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基因毒性杂质控制基因毒性杂质控制 （GENOTOXIC IMPURITIES CONTROLGENOTOXIC IMPURITIES CONTROL） 质量管理部 分析三室 2016年6月 主要内容主要内容 1 1 基因毒性杂质的定义基因毒性杂质的定义 3 3 基因毒性杂质的控制基因毒性杂质的控制 2 2 ICH M7ICH M7介绍介绍 4 4 当前需要关注的一些方面当前需要关注的一些方面 一、基因一、基因一、基因一、基因毒性杂质的定义毒性杂质的定义毒性杂质的定义毒性杂质的定义 杂质按照毒性分为一般杂质和毒性杂质。基因毒性杂质 是一类可与DNA反应，造成DNA损伤，在很低水平下即可诱发 基因突变，并可能致癌的杂质。 PGIs（potentially genotoxic impurities 潜在基因毒性的杂质） GIs（ genotoxic impurities 基因毒性杂质） 杂质谱分析时要特别关注！ 基因毒性杂质的控制是药品质量关注的重点！ 对业界和监管部门是一个巨大的挑战！ EMEA、FDA及ICH均相继发布了关于遗传毒性 和致癌性杂质相关的指导原则。 二二二二、ICH M7ICH M7ICH M7ICH M7介绍介绍介绍介绍 ICH M7ICH M7ICH M7ICH M7意义意义意义意义 原料药及制剂杂质评估 (Drug substance and drug product impurity assessment M7 第4页 ) 合成工艺杂质： l 起始物料、中间体中检出的杂质；（杂质谱分析！） l 从起始物料至成品整个路线中可能的反应副产物；（杂质谱分析！） l 长路线早期的部分杂质或许可以忽略；（反应步骤！） l 基于风险角度提供依据说明工艺路线中哪个节点后的杂质应作致突变性 评价；（反应步骤！） l 工艺后期步骤使用的起始物料，应对该起始物料最后一步合成涉及的基 因毒性杂质进行评估。（反应步骤！） 降解杂质 u 实际检出杂质：长期稳定性及制剂过程中检出的报告限度以上杂质（ICH Q3A/B ）； u 潜在杂质：加速试验及光照试验检出的鉴定限以上杂质，长期未确认。 三三三三、基因毒性杂质来源基因毒性杂质来源基因毒性杂质来源基因毒性杂质来源 三、基因三、基因三、基因三、基因毒性毒性毒性毒性杂质的鉴别杂质的鉴别杂质的鉴别杂质的鉴别-警示结构警示结构警示结构警示结构 A为烷烃基、芳香基或H；EWG为吸电子取代基，如氰基、羰基或酯基等。 基因毒性的警示结构不只限于以上所列，进一步了解可参见: 马磊,马玉楠等.遗传毒性杂质的警示结构 .中国新药杂志 ,2014，23(18) :210611 分类定义建议的控制方法 1已知的有致突变致癌性物质 化合物特定限度或以下 2 已知有致突变性但致癌性未知 的物质（细菌突变试验阳性， 无啮齿动物致癌数据） TTC限度或以下 3 含警示结构的物质，与API结构 无关，无致突变性数据 TTC限度或以下；或进行细菌致 突变性试验。 如果无致突变性=第5类； 如果有致突变性=第2类。 4 所含警示结构与活性成份（API ）相同，或与已证实无基因毒 性原料药结构相关化合物的警 示结构相同 按一般杂质控制 5 无警示结构，或有充分的数据 证明其警示结构无致突变性 按一般杂质控制 三、基因毒性杂质的分类三、基因毒性杂质的分类三、基因毒性杂质的分类三、基因毒性杂质的分类 lTTC仅适用于分类2和3，分类1应采用杂质特定限度,一般不用TTC； l分类2杂质还分类3可单用杂质进行细菌致突变试验（Ames），如为阴性则解除对警示结构的关注，无 需进一步评估基因毒性； l可进一步进行体内（in vovo）致突变试验，根据结果制定杂质的特定限度。 1、毒理学关注阈值（a threshold of toxicological concern；TTC ） 未作研究（毒理学方面）的化学物质可接受的摄入水平，基于 TTC水平控制下，致癌或其他毒性风险可以忽略。 原料药及制剂致突变杂质TTC值：1.5g/日。 强致癌性物质（cohort of concern）如黄曲霉素类似物、N-亚 硝基和烷基-偶氮氧化物除外，这类化合物可接受的限度应显著 降低。 三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质的分类的分类的分类的分类 赖祖亮小木虫 2、致癌风险控制水平TTC v TTC是一个假设性概念，控制肿瘤发生风险水平为 1：100000，即十万分之一； v 基于平均每日1.5g的摄入水平，且终生（以70年计）暴露； v 是指累积剂量，摄入总量： 1.5 g/day x70365 days=38.3 mg 三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质的分类的分类的分类的分类 3、举例如下： 例1：瑞戈非尼(Regorafenib) 加拿大审评报告中，一个中间体Ames结果阳性，大鼠肝慧星致突变试验确立NOEL（无反应剂量 水平），提示每日最大摄入该杂质为0.0027mg/kg，如果体重按50kg计，则摄入量为 0.002750=0.135mg；瑞戈非尼日最大用量为160mg，故可推测其标准中该杂质限度为 0.002750kg/160=0.084%，即840ppm。（显著大于基于TTC水平的约9ppm限度） 三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质的分类的分类的分类的分类 文献：STIVARGA regorafenib tablets 40mg PRODUCT MONOGRAPH 第36页 3、举例如下 例2： 恩杂鲁胺 FDA审查资料列出三个有警示结构杂质的化学名和基因毒性的实验 代号，但没有提供实验结果； 日本的公开资料中则有实验代号和结果； 通过对比实验代号的一致性，获知这几个杂质的试验结果为阴 性。 上述条件满足分类3。 三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质的分类的分类的分类的分类 结论：按一般杂质控制。 需充分检索和对比文献后，确定控制策略！ 三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质三、基因毒性杂质的分类的分类的分类的分类 4、基因毒性杂质（分类1、2和3）的限度 （Risk characterization M7 第7页） （1）基于TTC的控制 一般为长期用药（10年）、杂质无致癌性数据（分类2和3）； 杂质控制水平为1.5g/日； （2）特定限度控制策略 计算：已知致癌活性（如半数致癌剂量TD50），线性外推可接受限度，按十万分之 一风险计算，TD50/50000，据此计算限度(见第16页，note4,环氧乙烷)； 参考：如有化学结构相似，且特定限度已确定的化合物，在提供结构相似合理性 及支持数据前提下，可参考计算限度； 计算：如前例，已知NOEL，计算杂质的PDE，结合每日最大用药剂量计算限度； 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 根据毒理学试验数据（NOEL或LOEL）计算允许日暴露量 （permitted daily exposure, PDE） 公式中F1F5因子的取值 F1: 物种间的差异（大鼠取5，小鼠取12）； F2: 考虑人个体间的差异，一般固定取值10； F3: 暴露时间，取值范围110； F4：毒性反应的严重程度，取值范围110； F5: NOEL的剂量确立取值1，仅LOEL剂量确立取值10。 详见ICH Q3C. 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 4、基因毒性杂质的限度 （3）非终生暴露（Less than lifetime,LTL）的控制 采用Staged TTC Approach 单个基因毒性杂质可接受摄入量 间隔给药按实际给药天数计，例：某药治疗期2年，每周给药一次，2 年实际给药104天，处于112月期间段，限度为20g/day； 治疗疗期1月1-12月1-10年10年至 终终生 日摄摄入量 （g/day ） 12020101.5 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 4、基因毒性杂质的限度 （4）多个基因毒性杂质的控制 多个基因毒性杂质可接受摄入量 上表只适用于原料药有3个或3个以上分类2或3杂质。（结构相似，推测基因 毒性作用方式及分子靶向相同的杂质推荐总量为1.5微克/天，或根据情形进行 说明 EMEA Questions and answers on the Guideline on the limits of genotoxic impurities 问题7）； 特定限度杂质或分类1的杂质不计入总限度； 制剂中降解产物单独控制，不计入总限度； 复方制剂每个活性成分分别控制。 治疗疗期1月1-12月1-10年 10年至 终终生 日摄摄入量 （g/day ） 12060305 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 4、基因毒性杂质的限度 （5）方法中的例外和灵活情形 较高暴露于其它来源，如食品或内源性代谢物（如甲醛）。 严重疾病； 预计生存期较短； 迟发性慢性疾病； 可选择的治疗方法有限。 以上情形往往可适当提高可接受限度。 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 要了解治疗的适应证、治疗患者人群和临床治疗的可选 方法！ （1）工艺杂质控制 方法1：原料药质量标准中控制在可接受限度以下 至少连续6批中试或连续3批放大检出低于限度30%以下，可周期性检验。 方法2：起始原料或中间体标准或中控过程中控制在可接受限度以下； 方法3：起始原料或中间体标准或中控过程中控制在可接受限度以上； 明确杂质的去向及清除过程； 根据实验室研究，成品残留在可接受限度的30%以下（推荐加标试验）； 必要时有中试或商业化批数据支持。 方法4：充分理解工艺参数和影响杂质残留因素，有足够信心保证原料 药中残留在可接受限度以下，不需检测（不定入任何标准）。 理化性质如反应活性，溶解性、挥发性，电离度等分析。 三、基因毒性杂质的三、基因毒性杂质的三、基因毒性杂质的三、基因毒性杂质的控制策略控制策略控制策略控制策略 方法3：案例1（M7 第24页 case1） a、中间体X距原料药尚有2步反应，标准定入杂质A，杂质A化学性质稳定 ； b、将杂质A以不同浓度加入中间体X进行加标试验，达1%水平能持续从原 料药中去除至限度的30%以下； c、中试规模多批次成品杂质A结果低于基于TTC限度的30%以下； 结论：中间体X标准中杂质A控制限度1.0%可接受，原料药标准不再检 测。 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 方法3：案例2（M7 第2425页 case2） 根据加样研究获得的预期清除率 a、一个5步合成工艺，起始物料Y 在第3步引入，物料Y标准中定入基因毒性杂质 B，控制限度为0.1%； b、为确定0.1%限度是否可接受，进行实验室清除研究试验。将杂质B以不同 浓度（最高10%）加入起始物料Y进行加标试验； c、试验得到最后3步的清除因子500，推算起始物料Y含杂质B为0.1%时，成 品中残留低于2ppm， d、成品基于TTC的可接受限度为50ppm。 结论： 起始物料Y中杂质B控制限度0.1%可接受，不需提供中试及商业化 批数 据。 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 案例3：关于结构相似的基因毒性杂质的控制（芳硝基位置异构体 杂质）； 需控杂质与已建立可接受限度的中间体物化特性相似，清除方式相似， 且残留更低。 案例4：高反应活性基因毒性物质（二氯亚砜）。 根据反应活性不可能残留。 上述案例详见M7 第25页： 三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制三、基因毒性杂质的控制 附 关于杂质限度的界定方法 在满足以下1或多种条件视为得到界定（制剂同原料药） (1) The observed level and proposed acceptance criterion for the impurity do not exceed the level observed in the reference listed drug product. 杂质的检测水平及拟定限度不超过参比制剂的测得水平； (2) The impurity is a significant metabolite of the drug substance. 杂质为原料药的重要代谢物； (3) The observed level and the proposed acceptance criterion for the impurity are adequately justified by the scientific literature. 杂质的检测水平及拟定限度有充分的科学文献依据； (4) The observed level and proposed acceptance criterion for the impurity do not exceed the level that has been adequately evaluated in toxicity studies. 杂质的检测水平及拟定限度不超过经过充分的毒理学研究的水平。 摘自：FDA Guidance for Industry ANDAs: Impurities in Drug Substances 第4页 四四四四、当前需要关注的一些方面、当前需要关注的一些方面、当前需要关注的一些方面、当前需要关注的一些方面 1、潜在基因毒性杂质的分析是否过度？ 2、 用1.5g/日限度控制？仪器要求高（HPLC或GC）或过度控制； 适应证？ 治疗周期？ 物化特性？ 文献报道？ 加标试验？清除因子？等等 3、在成品标准中控制？ 引入步骤？过程控制？提供充分依据不需控制？ 4、相关学科信息的了解？ 毒理学、药代、适应证、用法用量，可替代疗法，风险/获益等等 世界上制药业每年都会产生大量基因毒性的数据； 这些数据涉及合成中使用的