藥品中的雜質一般包括有機雜質、無機雜質和殘留溶劑。遺傳毒性雜質不同于藥品中的一般雜質，有著重大的安全風險，極微量水平即能誘發(fā)DNA突變。

 

因此評估和控制藥品中遺傳毒性雜質是保障藥品質量和安全的重點。

 

近年來，隨著對遺傳毒性雜質危害的深入認識，各國相應的指導原則不斷出臺。2006年EMA首先頒布了《遺傳毒性雜質限度指南》，2008年12月FDA正式簽發(fā)了類似指南。

 

2014年ICH M7的正式發(fā)布，標志ICH成員國對遺傳毒性雜質的評估和控制初步達成共識。ICH M7為遺傳毒性雜質的鑒別、分類、定性和控制提供了實用框架。

 

本文主要從遺傳毒性雜質的識別和判定、遺傳毒性雜質分類、遺傳毒性雜質限度控制方法及遺傳毒性雜質控制策略四個方面介紹藥品中遺傳毒性雜質的研究思路。

 

(一)遺傳毒性雜質的識別和判定

 

警示結構單元是遺傳毒性雜質識別的起點。所謂警示結構單元是指一些具有與遺傳物質發(fā)生化學反應能力的特殊結構單元，會誘導基因突變或者導致染色體重排或斷裂，從而具有潛在的致癌風險。

 

具有警示結構單元，但并未經(jīng)實驗測試模型驗證的雜質叫做潛在遺傳毒性雜質。

 

警示結構對于雜質的遺傳毒性和致癌性具有重要提示作用，在缺乏雜質安全性數(shù)據(jù)支持的情況下——

 

EMA、 FDA、ICH相關指導原則中將警示結構作為區(qū)分普通雜質和潛在遺傳毒性雜質的主要標志。細菌突變性試驗是遺傳毒性雜質判定的標準。

 

如果一個雜質具有“警示結構”,且該雜質的細菌突變試驗（Ames試驗）結果為陽性時，可以得出結論：該化合物具有致突變性，為遺傳毒性雜質。

 

若Ames試驗結果為陰性時，可以得出結論：該雜質不具有致突變性，不屬于關注的遺傳毒性雜質。

 

(二)遺傳毒性雜質分類

 

一般情況下，遺傳毒性雜質具備警示結構單元、誘變性、致癌性三大特征，ICH M7根據(jù)誘變性和致癌性及其控制策略將雜質分為五類。

 

第一類：已知具有誘變致癌性，一般此類雜質研究較透徹，具有已知的雜質可接受限度，擬定控制標準不高于可接受限度；

 

第二類：具有誘變性，但致癌效應未知，此類雜質控制不高于適當?shù)目山邮芟薅龋?/span>

 

第三類：具有警示結構，無誘變性數(shù)據(jù)，此類雜質可控制不超過可接受限度，或通過Ames試驗檢測細菌誘變性，若細菌誘變性結果為陽性則按照第二類控制，若為陰性，則按照普通雜質控制；

 

第四類：具有警示結構，但無誘變性，按照普通雜質控制；

 

第五類：無警示結構，按照普通雜質控制(具體見表1)本段所提到的“可接受限度”將在雜質限度控制方法部分詳細闡述。

 

表1   遺傳毒性雜質的分類和控制方法

分類	警示結構	突變性	致癌性	控制方法
第一類	----	有	有	不高于可接受限度
第二類	----	有	未知	不高于適當?shù)目山邮芟薅?/span>
第三類	有	未知	----	可控制不超過可接受限度;或檢測細菌誘變性,若細菌誘變性結果為陽性則按照第二類控制,若為陰性,則按照普通雜質控制
第四類	有	無	----	按照普通雜質控制
第五類	無	無	----	按照普通雜質控制

 

(三)遺傳毒性雜質限度控制方法

 

遺傳毒性雜質的限度控制方法主要包括以下5種:

 

PDE法、TTC法、LTL法、含有多個遺傳毒性雜質的限度控制方法及遺傳毒性雜質的限度控制的特例。

 

1、PDE法

 

PDE（Permitted daily exposure），每日攝入藥物中雜質的可接受最大攝入量。本法適用于有閾值效應的遺傳毒性雜質，即超過一定限度時才會產生遺傳毒性的雜質。

 

首先可通過文獻檢索獲得雜質的PDE值，或根據(jù)相關動物的不可見效應量（NOEL）計算可接受的最大日劑量（PDE）。

 

具體計算方法見ICHQ3，再根據(jù)藥品的最大日劑量計算出雜質的接受限度，計算公式如下:

 

可接受限度(ppm)=1000*PDE/劑量。

 

2、TTC法

 

Threshold of Toxicological Concern (TTC) :毒性物質限量,也可以稱之為毒理學關注門檻,是一個默認值。

 

也叫做可接受風險的攝入量，一個"1.5ug/day"的TTC值,是從給定的50%腫瘤發(fā)生率（TD50）簡單線性外推到十萬分之一發(fā)生率，且采用數(shù)據(jù)是來自于最敏感物種和最敏感腫瘤部位的TD50。

 

即相當于每天攝入1.5ug的遺傳毒性雜質，被認為對于大多數(shù)藥品來說是可以接受的風險,可使一生中致癌的風險小于1/100000。一般的遺傳毒性雜質均可按此限度進行控制。

 

當運用已建立風險評估方法所需資料缺乏時,包括致癌性長期試驗資料或提供遺傳毒性閾值機制證據(jù)的資料等,建議采用毒理學擔憂閾值(TTC)所定義的普遍適用方法。

 

對大部分藥物,認為TTC值為遺傳毒性雜質攝入量 1.5µg/day時相關的風險可接受(一生中額外的癌癥風險<1/100000)。

 

根據(jù)該閾值,藥物原料中允許水平可根據(jù)預計每日劑量計算得到。短期暴露等特定情況下可能有理由提高限度。

 

3、LTL限度

 

LTL（less-than-lifetime）限度:即"短于終身"限度，基于TTC可接受限度為1.5ug/day并假設患者終生服藥的基礎上得出的理論值，如果每天攝入1.5ug以下的遺傳毒性雜質，可使一生中致癌的風險小于1/100000，如果患者短期服用藥物,則雜質的日攝入量可以高于平均終生日攝入量,根據(jù)服用藥物的期限,適當放寬雜質控制限度,ICH M7中規(guī)定具體如表2。

 

表2   LTL限度下單個雜質的可接受攝入量

治療期	≤1月	＞1-12月	＞1-10年	＞10年到終身
總日攝入量μg/天	120	20	10	1.5

 

4、含有多個遺傳毒性雜質的限度

 

根據(jù)TTC指定的可接受攝入量要單獨應用于各個雜質。當API中含有不超過兩個2類或3類遺傳毒性雜質時，分別單個控制,超過兩個時,按照下表所述進行總量限制。

 

表3 多個雜質的可接受日總攝入量

治療期	≤1月	＞1-12月	＞1-10年	＞10年到終身
日總攝入量μg/天	120	60	30	5

 

5、遺傳毒性雜質限度控制的特例

 

遺傳毒性雜質限度控制的特例主要有以下四種：

 

（1）對于需要高度關注的危險物質限度控制,例如黃曲霉類、亞硝基類、氧化偶氮化合物類等致癌性明確，可能會顯示出非常高的誘變性，其攝入量應顯著低于M7定義的可接收量，TTC1.5ug/day不適用于這類物質。

 

（2）若某一類雜質，人們暴漏于其他來源的可能性非常大，如食品、環(huán)境，或致癌性明確內源性代謝物，則可以考慮較高的可接受攝入量，如甲醛等。

 

（3）病情嚴重、生命期望降低、發(fā)病遲的長期疾病，或其他治療方法有限的情況下，也可以考慮較高的可接受攝入量。

 

（4）治療晚期癌癥的原料藥及制劑，不適用與上述控制方法。因為此類藥物本身就具有顯著的基因毒性，雜質的水平不會增加原料藥的致癌風險，因此可以被控制在普通雜質的可接受水平。

 

(四)遺傳毒性雜質的控制策略

 

遺傳毒性雜質的控制策略總體包括源頭控制，例如：起始原料、溶劑質量標準控制；過程控制，例如生產環(huán)境的設備運行條件控制、產品工藝過程控制、工藝參數(shù)控制、中間體控制；終點控制，例如通過原料藥或制劑的質量標準控制等。

 

一般情況下，原料藥合成過程中起始原料、試劑、中間體均有可能產生或引入遺傳毒性雜質，而制劑中一般為降解雜質，若原料體系中不含有警示結構，制劑中引入遺傳毒性雜質的可能性較小。

 

因此,本文中遺傳毒性雜質的控制策略主要針對原料藥。

 

具體可分為以下四種控制策略：

 

1、終產品控制:在最終API標準中采用合適的方法對相關雜質進行檢測,達到使用的LTL限度。根據(jù)ICHQ6A，如果API中的遺傳毒性雜質在至少6個連續(xù)的中試批次或者3 個連續(xù)的生產批次中，測得結果均低于可接受限度的30%，則可定期檢測。

 

2、 中間體控制：對適宜的中間體中遺傳毒性化合物的常規(guī)控制，采用合適的方法對原材料,起始物料,或中間體的相關雜質進行檢測,同時訂入可接受標準,使API雜質達到適用的LTL限度(過程控制+終產品控制)。

 

3、基于對工藝的認識，采用合適的分析方法對原材料，起始物料或中間體的雜質進行檢測或進行生產過程的控制，同時確認這種控制方法能夠保證API雜質水平在可接受限度下(過程控制)。

 

例如,在某原料合成的過程中,生成了中間體X,雜質A在中間體X中常規(guī)檢出,且雜質A會被帶入原料藥。

 

在實驗室中將雜質A以不同濃度加入到中間體X進行加樣研究,發(fā)現(xiàn)即使在1%的水平時,也能被持續(xù)的從原料藥中去除,達到TTC 制定的限度30%以下。

 

另外又通過檢測不同中試規(guī)模批次中,原料藥里的雜質A  水平確認了工藝清除率，獲得的結果為根據(jù)TTC制定的限度的30%以下，因此，控制中間體X中的雜質A的水平為1.0%，不需要在原料藥標準中對該雜質進行檢測。

 

4、全面深入的工藝理解（包括雜質危害性及去除和清除知識），基于科學的風險評價，以取代遺傳毒性化合物的質量標準。

 

例如,氯化亞砜是一種高活性化合物,具有誘變性。該試劑在一個5步合成的第1步中使用。

 

在合成過程中,使用了大量的水,由于氯化亞砜遇水即發(fā)生反應,因此不可能有氯化亞砜殘留在原料中,這時不需要提交任何控制和檢測數(shù)據(jù)。

 

本文介紹了遺傳毒性雜質的識別、判定、分類、以及控制方法，是初步的總結性的遺傳毒性雜質研究思路，研究者在實際研發(fā)過程中應根據(jù)具體情況，深入學習各國指導原則，并采用能滿足研究評價需求的方法，特別是國際上認可的新方法。

 

對于發(fā)展迅速的遺傳毒性研究評價更應追蹤、分析國際進展使之符合我國藥物研究評價的需求并與國際接軌。

 

參考文獻：

 

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[2]Questions and answers on the 'Guidelineon the limits of genotoxic impurities. EMA/CHMP/SWP/431994/2007 Rev. 3

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[4]Impurities in New Drug Substances .ICHQ3A(R2)

[5]Impurities: Guideline for ResidualSolvents ICH Q3C(R5)