基因毒性杂质-全面信息资料

1、基因毒性杂质 （Genotoxic Impurities）2012年5月主要内容1背景知识介绍3确定毒性阈值的步骤4最大限度地控制杂质2杂质与杂质限度主要内容1背景知识介绍2杂质与杂质限度3确定毒性阈值的步骤4最大限度地控制杂质常见的基因毒性物质苯并芘、黄曲霉素、亚硝胺许多化疗药物也具基因毒性，它们的不良反应是由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。氨基糖甙类抗生素大剂量、长期使用会引起耳毒性有些特别敏感的病人，仅使用一次或短期使用，就出现了听力损失。研究表明，他们的一个基因上有一点(mtl555G)与别人不同，这使他们对氨基糖甙类药物耳毒性的易感性大大增加。什么是基因毒

2、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。常用的缩写PGLs（potentially genotoxic impurities有潜在基因毒性的杂质）GTLs（ genotoxic impurities基因毒性杂质）可能产生基因毒性杂质的环节：新药合成原料纯化储存运输（与包装物接触）。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。ICH2006年，ICH也公布了相应的要求具体内容参见ICH Q3A(R2) IMPURITIES

3、IN NEW DRUG SUBSTANCESQ3 appendix 2 reference, Step 4 version(25.10.06)新药原料药中的杂质，Q3A(R2),步骤4（06年10月 25日）版 FDA于2008年12月正式签发了类似指南：Guidance for IndustryGenotoxic and Carcinogenic Impurities in Drug Substances and Products：Recommended Approaches。主要内容包括：指南发布的背景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

4、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主要内容赖祖亮小木虫2杂质与杂质限度1背景知识介绍3确定毒性阈值的步骤4最大限度地控制杂质FDA原料杂质限度Standard limits for impurities in APIsAPI中杂质的标准限度/cber/gdlns/ichq3a.pdfMaximunDaily Dose1每日最大剂量ReportingThreshold2,3报告限度Identification Threshold*鉴定限度Qualification Threshold*毒性限度2g /天0.05%0.10%或者每天摄入量1.

5、0mg（取最小值）0.15%或者每天摄入量1.0mg（取最小值）2g /天0.03%0.05%0.05%SFDA质控限度：质量标准中允许的限度，制定限度超过该值，应有充分的依据。SFDA制剂杂质限度报告限度最大日剂量1g1g限度0.1%0.05%鉴定限度最大日剂量1mg1mg10mg10mg2g2g限度1.0%或5g0.5%或20g0.2%或2mg0.1%质控限度最大日剂量10mg10mg100mg100mg2g2g限度1.0%或50g0.5%或200g0.2%或3mg0.15%考虑病例数与疗程，同时考虑：遗传毒性研究；常规毒性研究；其它特定的毒性终点（酌情而定）。降低到鉴定限度以下降低到质控

6、限度以下NoNo是否与临床不良反应相关？合格NoYes降低到安全限度决策树为什么呀？毒性阈值如果一个物质的体内试验表明对DNA有潜在的破坏性，可能导致肿瘤产生，我们是否可以这样下结论：任何摄入水平都具有致癌的风险。不存在明显的阈值。毒性阈值我们是不是做一个试验：剂量从低到高，对其影响性进行线性推断？生物系统的纠错功能使试验不具备可操作性。引入一个新观点：确定一个可接受其风险的摄入量突变的机制：细胞水平：基因突变，染色体重排，其他分子水平：切断或共价修饰DNA的损伤生物系统的纠正措施：修复受损的DNA程序性细胞死亡（凋亡）TTC的概念TTCThreshold of Toxicological C

7、oncern：毒性物质限量，也可以称之为毒理学关注门槛，是一个默认值。一个未知基因毒性数据的杂质：TTC=1.5微克/天TTC的概念每天摄入1.5微克的基因毒性杂质，被认为对于大多数药品来说是可以接受的风险。使得人一生的致癌风险小于十万分之一。现实生活中，人一生得癌症的概率是四分之一。必须要强调的是TTC是一个风险管理工具，它采用的是概率的方法。意思为：假如有一个基因毒性杂质，并且我们对它的毒性大小不太了解，如果它的每日摄入量低于TTC值，那么它的致癌风险将不会高于105的概率。所以TTC不能被理解为绝对无风险的保障。主要内容3确定毒性阈值的步骤1背景知识介绍2杂质与杂质限度4最大限度地控制杂

8、质确定毒性阈值的步骤依据化学结构，将杂质分为五类；Step 1:Step 2:Step 3:按照分类，确定验证的策略 (参见决策路线图 )；按照日剂量，确定原料药中杂质的限度 (参见表1：短期用药推荐容许日摄入量)。分类Class1:Genotoxic Carcinogens第1类：已知的、具有基因毒性（突变性）和致癌性的杂质Step 1:Class2:Genotoxic Carc unknow第2类：已知的、具有基因毒性（突变性），但致癌性未知的杂质Class3:Alert-Unrelated to parent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Class4:A

9、lert-Related to parent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Class5:No Alerts第5类：没有警示结构，没有基因毒性（突变性）的杂质致癌警示结构决策路线图Step 2:杂质的分类、验证和风险评估Class1:Genotoxic CarcinogensNoClass2:Genotoxic Carc unknow(Staged)TTC(see Table 1)No or unknowYesPDE(e.g.ICH Q3 appendix 2 referenceYesNot testedClass3:Alert-Unrelated to par

10、entClass4:Alert-Related to parentControl as anordinary impurityEliminate Impurity?Risk Assessment3?Threshold Mechanism?Impurity Genotoxic?1APIGenotoxic2Class5:No AlertsNoNo清除杂质风险评估用阈值控制该杂质是否有基因毒性？该原料是否有基因毒性？疑似基因毒素的日摄入量用药期限14天14天-1月1-3月3-6月6-12月 12月容许日摄入量 (g/日)120 60 20 10 5 1.5 Step 3:FDAhttp:/downl

11、oads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatorylnformation/Guidances/ucm079235.pdfTTC值短期用药的容许摄入量TTC=1.5微克/天表1：短期用药推荐容许日摄入量最大日摄入量与浓度转化表0.5%0.5%100ppm100ppmIncreased duration=Decreased ADI of Impurity Increasing Dose of API可参考使用的范围可参考使用的范围Regulator Toxicology and Pharmacology.2006,44:198-211EMEA如何确定PDE？PDENOE

12、LF1F2F3F4F5允许的日暴露量（mg/天）观察不到影响的限值物种之间的外推法因子（F1=12，从小鼠到人类）个体差异因子毒性研究的周期因子严重毒性的因子如果只有LOEL（可观察到效果最低限值）时的因子ICH Q3C Guideline for Residual Solvents残留溶剂指南：/Regulatorylnformation/Guidances/ucm128223.htm/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatorylnformatio6n/Guidances/ucm073394.pdfNOEL 重量调整因子PDE =F1 F2 F3

13、 F4 F5常见的PDE值溶剂名称PDE值（mg/天）限度（%）第一类溶剂（应避免使用）苯0.020.0002四氯化碳0.040.00041,2-二氯乙烷0.050.00051,1-二氯乙烯0.080.00081,1,1-三氯乙烷15.00.15第二类溶剂（应限制使用）乙腈4.10.041氯苯3.60.036氯仿0.60.006环己烷38.80.3881,2-二氯乙烯18.70.187溶剂名称PDE值（mg/天）限度（%）第三类溶剂（GMP或其他质量要求限制使用）乙酸50.00.5丙酮50.00.5甲氧基苯50.00.5正丁醇50.00.5仲丁醇50.00.5乙酸丁酯50.00.5叔丁基甲基醚

14、50.00.5异丙基苯50.00.5二甲亚砜50.00.5乙醇50.00.5乙酸乙酯50.00.5药物中常见残留溶剂及其限度（节选）Gold carcinogenicity database ()里面有1574种致癌物质的列表，结构式，CAS号，作用部位，TTC值等等一系列信息。近30年的关于基因毒性方面研究的出版物（PDF版）用不同分类方法统计的致癌物质列表。不用注册，可以直接点击查看、下载全文。基因毒性物质列表目的在于检测试验物质是否直接或间接引发基因损伤，并测知其对基因的损伤程度。测试潜在基因毒性杂质的顺序：计算机筛选（软件模拟计算）微生物试验（例如：诱变可能性试验）动物试验（通常是小鼠

15、和大鼠）基因毒性试验（genotoxicity study）可以用于预测基因毒性的软件MultiCASE,Oncologic,DEREK,TOPKAT;RTECS(Registry of Toxic Effects of Chemical Substances,subscription);LeadScope;FDA databaseswww.emea.europa.eu/pdfs/human/swp/43199407en.pdf/fdmspublic/component/main?main=DocumentDetail&o=09000064807ddb80ToxTree software fo

16、r degradation:Railard,S.P.;Bercu,J.;Baertschi,S.W.;Riley,C.M.Org.Process Res.Dev.2010,14,1015.值得注意的是：在活体动物试验中，有的时候，没有体现出致突变性，是因为保护机制在起作用。例如：测试丙烯酸，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯体外测试（小鼠淋巴瘤细胞）：发现DNA损伤活体测试：无诱变作用的证据结构不同的单个杂质的限度应该小于1.5微克/天。有相同作用机制、结构相似的杂质，其含量总和的限度应该参考1.5微克/天的限量进行评估。如何评估多个基因毒性杂质主要内容4最大限度地控制杂质1背景知识介绍2杂质与杂质限度3

17、确定毒性阈值的步骤药学评价应该根据现有的处方工艺，提供杂质限度的合理性。应该列明所有涉及到的具有基因毒性或致癌性的化学物质，如所有试剂、中间体、副产品等。即使这些基因毒性反应物或者有基因毒性结果的物质没有在API上体现，也都应该被考虑。原料药合成药学评价如果在合成路线、起始物料方面没有更好的选择，则需要提供一个正当的理由。即：“物质中能引起基因毒性和致癌性的结构部分在化学合成中是不可避免的”假如基因毒性杂质被认为是不可避免的，那么应该采用技术手段尽可能的减少基因毒性杂质在产品中的含量，使其符合安全的需要或使其降低到一个合理的水平。对于活性中间体、反应物、以及其它化合物的化学稳定性都应该进行评估

18、。应该有合理的分析方法去检测和量化这些杂质的残留量。原料药合成决策树基因毒性杂质有充分的证据用于评价基因毒性的阈值由试验数据得到毒性情况。eg.Ames检测阳性/DNA反应活性计算PDE是否为安全的摄入量控制在安全限度以下基因毒性杂质不能避免？否是不采取任何措施杂质残留是否合理？是是使用其它物料替代降至合理水平风险可以忽略限制使用或者拒绝申请使用否否摄入量是否超过TTC？摄入量1.5ug/天，是否可行？是风险可以忽略或者可以接受是否否风险评估流程注意事项有几个结构基团被认定为具有非常高的基因毒性，它们即使被摄入低于TTC值的量也会面临非常高的基因毒性风险。高基因毒性的致癌物包括：黄曲霉素类N-亚硝基物类偶氮苯类。不能用TTC值的方法来进行评价。需进行特殊的风险评价。在某些特定情况下，TTC值高于1.5微克/天也是可以接受的。例如：药物的短期