目的 探究人血白蛋白中铝离子的出厂值及货架期内残留现状,并重点考察产品使用的玻璃瓶质量提升情况,为该产品的包材使用评价提供参考。
方法 采用原子吸收法测定2023年人血白蛋白样品并与2018年人血白蛋白国家抽检研究数据进行比较;通过加速试验比较国内两家药用玻璃瓶中样品铝含量变化,考察玻璃瓶质量。
结果 8家企业2023年铝离子出厂值较2018年明显下降(下降率31%~75%);2023年货架期内国内产品铝残留较2018年平均下降65%;2023年使用的两种玻璃瓶铝离子释放量较2018年下降率分别为78%与25%。
结论 人血白蛋白产品出厂检验和国家抽检铝残留,以及国内两家重点药品包材生产企业玻璃瓶加速试验样品铝残留均下降,说明国产玻璃瓶质量提升,建议生产企业持续关注产品的包材使用与相容性研究。
人血白蛋白在人体内由肝脏合成,白蛋白是血浆中含量最高的蛋白质,约占血浆蛋白总含量的50%~60%[1]。人血白蛋白第1次临床应用可以追溯到二战期间珍珠港事件,用于抢救烧伤的士兵,现已被广泛用于多种疾病的治疗[2-4]。人血白蛋白系由健康人血浆分离纯化并经病毒灭活后制成,血浆中本身就存在一定含量的铝,铝残留超标可能引起骨软化病、阿尔茨海默病、低色素性贫血、慢性肾功能损害等潜在风险[5-6]。
2017年国家总局飞行检查发现,某企业人血白蛋白稳定性考察中铝离子超标。随即的官方铝离子检验发现,部分近效期产品的铝离子含量超出限度。铝离子残留量变化影响因素研究结果表明,铝离子残留量变化与玻璃瓶的类型、枸橼酸残留浓度、储存温度等因素相关[7-9]。其中,玻璃瓶的类型是主要影响因素。我国规定生物制品应使用I类玻璃瓶包装,而进口品多采用II类玻璃瓶包装。加速试验结果显示,I类玻璃瓶铝离子增加速度显著大于II类玻璃瓶,且不同企业生产I类玻璃瓶铝离子含量增加速度存在显著差异。其次,枸橼酸含量也是重要的影响因素。产品中枸橼酸残留量和铝离子的增长速度呈正相关,当枸橼酸浓度为200 µmol/L时,铝离子含量最高超出限度的3倍。储存温度也是影响因素之一,同一样品(58 µg/L)放置60 d,2~8 ℃储存条件下铝离子含量平均增加约21%,而在30 ℃的储存条件下铝离子含量平均增加约54%,表明铝离子的增长速度与存储温度呈正相关。
人血白蛋白的铝残留量在储存期内会升高,部分国产人血白蛋白有效期末的铝离子含量超过200 µg/L,进口人血白蛋白铝离子含量初始值及有效期末值低于国产[10],研究数据表明,内包装材料玻璃瓶中的铝离子会迁移至产品中,导致产品铝离子含量不断升高。2018年人血白蛋白探索性研究结果表明不同类型或不同品牌玻璃瓶铝离子的迁移量差异较大[7]。本研究拟对比2023年与2018年收集到的人血白蛋白样品检验结果;拟对比2023年与2018年各生产企业铝离子出厂值情况;采用加速试验考察3 家I类玻璃瓶(2家国产、1家进口)和1家Ⅱ类玻璃瓶(进口),检测在加速条件下各品牌玻璃瓶的铝离子释放量,考察玻璃瓶的质量变化趋势,为企业的包材使用和包装材料的相容性研究提供参考或依据。
1 材料
1.1 主要仪器
UF55型电热恒温干燥箱(德国美墨尔特公司);GBC Avanta-PM型原子吸收光谱仪(澳大利亚GBC公司);Milli-Q IQ7000超纯水机(美国密理博公司);Ⅱ类玻璃瓶1个厂家(A厂家);I类玻璃瓶3个厂家(B、C、D厂家)。
1.2 主要药品与试剂
铝离子标准溶液(国家有色金属及电子材料分析测试中心,GSB 04-1713-2004,批号:17C019-3、23D40213,质量浓度:1 000 µg/mL);硝酸(电子级,国药集团化学试剂有限公司,批号:20210715,含量69.0%~72.0%)。
2023年收集到的人血白蛋白样品57批次,涉及生产企业21家,其中国内样品49批次,涉及生产企业16家;国外样品8批次,涉及生产企业5家。收集到的样品均为注射剂,涵盖10%,20%,25% 3个浓度,共计4种规格;2018年收集到的人血白蛋白样品153批次,涉及生产企业33家,其中国内样品126批次,涉及生产企业25家;国外样品27批次,涉及生产企业8家。收集到的样品均为注射剂,涵盖10%,20%,25% 3个浓度,共计8种规格。2023年与2018年共有14家国内生产企业,分别为企业A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N。
2 方法与结果
2.1 人血白蛋白铝离子残留量的检测方法
取各批次样品,采用《中国药典(2020版)》三部中3208第一法[11]检测铝离子含量:分别制备空白对照溶液、供试品溶液和标准铝加供试品的混合溶液。照原子吸收分光光度法测定,选择铝灯,测定波长为309.3 nm,狭缝为0.7 nm。设置石墨炉的干燥、灰化、原子化等炉温程序,精密量取空白对照溶液、供试品溶液和标准铝加供试品的混合溶液各30 μL,分别注入仪器,读数。《中国药典》及抽样所涉及的注册标准中规定铝离子残留量限度均为200 μg/L。
2.2 玻璃瓶对铝离子残留量影响的检测方法
将混合均匀的人血白蛋白溶液灌入不同玻璃瓶中,置于57 ℃恒温干燥箱中进行加速试验,放置7,14,30,60 d后取样(每次取完样后放回57 ℃恒温干燥箱中继续加速)测定铝离子残留量,方法同“2.1”项,考察不同玻璃瓶对铝离子释放的影响。
2.3 2023年与2018年人血白蛋白铝残留情况对比
尽管按现行《中国药典》及各企业的注册标准检验2018年153批人血白蛋白和2023年57批次样品铝残留量,结果全部符合规定,表1数据表明货架期内(2023年)铝离子残留量较2018年大幅度降低。2023年国内企业测得的铝残留量分布在8~71 μg/L之间,平均值为28 μg/L;国外企业测得的铝残留量分布在2~31 μg/L之间,平均值为14 μg/L。2018年国内企业测得的铝残留量分布在25~173 μg/L之间,平均值为81 μg/L;国外企业测得的铝残留量分布在19~135 μg/L之间,平均值为62 μg/L。结果显示,2023年人血白蛋白产品的铝离子残留情况相比2018年大幅度下降,进口产品均值下降77%,国内产品下降65%。说明2018—2023年间人血白蛋白产品质量有明显提升。
对测定结果进行频数分布统计,2018年测得的铝残留量分布在19~173 μg/L之间,平均值为78 μg/L;2023年国内企业测得的铝残留量分布在2~71 μg/L之间,平均值为26 μg/L(图1)。结果显示,2023年人血白蛋白产品的铝离子残留情况相比2018年大幅度下降,全部分布在2018年中位数的左侧。说明2018—2023年间各企业对铝离子残留进行了有效控制。
2.4 2023年与2018年各生产企业铝离子出厂值情况对比
产品中铝离子残留量的主要影响因素有两个:出厂铝离子残留量和储存过程中玻璃瓶中铝离子的释放量。按现行《中国药典》及各企业的注册法定标准检验2018年和2023年各生产企业铝离子出厂值,结果全部符合规定,但图2数据表明2023年各生产企业铝离子出厂值较2018年大幅度降低。2023年与2018年共有14家国内生产企业,有7家企业2023年的出厂值明显降低,分别是企业B、C、F、G、J、K、L,企业D出厂值略有升高,其余企业结果持平。说明2018—2023年期间人血白蛋白产品质量有明显提升。
2.5 玻璃瓶品质提升情况
采取高温加速试验,检测不同品牌玻璃瓶的铝离子释放情况,并与2018年数据进行横向对比。结果显示(图3~图5)国产玻璃瓶近年来质量明显提升,使用Ⅱ类玻璃瓶铝离子含量增长最少。57 ℃加速条件下放置60 d时,2023年I类玻璃瓶(C厂家)的铝离子释放量为74 μg/L,I 类玻璃瓶(D厂家)为48 μg/L;2018年I类玻璃瓶(C厂家)为214 μg/L,I类玻璃瓶(D厂家)为64 μg/L,下降率分别为78%与25%。研究发现,Ⅱ类玻璃瓶在的加速试验中释放出的铝离子较低,进行加速试验后,铝离子的含量基本未发生变化,说明国产玻璃瓶近年来质量明显提升,对铝离子的释放有显著的控制效果。
3 讨论
铝离子可影响人体神经系统,对人体产生较大影响,因此血液制品注射液应严格控制铝离子的浓度。本实验室在2018年对25家国内企业生产的126批次人血白蛋白样品铝残留进行测定,结果范围为25~173 μg/L,均值为81 μg/L;2023年对16家国内企业生产的57批次样品进行测定,结果范围为8~71 μg/L,均值为28 μg/L。2023年较2018年平均下降65%,结果表明2023年人血白蛋白产品的铝离子出厂值和货架期内铝离子残留量较2018年大幅度降低。针对以上研究数据,对部分人血白蛋白生产企业进行调研,发现企业在生产过程中采用更高品质的助滤剂(硅藻土),增加盐水透析倍数[12],提升生产的自动化水平(如自动控制设置跨膜压恒体积超滤透析)以达到显著降低制品中铝残留的效果。
药品包材中铝离子持续释放可能是影响制品中铝离子残留量上升的主要原因之一[13-14]。本实验室通过加速试验,比较国内两家药用玻璃瓶主要生产企业玻璃瓶中样品的铝含量变化,并采用原子吸收分光光度法测定人血白蛋白铝离子残留量,该方法具有灵敏度高、取样量少和化学预处理简单等优点[15]。2023年铝含量升高值均值分别为41 μg/L和25 μg/L;2018年检测铝含量升高均值分别为122 μg/L和49 μg/L;2023年较2018年分别下降66%和49%。研究结果显示Ⅰ类玻璃瓶C厂家和D厂家的玻璃瓶产品质量有提升。电话询问国内两家玻璃瓶生产企业调研近5年以来产品质量提升情况。C厂家反馈,2018年以来企业注重产品的质量控制,加强原材料质控,采用精准投料及自动化生产线,保证了产品的批间一致性;同时对国外产品配方进行深入研究。C厂家和某大学签订了中硼硅玻璃铝离子析出综合性研究的技术开发合同书。D厂家反馈,近几年企业注重与制药企业的交流合作,共同开展了相容性研究;企业着力于新处方的开发,将玻璃瓶中配方中的铝含量降低,对铝离子的释放有显著的控制效果。
研究结果显示,人血白蛋白铝残留量的下降主要源于血液制品生产企业注重在生产过程中选择更优质的包材和辅料,部分包材辅料生产企业也通过和科研院所联合攻关等方式,提升了自身产品的质量。铝离子含量增长与玻璃瓶类型、质量及温度等有关,为企业的包材使用和包装材料的相容性研究提供指导意见。
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