使用中稳定性研究目的是考察药物在临床配制、存放和使用过程中质量随时间的变化情况,为注射剂药品的配制、配制后药液的存放条件和允许时限等提供依据。相比于小分子化药,配伍后的大分子注射剂物理化学性质可能更不稳定性,与配伍的容器发生不相容的可能性更大。因此,在产品开发的早期就应关注到使用中稳定性,以免等到临床实验用药时发生一些不可预期的稳定性问题。本文就生物大分子注射剂早期研究中配伍稳定性试验设计需要考虑的要点进行总结,希望可以给相关同仁一些参考和提示。
一、稀释剂相容性
为了达到预定的给药浓度,临床可能需要对药品进行稀释。0.9%氯化钠注射液、5%葡萄糖注射液和乳酸林格氏液是最常用的等渗静脉稀释剂。对于大分子注射剂而言,稀释步骤改变了关键的产品配方因素,如pH、离子强度和赋形剂浓度等,这可能会影响蛋白质的稳定性。因此,必须在使用中的研究中评估相关稀释剂对药物的影响。为了操作的灵活性,等比处方通常需要包含临床拟定用法中的最高与最低浓度,非等比处方需要进行全面评估后确定。考察时间不低于拟定允许时间。此外,为了避免与配伍容器(如静脉输液袋)的相互作用混淆,建议在惰性玻璃容器中配制溶液作为研究对照。
二、配伍容器相容性
药物的性质(如大小、电荷、pI、展开的吉布斯自由能)、配方组成(如pH、辅料)、稀释剂性质(如pH值、离子强度、电荷)都会影响和配伍容器材质的相容性。此外接触时间、储存温度、剪切应力条件可能会加速不相容的发生。从而导致蛋白质吸附、聚集、颗粒形成或蛋白质活性丧失以及一些浸出物的产生。全面的容器相容性,早期临床期间法规不强制要求,一般都是II期后才开展。由于生物大分子的特殊性,较容易与配伍容器发生吸附或聚集的情况,为保证临床样品安全有效,建议前期需要开展初步的研究。
与稀释剂相容性研究类似,配伍容器材质相容性评估的设计应涵盖最坏的使用情况。例如,由于给药中断,配伍溶液可能在输注线上停留的时间比预期的要长。带过滤器的输液系统还应考虑过滤器材质的相容性。值得注意的是,在表面活性剂(如聚山梨酯20和聚山梨酯80)存在的情况下,DEHP可以从PVC容器中浸出,可以选择有偏苯三甲酸三(2-乙基)己基酯(TOTM)的PVC袋或内衬聚乙烯(PE)的PVC容器进行替代。
三、气液界面应力
在复溶过程中或复溶后旋转、倒置或摇动小瓶,在准备溶液过程中翻转或摇动静脉注射(IV)用袋,在运输过程中振摇溶液,泵注射等操作都会引入了气液界面。由气液界面引起的界面应力会使蛋白质不稳定并诱导聚集或颗粒形成。一般来说,可以添加表面活性剂如聚山梨酯20和聚山梨酯80以保护蛋白质免受界面应力的影响。然而,在产品使用过程中,随着稀释剂溶液中表面活性剂浓度的降低,需要考虑配伍后表面活性剂的浓度还能否继续保护蛋白质免受界面应力的影响。
在使用稳定性研究中建议测试包括预期输液容器中体积和最坏情况填充体积 (例如,使用半灌满的静脉输液袋),评估搅拌和震动应力的效果,并涵盖临床方案中计划输液时间范围内的最小和最大流速。
四、允许使用的储存条件和持续时间
使用中溶液的保持时间取决于配伍后溶液的物理化学(例如:外观、pH、含量、效价、有关物质、不溶性微粒等)和微生物稳定性结果。使用过程中的研究应包括所有相关储存条件下的测试。例如,对于需要在室温下输液数小时的产品,考虑到不同地区或不同季节室温差异较大,若稳定性研究表明药物对温度敏感可能需要在2-8°C和30°C75% RH条件下进行24小时静脉注射袋溶液的稳定性。另外还应进行模拟输液研究,以评估在给药结束时对产品质量的影响。当配伍后药液需在2-8℃下保存超过24小时或25℃保存超过4小时,建议参照相关要求进行微生物挑战试验,微生物增长不超过0.5lg值。
五、模拟临床使用方法
为了模拟代表性部件和剪切应力条件,了解临床使用的输液装置是至关重的,建议对预期的输液系统进行评估。比如泵的推进机制、给液量、使用的输液管、死体积、输液速度等。例如,可能需要使用Y型端口,以实现小容量输注以保持静脉畅通和保持血流连续性,这可能会影响使用中稳定性研究设计。基于系统死体积和相关药物回收的考虑,可能还需要一个冲洗程序,由于药物的进一步稀释,可能需要对其进行评估。
六、分析方法挑战
理想情况下,配伍后所使用的测试方法与用于药品测试方法相同。然而稀释后的蛋白质浓度通常超出分析方法的有效范围或低于检测限度。静脉稀释剂基质和/或来自给药组分的可浸出物也可能影响方法的适用性。因此,在进行这些研究之前,需要对分析方法进行评估,必要时开发新的方法以适用配伍后的样品。此外,与药品不同,使用中的样品可能无法抵抗冻融应力,可能具有有限的2-8℃储存稳定性,并且可能无法承受不同测试实验室的运输应力。因此,“实时”测试对于使用中的稳定性样品通常是必要的。值得注意的是,在使用研究中必须包括评估蛋白质物理降解的测试方法(例如,pH值、渗透压、外观、蛋白质浓度、聚集、颗粒)。
七、案例分析
综合上述考虑要点,实际操作过程中可以按照临床使用方法采用分阶段考察的方式对使用中稳定性进行考察。以下通过一个案例具体说明大分子注射剂使用中稳定性实验设计策略。
冻干IV产品临床使用中稳定性的研究设计示例:
IV稀释液:0.9%生理盐水;
给药溶液浓度:0.5 mg/mL;
输液系统:输液泵,聚烯烃袋,PES在线过滤器;
输液流量范围:10- 200ml /hr
样品1: 原冻干制剂
样品2:用0.9%生理盐水在西林瓶中复溶样品1
研究内容:以样品1作为对照,考察样品2在室温或冷藏24h后的物理化学微生物稳定性。(如临床使用时会快速转移至输液袋中也可以不考察这个样品)
样品3:将样品2,通过注射器转移至0.9%生理盐水聚烯烃袋中,浓度为0.5 mg/mL。
样品4:模拟配制过程中的震荡,比如在震荡器中震荡5分钟。可以采用半袋输液体积进行模拟震荡。
研究内容:以样品3作为对照,考察震荡后蛋白颗粒聚集情况。
样品5:样品4放置2-8℃,24h。
研究内容:考察24h内物理化学稳定性同时考察微生物限度影响。
样品6:样品4放置30℃,4h。
研究内容:考察4h内物理化学稳定性同时考察微生物限度影响。
样品7:样品5或样品6接输液泵,带PES过滤器的输液管,分别调节流速10 ml /hr和200ml /hr。实验过程中可以模拟中断输液1h。
研究内容:以0.9%生理盐水为对照同时模拟使用过程考察配伍溶液使用过程中物理化学稳定性,同时考察微生物限度影响。
必要时考虑输液袋的浸出物。
此步骤还要注意收集过滤前和过滤后的溶液进行对比研究过滤器的影响。
总结
临床使用中稳定性关系到临床样品的安全及有效性,是药物开发过程中必不可少的一个项目。2023年10月7日,CDE发布《化学药品注射剂配伍稳定性药学研究技术指导原则(征求意见稿)》对我们研究注射剂配伍稳定性有指导性的意义。与化学药品相比,生物大分子注射剂会更不稳定,研究内容和考虑因素也比较多,因此在早期试验设计时就要考虑使用中稀释后稳定性的情况,以便及时调整处方,设计合理的制剂规格。考虑到生物大分子的多样性,临床使用方法多样性,具体研究的内容也只能是case by case 。本文根据文献和经验总结了几个生物大分子注射剂使用中稳定性研究考虑要点,希望能给大分子注射剂使用中稳定性研究提供一些借鉴。
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