摘要
苯是生產(chǎn)、生活中常見的毒性污染物，對人體諸多器官和系統(tǒng)有嚴(yán)重危害。 苯作為一種致癌物，應(yīng)在藥物中對其殘留進(jìn)行嚴(yán)格控制。 本文從溶劑殘留、生產(chǎn)工藝、原輔料降解、包材、生產(chǎn)設(shè)施及環(huán)境等方面分析并探討了藥物中可能的苯殘留原因，總結(jié)相關(guān)分析方法，并提出可行的控制策略，包括避免在藥物生產(chǎn)中使用，同時(shí)加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量控制、防止苯污染。
【關(guān)鍵詞】苯；溶劑殘留；質(zhì)量控制
苯（benzene）在常溫下為液體，是一種有芳香氣味的有機(jī)化合物，被廣泛用作溶劑以及各種化學(xué)產(chǎn)品的原料。 苯具有神經(jīng)毒性與致癌性，人類長期接觸可能導(dǎo)致包括再生障礙性貧血[1]、白血病[2]在內(nèi)的一系列血液疾病，嚴(yán)重?fù)p害肝腎器官[3]，誘發(fā)染色體畸變[4]，在短時(shí)間內(nèi)吸入高濃度的苯會出現(xiàn)頭痛、惡心、疲勞和眩暈等中樞神經(jīng)麻痹的癥狀。 國際癌癥研究機(jī)構(gòu)已將苯列為第一類致癌物[5]。 國際人用藥品注冊技術(shù)協(xié)調(diào)會（ICH）指南 Q3C 將苯分類為 I 類溶劑，規(guī)定應(yīng)該避免在藥物中使用，如果必須要使用則需要嚴(yán)格控制苯殘留限度[6]。
制藥行業(yè)作為苯系物應(yīng)用較為廣泛的行業(yè)之一，在藥物生產(chǎn)的過程中，對苯污染的監(jiān)測與控制應(yīng)當(dāng)成為不可或缺的重要環(huán)節(jié)。 本研究從溶劑殘留、生產(chǎn)工藝、原輔料降解、包材、生產(chǎn)設(shè)施及環(huán)境等多方面入手， 分析藥物中苯殘留的可能原因，總結(jié)苯的檢測方法，并提出相應(yīng)的控制策略。
01藥物中苯殘留的可能原因
1.1 溶劑殘留
苯作為優(yōu)良的有機(jī)溶劑，廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)之中。 在制藥行業(yè)中，苯雖然具有較大的毒性，但其較好的溶解性能也使其不得不用于某些特殊藥品的生產(chǎn)之中。 在原料藥、輔料和制劑的生產(chǎn)制備過程中可能會用到苯作為溶劑，當(dāng)后續(xù)工藝未能除盡時(shí)，便造成了苯殘留。 而殘留苯超過一定的安全濃度時(shí)，將會嚴(yán)重危害到人體的生命安全與健康。 例如，丙酮是制藥工藝中常用的溶劑，根據(jù)原料、合成工藝與純化程度的不同，市售丙酮中可能會有微量苯（<100 ppm）的存在[7]。 “ICH 指導(dǎo)原則Q3C”規(guī)定，藥品中苯的含量需控制在百萬分之二（2 ppm）以內(nèi)，在藥品生產(chǎn)中，此類溶劑一般應(yīng)避免使用[6]。
1.2 生產(chǎn)工藝
化學(xué)原料藥的合成涉及復(fù)雜的反應(yīng)體系，包括各種原料、催化劑等，反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物和中間體數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，甚至很難確定其結(jié)構(gòu)。 若使用苯或含苯的物質(zhì)作為反應(yīng)原料或溶劑，反應(yīng)過程中生成了苯類物質(zhì)， 后續(xù)精制工藝未能除盡多余的苯，很可能為藥物的生產(chǎn)帶來苯殘留。
制劑的生產(chǎn)工藝， 也可能帶來苯殘留的風(fēng)險(xiǎn)，苯在某些原輔料的合成步驟中還常以起始物料或中間產(chǎn)物的形式存在。 同時(shí)，在原料藥和輔料的合成工藝中不可避免地用到一些苯系物作為原料，比如甲苯和二甲苯等，也會導(dǎo)致最終生產(chǎn)的藥物中有苯的殘留。 美國食品藥品管理局（FDA）針對藥物的潛在苯殘留進(jìn)行了分析，即苯殘留可能與使用的一些非活性成分有關(guān)，如作為增稠劑的卡波姆、作為噴霧推進(jìn)劑的異丁烷及其他由碳?xì)浠衔镏瞥傻乃幬锍煞諿8]。丙酮和甲醇是噴霧干燥分散體（SDD）制備工藝中噴霧溶液的主要溶劑，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同可能含有苯，存在苯殘留的潛在風(fēng)險(xiǎn)[9]。
此外，水作為溶劑大量用于滴眼液、注射劑、糖漿劑、溶液劑等液體制劑的生產(chǎn)中。 若藥品生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)的過程中使用了被苯污染的水源，也可能造成后續(xù)藥品的苯殘留問題。
1.3 原輔料降解
“ICH Q3B（R2）”中對降解產(chǎn)物的定義為制劑在生產(chǎn)和貯藏過程中，因光照、溫度、pH、水或與賦形劑和/或藥品包材互相反應(yīng)而導(dǎo)致原料藥發(fā)生化學(xué)變化而產(chǎn)生的雜質(zhì)[10]。 藥物穩(wěn)定性的影響因素有很多，包括但不限于溫度、水分、濕度、光照、氧化等，在運(yùn)輸、貯藏中因環(huán)境條件變化，可能導(dǎo)致降解產(chǎn)物的增多。 若藥物處方中的原輔料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯藏等過程中降解生成了苯，也會造成苯殘留。如苯甲酸是食品和藥物中常見的抑菌劑， 其在一定條件下可轉(zhuǎn)化為苯，導(dǎo)致產(chǎn)品中苯的含量可能超過 5 ppb[11]。
1.4 包材
包材即直接接觸藥品的包裝材料或容器，其理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、安全性以及與藥品之間的相容性對藥品質(zhì)量有重要影響。 包裝涉及的材料主要有聚乙烯、聚丙烯等，而直接接觸藥品的包材表面通常用油墨印刷了大量藥品信息。 傳統(tǒng)的溶劑型油墨通常含有乙醇、異丙醇、甲苯、二甲苯等溶劑，印刷后殘留的溶劑可能會遷移至藥品內(nèi)，進(jìn)而引入苯類物質(zhì)的殘留。 包材使用傳統(tǒng)油墨、劣質(zhì)油墨，印刷工藝參數(shù)不合理導(dǎo)致未徹底干燥，以及材料質(zhì)量不合格都可能導(dǎo)致藥品的苯殘留[12]。
1.5 生產(chǎn)設(shè)施與環(huán)境
藥品生產(chǎn)企業(yè)所在的外部環(huán)境被污染，內(nèi)部的藥品生產(chǎn)環(huán)境構(gòu)建不合格或生產(chǎn)車間內(nèi)部不同產(chǎn)品有物料交叉污染情況， 也會造成藥物的苯殘留。藥品生產(chǎn)企業(yè)在建造裝修時(shí)若使用了含苯類物質(zhì)的油漆、涂料等，不僅損害操作人員的健康，很可能會有苯類物質(zhì)殘留吸附于生產(chǎn)設(shè)施，待后續(xù)藥物生產(chǎn)時(shí)混入物料中帶來污染。
藥品生產(chǎn)環(huán)境包括兩部分：一是生產(chǎn)企業(yè)所在的環(huán)境；二是生產(chǎn)車間的環(huán)境。 生產(chǎn)企業(yè)所在的地區(qū)應(yīng)無水、土污染，盡量遠(yuǎn)離排污排廢的工業(yè)區(qū)，而車 間 環(huán) 境 應(yīng) 當(dāng) 根 據(jù) 《 藥 品 生 產(chǎn) 質(zhì) 量 管 理 規(guī) 范 》（GMP）的要求設(shè)立合格的潔凈區(qū)，控制溫度、濕度、空氣流速、 空氣中的微生物數(shù)以及塵埃顆粒數(shù)等，并且廠內(nèi)若有多個(gè)產(chǎn)品同時(shí)生產(chǎn)，彼此要有嚴(yán)格分區(qū)，不得交叉。 若內(nèi)部分區(qū)不合理、廢料回收區(qū)與生產(chǎn)車間物料交叉，很可能引入污染，帶來質(zhì)量問題。
02苯殘留檢測方法
2.1 氣相色譜法
氣相色譜法（GC）結(jié)合合適的檢測器是最為常用的對藥品中苯系物進(jìn)行定性和定量測定的分析方法，多采用火焰離子化檢測器（FID）。 主要分為采用頂空進(jìn)樣（HS）和直接進(jìn)樣兩種方式。 例如，采用頂空進(jìn)樣法對恩曲他濱、鹽酸萘甲唑啉等原料藥中的多種殘留溶劑進(jìn)行同時(shí)檢測，獲得了較好的分離效果[13]。
2.2 液相色譜法
Nomura S 等[14]利用了苯在非極性有機(jī)溶劑中萃取效率高、 地戈西替尼原料藥在水溶液中的高溶解度等優(yōu)點(diǎn)， 進(jìn)行了高效液相色譜檢測殘留苯的方法，提高了分離度和靈敏度。 該方法的線性范圍為 0.5~3 ppm，檢測限和定量限分別為 0.1 ppm 和 0.5 ppm，尤其適用于含有水溶性藥物中苯殘留的檢測。
2.3 氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用
氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）較傳統(tǒng) GC-FID 法具更高的靈敏度。 王文佳等[15]以丙酮為內(nèi)標(biāo)物，采用氣相色譜-質(zhì)譜法， 建立并驗(yàn)證了一種同時(shí)測定工業(yè)己烷中正己烷、苯等 12 種常見化合物的檢測方法；Pávon JLP 等[16]進(jìn)行了針對 1 類溶劑檢測方法的開發(fā)，采用程控溫度蒸發(fā)器（PTV）與 GC-MS 進(jìn)行聯(lián)用，并根據(jù)“ICH Q2（R1）”要求進(jìn)行了驗(yàn)證，苯的檢測限可低至 4.9 ppt。
03藥物中苯殘留控制策略
3.1 溶劑殘留
針對藥物開發(fā)階段，除迫于藥物有效性的要求只能使用苯類作為溶劑外，原料藥、輔料和制劑的生產(chǎn)均應(yīng)避免苯類溶劑， 以便從源頭上減少苯污染。 由于苯的沸點(diǎn)較高，在制劑生產(chǎn)中鮮有使用；但苯作為優(yōu)良的合成原料、溶劑或反應(yīng)體系，在很長一段時(shí)間內(nèi)廣泛應(yīng)用于原料和輔料的生產(chǎn)， 因此，對于此類原輔料，應(yīng)在開發(fā)生產(chǎn)過程中盡量不使用苯的替代工藝路線。
對于尚無法避免在生產(chǎn)過程中使用苯的原輔料，應(yīng)加強(qiáng)原輔料自身乃至其下游制劑產(chǎn)品中苯的限度控制。 應(yīng)根據(jù)“ICH Q3C”和《中國藥典》2020 年版的要求進(jìn)行測定和控制，要求殘留的苯必須符合Ⅰ類溶劑規(guī)定的 2 ppm 限度[6，17]。
3.2 生產(chǎn)工藝
對于化學(xué)原料藥，生產(chǎn)工藝涉及苯類物質(zhì)的使用或者生成，可考慮優(yōu)化合成工藝路線。 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化應(yīng)從化學(xué)反應(yīng)的選擇、 起始物料與試劑用量、反應(yīng)順序、合成步驟和回收率等方面作多角度考慮，必要時(shí)可以考慮收率適當(dāng)降低而安全性更高的路線。 若不得不使用有機(jī)溶劑，要優(yōu)先選擇乙醇、異丙醇、乙醚、乙酸丁酯等具有低潛在毒性的溶劑，即“ICH Q3C”中的 3 類溶劑[6]。 同時(shí)，還應(yīng)考慮到后續(xù)溶劑殘留的問題，在工藝路線設(shè)計(jì)上多嘗試，不只追求收率，還應(yīng)考慮后續(xù)精制的難度和安全性，遵循質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（QbD）的原則，自研發(fā)階段起便對藥物進(jìn)行質(zhì)量控制，從源頭降低苯殘留產(chǎn)生的可能。
原則上，制劑工藝中應(yīng)盡可能減少苯系物的使用，若使用苯類或含苯類的物質(zhì)，應(yīng)在制劑的質(zhì)量研究中對苯殘留進(jìn)行研究和控制。 若發(fā)現(xiàn)苯殘留已超出允許范圍，應(yīng)分析原因、優(yōu)化制劑相關(guān)工藝以降低殘留量。 應(yīng)驗(yàn)證優(yōu)化后工藝的去除效果，除非驗(yàn)證結(jié)果提示工藝相關(guān)雜質(zhì)的殘留量遠(yuǎn)低于規(guī)定要求，或有依據(jù)證明其殘留量在人體的可接受范圍內(nèi)，通常應(yīng)在制劑檢定或適宜的中間階段設(shè)定該殘留物的檢定項(xiàng)[18]。 總之，在制劑的生產(chǎn)中應(yīng)明確原輔料可能的變化，在確保輔料與藥物主成分相容性良好的前提下、在處方設(shè)計(jì)與篩選時(shí)應(yīng)慎重選擇由苯為原料生產(chǎn)得到的輔料，降低苯殘留的風(fēng)險(xiǎn)。 丙酮、甲苯、二甲苯、正己烷、石油醚等是制劑中廣泛使用的有機(jī)溶劑，自身均可能含有苯，因此，如使用上述溶劑， 有必要對制劑產(chǎn)品中苯的殘留量進(jìn)行監(jiān)測。此外，為避免制藥用水中苯污染導(dǎo)致下游產(chǎn)品苯殘留超限，建議定期進(jìn)行水質(zhì)檢驗(yàn)[19]。
3.3 原輔料降解
降解產(chǎn)物需要經(jīng)過一系列試驗(yàn)來確定，對于降解產(chǎn)物中含有苯類物質(zhì)的藥物需要重點(diǎn)關(guān)注，對于貯存運(yùn)輸條件以及貨架期等應(yīng)謹(jǐn)慎制定。 針對原料藥或制劑的降解產(chǎn)物， 可首先依照 “ICH 的 Q1A（R2）”進(jìn)行原料藥和制劑的穩(wěn)定性試驗(yàn)，包括加速試驗(yàn)、中間試驗(yàn)、長期試驗(yàn)、影響因素試驗(yàn)等[20]。
3.4 包裝材料
在藥品包裝上的油墨中含有苯及苯系物，有可能污染產(chǎn)品，應(yīng)采取適宜的方法進(jìn)行測定和控制[21]，根據(jù)測定結(jié)果可調(diào)整印刷工藝參數(shù)， 如干燥時(shí)間、溫度等，避免油墨未干而殘留大量苯類溶劑。 同時(shí)，鼓勵(lì)環(huán)保油墨的開發(fā)創(chuàng)新， 進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的油墨材料，提升標(biāo)準(zhǔn)，提高包裝材料的安全性。 針對含有油墨印刷包裝的制劑（如注射液），除關(guān)注包裝材料[22]和藥物[23]中的苯類物質(zhì)殘留外，經(jīng)化學(xué)遷移進(jìn)入藥品的苯類物質(zhì)殘留也建議進(jìn)行考察。
3.5 生產(chǎn)環(huán)境與設(shè)施
藥品生產(chǎn)企業(yè)既要遵守國家的規(guī)定，控制自身的排污排廢，保護(hù)周邊環(huán)境，也要嚴(yán)格遵守 GMP 的管理要求，控制內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境合格、無交叉污染。
針對企業(yè)所在環(huán)境，苯污染的來源大致可分為工業(yè)、交通和生活，而工業(yè)排放為苯污染事故的主要根源[24]。 相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)調(diào)整藥品的生產(chǎn)路線、工藝和提高廢氣廢液處理能力，使污染最小化。
針對企業(yè)內(nèi)部環(huán)境， 應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行 GMP的要求，并參考“ICH Q7”等相關(guān)指導(dǎo)原則進(jìn)行部門設(shè)置、人員培訓(xùn)、廠房設(shè)施建設(shè)、物料質(zhì)量控制、污物和廢料處理等[25]。 企業(yè)應(yīng)保證內(nèi)部各分區(qū)無交叉污染，物流通道、人流通道無交叉，不合格或召回的物料及產(chǎn)品隔離存放。 廠房室內(nèi)設(shè)施裝修不使用含苯的涂料、油漆等，以確保生產(chǎn)環(huán)境合格無污染。
04小結(jié)
苯是一種常用于藥物生產(chǎn)過程中的有機(jī)化合物，且是一種致癌物和空氣污染物。 在藥物的生產(chǎn)過程中，溶劑殘留、生產(chǎn)工藝、原輔料降解、包裝材料、 生產(chǎn)設(shè)施及環(huán)境等均可能導(dǎo)致藥物中的苯殘留。 因此，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)遵循相關(guān)指導(dǎo)原則的要求，對產(chǎn)品中苯殘留的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分評估并制定解決方案，嚴(yán)格控制藥物中苯殘留。
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