遗传毒性杂质的控制

1、遗传毒性杂质的控制遗传毒性杂质的控制 王旸王旸 2012015 5年年1111月月 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结 内容内容 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结 内容内容一、一、 简介简介 遗传毒性杂质（genotoxic impurities): 遗传毒性泛指各种因素（物理、化学因素）与细胞或生物体的遗传物质（主要指DNA）发生作用而产生的毒性。致突变性（mutagenic）：与DNA相互作用产生直接或潜在的影响，使基因突变。致癌性（carcinogenetic）：具有致癌可能性 相关指导原则及发展历史相关指

2、导原则及发展历史 EMA：Guideline on the Limits of Genotoxic Impurities, 2006 EMA：Questions and Answers on the CHMP Guidelien on the limits of genotoxic impurities, 2008 FDA：Guidance for industry ：Genotoxic and Carcinogenic Impurities in Drug Substances and Products：Recommended Approaches, Draft, 2008 ICH Q3A（

3、R2）：Impurities in New Drug Substances, 2006 ICH Q3B（R2）：Impurities in New Drug Products, 2006 ICH M7（step4）：Assessment and Control of DNA Reactive (Mutagenic) impurities in Pharmaceuticals to Limit Potential Carcinogenic Risk,2014 遗传毒性杂质的控制遗传毒性杂质的控制 ICH指导原则指出“如果杂质具有非常见毒性，则应降低限度阈值（报告、鉴定、验证）”（附件1，注释2）

4、 什么是非常见毒性？如何处理？ 非常见毒性非常见毒性 ICH Q3专家工作组（1990s）设想为特异的不可逆的毒性（致畸性、致癌性、生殖毒性），但未提出限制策略。 FDA和EMEA对待遗传毒性杂质的态度为零容忍，（例如1ppm的限度）。 ICH M7明确对遗传毒性杂质进行控制，根据风险/获益，阶段性TTC方法。 对遗传毒性杂质控制的历史演变对遗传毒性杂质控制的历史演变 2002年欧盟CHMP基于体内遗传毒性数据采用了风险评估方法（由于缺乏大多数遗传毒性杂质的可靠数据,不具有可操作性） 基于Kroes发表的遗传毒性致癌物TTC文献，于2004年转为“TTC为基础的方法”。 根据工业界的建议，调整

5、方法的TTC范围（由106调整为105） FDA对遗传毒性杂质的控制对遗传毒性杂质的控制 原先采用对药物批次中遗传毒性杂质的验证（遗传毒性实验和2年啮齿类动物致癌性试验）。 2004年起由工业界与FDA经过会议，就临床试验“阶段TTC方法”达成共识。 2008年美国FDA发补草案指南，采纳阶段TTC 对遗传毒性杂质的控制对遗传毒性杂质的控制欧盟2002年CHMP工作小组2006年指南FDA2005年工作小组成立2008年指南ICH M7目前在第四阶段 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结 内容内容 适用范围适用范围 M7适用于临床阶段和后期申报上市的新的原

6、料药和制剂。 以下产品不适用M7，生物/生物工程，多肽，寡链核酸，放射性药物，发酵产物，草药，动物器官或植物提取的粗品。 按照ICH S9的抗肿瘤新药的申请。 药品本身在治疗浓度下具有基因毒性的。 ICH M7对遗传毒性杂质的控制对遗传毒性杂质的控制 遗传毒性杂质可能出现在起始物料、溶剂、中间体、副产物和降解产物中，并可能引入到制剂中 ICH M7提供了一个可用于遗传毒性杂质鉴别、分类、定量分析和控制的可行性框架。限制潜在的致癌风险提供了安全性评估和质量风险控制的概念对ICHQ3A和Q3B的补充 ICH M7对以下问题提供了解决方案对以下问题提供了解决方案 药物研发过程中，遗传毒性杂质的可接受

7、水平是多少？ 上市产品遗传毒性杂质的可接受水平是多少？ 是否可以采用毒理学关注阈值（TTC，Threshold of Toxicology Concern）来规定遗传毒性杂质的水平 计算TTC时，是否可以将多个遗传毒性杂质合并计算 哪些是可接受的特殊情况？日摄入量大于TTC的情况 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结 内容内容 潜在遗传毒性杂质的分类潜在遗传毒性杂质的分类分类分类定义定义控制方法控制方法1类已知有突变性和致癌性物质控制杂质在可接受的与化合物特性相关的限度2类已知的致突变性但致癌性未知的物质（细菌突变试验阳性，无啮齿类动物致癌数据）控制杂质在

8、可接受的限度（合适的TTC）3类含警示结构的物质，与原料药结构无关联，无致突变性数据控制杂质在可接受的限度（合适的TTC）或进行细菌突变试验；如无致突变性，归为5类；如有致突变性，归为2类4类含警示结构的物质，但与无致突变性的原料药结构相似（如中间体）作为无致突变的杂质5类无警示结构，或有重复的数据证明其警示结构无致突变性作为无致突变的杂质 警示结构警示结构 潜在毒性杂质的确定潜在毒性杂质的确定1类：致突变和致癌性数据为阳性。基于文献中报告的动物/人体毒性。现有的公开数据库，如ToxNet、NTP、InChem、BG-Chemie、日本现有化学物质数据库和/或市售数据库，如VITIC和Lead

9、scope。2类：致突变数据为阳性，但致癌性未知。依据包括：如已知的细菌突变Ames试验结构阳性，但是未报告啮齿类动物致癌性数据。3类：有警示结构。有潜在遗传毒性风险。Q(SAR)系统显示警示结构具有遗传毒性，但与活性物质结构无关。如果细菌突变Ames试验阳性，划为2类，如果细菌突变Ames试验阴性，划为5类。4类：有警示结构。但是与原料药和原料药结构相似物有关，而细菌突变Ames研究显示此类物质呈阴性。5类：没有警示结构。没有遗传毒性的文献报告，或在细菌突变Ames试验阴性，或者有重复的数据证明与警示结构不相关。 分类流程分类流程 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五

10、、案例六、总结 内容内容 对遗传毒性杂质的控制对遗传毒性杂质的控制遗传毒性杂质控制PDE法无毒理学数据，采用TTC法控制控制 PDE法法 适用于有阈值效应的遗传毒性杂质：已有证据表明，该类物质只有在超过一定限度时才会产生遗传毒性。 杂质安全性限度的确定可以参照残留溶剂限度的计算方法，根据相关动物的无可见效应剂量（No-Observed Effect Level）计算其可接受的日暴露量（Permissible Daily Exposure），再根据药品的最大日剂量计算出杂质的接受限度。 PDE的计算方法的计算方法 PDE=NO(A)El体重校正/（F1 F2 F3 F4 F5） F1=种属间差异

11、系数 F2=个体间差异系数 F3=短期毒理数据的校正 F4=对于严重毒性的校正因子 F5=如果未确定NOEL时的校正因子 如无NOAEL数据，可用LOAEL代替 TTC法法 无阈值效应的遗传毒性杂质：引入了毒理学关注阈值（Threshold of Toxicological Concern）。TTC是在接受患者终生用药的癌症发生概率不超过10万分之一的基础上，从高浓度下进行的致癌性试验数据线性外推到极低浓度得到的一个理论值。 对于无阈值效应的遗传毒性杂质，如果每日摄入量低于1.5g，那么患者因服药导致癌症发生的额外风险可以忽略不计。 TTC法的来源法的来源 TTC原则衍生自FDA食品接触材料的

12、法定限量（TOR）原则食品中低于0.5ppb（十亿分之一）的浓度被认为无公共安全问题假设每天摄入1500克食物/1500克液体，等于1.5g/人/天通用通用 TTC限度的确定限度的确定 测得TD50（50%的啮齿类动物产生肿瘤的剂量），采用线性外推法得到患肿瘤率降到百万分之一时的剂量 对于大多数遗传毒性致癌物，终生暴露量小于0.15g/天/人，产生癌症的风险低于1/1000000。对于患者（1/100000）被认为是有获益的，1.5 g/天/人。 少数类别除外 少数致癌性物质少数致癌性物质 类黄曲霉素（aflatoxin-like-），N-亚硝基-（N-nitroso）和氧化偶氮化合物（azo

13、xy） 不适用1.5 g/天的TTC标准，应根据具体指导原则的原理，具体问题具体分析、OOOOOOHHRNORNNRORO黄 曲 霉 素AflatoxinN-亚 硝 基 化 合 物N-nitroso偶 氮 氧 化 物Azoxy 高于高于1.5 g的的TTC 将其应用至遗传毒性杂质：致癌性与时间和剂量均有关系；较短时间内可以承受高于1.5 g/天的剂量，不影响致癌性。 含义：短时间+高浓度和长时间+低浓度得到同样的效果 Haber定律：浓度(C)时间(T)=常数(k) 阶段性的阶段性的TTC限度限度 放宽限度放宽限度-阶段性阶段性TTC数据数据 引入与暴露量相关的可接受限度（Less-Than-

14、Lifetime）：基于TTC可接受的限度为1.5 g/天是结社患者终生服药的基础上得出的理论值，按照70岁寿命计算： 1.5 g/天*365天*70年（25,550天）=38.3mg治疗时限治疗时限=1个月个月112个月个月110年年10年年终生终生日摄入量（ug/天）12020101.5 含有多个遗传毒性杂质含有多个遗传毒性杂质 含有多个遗传毒性杂质的限度要求： 基于TTC原理，当原料药中含有多个遗传毒性杂质时，按照下述要求进行控制治疗时段治疗时段=1个月个月112个月个月110年年10年年终生终生日常摄入量（ug/天）12060305 ICH M7中对时间段的划分中对时间段的划分 10年

15、，覆盖药品的所有上市许可，其积累适用通常超过10年。 遗传毒性杂质的研究遗传毒性杂质的研究选择合成路线并确定本品是否适用ICH M7分析潜在的杂质对杂质进行结构评价基于ICH M7原理进行结构分类根据相应的分类，确定相应的限度要求根据对工艺的理解确定控制策略方法学验证/积累数据必要时重复以上工作提交完整的控制策略 遗传毒性杂质的控制原则遗传毒性杂质的控制原则 杂质谱的分析参见相关指导原则 采用多种途径对遗传毒性杂质进行分析：经验积累，文献报道，软件预测，毒理学试验等 药学部门应与毒理部门紧密配合 全方位的控制全方位的控制遗传毒性杂质的控制起始物料、溶剂、中间体的控制生产环节和设备运行条件的控制

16、（GMP）原料药/制剂的终点控制生产工艺过程的控制工艺参数的控制 ICH M7提供了提供了4种控制方法种控制方法 1、终产品控制：在原料药标准中采用合适的方法对相关杂质进行检验，达到可接受的限度。 2、中间控制+终产品控制：采用合适的方法对原材料，起始物料或者中间体的相关杂质进行检测，或进行生产过程的控制，使终产品杂质达到可接受的限度。 ICH M7对杂质的控制方法对杂质的控制方法-续续 3、中间控制：基于对工艺的认识，采用合适的分析方法对原材料，起始物料或者中间体的杂质进行检测，或就那些生产过程的控制，同时确认这种控制方法能够保证原料药的杂质水平在可接受的限度以下。 4、不进行控制：通过对工

17、艺过程参数控制和杂质残留水平的认识，有足够的信息保证原料药中的杂质水平将会在可接受的限度下。 一、简介二、ICH M7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结 内容内容 案例案例1 化合物化合物A 用于肿瘤治疗 目前处于临床开发II期 临床剂量 10ml：50mg（1疗程） 待进行的研究时限：3周R1R2R5R6原料药 案例案例1 化合物化合物A 确定合成路线 步骤4生成了中间体IV 其与警示结构多环芳烃相似 分析是否适用ICH M7 原料药为细胞毒性药物，不适用ICH M7 按照一般杂质在中间体和终产品中进行控制，限度0.1%R1R2R3R4中 间 体 IV多 环 芳 烃R1R2R

18、5R6原 料 药 案例案例2 甲磺酸酯甲磺酸酯 甲磺酸盐非生理性，应用较多，目前仅次于盐酸盐Anionsfumaratesalicylatenitratephosphatetartratemaleatemesylatecitrateacetatehydrobromidesulphatehydrochloride0102030405060Frequency (%)数据来源：Stahl and Wermuth (eds.), Handbook of Pharmaceutical Salts, Appendix 案例案例2 甲磺酸酯甲磺酸酯 确定合成路线 适用ICH M7 甲磺酸不可避免 甲磺酸酯为

19、潜在的遗传毒性杂质 根据工艺路线，在中间体和终产品中进行控制 方法学验证和数据积累 提交完整的报告和控制策略 工艺中未使用醇，是否还要控制？工艺中未使用醇，是否还要控制？ 甲磺酸奈非那韦用于HIV治疗，罗氏公司于1998年获得欧洲上市 2007年，患者投诉DNA序列异常 检测结果显示：甲磺酸乙酯浓度过高（1-8ppm/TTC 0.6ppm） 起因由于原料药的储存罐中乙醇残留（2300ppm）所致 2007年召回该产品并于8月份暂停上市 对于含有/使用甲磺酸的化合物，建议采用终点控制 案例案例3 化合物化合物B 用于肿瘤的治疗 临床开发II期 临床剂量 160mg 试验时间21天 本品合成中间体

20、采用了遗传毒性杂质苯胺FH2NORXRNC OFNHORONHXR中间体I 案例案例3 化合物化合物B 确定合成路线 适用ICH M7 合成中间体I中使用了苯胺 苯胺为警示结构，Ames试验确认其为2类遗传毒性杂质，需对限度进行控制 案例案例3 化合物化合物B 临床开发II期 临床剂量 160mg 待进行的研究时限：21天 阶段性的TTC：120 g 适用的TTC限度：120 g/160mg=0.075% 案例案例3 化合物化合物B 对反应产物苯胺进行了控制 采用方法： 限度100ppm 在中间体I和终产品原料药中均进行了控制 中间体+终产品的控制，建议关注方法的灵敏度检验参数检验参数检测结果检测结果色谱柱不锈钢色谱柱，长度15厘米，内径3.0毫米，填料如X-Bridge Shield C18，3.5微米洗脱液A 加1.5g磷酸二氢钾加0.5g的磷酸氢二钾到