对Vibegron降解产物进行了全面的LC-MS/MS分析、毒性评估以及分子对接分析

《Microchemical Journal》：Comprehensive LC-MS/MS profiling, toxicity assessment, and molecular docking analysis of Vibegron degradation products

Vibegron (VBG)的稳定性及降解机制研究表明，其含有的酰胺、吡咯烷和吡啶环易受水解、氧化、热及光降解影响，通过LC-MS/MS鉴定出14个降解产物（DP1-DP14），光降解占比达34.15%。分子对接显示DP14毒性较低但活性更优。该研究为VBG制剂的光保护包装和稳定性控制提供了依据。

　　

Nidhi Vadnere|RajaSekhar Reddy Alavala|Mital Patel

Shobhaben Pratapbhai Patel药学与技术管理学院，SVKM的Narsee Monjee管理研究所（NMIMS），被认定为大学，印度孟买

摘要

Vibegron（VBG）是一种选择性β-3肾上腺素受体激动剂，用于治疗膀胱过度活动症（OAB）。其分子结构中含有酰胺、吡咯烷和嘧啶等官能团，这些官能团使其容易发生降解。本研究遵循国际协调会议（ICH）指南Q1A（R2）进行了稳定性及强制降解实验。最终确定的LC-MS/MS兼容色谱方法采用流动相为10 mM醋酸铵缓冲液（pH 4.5）和乙腈（ACN），比例为（56:44；v/v），流速为0.8 mL/min，运行时间为15分钟，柱温为30°C。在酸性、碱性、中性、氧化、热降解及光降解等多种应力条件下，共鉴定出14种降解产物（DPs），分别命名为VBG DP1至VBG DP14。对这些降解产物进行了表征，确定了它们的质子化结构，并通过LC-MS/MS碎片化分析阐明了其可能的降解机制。药物降解主要通过氧化、脱氨、水解和重排反应进行。VBG在光照下表现出显著的降解现象，单日暴露于阳光下即有34.15%的降解率，这突显了在其制剂策略中采用光保护包装的必要性。计算机模拟毒性和分子对接研究显示，DP14的毒性相对较低（对接分数为-49.44）。所开发并验证的方法能够详细分析VBG及其降解产物的降解过程，为制剂开发、包装选择和法规质量控制提供了关键数据。

引言

由于潜在的基因毒性和致癌风险，即使是在微量水平下，氨基和亚硝胺杂质也受到了监管机构的密切关注。这些杂质可能在合成或储存过程中产生，尤其是在存在活性试剂或特定条件下。识别和表征降解产物（DPs）对于理解活性药物成分（APIs）及其制剂的稳定性至关重要，因为这些因素影响着半衰期、保质期和有效期等关键参数。根据ICH指南Q1A（R2），应力降解研究是评估药物物质和产品在各种化学和环境条件下的稳定性的重要工具，包括酸性水解、碱性水解、中性水解、氧化水解、热降解和光降解[1]。先进的技术，如液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS），能够提供关于降解产物化学结构及其形成机制的详细信息[2,3]。

Vibegron（VBG）是一种用于治疗膀胱过度活动症的β-3肾上腺素受体激动剂，通常单独使用或与其他治疗方法联合使用以更好地控制症状[4]。其分子式为C₂₆H₂₈N₄O₃，分子量为444.5 g/mol，化学结构为(6S)-N-[4-[[(2S,5R)-5-[(R)-羟基(苯基)甲基]吡咯烷-2-基]甲基]苯基]-4-氧-7,8-二氢-6H-吡咯[1,2-a]嘧啶-6-羧酰胺，Log P值为2.77，表明其具有中等亲脂性。VBG以Gemtesa?品牌销售，为75 mg口服片剂[5][6]。根据生物药剂学分类系统（BCS），VBG属于III类化合物，具有高溶解度和低渗透性，无论是碾碎还是完整形式服用，其药效均相同[7]。

VBG的化学结构容易受到环境降解的影响，主要由于其嘧啶环、酰胺键、芳香基团以及羟基或胺基团。组合使用多种技术对于分析这些稳定性问题至关重要。LC-MS可用于检测水解/氧化产物；LC-NMR有助于结构解析；LC-FTIR可识别官能团变化；GC–MS可检测挥发性杂质；LC-NMR-MS能详细分析光降解过程；CE-MS则能检测极性降解产物，确保精确检测和定量。

在深入的文献回顾中，Yutoa等人使用HPLC-MS/MS方法同时测定了人体血浆中的Vibegron和Mirabegron含量，但尚未有关于VBG全面降解谱的研究。目前尚未对药物强制降解、降解动力学、不同条件下的降解产物及其可能的降解机制进行研究。这一空白值得关注，因为降解产物可能在储存、运输或生产过程中产生，需要对其进行彻底的表征、控制和持续监测。因此，本研究旨在探索VBG及其降解产物的相关领域。

本研究的主要目标是开发一种分析方法，以增强对降解产物的识别和表征，以及它们的毒性和活性，从而更好地了解它们与VBG的差异。所建立的方法对市售VBG制剂的分析具有较高的灵敏度和实用性。我们采用等度LC-MS/MS技术，在各种条件下有效分离了所有潜在的降解产物，从而能够表征强制降解过程中产生的杂质。此外，还利用计算机模拟毒性预测工具评估了VBG及其降解产物的毒性。在计算机模拟评估中被认为具有潜在毒性的降解产物进一步进行了分子对接分析。该方法专为LC-MS/MS表征设计，有助于详细阐明VBG及其降解产物在不同应力条件下的逐步降解路径。本研究的结果将为制剂开发、稳定性控制和法规合规性提供宝贵信息，并为药物优化和基于杂质的药物再利用开辟新的途径。

试剂和化学品

VBG样品由位于印度古吉拉特邦瓦多达拉的Ami Lifesciences Pvt. Ltd.公司提供，并附有分析证书。LC-MS/MS级乙腈（ACN）购自印度孟买的Advent Chembio Pvt. Ltd.公司。分析级醋酸铵（CH₃COONH₄）、盐酸（HCl）、氢氧化钠（NaOH）和过氧化氢（H₂O₂）购自印度孟买的Research-Lab Fine Chemicals公司。LC-MS/MS级水是通过过滤Mili-Q水制备的。

VBG及其降解产物的色谱分离

本研究开发了一种稳定性指示分析方法（SIAM），并优化了水解、氧化、热降解和光降解条件下的色谱条件。图1中的叠加色谱图显示了在不同应力条件下共鉴定出14种降解产物（DPs）。结果表明，在酸性条件下VBG的降解率为26.88%，在碱性条件下为26.16%，在中性条件下为37.48%

结论

本研究是文献中首篇关于Vibegron（VBG）及其降解产物（DPs）的综合性报道。该方法使用单一的LC-MS/MS兼容稳定性指示分析方法（SIAM）鉴定了14种质子化降解产物，并阐明了它们在酸性、碱性、中性、氧化、热降解和光降解条件下的质量碎片化和可能的降解路径。

数据和材料的获取

作者确认支持研究结果的数据包含在文章及其补充文件中。

CRediT作者贡献声明

Nidhi Vadnere：撰写初稿、验证、实验设计、数据分析。RajaSekhar Reddy Alavala：数据可视化、软件处理。Mital Patel：撰写审查与编辑、监督、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢印度政府科技部（DST）通过“DST-FIST计划”（编号SR/FST/LSI-535/2012）提供的财政支持。