基因毒性杂质培训与讨论2015年VIP

基因毒性杂质培训及讨论 2015 10 20 一 基因毒性杂质基本信息基因毒性杂质介绍基因毒性杂质文件二 ICHM7介绍及实例讨论M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略三 问题讨论 目录 基因毒性杂质基本信息 杂质的分类 Q3A B C D 有机杂质 起始物料 副产物 中间体 降解产物等无机杂质 重金属或其他残留金属 无机盐 其他 如滤纸 活性炭 残留溶剂M7 M7Addendum 基因毒性杂质ICH外的杂质 外源性污染物 微生物 内毒素等 多晶型 晶型杂质 什么是基因毒性杂质 是指能直接或间接损伤细胞DNA 产生致突变和致癌作用的物质 基因毒性包括致癌性和致突变性 致癌性主要指诱变性致癌 第一级 Group1 致癌物 对人类为确定致癌物 第二级 对动物致癌性明确 对人类致癌性不确定致突变致突变性和致癌性紧密相关 现在发现的毒物 致癌性强的 70 都有比较强的致突变性 致癌物分成两大类 1 遗传毒性致癌物 通过化学键合直接破坏遗传物质产生致癌性 2 非遗传毒性致癌物 通过遗传物质外的间接机制引起致癌作用 如促进细胞过度增殖等 什么是基因毒性杂质 1970年代 James和ElizabethMiller夫妇在研究 烷化剂 和 酰化剂 的致癌性的基础上 提出了 亲电性致癌论 成为多个商业化和非商业化的毒性预测软件的理论基础 常见的基因毒性物质 苯并芘 黄曲霉素 亚硝胺化疗药物 不良反应是化疗药物对正常细胞的基因毒性所致 如顺铂 卡铂 氟尿嘧啶等 氨基糖甙类抗生素 为什么研究基因毒性杂质呀 甲磺酸奈非那非 维拉赛特锭 事件 一种用于HIV治疗的抗病毒药物 1997年FDA批准 罗氏1998年欧洲上市 罗氏2007年6月接到6名患者投述DNA序列异常 罗氏2007年6月召回产品 EMEA暂停上市 发现储存罐中乙醇残留 放置3个月导致甲磺酸乙酯达到2300ppm 去掉存储罐 增加对甲磺酸乙酯的控制要求低于0 5ppm EMA对新工艺重新进行了评估 对工厂进行现场检查 2007年10月 Roche重新获得上市许可 甲磺酸奈非那非 维拉赛特锭 事件后续 2008 01 24EMEA关于要求进行基因毒性杂质评估的函件函件内容针对所有药品中含以甲磺酸盐 羟乙基磺酸盐 对甲苯磺酸盐或苯磺酸盐形式存在之药物活性成分之上市许可持有人以TTC法对该类杂质进行限度控制 哪些化合物是基因毒性杂质 欧盟发布的警示结构 Developmentofstructurealertsfortheinvivomicronucleusassayinrodents 或进入TheCarcinogenicPotencyDatabase CPDB 里面有1547种致癌物质的列表 结构式 CAS号 作用部位 TTC值等一系列信息 Ashby等人总结出来18种警示结构的模型 并将这些结构特征整合到一个 超级致癌物 虚拟分子结构中 哪些化合物是基因毒性杂质 警示结构 基因毒性杂质基本信息 基因毒性杂质控制相关文件及指南介绍 遗传毒性杂质指南 控制 检验和风险评估 有关基因毒性杂质的指南 EMEA 欧洲药品局 2006年首先颁布了 基因毒性杂质限度指南 并自2007年1月1日起正式实施 该指南为限制新活性物质中的基因毒性杂质提供了解决问题的框架和具体做法 弥补了ICHQ3不足引入了毒理学关注阈值 TTC 的概念及其取值提出了遗传毒性杂质可接受性评估的决策树 FDA2008年12月正式签发 原料药和成品药中遗传毒性和致癌性杂质 推荐方法 2008 继EMEA指南发表的适用于美国的文件 内容和EMEA指南基本一致主要内容包括 原料药和制剂中的基因毒性杂质生成的预防办法基因毒性杂质的分析方法 处理方法和减少方法上市申请和临床研究申请的可接受限度草药原料药和制剂中基因毒性杂质评估指南 有关基因毒性杂质的指南 有关基因毒性杂质的指南 ICHM7 二 ICHM7介绍及实例讨论 M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略 M7适用范围介绍 上市后变更 原料药研发 生产和控制 起始物料后的合成路线 试剂 溶剂或工艺条件变更时特别是 变更评估要确定其是否会导致任何新的诱变性杂质或已知诱变性对原料药 中间体或起始物料的生产场所的变更 或变更原料供应商则不需要对诱变性杂质风险重新进行评估 原料药用于新剂型 不需要重新评估 上市后变更 制剂研发 生产和控制 上市后申报涉及制剂 例如 成分 生产工艺 剂型 则应对所有新的诱变性降解产物或已有诱变性降解产物更高的可接受标准进行评估 制剂生产场所变更不需要重新评估 复方制剂使用已上市成分和新成分 已上市不需要重新评估 新成分需要评估 上市后变更 临床使用 临床使用剂量的显著增加 用药时长的增加 需重新评估在病情较严重或危及生命的病患状态下采用较高可接受摄入量的情况 变成不那么严重的病患 原有的杂质可接受摄入量可能不再适当 已上市药品的临床应用变更包涵 使用新的给药途径 或扩大使用患者群 孕妇和 或小儿 需重新评估 以下类型的原料药和制剂 生物 生物技术制品 肽类 寡核苷酸 放射药物 发酵产品 草药制品和动物或植物来源的粗品本指南不适用于ICHS9中所定义的晚期癌症指征用原料药和制剂 不适用于已上市药物中使用的辅料 调味剂 着色剂和香料 不适用于药物包材中的可浸出杂质 如果辅料首次使用 且是化学合成的 则本指南适用 M7不适用范围介绍 二 ICHM7介绍及实例讨论 M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略 第1类 已知的 具有基因毒性 突变性 和致癌性的杂质 第2类 已知的 具有基因毒性 突变性 但致癌性未知的杂质 第3类 具有警示结构 与API无关 基因毒性 突变性 未知的杂质 第4类 具有警示结构 与API有关 基因毒性 突变性 未知的杂质 第5类 没有警示结构 没有基因毒性 突变性 的杂质 基因毒性杂质分类 基因毒性杂质分类及控制 B N Ames等经十余年努力 于1975年建立并完善的沙门氏菌回复突变试验 亦称Ames试验 原理 鼠伤寒沙门氏菌 Salmonellatyphimurium 的组氨酸营养缺陷型 his 菌株 在含微量组氨酸的培养基中 一般只能分裂几次 形成在显微镜下才能见到的微菌落 受诱变剂作用后 大量细胞发生回复突变 自行合成组氨酸 发育成肉眼可见的菌落 Ames试验 埃姆斯实验 污染物致突变性检测 Ames试验 埃姆斯实验 污染物致突变性检测 决策路线图 杂质的分类 验证和风险评估 基因毒性杂质的限度计算 具有阳性致癌数据的诱变杂质 第1类 计算可接受摄入量 AI M7Addendum中列出的15种化合物中有10个为该计算方法计算CarcinogenicityPotencyDatabase CPDB 中列明了1574种致癌物质的TD50值毒理学关注门槛 TTC法 第2 3类 ICHM7主要讨论的方法 主要针对第2 3类基因毒性杂质 比如低级磺酸酯类等 有些化合物可能显示出非常高的诱变性 关注的队列 例如 黄曲霉毒素类 N 亚硝基化合物 以及烷基 氧化偶氮结构 则要显著低于TTC法可接受摄入量 有实际阈值证据的诱变性杂质 使用不确定性因子 ICHQ3C计算允许日暴露量 PDE 即非线性响应的 M7Addendum中列出的15种化合物中有3个为该计算方法计算ICHQ3C残留溶剂计算采用该法 比如双氧水 M7Addendum 1 具有阳性致癌数据的诱变杂质 第1类 计算可接受摄入量 AI ThresholdofToxicologicalConcern TTC 毒理学关注阈值 从给定的50 肿瘤发生率 TD50 简单线性外推到十万分之一发生率 终生暴露情况下 采用的数据是来自于最敏感物种和最敏感肿瘤部位的TD50数据 值为1 5ug day 基于TTC的方法一般被认为是非常保守的 该法最早用于食品及食品包材控制 EMEA指南中引入该法 相关概念介绍 TTC 相关概念介绍 M7Addendum中AI介绍 acceptableintakes AI 可接受摄入量 通过从给定的50 肿瘤发生率 TD50 简单线性外推到十万分之一发生率 终生暴露情况下 每日可以接受的摄入量 该法主要针对TD50确定的化合物 计算原理和TTC法一样 CarcinogenicityPotencyDatabase CPDB 中列明了1574种致癌物质的TD50值 AI的TD50选择 基于保守的目的 采用最敏感部位的TD50值 以及权威机构的报道值 CPDB NTP等 另外 有的物质在特定部位有很强的敏感性 也是人体主要接触方式 吸入 故通常会针对吸入有一个可接受摄入量 值一般很低 AI的计算方法 M7Addendum中使用AI计算的10种化合物 黄曲霉毒素 1402 68 2 基本结构为二呋喃环和香豆素 该类目前已经鉴定出12种 其他致癌性已知杂质的毒性计算 黄曲霉素 CPDB查询显示 采用最敏感部位的TD50 即大鼠 rat 肝 liv TD50 0 00299mg kg 天 0 00299ug 天 假如每天服用的药物为100mg 则该药物中控制黄曲霉素的浓度限度为 C AI 100mg 0 00000299 0 0299ppm 其他致癌性已知杂质的毒性计算 亚硝胺 苯并芘 Benzo a pyreneCASNo 50 32 8AlsoknownasB a P 毒理学关注门槛TTC法 第2 3类 ICHM7中主要介绍方法 根据TTC计算可接受摄入量时 一个具有诱变性的杂质每天每人摄入1 5 g时其风险被认为是可以忽略的 可以通用于大部分药物 作为默认的可接受限度控制标准 该方法一般用于长期治疗用药物中的诱变性杂质 10年 且没有致癌数据时 第2类和3类 在不同的服药时间周期 TTC值可以不同在不同的试验阶段 临床试验 TTC值不同 多个基因毒性杂质 需要合并考虑限度结算如下 1 5ug day 剂量 g day 低于生命周期 LTL 暴露 对已知致癌物 第1类 的标准风险评估 长期低剂量暴露于短期高剂量暴露有同样风险 可以依据暴露时长进行调整 TTC计算的可接受日摄入量1 5 g 天被认为是在终生每日暴露情况下可以受到保护的量 累积终生剂量为 1 5 g 天X25 550天 38 3mg日摄入量可以高于平均终生日暴露量 而其风险水平仍与每日或非每日治疗方案相持平 单个杂质可以接受的摄入量时间剂量关系 表2是从上述概念得到的数据 其中写出了临床研发阶段和上市阶段终生暴露LTL下可接受摄入量数值 如果给药是间歇性的 则可接受日摄入量应根据给药总天数计算 例如 2年期间每周服用一次的药物 即104个服药天数 其可接受摄入剂量为每剂20 g 该拟定的摄入水平一般大大低于计算值 在很短期治疗时 安全性更大 详见下图 短于生命周期的可接受摄入量 不同治疗时长举例 LTL应用于临床阶段和已上市药物的情况 临床阶段 采用LTL概念 诱变性杂质的可接受摄入量在临床研究中的治疗期限最高为1个月 1 12个月及长于1年直到完成3期临床试验 表2 保持早期临床风险水平为百万分之一 后期临床为十万分之一 进一步地 经过调整的可接受摄入量可以应用于14天的一期临床试验阶段 只有1类和2类 以及3类中关注序列杂质予以诱变性考虑 仅仅只是含有警示结构 3类 不需要在一期临床试验期间进行评估如果治疗时长不超过6个月 被接受的日摄入量符合100万分之一患癌风险水平 LTL应用于临床阶段和已上市药物的情况 已上市药物 已上市药品的治疗时长分类与可接受摄入量在上表中列出 它可以用来预计绝大部分患者的暴露时长 有些情况下 患者中一部分人群可能会延长治疗时长 延长治疗时长导致的风险增加 如上例 增加比例为1 5 100000 可以忽略 在短期服用时 第1类 以及有特定阈值的也可以按上述的比例进行调整 临床阶段和已上市 或限制不超过0 1 ICH3A 取低者例如 如果一个特定化合物的可接受服用量为终生暴露期15 g 天 在短于终生时长暴露时的限度 表2 可以增加至100 g 1 10年治疗进长 200 g 1 12月 或1200 g 1个月 但是 对于具有最大日服用剂量的药物 例如 100mg 则 1个月时长的可接受日服用剂量应受限于0 1 500 g 而不是1200 g LTL应用于特定化合物的情况 多个杂质的可接受日总摄入量 单独应用于各个杂质 如果有两个2类或3类杂质 则限度是针对单个杂质的 如果原料药质量标准中有3个或更多3类或3类杂质 临床研发和已上市药品中的总诱变性杂质应根据表3进行限制 在原料药质量标准中 只有列出的2类和3类杂质才会被包括在总限度计算中 而第1类的杂质不应计入第2类和第3类杂质总限度 还有 原料药中形成的降解产物要单独控制 不能计入总限度 多个杂质的可接受日总摄入量 举例 瑞戈非尼基因毒性杂质控制 IM2为降解杂质 单独控制 氯乙烷为1类 单独控制 相关概念介绍 M7Addendum中PDE介绍 允许的日接触量 PDE 有一些机理说明对剂量的反应并非线性 包括与非DNA靶标产生作用的化合物 也包括与DNA有活性反应的化合物 例如 在与DNA接触前其毒性即被快速清除 或对产生的损伤进行有效修复 针对该类化合物的合规方法可以是根据对无明显反应水平 NOEL 的鉴别 在可以获得数据的情况下 使用不确定性因子 ICHQ3C R5 计算允许日暴露量 PDE PDE算法最初用于溶剂残留的计算 ICHQ3C R5 PDE的计算方法 相关概念介绍 M7Addendum中PDE介绍 M7Addendum中使用PDE计算的杂质 苯胺 羟胺 引起高铁血红蛋白血症 在组织如脾脏含铁血黄素沉积 和随后的炎症和肿瘤 过氧化氢 通过氧化损伤作用的化学物质 由于存在大量的内源性保护机制 使有害的影响不会发生在低剂量时 举例说明M7Addendum 羟胺 RSM项目涉及 在M7的76页中 羟胺存在相应的TD50数据 但使用PDE计算 如果采用AI计算 采用最敏感的TD50值 AI TD50 100000X50kg 22ug 天 M7Addendum给出的解释为 举例说明M7Addendum 羟胺 RSM项目涉及 羟胺诱导肿瘤通过一种阈值模式 即 脾的含铁血黄素沉着症 大鼠雄性在 5ppm或0 2毫克 公斤 天观察到血管肉瘤 雌性在80ppm或6 2毫克 公斤 天 观察到肿瘤的增加 血管肉瘤和血管瘤 因此 最低可见有害作用水平 LOAEL 在为期两年的大鼠研究中为0 2毫克 公斤 天 采用PDE计算值为2ug 天 和AI计算法是不一样的 ICHQ3C附录3 PDE计算 F3 短期接触急性毒性研究的可变系数 1研究时间至少为动物寿命一半 鼠 兔1年 猫 狗 猴7年 1器官形成的整个过程的生殖研究 2啮齿动物6个月或者非啮齿动物3 5年的研究 5啮齿动物3个月或者非啮齿动物2年的研究 10更短的研究时间F4 用于产生严重毒性情况的系数 1与母体毒性有关的胎儿毒性 5无母体毒性的胎儿毒性 5受母体毒性影响的致畸反应 10无母体毒性影响的致畸反应 F5 一个可变系数 可用在没有建立不反应的量 NOEL 时 ICHQ3C附录3 PDE计算 ICHQ3C附录3 ICHQ3C附录3 NOEL的确定 2 根据相应的动物试验资料确定NOEL 或LOEL 动物试验资料的获得 各种数据库 文献 如 ntp niehs nih gov objectid D16D6C59 F1F6 975E 7D23D1519B8CD7A5ICH例子中四氢呋喃引用此数据库 可查的数据库还有很多 希望多探索 交流 例 三苯基膦残留限度的确定 三苯基膦 CDE共性问题解答 新药 第十一个问题 例 三苯基膦残留限度的确定 三苯基膦 CAS号 603 35 0先查 未收载 继续查找 在 里面记载的试验很多 要选取最严格的试验 比格犬吸入毒性试验 接触浓度浓度为0 0018 0 00945mg L 每天6小时 每周5天 共试验4周 结论 高浓度发现神经功能缺损 两个浓度均使中枢神经系统发生组织学变化 未发现其具有基因毒性 三苯基膦残留限度的确定 例 三苯基膦残留限度的确定 ICHM7介绍及实例讨论 M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略 基因毒性杂质的控制策略 ICHM7提到了4种控制策略 是一种递进关系 具体如下 第一种方法在原料药质量标准中加入杂质检测并制订质量标准 利于适当的仪器分析方法 根据ICHQ6A 方法1控制方式可以适用定期检测 如果原料药中的诱变性杂质在至少6个连续的中试批次或3个连续的生产批次中 测得结果均低于可接受限度的30 则可以论述进行定期检测 如果不满足该条件 则建议对原料药进行常规检测 第一种控制策略举例 瑞戈非尼基因毒性杂质控制 IM2是瑞戈非尼的降解产物 拟将其订入质量标准 瑞戈非尼说明书上2个适应症的最长生存期7 3个月 瑞戈非尼最大日剂量160mg 计算得订入质量标准的单个潜在基因毒性杂质限度为125ppm 根据成品及稳定性样品中IM2的实际检出情况 拟定成品中IM2的控制限度为100ppm 第一种控制策略举例 中试样品检测情况 后期可以结合报产情况 在日后GMP生产进行定期检测 第二种方法在原料 起始物料或中间体的质量标准中包括对杂质的检测 或作为中控检测 同时制订可接受标准 或采用适当的分析方法 将杂质控制在可接受限度以下 基因毒性杂质的控制策略 实例 奥贝胆酸 奥贝胆酸起始物料制备工艺中使用到乙醛 我们在起始物料中制定了可接受标准 第二种方法实例 通过查询 获得乙醛TD50 153mg kg day 为第1类基因毒性杂质计算每日可接受限量AI 153ug 天奥贝胆酸日最大服用剂量25mg 天浓度 153ug 天 25mg 天 0 00612 0 612 按照ICHM7的要求 0 1 的 取限度0 1 基因毒性杂质的控制策略 第三种方法在原料 起始物料或中间体的质量标准中包括对杂质的检测 或作为中控检测 同时制订一个高于原料药中可接受限度的质量标准 采用适当的分析方法 配合经过证明毒性认识 在后续工艺中被清除的知识 并对后续工艺进行控制 保证原料药中的该杂质残留水平低于可接受限度 不需要在后续工艺中再行检测 当实验室级试验 鼓励采用加样试验 数据 必要时可以采用中试生产或商业批次数据加以支持 显示原料药中杂质水平低于可接受限度的30 时 可以采用该方法 第三种方法实例 ICHM7案例1 第3种控制策略举例差2步到原料药时 生成了中间体X 杂质A在中间体X中常规检出 杂质A是一个稳定的化合物 会被带入原料药 在实验室中 将杂质A以不同浓度加入中间体X 发现即使在1 水平时 也能降到根据TTC制订的限度的30 以下 由于中间体X的形成离原料药只有2步 杂质A在中间体X中的水平相对较高 因此另外又通过检测不同中试规模批次中 原料药里的杂质A水平确认了工艺清除水平 获得的结果为根据TTC制订的限度的30 以下 因此 对中间体X中杂质A控制在1 0 水平是可以接受的 不需要在原料药标准中对该杂质进行检测 ICHM7案例2 第3种控制策略举例 根据加样研究采用标准分析方法所获得的预期清除数据一个5步合成工艺中 起始物料Y在第3步引入 采用标准分析方法在起始物料Y中检出杂质B通常低于0 1 为了确定0 1 的标准是否可接受 在实验室里进行了清除研究 将杂质B以不同浓度 最高10 加入起始物料Y中 通过最后3步工艺步骤 得到清除系数 500倍 该清除系数应用于起始物料Y含杂质B为0 1 时 杂质B在原料药中的期望水平低于2ppm 由于该值低于根据TTC限度计算的原料药中该杂质允许水平50ppm 因此认为起始物料Y中杂质B为0 1 的质量标准是可接受的 不需要再提交中试生产数据或商业放大批数据 第三种方法实例 第四种方法对工艺参数和残留杂质水平 包括致命性和清除知识 影响有了解 确信原料药中的杂质一定会低于可接受限度 建议该杂质不需要进行分析测试 例如 不需要将杂质列在任何质量标准中 在很多情况下 只需要根据科学原理对该控制方法进行论述就可以了 科学风险评估要素可以用来论证第4种方法 第4种方法特别适用于不稳定的杂质 例如 二氯亚砜 以及那些在合成路线早期引入 但已被有效清除的杂质 基因毒性杂质的控制策略 第四种方法实例 ICHM7案例3 第2种和第4种控制