中药注射剂大分子杂质与类过敏反应：线索与原理*

2020-07-23段为钢张陆勇

云南中医学院学报 2020年1期

段为钢，张陆勇

（1.云南中医药大学云南省中医药学分子生物学重点实验室，云南昆明 650500；2.中国药科大学新药筛选中心，江苏南京 210038；3.广东药科大学，广东广州 510006）

中药注射剂是最具科技含量的制剂，是中药现代化的骄傲，但也是行业之痛。面对中药注射剂的类过敏反应等安全性问题，国家启动了安全性再评价以提升中药注射剂的质量。然而面对错综复杂的中药注射剂安全性问题，提高其安全性既是一个管理问题，更是一个技术问题。以大分子物质为切入点，笔者前期曾提出了相应的技术观点[1-5]，本文则进一步进行了完善，以理顺中药注射剂大分子杂质与类过敏反应的关系。

1 中药注射剂的安全性主要表现为类过敏反应

根据叶祖光教授[6]的总结，中药注射剂安全性监测现状及不良事件特点主要有：1）（类）过敏反应是中药注射剂不良事件的共性问题，临床主要表现为皮肤黏膜、呼吸系统损害或全身过敏样反应。2）不良反应临床表现的多样性。3）不良反应的不可预知性，（类）过敏反应诱因及表现不一致，故致敏原筛选困难，通过预实验或皮试很难预测并预防不良反应的发生。4）用药途径为静脉滴注的不良反应明显高于肌内注射。5）与中成药其他剂型相比，中药注射剂相关突发或群体事件明显多于其他剂型。

也有学者[7]将中药注射剂的不良反应特点总结为“没有特点”的特点，即不良反应的多发性和普遍性；不良反应临床表现的多样性；不良反应的不可预知性；不良反应种类的不确定性；批与批之间不良反应的差异性。

因此，可大致认为，目前中药不良反应3/4发生在中药注射剂，中药注射剂3/4的不良反应可归结为类过敏反应，中药注射剂的严重不良反应3/4以上发生在静脉注射剂，3/4以上发生在复方和单方总提取物制剂，24 h内的反应占3/4以上。这实际上被后续的数据所证实[8]。

类过敏反应和过敏反应的临床表现是高度相似的，均涉及到肥大细胞脱颗粒、炎症因子和细胞因子释放，根据临床表现很难区别。但前者属于固有免疫反应，后者属于适应性免疫反应，而中药注射剂的类过敏反应则是主要的[9]。理由是中药注射剂具有婴幼儿首次用药可以引发[10]，静脉给药反应严重而口服几乎无反应等特点，非常符合表1中类过敏反应的特征。但其发生机理与过敏反应的区别还是明显的，过敏反应属于适应性免疫，有IgE参与，但类过敏反应无此特点。

表1 过敏反应和类过敏的区别*

2 中药注射剂的类过敏反应与大分子杂质相关

通过分析已公开的中药注射剂不良反应资料，发现其类过敏反应主要与大分子杂质有关。理由是：对比同处方或相似处方的注射剂和口服剂，安全性问题几乎都发生在注射剂，说明消化系统能“过滤”引发注射剂安全性问题的物质。

消化系统的“过滤”作用分为两种：一种是机械性过滤，一种是化学性过滤。机械性过滤的主要作用是阻止高极性和大分子物质进入机体，发生部位主要在消化道粘膜。化学性过滤主要是将进入门静脉的物质进行代谢，增加其极性继而阻止这些物质跨膜转运进入组织细胞，加快肾脏排泄；发生的部位主要在肝脏。显然，机械性过滤是第一道屏障，化学过滤是第二道屏障。由于大多数注射剂的研发就假定了中药提取物能直接起作用（如果承认胃肠和肝脏的代谢产物是中药作用的主要物质形式，那说明开发成注射剂则是不合理的），因此只能考虑被消化道粘膜机械屏障阻止的物质是安全性问题的主要物质基础。根据吸收的一般规律，分子量越大，吸收的可能性就越小，一般认为分子量大于3 000是不吸收的。到现在为止，在药理学意义上也一直没有大分子物质完整吸收的证据；极性大、分子量小的物质生物利用度较低，但还是会存在药理学意义上的吸收。

从生物学的角度看，生物体组织细胞内的大分子物质是高度有序的[11]。正常情况下，外源性的大分子是不能进入的，甚至细胞内外的大分子物质也是严格区分的。如果外源性大分子入侵，或内源性大分子物质在细胞、组织或体内发生异位，则会导致病理状态。根据现在免疫学的观点，外源性大分子物质入侵后，机体会通过病原相关分子模式（PAMP，pathogen-associated molecular pattern）进行识别，内源性大分子异位则通过损伤相关分子模式（DAMP，damage-associated molecular pattern）进行识别。

类过敏反应的物质基础绝非小分子物质[3]。如果小分子作为半抗原诱发机体过敏反应，那么相同或相似处方的口服药和注射剂都应有相似的不良反应且符合过敏表现，如青霉素注射剂过敏；如果小分子作为诱发机体类过敏反应的物质，那么相同或相似处方的口服药的反应应该更为严重，因为口服进入机体的小分子可能会更多。然而，类过敏反应严重注射剂的药材如鱼腥草均在民间广泛食用，辅料如聚山梨酯80（吐温80）在食品中也有较多添加，但均罕见类过敏反应。如此可以推定，类过敏反应的物质基础绝非小分子物质，更应该是大分子物质。

事实证明，中药注射剂去除大分子杂质后，物质基础和主要功效无明显影响[12-13]，其多种安全性明显改善[12]，而富含大分子的注射剂则安全性问题更为突出[14]。

3 中药注射剂存在大分子杂质

对于基于口服药疗效开发的中药注射剂而言，活性成分只可能是可以直接吸收的物质，因此中药注射剂的活性成分只能属于小分子组分。现在也的确存在以大分子物质为活性成分中药注射剂，但其合理性是值得进一步研究的，或者已经不属于传统意义上的中药注射剂。在小分子组分中，生物共性的小分子物质不应该是活性成分，典型的是常见无机离子、单糖、氨基酸、核苷（酸）、维生素等。

中药注射剂具有生物提取物的特征，多采用煎煮法，对细胞结构的破坏比较彻底，好处是活性成分提取比较完整，但不可避免地会提取到药材的蛋白质、多糖、核酸、缩合鞣质、树脂等大分子物质。

我国目前没有实施注射剂专用药材饮片制度，这些饮片在储存和使用过程中也不执行无菌操作。药材饮片本身很容易吸附环境中的微生物，有些药材植物还含有内生菌。因此，中药注射剂可能含有来自药材饮片微生物的生物大分子如菌体蛋白、脂多糖、核酸等。

对某些以挥发油为活性成分的中药注射剂而言，为了改善制剂性质，往往加入聚山梨酯80等辅料[15-16]。由于大分子物质不具备挥发性，因此这些中药注射剂大分子杂质更多地来自该辅料[17]，如鱼腥草注射液。

从工艺来看，目前中药注射剂生产涉及到药材饮片煎煮、乙醇沉淀、大孔树脂吸附、活性炭吸附、微孔滤膜过滤等工艺。其中有些工艺有利于去除一些大分子杂质，但去除能力有限，很难去除完全。比如，蛋白质在80%乙醇中的溶解度可达20μg/mL以上。

目前药典对蛋白质类、缩合鞣质类和树脂等大分子物质均进行检查。前两者的检查限量分别是40μg/mL（蛋白质，磺基水杨酸法）和6mg/mL（缩合鞣质，蛋白吸附法）[4]。因此，限量是偏高的。

因此，从药材、辅料、工艺和质量标准的角度看，中药注射剂都是存在大分子杂质的。根据所含物质的复杂程度，从高到低依次是复方制剂、单方制剂、活性部位制剂和准单体制剂，对相同给药方式的注射剂而言，类过敏反应的发生频率大体也是这个顺序。

4 大分子杂质导致类过敏反应的可能机理

类过敏反应主要属于一种固有免疫反应，而固有免疫反应主要以两种方式识别PAMP和DAMP[18]，识别后会激发机体的固有免疫反应和炎症反应，一方面具有清除大分子的作用，一方面会诱发机体损伤。中药注射剂中的大分子杂质更符合PAMP，因为中药注射剂中的大分子物质是外源性的。可能的信号通路有：1）Toll样受体（TLR）信号通路；可以激活多种固有免疫应答，包括多种细胞吞噬、补体作用和溶酶体释放等。2）甘露糖受体信号通路[19]；主要激活单核-巨噬细胞，介导单核-巨噬细胞的吞噬作用。3）清道夫受体信号通路[20]；主要激活单核-巨噬细胞，清除相应的受损细胞。

损伤的主要方式有[21]：1）激活单核-巨噬细胞、NK细胞等吞噬细胞；2）激活补体系统，主要通过旁路途径和MBL（甘露聚糖结合凝集素）途径激活补体系统；3）促进肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒；4）溶酶体释放。这些损伤方式能基本甚至完全解释类过敏反应的临床表现。

特别地，人的TLRs有10种（表2）之多，是PAMP和DAMP识别的最主要的方式[18]。TLRs的配体特异性较低，各受体间还存在一定的交叉反应。这些受体激活后会启动固有免疫反应和炎症反应，导致血液白细胞和/或淋巴比例增多，细胞因子和炎症因子分泌增加，在清除大分子物质的同时导致机体损伤而表现出类过敏反应。如，中药注射剂导致类过敏反应后会导致白细胞减少[22-23]；用富含大分子杂质的注射剂处理家兔，会导致家兔血液中性粒胞增多[14]；某些注射剂会使组胺[24-25]、细胞因子 IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、TNF-α等[26-28]也增多。由于某些TLRs编码在X染色体（表2），提示女性可能对中药注射剂大分子杂质更敏感[29]。