部注射用鹽酸頭孢吡肟質量標準[4]或國家食品藥品監督管理局標準(局頒標準)進行標準檢驗。

2.2 聚合物測定

用球狀親水硅膠為填充劑(TSK gel G2000SWXL，7.8 mm×300 mm)；以磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)[0.005 mol/L磷酸氫二鈉溶液-0.005 mol/L磷酸二氫鈉溶液(61:39)]-乙腈(95-5)為流動相，流速為0.8 mL/min，檢測波長為254 nm，柱溫為25℃。

2.3 殘留溶劑測定

采用毛細管柱-程序升溫法測定甲醇、丙酮、二氯甲烷、異亞丙基丙酮、正己烷、乙醇、乙酸乙酯、環己烷及甲苯9種溶劑，以DB-5，30 m×0.32 mm，1.0 μm為色譜柱，程序升溫，起始溫度為45℃，保持5 min，在以10 ℃/min的速率升溫至180℃；載氣為氮氣，流速為3 mL/min；FID進樣口溫度為150℃；檢測器溫度為200℃；頂空平衡溫度為80℃，平衡時間為20 min。

2.4 粒度測定

使用激光粒度分析儀，對不同來源的鹽酸頭孢吡肟原料、精氨酸輔料及相應制劑，進行粒度測定。

3 結果與討論

3.1 法定檢驗總體結果

按法定標準檢驗注射用鹽酸頭孢吡肟163批，合格率為100%，整體質量良好。部分關鍵指標檢測及分析結果如下：

3.1.1 酸度

163批次樣品pH值分布范圍為4.0～5.9，平均值為4.5，均符合標準規定的“4.0～6.0”。整體分布偏酸性，呈低限分布。該品種酸度企業間差異較大，企業內差異顯著，酸度存在邊緣合格產品(邊緣定義：4.0≤pH≤4.1 或5.9≤pH≤6.0)，6批次產品pH值接近上限或下限，涉及4家生產企業，該項目邊緣合格率3.7%，見圖1。邊緣產品涉及的4家制劑生產企業中有3家為購買精氨酸與鹽酸頭孢吡肟原料自混。

圖1 酸度分布圖Fig.1 Acidity histogram

2011年該品種國家評價性抽驗中，亦有7家制劑生產企業14批樣品存在上述問題。經研究發現，該產品pH值受頭孢吡肟與精氨酸混合比例影響較大，在pH4.0～4.5范圍內pH變化趨勢相對較為緩和，超出范圍就易進入突躍點造成不符合規定，故制劑廠整體將pH控制偏酸。頭孢吡肟含量要求控制在62.3%～63.4%內，才能保證pH在合格范圍內，波動僅約1%(未公開資料)[5]。對注射用鹽酸頭孢吡肟的處方配比篩選研究中顯示，1.0 g頭孢吡肟中精氨酸加入量由710 mg增至740 mg，pH即由4.0變化至6.1，為確保本品pH合格，精氨酸加入最佳比例為720～730 mg，變化幅度僅10 mg[6]。本品酸度控制確實存在較高難度，該特性對品種的混粉工藝提出了極高要求。

本品為含精氨酸的混粉制劑，需對劑量的均一性進行控制。USP[7]采用含量均勻度方法進行控制，2011年國家評價性抽驗中曾對各廠家樣品的含量均勻度進行了測試，結果均符合規定，但仍存在多批次酸度邊緣產品，提示該品種采用常規含量均勻度檢測并不能充分反映產品是否混合均勻。增加酸度項下的檢樣瓶數，如規定“酸度取樣10支，均應符合規定”，可作為混合均勻性的一種有效的補充檢測手段與控制手段。

3.1.2 溶液的澄清度

163批次樣品澄清度均不超過1號濁度標準液，均符合規定，82%的產品澄清度淺于0.5號濁度標準液。其中有三批企業E同批次不同抽樣地點樣品澄清度均相當于1號濁度標準液，邊緣合格。

將163批次溶液的澄清度按渾濁程度分為6個等級(數值越大越渾濁)，結果顯示企業E產品整體澄清度較差，企業G、J、D等澄清度較好，上述企業產品均為同來源混粉直接分裝，唯一區別在于企業E使用了普通鹵化丁基膠塞。

將澄清度評分與膠塞類型進行關聯性分析，結果顯示，使用覆膜丁基膠塞產品溶液澄清度(綜合評分約1.4)，明顯優于普通膠塞(綜合評分約3.0)，見圖2，其中企業I自2019年6月改用覆膜丁基膠塞后，其產品澄清度評分均值從2.9降低至1.0，提示本品溶液的澄清度與是否使用覆膜丁基膠塞直接相關。溶液澄清度是β-內酰胺類抗生素關鍵質量屬性[8]，而膠塞質量是溶液澄清度的重要影響因素，生產企業應選擇新型覆膜膠塞或進一步研究本品膠塞相容性成分，篩選合適膠塞[9-11]。

圖2 不同膠塞產品溶液澄清度評分Fig.2 The scores of solution clarity of products with different stoppers

3.1.3 溶液的顏色

163批次樣品溶液顏色檢查結果均符合規定(法定標準規定為不得深于黃色或黃綠色或橙黃色10號標準比色液)，其中76%的產品溶液顏色淺于黃色4號標準比色液，遠低于標準規定的限度，2011年國評163批次中57%產品溶液的顏色介于黃色(黃綠)4號與5號標準比色液之間，與2011年國評數據相比，該產品溶液的顏色整體淺于2011年產品[5]。

3.1.4 有關物質

按法定標準檢驗，1 6 3 批次樣品有關物質均符合規定。其中117批次E-異構檢體出結果為0.005%～0.05%，其余46批次未檢出；其他最大單個雜質檢出結果為0.01%～0.19%；總雜檢出結果為0.12%～0.54%，均值為0.29%，企業間總雜差異不大。檢驗數據表明，本品穩定性較好，有關物質含量明顯低于其他頭孢類抗生素，其中163批次總雜均值由2011年國抽時的0.47%[5]，降低至0.29%。

3.1.5 N-甲基吡咯烷

2015年版中國藥典規定N-甲基吡咯烷含量不得過1.0%，163 批次樣品N-甲基吡咯烷含量結果為0.04%～0.35%，均符合規定，且遠低于限度要求。

3.1.6 聚合物

2015年版中國藥典未規定聚合物檢測。企業G、E及H局頒標準均采用G10凝膠色譜系統測定聚合物，聚合物含量測定結果存在一定差異。 調研結果顯示，企業G、E、H產品均為同一來源混粉直接分裝而成，其聚合物含量不同主要由于測定方法不同造成的系統誤差，不同方法供試品溶液的流動相鹽組成及濃度不同，帶來的本底效應不同，從而影響峰響應值，廠間數據無直觀可比性。

3.1.7 精氨酸

1 6 3 批次樣品精氨酸含量測定結果為35.1%～38.3%，呈完整正態分布，均值為37.1%，法定質量標準沒有相應限度規定。各企業精氨酸含量未見明顯差異，企業間均值極差為1.0%。同企業批間差異較為顯著，極差2.8%。

3.1.8 水分

163批次樣品水分測定結果為2.2%～2.7%(限度4.0%)，平均值2.4%，基本呈正態分布。各企業間差異較小，企業間離散程度基本一致。對不同原料來源的制劑水分進行箱式圖分析，5家原料企業基本一致。

3.1.9 含量

163批次樣品無水、無精氨酸物含量范圍為83.9%～90.6%(標準規定為82.5%～91.1%)，平均值87.5%，基本呈正態分布，整體高于限度中位值86.8%，企業間差異較小，同企業批間差異顯著，極差5.6%。平均裝量含量范圍為95.3%～105.5%(標準規定90.0%～115.0%)，平均值99.5%，企業間差異較小，同企業批間差異顯著，極差9.2%。

3.2 探索性研究結果

3.2.1 聚合物

本品為β-內酰胺類抗生素，中國藥典未對該品種的聚合物雜質進行控制。文獻中對本品的聚合物的相關研究較少，現有研究多采用G10凝膠色譜系統測定[12]。目前，對β-內酰胺類抗生素聚合物雜質控制主要有兩種技術手段：①單獨收載聚合物或有關物質Ⅱ測定方法，直接控制高分子雜質的總量；②通過控制樣品中特定“信號雜質”的含量，控制高分子雜質總量[13]。

采用2.2方法，選取41批次制劑(涉及全部制劑及原料生產企業)進行測定，各企業產品色譜峰基本一致，聚合物含量分布范圍為0.8%-2.3%，其中多數在1.2%～1.4%之間。強制降解溶液中的主峰前共檢出6個主要雜質峰，典型色譜圖見圖3；TSK-LC/MS無損進樣技術顯示，本品中存在多個高分子雜質，但雜質含量較低，最主要聚合物雜質的分子量分別為875及893，推測分別為鹽酸頭孢吡典型二聚體及典型二聚體水解物，其在新制備樣品中質譜信號較弱，在堿性、加熱等極端破壞情況下質譜信號增強，不同制劑企業產品中檢出的高分子雜質種類基本一致；二維柱切換技術及相關雜質實體提示，頭孢吡典型二聚體在有關物質ⅠC18反相HPLC系統能夠被檢出(圖4)，75%抽檢產品檢出該雜質，但檢出量均低于0.05%；將TSK色譜系統總雜測定結果、有關物質ⅠC18色譜系統中總雜及頭孢吡肟典型二聚體測定結果3個指標進行關聯性分析，結果提示，TSK 總雜結果與有關物質ⅠC18總雜結果，未呈現明顯直接關聯，TSK總雜含量高，C18總雜含量未呈現相同變化趨勢，而頭孢吡肟典型二聚體在C18反相系統的測定結果太低，是否可以作為指針性雜質表征聚合物的總雜水平尚需進一步研究。

圖3 TSK系統強制降解溶液典型色譜圖Fig.3 Typical chromatogram of TSK system forced degradation solution

圖4 有關物質ⅠC18系統頭孢吡肟典型二聚體色譜圖Fig.4 Chromatogram of typical dimer of cefepime in C18 system of related substancesⅠ

3.2.2 有關物質

本品有關物質含量較低，12家生產企業產品雜質譜基本一致；163批次僅15批次檢出超過0.1%單雜，總雜含量均值僅約0.3%。結合LC/MS信息、雜質實體、文獻及強制降解試驗推測了產品中16個雜質結構及來源。強制降解試驗明確了注射用鹽酸頭孢吡肟中典型降解雜質分別為：熱敏感雜質——雜質C，光降解雜質——E異構體，氧化雜質——雜質E，堿敏感雜質—6R，7S頭孢吡肟等。中國藥典僅對特定光降解雜質E異構體進行了控制，USP[7]對特定熱敏感雜質C的控制更嚴，中國藥典應增加對特定熱敏感雜質C的控制，并嚴格限度。

3.2.3 殘留溶劑

采用“2.3”方法，對不同企業產品中揮發性組分進行鑒定及溯源，結果顯示：注射用鹽酸頭孢吡肟中最主要殘留溶劑為甲醇、丙酮，其中甲醇含量0.01%～0.03%，遠低于限度0.3%，丙酮含量為0.13%～0.46%，企業A丙酮殘留量最高，均值0.4%，部分批次丙酮含量接近原料允許殘留水平上限(限度0.5%)。參比制劑丙酮殘留量低于國產制劑。

企業間殘留溶劑控制水平差異顯著，多批次產品檢出2類溶劑二氯甲烷及正己烷微量殘留，個別批次正己烷殘留量較高。企業A溶劑殘留總量及殘留種類最多；同時GC/MS揮發性組分分析顯示，本品存在多種的微量溶劑殘留物，結合本品生產工藝分析，部分溶劑來源于鹽酸頭孢吡肟中間體及精氨酸制備工藝，部分溶劑為丙酮衍生物，可能為回收丙酮的再利用時引入。作為合成工藝中重要的溶媒，生產企業應加強丙酮質量控制，尤其是對再利用丙酮的控制。

選取的57批次注射用鹽酸頭孢吡肟(涉及抽樣的全部5家原料生產企業)及1批次參比制劑中均檢出一定量的異亞丙基丙酮雜質，殘留水平約為4～80 ppm，該雜質為不飽和酮，具有遺傳毒性致癌警示結構(QSAR評估——3類雜質：不飽和酮，含有與原料藥有無關的警示結構，無致突變性數據)[14]。

3.2.4 粒度

本品為鹽酸頭孢吡肟和精氨酸的混粉，由于本品pH的敏感性，對L-精氨酸與吡肟的混合均勻性提出了較高的要求，二者必須有適宜的松密度及粒度匹配。激光粒度法測定結果顯示：國產原料及制劑粒徑普遍大于參比制劑，企業A平均粒徑最大，約為參比制劑12倍。本品為溶媒結晶產物，原料粒徑大小與丙酮殘留量呈明顯關聯，即鹽酸頭孢吡肟原料粒徑越大，丙酮殘留量越高。

4 結論

國內本品的質量狀況總體良好，且產品的工藝水平不斷進步，質量逐步提升：2008年該品種國評合格率為81.3%，2011年合格率為99.4%，2020年合格率為100%，與2011年產品相比，該產品溶液顏色整體較淺，總雜含量降低。

本品目前存在的主要問題：①本品的溶液的澄清度存在效期內不合格風險。本品澄清度受到膠塞質量的直接影響，雖然經過2008年和2011年的兩次國評，該問題已經引起部分生產企業的重視，更換了新型覆膜膠塞從而使問題等到改善，但現有數據表明，目前國內市場仍有約50%生產企業采用普通鹵化丁基膠塞，其產品存在效期內不合格風險。②本品的酸度控制難度較高，對制劑廠的混合均勻能力提出了更高的要求，而國內不同企業的混粉工藝水平參差不齊。

結合探索性研究結果，本文建議進一步修訂本品質量標準，增加聚合物、有關物質儲運指針性雜質等相關控制；建議生產企業通過揮發性組分與相容性關聯研究篩選合適膠塞，降低澄清度效期內不合格風險；加強產品酸度控制；控制產品溶劑殘留，同時加強對回收丙酮的質量控制，避免引入過多非預期溶劑；進一步評估基因毒性雜質異亞丙基丙酮安全風險。