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抗生素类药物质量控制研究的热点问题和新进展

抗生素类药物质量控制研究的热点问题和新进展

抗生素类药品是临床中最常用的药品之一，在治疗感染性疾病方面发挥着极其

重要的作用，其质量的优劣直接关系着该类药品在临床上使用的安全和有效。近

年来，为保证抗生素类药物安全性和有效性，对其质量有了更高的要求，本文对

国内外药典中近年来抗生素类药物质量控制的新进展和热点分析做了一个简单

的介绍。

一、抗生素类药物中的高分子杂质检查

抗生素类药物是较易发生不良反应的药物之一，临床中抗菌药物较常见的一类

不良反应是药物所致的过敏反应，β—内酰胺类抗生素、氨基糖苷类及喹诺酮类

抗菌药均可引发不同类型的过敏反应，但以β—内酰胺类抗生素最为严重。多年

的研究证明，β－内酰胺类抗生素的过敏反应并非药物本身所致，而是与药物中

所含的微量高分子杂质有关。我国科研人员经过深入研究，已从头孢噻肟、头孢

哌酮、头孢曲松、头孢他啶等四种第三代头孢菌素中分离收集到了能引发动物过

敏反应的基本无抗菌活性的高聚物，利用动物口服主动过敏反应模型，确证了引

发青霉素V钾、阿莫西林等口服青霉素过敏反应的主要过敏原是它们的高分子聚

合物，胃肠道吸收并不改变其过敏性，而头孢菌素和青霉素本身并不引发过敏反

应。由此证实，β—内酰胺类抗生素过敏反应与产品质量有关。

(一)高分子杂质的特性

高分子杂质是药品中分子量大于药物本身的杂质的总称，其分子量一般在

1000～5000道尔顿，个别可至约10000道尔顿。引起过敏反应的高分子杂质有

外源性和内源性两种，外源性过敏原主要来自β-内酰胺类抗生素在生物合成中

引入的蛋白多肽类和青霉噻唑蛋白。内源性过敏原为β-内酰胺环开环自身聚合，

生成具有致敏性的高分子聚合物，聚合物既可来自生产过程，又可在贮存过程中

形成，甚至在用药时由于使用不当而产生，如阿莫西林干糖浆，当用开水冲服时，

高分子杂质可增加100倍。随着现代生产工艺的不断改进和提高，目前产品中的

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外源性杂质日趋减少，因此对内源性杂质聚合物的控制是当前抗生素类药物高分

子杂质的重点。高分子杂质的基本特性可概括为如下几个方面。

1.高分子杂质具有高度的不均一性和不确定性。

β-内酰胺类抗生素发酵中产生的任何蛋白碎片均可带入产品中，相同的蛋白

或蛋白碎片上可以结合不同数目的药物分子，形成青霉噻唑多肽类杂质。其结构

如图1所示。

另外，青霉素、头孢菌素不仅能形成聚合度不同的聚合物，许多样品还能同时

发生不同机制的聚合反应。如氨苄西林、阿莫西林、头孢噻肟钠等侧链具有活性

氨基的抗菌药，可同

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时发生仅与侧链有关的聚合反应和仅与母核有关的聚合反应(图2)，进而形成

不同结构的聚合物。

形成的聚合物结构很不稳定，可发生不同程度的降解作用，如末端β-内酰胺

键的水解(图3)，使得聚合物结构更为复杂。

对于有不同异构体存在的样品，同聚和异聚反应可同时发生。如羧苄西林，有

L和D型两种异构体，二聚体中发现有L－L、D－D、L－D三种聚合物(图4)。

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2.高分子杂质的种类、数量与生产工艺密切相关。

如氨苄西林溶媒结晶工艺与喷雾干燥工艺所得样品中的高分子杂质在引发豚

鼠被动皮肤过敏（passivecutaneousanaphylaxis，PCA）反应时具有不同的

特异性，两者的二聚物的含量也明显不同。

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3.聚合物均可以引发过敏反应，且聚合物的聚合度越高，引发过敏反应的能力

越强。动物实验已经证明，用各类β-内酰胺类药物蛋白结合物免疫动物，再用

相应的聚合物作为多价半抗原进行攻击，均可引发速发型过敏反应：如青霉素类

抗菌药中的青霉素G钠(钾)、青霉素V钾、氨苄西林钠、阿莫西林、氟氯西林

等；头孢菌素类的头孢噻肟钠、头孢曲松钠、头孢哌酮钠和头孢他定等；酶抑制

剂舒巴坦钠、克拉维酸钾。

过敏反应的能力与聚合物的聚合度是成正比的，以氨苄西林聚合物为例，其聚

合反应如图5所示，利用离子交换色谱从氨苄西林钠溶液中分别分离出二聚、三

聚、四聚和五聚体；再利用速发型过敏反应的动物模型－豚鼠PCA模型证明，

五聚体引发过敏反应的