注射用頭孢西丁鈉的質量評價

王強 李香荷 韓彬 張冬 田蘭 高燕霞

( 河北省藥品醫療器械檢驗研究院，石家莊 050000)

頭孢西丁鈉(cefoxitin sodium)是β-內酰胺類藥物，由鏈霉菌產生的甲氧頭孢菌素C經半合成制得，屬于第二代頭孢菌類藥物。1974年由默沙東公司(Merck Sharp &Dohme)開發上市[1]，1993年進入我國市場銷售。臨床主要用于敏感菌所致的呼吸道感染、心內膜炎、腹膜炎等感染，最主要的不良反應為皮疹等過敏反應[2]。

2020年國家食品藥品監督管理總局將注射用頭孢西丁鈉列為國家藥品抽驗計劃品種。注射用頭孢西丁鈉由無菌原料直接分裝制成。經查詢國家藥品監督管理局網站，國內現有注射劑生產企業49家，批準文號101個，有0.5、1.0、2.0和3.0 g 4種規格。注射用頭孢西丁鈉收載于《中國藥典》2020年版[3]及USP43[4]版。本文在完成法定標準檢驗的基礎上，結合探索性研究結果進一步分析，進而對全國范圍內注射用頭孢西丁鈉的質量現狀進行評價，并從安全性和有效性角度對企業生產工藝和現行標準提出建議。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

LC-20AT高效液相色譜儀(日本島津公司)，Sciex Atrap6500質譜儀(AB Sciex公司)，WITT PA7.0殘氧分析儀(德國WITT公司)，Mettler Toledo XS205型電子天平(瑞士Mettler Toledo公司)；YB-II型澄明度測定儀。

1.2 試藥

頭孢西丁鈉對照品(130572-201603，95.1%)由中國食品藥品檢定研究院提供。Cefoxitin EP impurity A(批號04107，含量95.78%)、cefoxitin impurity D(批號04102，含量97.04%)均由BenPharmas公司提供。

試劑均為分析純，水為超純水。

1.3 樣品

本次抽驗共抽到樣品202批次，涉及生產企業23家，批準文號39個。抽樣覆蓋全國31個省/自治區/直轄市，抽樣最多的省份為海南省，為26批次，占全部抽樣量的12.9%。抽驗樣品能代表國內本品種目前的生產和使用狀況，對其進行檢驗和統計分析，結果能較好地反映注射用頭孢西丁鈉的質量現狀。

2 試驗方法

2.1 法定標準檢驗

本次抽驗涉及的23家生產企業中，11家企業執行《中國藥典》2020年版；2家企業執行國家藥品標準(注冊標準)；10家生產企業執行雙標準，即不同項目分別執行《中國藥典》和相關國家藥品標準。各標準的主要區別在于溶液的澄清度與顏色、有關物質、聚合物以及含量測定。

2.2 有關物質質譜分析

色譜柱：Agilent 120 PFP(100 mm×2.1mm，2.7 μm)；流動相：甲醇-水(0.1%甲酸)；流速：0.4 mL/min；柱溫：40℃；離子源：APCI；采集模式：負離子；電壓：3.5 kV；離子源溫度：350℃；脫溶劑氣流量：35 mL/min。

2.3 頭孢西丁聚合物分析

聚合物含量測定：用球狀親水改性硅膠為填充劑(TSK-GEL G2000swxl，7.8 μm×30 cm，5 μm的色譜柱)，流動相為磷酸鹽緩沖液(pH7.0)[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，V/V)，柱溫為25℃，流速為0.9 mL/min，檢測波長為235 nm，限度為不得過1.0%。

聚合物的質譜分析：采用二維色譜法分析頭孢西丁聚合物的可能結構。

一維液相色譜條件：色譜柱：T S K G E LG2000swxl(7.8 mm×30 cm，5 μm)；流動相：0.005 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.0)-乙腈(95:5)；流速：0.8 mL/min；柱溫：30℃。

二維液相色譜條件：色譜柱：Agilent Elicpse C18(150 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相：水-乙腈(70:30，V/V)；流速：0.3 mL/min；柱溫：30℃。

離子源：ESI(+)；檢測器電壓：1.6 kV接口電壓：4.5 kV；脫溶劑管溫度：200℃；加熱模塊溫度：200℃。

3 結果與討論

3.1 產品總體質量總結

依據現行標準檢驗，本次抽驗的202批次注射用頭孢西丁鈉全部符合規定。該品種2013年曾被列為國家評價性抽驗品種，當時檢驗合格率為93.4%，不符合規定項目為溶液的顏色、細菌內毒素和含量，共涉及6家生產企業[5]；提示注射用頭孢西丁鈉產品總體質量近年來有所提升。

對本次抽驗的含量測定結果進行分析，其以無水物計為91.0%～98.2%，按平均裝量計為95.0%～107.1%。企業A樣品含量按無水物計為93.0%～97.7%，按平均裝量計為98.0%～107.1%，批間差異相對較大，提示對個別企業的生產穩定性應引起關注。

3.2 有關物質

注射用頭孢西丁鈉共檢出13個雜質(圖1)。各企業產品無明顯差異。采用對照品定位結合LC-MS/MS分析，推測主要雜質(雜質含量≥0.05%)有5 個：雜質1，雜質5(去甲酰胺基頭孢西丁酸，EP雜質A)、雜質6(頭孢西丁內酯，EP雜質D)、雜質7及雜質13。通過酸、堿、氧化、熱、光和紫外強制降解試驗，分析各雜質在不同條件下的相應變化(表1)，確定降解雜質及工藝雜質。

圖1 注射用頭孢西丁鈉有關物質典型HPLC圖譜Fig.1 HPLC chromatogram of cefoxitin sodium for injection in related substances

表1 強制降解實驗結果Tab.1 Results of degradation test

對202批次樣品中的有關物質含量進行分析，單個雜質含量為0.1%～0.5%，雜質總和為0.3%～1.5%，見圖2(抽樣6批次以上企業)。最大單個雜質為雜質1、雜質6、雜質7或雜質13。分析不同企業產品的差異。企業F、企業I和企業J均使用同一廠家的原料，企業I和企業J共13批次樣品的最大雜質均為雜質13，質量較為穩定；而企業F不同批次樣品中的最大雜質為雜質1、雜質6或雜質13。企業C和企業N雖然使用不同廠家的原料，但最大雜質均為雜質7或雜質13。提示產品的雜質不僅與原料來源有關，且與生產過程和儲存過程有關。

圖2 有關物質檢測結果箱式圖Fig.2 Boxplots of the related substances

進一步比較同一企業產品的批間差異。企業D的產品，單個雜質和總雜質含量分別為0.1%和0.4%，且雜質批間差異小；其他企業的產品，雜質含量與溶液的顏色(簡稱顏色)呈明顯正相關：顏色為黃色7號的樣品，總雜質含量為0.6%～1.1%，高于顏色低的樣品。企業C的1批次樣品(本次抽驗所有批次中雜質含量最高的樣品)，最大單個雜質達到0.5%(雜質13)，總雜質含量達到1.5%，其顏色為黃色8號。

《中國藥典》2020年版注射用頭孢西丁鈉各論規定，單個雜質不得過0.5%，總雜質不得過4.0%。本次抽驗結果提示，注射用頭孢西丁鈉總雜質的限度有進一步提升的空間，建議為“不得過3.0%”，并增加對已知雜質A和雜質D的控制(不得過0.2%)，以使檢驗結果更真實的反映產品質量。

3.3 頭孢西丁聚合物

《中國藥典》2020年版未收載頭孢西丁聚合物的檢測方法。結合文獻報道[6-7]，采用球狀親水改性硅膠測定注射用頭孢西丁鈉中的聚合物含量。在TSK高效凝膠色譜系統中，供試品可檢出3個聚合物峰(圖3)，對202批次抽驗樣品的檢測結果表明，聚合物含量為0.1%～1.0%(圖4)。企業F和企業P的聚合物含量達到1.0%。

圖3 注射用頭孢西丁鈉聚合物典型HPLC圖譜Fig.3 HPLC chromatogram of cefoxitin sodium for injection in polymer

圖4 聚合物檢測結果箱式圖Fig.4 Boxplots of the polymer

采用LC-MS/MS對實際樣品中(圖3)兩個主要聚合物雜質的結構進行推測，可能的結構(表2)。聚合物1的一級質譜圖中m/z855.0648為[M+H]+，m/z877.0425為[M+Na]+，分子量為854.1016，分子式推測為C32H34N6O14S4。二級質譜圖中主要的裂解碎片為m/z472.0192、m/z428.0407、m/z411.0052、m/z383.0034、m/z335.0007和m/z287.0099(圖5)。聚合物2的一級質譜圖中分子離子峰m/z833.0922為[M+Na]+，m/z832.0915、m/z834.0789和m/z835.0662為分子離子峰的同位素峰，分子量為809.0801，分子式推測為C31H31N5O13S4。二級質譜圖中主要的裂解碎片為m/z472.0193和m/z411.0082(圖6)。

表2 聚合物結構推測Tab.2 Speculation on the structure of polymer

圖5 聚合物1二級質譜圖Fig.5 The MS2 spectra of polymer 1

圖6 聚合物2二級質譜圖Fig.6 The MS2 spectra of polymer 2

3.4 溶液的顏色

《中國藥典》2020年版規定，注射用頭孢西丁鈉顏色不得深于黃色或黃綠色8號標準比色液；國家藥品標準YBH02162013、YBH11862008等規定，顏色不得深于黃色或黃綠色7號標準比色液。根據2014—2016年國家局發布的質量公告，注射用頭孢西丁鈉抽樣不合格的主要項目為溶液的顏色。對本次抽驗結果進行分析，顏色不深于Y6(黃色6號)共191批次樣品，占94.6%；部分企業樣品顏色較深，且批間差異較大(Y2～Y7)；企業F的全部5批次樣品顏色均為Y7，企業K、O、P和Q分別有1批次樣品的顏色達到Y7。企業C的1批次顏色達到了Y8，質量狀況不理想。

3.4.1 殘氧量的影響

采用WITT-PA7.0殘氧儀對202批次樣品進行檢測。結果表明，202批次樣品的殘氧量在0.4%～16.7%(圖7)。企業D、J、L和N樣品的殘氧量控制在2%以下，樣品溶液的顏色均不深于Y5。企業F的5批次樣品殘氧量在7.0%～15.3%(顏色均為Y7)，企業P的殘氧量在12.7%～16.7%(2批次顏色為Y4、1批次顏色為Y6，1批次顏色為Y7)，可見殘氧量與頭孢西丁鈉的溶液顏色呈明確的正相關性(圖8)。

圖7 殘氧量測定結果統計Fig.7 Boxplots of the residual oxygen

圖8 殘氧量與顏色的相關性Fig.8 The correlation between residual oxygen and color of solution

3.4.2 雜質與顏色的相關性

相關性分析顯示，雜質1和雜質13與溶液的顏色均呈正相關(P<0.01)(圖9a和9b)。聚合物含量與溶液的顏色也呈正相關性(P<0.01)(圖9c)。

圖9 雜質與顏色相關性Fig.9 The correlation between impurity and color of solution

3.4.3 儲存條件的影響

對溶液顏色達到Y7的11批次樣品進行分析，其儲存溫度均為20℃以下，符合說明書中規定的儲存溫度，但儲存濕度在60%以上的有7批次。頭孢西丁鈉易潮解，相關文獻報道儲存濕度會對溶液的顏色產生一定影響[5]。

文獻[8]表明，頭孢類抗生素與制劑瓶中殘留氧氣發生反應是溶液顏色變深的主要原因，氧氣殘留量與生產工藝中的充氮環節的控制有關。本次抽驗的結果進一步印證了文獻的結論。此外，注射用頭孢西丁鈉易吸潮，貯存及運輸條件控制不當也是導致顏色加深的原因。

3.5 結論

本次評價性抽驗結果顯示，依照法定標準檢驗202批樣品均符合規定，提示國產注射用頭孢西丁鈉總體質量狀況“較好”。

注射用頭孢西丁鈉由原料直接無菌分裝制成，生產中的充氮環節控制不足，易造成瓶中殘氧量偏高，嚴重影響產品的溶液顏色，是生產工藝的風險點。由于產品中的特定雜質與溶液顏色呈正相關，提示保證制劑在貯存期的穩定性也是控制產品質量的關鍵。

本次抽驗結果提示，現行《中國藥典》標準有待進一步完善。建議：①提高原料和注射劑的有關物質的控制水平，增加雜質A和雜質D的控制。②結合企業加強對充氮工藝的控制，合理制定溶液顏色的限度。③增加聚合物的檢查。