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多肽药物合成的起始物料控制

多肽类化合物是一类重要的生物活性分子，多肽药物合成的途径有化学和生物合成两种。多肽的化学合成是有机合成的一个非常特殊的分支，目前主要有液相合成和固相合成两种方法。氨基酸及其衍生物是多肽药物合成的起始原料，其质量对合成多肽的质量具有重要影响，因此应关注氨基酸及其衍生物的来源、质控方法等。而采用固相合成方法制备多肽时，还应提供树脂的来源、质量标准和检验报告等。
美迪西多肽合成研究团队紧密地围绕多肽药物研究的主题，致力于解决限制多肽药物发展和应用的核心问题，目前已建立了从上游非天然氨基酸结构单元的合成、多肽药物修饰和大规模合成，到下游多肽药物信号转导通路和作用机制研究的完善体系。（ICH）Q11中强调了对起始物料的监控，特别是起始物料选择的合理性，还着重说明了起始物料杂质谱研究的必要性，了解它们在生产过程当中的作用，以及它们与最终API中杂质之间的关系。
1、氨基酸及其衍生物
多肽药物合成中，各种保护氨基酸作为构成终产品的结构片段，其质量情况直接影响终产品的质量，应定义为关键起始物料，并建立严格的质控标准。对于保护氨基酸企业制定的内控标准中，除常规的性状、比旋度、纯度项目以外，还应该开展杂质谱研究。保护氨基酸杂质谱研究应包括游离氨基酸、对映异构体、二聚体或寡肽、Fmoc氨基酸中含有β-Ala类杂质、其他非目标氨基酸等。
（1）保护氨基酸的对映异构体杂质的分析
构成多肽药物的氨基酸绝大多数含有手性中心，对映异构体杂质引入肽链后，会形成结构、性质与目标产物相似的差向肽杂质，提纯难度较大。需利用手性HPLC或其他灵敏度高的分析方法控制起始物料中潜在的对映异构体杂质，并建立严格的质控要求。
（2）保护氨基酸其他杂质的分析
首先应结合相关文献或其他研究资料，根据氨基酸自身性质进行杂质分析，如Fmoc-Leu-OH中可能含有Fmoc-IlE-OH杂质，Fmoc-Ala-OH和Fmoc-Pro-OH中可能含有相应的二聚体杂质。
其次，需结合制备工艺过程进行研究，如在采用N-9-芴甲氧基羰基氧琥珀酰亚胺（Fmoc-OSu）制备Fmoc-保护氨基酸时，会伴随Fmoc-β-Ala和Fmoc-β-Ala-AA生成。反应混合物中的亲核试剂进攻Fmoc-OSu中的一个羰基后，通过Lossen重排即得到β-Ala结构，形成β-Ala氨基酸残基，后者可通过另一当量Fmoc-OSu发生Fmoc-保护，并生成Fmoc-β-Ala杂质。拟发生Fmoc-保护的游离氨基也可与生成的β-Ala氨基酸残基反应生成二肽，后者可发生Fmoc-保护从而生成Fmoc-β-Ala-AA。
（3）开发检出各种潜在杂质的分析方法
在充分掌握了保护氨基酸潜在杂质谱后，需开发出能有效检出各潜在杂质的分析方法，并按照相关技术指导原则要求，对分析方法进行全面的方法学验证，充分证明拟采用方法的可行性。如某申报资料Fmoc保护氨基酸检测报告中，HPLC法测定纯度为为98.9%，滴定法测定含量仅为92.1%，产品中可能包含未被检出的杂质，有关物质分析方法可能存在缺陷。
保护氨基酸中可能包含大量可引入到终产品中的杂质，如对映异构体杂质，生成的差向肽杂质性质与目标产物接近，提纯精制过程除去困难；某些由保护氨基酸引入的杂质，反应活性远高于目标保护氨基酸，会大量引入到终产品中，造成多肽药物杂质谱复杂，分析困难。因此加强保护氨基酸的杂质谱分析，并建立严格的质控标准，对降低终产品提纯难度、提高终产品质量具有积极意义。
2、树脂
多肽药物的固相合成要提供树脂的来源、质量标准和检验报告，并对树脂的摩尔取代系数、在不同溶剂中的膨胀系数、所用合成条件下的稳定性、交联度等予以说明。常用的树脂包括聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂、聚丙烯酰胺和聚乙烯-乙二醇类树脂及衍生物等，应根据目标多肽C末端氨基酸的不同类型，选择特定用途的树脂，并说明选择的依据。
合成多肽药物的开发需要建立在对多肽药物充分理解的基础上，建立全面的质控策略。不同来源或采用不同工艺生产的起始物料可能有不同的杂质谱，如起始物料有多个来源或多种生产工艺，应分别提供相关的信息，并基于研究数据分析起始物料来源、工艺的不同对原料药质量的影响。