基因毒性杂质的评估与控制
【医药】如何控制基因毒性杂质
01、何为基因毒性杂质基因毒性杂质（或遗传毒性杂质，Genotoxic Impurity，GTI）是指能直接或间接损害DNA，引起DNA突变、染色体断裂、DNA重组及DNA 复制过程中共价键结合或插入，导致基因突变或癌症的物质（如卤代烷烃、烷基磺酸酯类等）。
潜在基因毒性杂质（Potential Genotoxic Impurity ，PGI）结构中含有与基因毒性杂质反应活性相似的基团（如肼类、环氧化合物、N-亚硝胺类等），通常也作为基因毒性杂质来评估。
基因毒性杂质主要来源于原料药合成过程中的起始物料、中间体、试剂和反应副产物。
此外，药物在合成、储存或者制剂过程中也可能会降解产生基因毒性杂质。
除此之外，有些药物通过激活正常细胞而产生基因毒性物质导致突变，如化疗药物顺铂等。
02、何为基因毒性杂质“警示结构”由于杂质结构的多样性，一般很难进行归类，因此，在缺乏安全性数据支持的情况下，法规和指导原则采用“警示结构”用来区分普通杂质和基因毒性杂质。
所谓“警示结构”，是指杂质中的特殊基团可能与遗传物质发生化学反应，诱导基因突变或者染色体断裂，因此具有潜在的致癌风险。
对于含有警示结构的杂质，应当进行（Q）SAR预测和体内外遗传毒性和致癌性研究，或者将杂质水平控制在毒理学关注阈值（TTC）之下。
但是含有警示结构并不能说明该杂质一定具有遗传毒性，而确认有遗传毒性的物质也不一定会产生致癌作用。
杂质自身性质和结构特点会对其毒性产生抑制或调节作用。
警示结构的重要性在于它提示了可能存在的遗传毒性和致癌性，为进一步的杂质安全性评价与控制指明方向。
（关于基因毒杂质警示结构的详细信息可参考欧盟发布的警示结构《Development ofstructure alerts for the in vivo micronucleus assay in rodents》）。
03、基因毒性杂质严格控制的必要性基因毒性杂质最主要的特点是在极低浓度时即可造成人体遗传物质的损伤，导致基因突变并促使肿瘤发生。
基因毒性杂质的控制
药学评价
应该根据现有的配方选择和生产技术，提供 生产方法的合理性。申请人应该指明涉及到 的所有具有基因毒性或有致癌性的化学物质， 如所用试剂、中间体、副产品等。更进一步， 在药物活性物质中没有出现的基因毒性反应 物和有基因毒性结构（alerting structure） 的物质，都应该被考虑。实际生产中尽量避 免使用该类物质。
——基因毒性杂质磺酸盐的风险评估
临床研究发现甲磺酸酯的DNA 烷基化作用会导致诱 变效应 ，其中甲磺酸甲酯和甲磺酸乙酯已有这方面 报导，因此有理由怀疑其它低分子量磺酸（如对甲 苯磺酸）的烷基酯可能也存在着类似的毒性影响。 尽管无数据表明这些酯对人的毒性影响，然后依然 有上述基因毒性物质以杂质的形式存在于含磺酸酯 类药物活性成分的药品中的潜在风险。 EMEA/44714/2008
可接受风险的摄入量
可接受其风险的摄入量一般通用的被定义为 Threshold of Toxicological Concern (TTC) 。具 体含义为：一个“1.5ug/day”的TTC值，即相当于 每天摄入1.5ug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（一生中致癌的风险小 于100000分之1）。按照这个阀值，可以根据预期的 每日摄入量计算出活性药物中可接受的杂质水平。 在特定的条件下一些基因毒性杂质也可以有较高的 阈值。如接触时间比较短等，这个需要根据实际情 况再进行推算。
基因毒性杂质的控制
目录
一、基因毒性杂质的相关概念
——什么是基因毒性杂质 ——基因毒性杂质的风险 ——可接受风险的摄入量（TTC）
二、TTC值的风险评估
——有实验依据的TTC值的确认 ——无实验依据的TTC值的确认 ——含有多个基因毒性杂质的评估 ——药学评估 ——毒理学评估 ——风险评估流程 ——TTC值的应用
基因毒性杂质(genotoxic..
可接受风险的摄入量
对于那些可以与DNA进行反应的化合物，由于在 较低剂量时机体自身保护机制可以有效的运行， 按照摄入量由高到低所造成的影响进行线性推断 是很困难的。目前，对于一个给定诱变剂，很难 从实验方面证实它的基因毒性存在一个阈值。 特别是对于某些化合物，它们可与非DNA靶点进 行反应，或一些潜在的突变剂，在与关键靶点结 合之前就失去了毒性。由于缺乏支持基因毒性阈 值存在的有力证据，而使得我们很难界定一个安 全的服用量。
毒理学研究
为一个不存在阀值的基因毒性致癌物定义一个安 全的摄入量水平（零风险观点）是不可能的，并 且从活性药物成分中完全的除去基因毒性杂质经 常是很难做到。这样就要求我们建立一个可接受 的风险水平，例如对一个低于可忽略风险的每日 摄入量进行评价。 但是这些方法都需要有足够的长期致癌性研究数 据。
EMA对基因毒性杂质分类
EMA对基因毒性杂质的指导原则适用于上市申请 和临床研究。 一、有足够实验数据的阈值
对于有足够的（实验性的）数据来支持阈值界定 的基因毒性杂质：可参考“Q3C Note for guidance on impurities: Residual Solvents” 中2级溶剂的规定，计算出了一个“允许的日摄入 量（PDE—permitted daily exposure）”
二、无足够实验依据的阈值 没有足够的（实验性的）证据来支持阈值界定的 基因毒性杂质的可接受剂量评价应该包括药学和 毒理学的评价。一般来说，如果不可能避免毒性， 那么药学的评价措施应该以尽可能低的控制水平 为指导。
药学研究
应根据现有处方和生产技术，提供生产方法的合 理性。申请人应该指明涉及到的所有具有基因毒 性或有致癌性的化学物质，如所用试剂、中间体、 副产品等。实际生产中应尽量避免使用该类物质。
基因毒性杂质(genotoxic
TTC用于计算未做研究的化学物质的接触量，这些 化学物质不会有明显的致癌性或者其他毒性。
ConcentrationLimit ( ppm) TTC (ug / day) dose(g / day)
TTC理论不可以应用于那些毒性数据（长期研究） 充分的致癌物质，也不可以做高风险毒性物质的风 险评价。
TTC是一个风险管理工具，它使用的是概率方法。所以 TTC不能被理解为绝对无风险的保障。
TTC
意思是：假如有一个基因毒性杂质，并且我们对 它的毒性大小不了解，如果它的每日摄入量低于 TTC值，那么，该基因毒性杂质的致癌风险将不 会高于100000分之一的概率。
某些特定情况，TTC值高于1.5μg/day也是可以 接受的。比如药物的短期接触，即治疗某些声明 预期在5年以下的某些严重疾病，或者这种杂质是 一种已知物质，人类在其他方式上对它的摄入量 会更高（比如在食品上）。这个需要根据实际情 况再进行推算。
应该有合理的分析方法去检测和量化这些杂质的 残留量。
毒理学研究
为一个不存在阀值的基因毒性致癌物定义一个安 全的摄入量水平（零风险观点）是不可能的，并 且从活性药物成分中完全的除去基因毒性杂质经 常是很难做到。这样就要求我们建立一个可接受 的风险水平，例如对一个低于可忽略风险的每日 摄入量进行评价。
判断是否为基因毒性杂质
通过Carcinogenic potency database (CPDB) 数据库查询，数据库中现有1574种致癌物质的列 表。链接 /chemnamein dex.html ，还可查询到关于基因毒性方面研究 的出版物。
基因毒性杂质卤代烃的风险评估
有数据表明氯乙烷、氯甲烷为基因毒性杂质，因 此有理由怀疑其他低分子卤代烃类也有类似的作 用。在生产中应该对其进行相应的控制。
基因毒性杂质(genotoxic
TTC
意思是：假如有一个基因毒性杂质，并且我们对 它的毒性大小不了解，如果它的每日摄入量低于 TTC值，那么，该基因毒性杂质的致癌风险将不 会高于100000分之一的概率。 某些特定情况，TTC值高于1.5μg/day也是可以 接受的。比如药物的短期接触，即治疗某些声明 预期在5年以下的某些严重疾病，或者这种杂质是 一种已知物质，人类在其他方式上对它的摄入量 会更高（比如在食品上）。这个需要根据实际情 况再进行推算。
基因毒性杂质 （Genotoxic Impurity)
欧盟公布的药品评估十大缺陷中，Top 4为基因毒性杂质。 要求对杂质的潜在基因毒性杂质进行具体的讨论，并作为 总体杂质讨论的一部分。 常见的基因毒性物质： 苯并芘、黄曲霉素、亚硝胺 化疗药物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；特 别敏感患者，仅使用一次或短期使用，就出现了听力受损。 研究表明，这些患者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。
可接受风险的摄入量
是否可以做 个这样的试 验：剂量从 低到高，对 基因毒性杂 质影响性进 行线性推断？
生物系统的纠错功 能使试验不具备可 行性。
引入一个 新观点： 确定一个 可接受其 风险的摄 入量
TTC
可接受其风险的摄入量一般被定义为Threshold of Toxicological Concern (TTC)。 具体含义为：1.5μg/天的TTC值。 相当于人每天摄入1.5μg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（使人一生的致癌风险小 于100000分之一，现实生活中人一生得癌症的概率四分 之一）。按照这个阈值，可以根据预期的每日摄入量计算 出活性药物中可接受的杂质水平。 TTC是一个风险管理工具，它使用的是概率方法。所以 TTC不能被理解为绝对无风险的保障。
基因毒性杂质(genotoxic
风险：（体内）基因毒性物质在任何摄入量水平上对DNA 新当药被合 磺成酸、酯原或料相纯关化物、质储所存污运染输了（的与磺包酸装作物为接起触始）物等料过用程于都药可物能活产性生成基分因时毒，性是杂否质能保证药物活性成分中潜在基因毒性杂质不超过其 都有潜在的破坏性，这种破坏可能导致肿瘤的产生。但不 TTC值？应当要考虑各种烷基或芳基取代磺酸酯杂质的累加风险。
氨基糖甙类抗生素：大剂量、长期使用会引起耳毒性；
尽管无数据表明这些酯对人的毒性影响，然后依然有上述基因毒性物质以杂质的形式存在于含磺酸酯类药物活性成分的药品中的潜在
风2如-险在[[(。 药2物-氰活1基性因联、成苯分毒基P生)G-产性4的-L基最的]s甲后基一杂(]步p氧合质基o成-t3步)e-硝骤n基用t苯到i甲了a酸磺l乙酸ly酯衍生g物e，n应将o其t纳o入x风i险c分i析m。 purities有潜在基
用药时间与毒性杂质限度
含有多个基因毒性杂质的评估
EMA： 结构不同的，单个杂质的限度应小于1.5ug/day. 结构相似的，总的基因杂质限度定为1.5ug/day.
FDA（和EMA类似）： 单个杂质造成的癌症风险机率应该小于100000分 之一； 有相同作用机制的结构相似的杂质，其含量总和 应该参考TTC值进行评估。
1、PGLs (potentially genotoxic impurities有潜在基因毒性的杂质)
azoxy(氧化能偶氮说基) “不存在明显的阀值，或是任何的摄入水平都具有致 癌的风险”。 基因毒性杂质磺酸盐的风险评估
有相同作用机制的结构相似的杂质，其含量总和应该参考TTC值进行评估。 如果无structural alert是否可足够说明该杂质不存在基因毒性？
基因毒性杂质的名词解释
基因毒性杂质的名词解释基因毒性杂质是指能够对生物体的遗传物质DNA造成直接或间接损害的化学物质。
这些杂质可以通过不同的途径接触到人类和其他生物，例如食物、空气和水源中的污染物，或者是各类化妆品和工业产品中的添加物。
基因毒性杂质的存在和作用对人类健康和环境保护具有重要意义。
首先，基因毒性杂质的存在对人类健康构成潜在威胁。
当人类暴露在这些杂质中时，它们可能通过与DNA分子发生相互作用，造成DNA损伤、突变甚至基因组不稳定的情况。
这些破坏行为可能引发癌症、遗传性疾病和其他健康问题的发生。
例如，苯并[a]芘（B[a]P）是一种常见的基因毒性杂质，它存在于烟草烟雾和烧烤食品中。
暴露给B[a]P会导致DNA突变，可能促进肺癌和其他癌症的发展。
其次，基因毒性杂质的存在对自然环境具有潜在危害。
许多工业和农业活动产生的废水、废气和固废中可能含有基因毒性杂质，当这些污染物排放到环境中时，会对水域、土壤和大气造成污染，影响生态系统的平衡。
水生生物和陆地生物暴露在这些污染物中，可能会造成遗传毒性和种群减少。
例如，微塑料是一种常见的基因毒性杂质，它们存在于海洋中，可以被海洋生物误食，对海洋生态系统造成巨大的影响。
为了减少基因毒性杂质对人类和自然环境的危害，需要采取有效的防控措施。
首先，加强对基因毒性杂质的监测和评估，建立相应的标准和方法，确保对潜在危害物质的及时发现和识别。
其次，加强对基因毒性杂质的管理和控制，限制其在生产和消费过程中的使用。
此外，加强环境治理和垃圾处理，减少污染物的排放和扩散。
最后，加强公众的环境教育和意识提升，提高对基因毒性杂质的认知和关注，促进可持续发展和生态友好型的生产和消费方式。
总而言之，基因毒性杂质是指能够对生物体的遗传物质DNA造成直接或间接损害的化学物质。
它们对人类健康和环境保护具有重要意义。
通过加强监测和评估、管理和控制、环境治理和教育提升等方面的努力，可以减少基因毒性杂质的危害，保护人类和自然环境的健康与可持续发展。
欧盟关于基因毒性杂质问题的解答
欧盟医药管理局（EMA）发布了《基因毒性杂质限度指引》问答。
目的是对《基因毒性杂质限制指引》（EMEA/CHMP/QWP/251344/2006）进行统一与说明，共有9个问答，具体内容如下：问题1：该指引并不要求对已批准销售的产品进行基因毒性杂质再评估，除非有一个特定的“重要原因”（cause-for-concern）。
请问什么是“重要原因”？回答：如果原料药的生产过程基本上没有改变，就不需要对基因毒性杂质进行重新评价。
但是，如果新知识表明有新原因时，例如几年前发现的甲磺酸盐药物可能形成甲磺酸烷基的基因毒性杂质，这需要进行基因毒性杂质的再评估，包括EP药典中收载的所有甲磺酸盐类产品，并出示“生产声明”。
问题2：该指引指出：即使按决策树程序其水平低于毒理学关注阈值(threshold of toxicological concern,TTC)，也要尽可能地减少已知或未知的诱变杂质（mutagenic impurity）。
如果已知其诱变杂质的水平低于TTC（TTC是一个非常保守的值），为什么要还进一步减少呢？实际上这还涉及定量限在1ppm 左右的分析方法，可以这样做但可能没结果，这是否有必要呢？回答：如果一个诱变杂质的水平低于毒理学关注阈值（相当于临床剂量≤1.5微克/天），就没有必要这样做。
除非它具有一个高度关注的风险结构：如N -亚硝基，黄曲霉毒素类和氧化偶氮物就需要这样做。
问题3：该指引规定：“当一个潜在的杂质包含“警示结构”（structural alerts）时，应考虑用细菌突变试验对其杂质进行的基因毒性分析”。
i）如果一个杂质能诱发“警示结构”，该杂质的致突变试验（Ames）结果为阴性时，是否就足以得出结论：该化合物不属于关注的遗传毒性杂质？是否还需要进一步的确认研究？ii）“警示结构”不存在就足以说明不属于关注杂质呢？iii）假设某杂质属于“警报结构”，但只要加以控制确保其杂质水平低于TTC，不进行常规检测是否可以接受？回答：i）是的。
基因毒性杂质介绍及检测方法
基因毒性杂质介绍及检测⽅法1什么是基因毒性杂质基因毒性杂质（或遗传毒性杂质，Genotoxic Impurity ，GTI）是指化合物本⾝直接或间接损伤细胞DNA，产⽣基因突变或体内诱变，具有致癌可能或者倾向。
潜在基因毒性的杂质（Potential Genotoxic Impurity ，PGI）从结构上看类似基因毒性杂质，有警⽰性，但未经实验证明的黄曲霉素类、亚硝胺化合物、甲基磺酸酯等化合物均为常见的基因毒性杂质，许多化疗药物也具有⼀定的基因毒性，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。
2为何着重研究基因毒性杂质基因毒性物质特点是在很低浓度时即可造成⼈体遗传物质的损伤，进⽽导致基因突变并可能促使肿瘤发⽣。
因其毒性较强，对⽤药的安全性产⽣了强烈的威胁，近年来也越来越多的出现因为在已上市药品中发现痕量的基因毒性杂质残留⽽发⽣⼤范围的医疗事故，被FDA强⾏召回的案例，给药⼚造成了巨⼤的经济损失。
例如某知名国际制药巨头在欧洲市场推出的HIV蛋⽩酶抑制剂维拉赛特锭（Viracept， mesylate)，2007 年7⽉，EMA暂停了它在欧洲的所有市场活动，因为在其产品中发现甲基磺酸⼄酯超标，甲基磺酸⼄酯是⼀种经典的基因毒性杂质，该企业为此付出了巨⼤的代价，先内部调查残留超标的原因，因在仪器设备清洗时⼄醇未被完全清除⽽残留下来，与甲基磺酸反应形成甲基磺酸⼄酯。
在被要求解决污染问题后还被要求做毒性研究，以更好的评估对患者的风险。
同时有多达25000 名患者暴露于这个已知的遗传毒性。
直到解决了这所有问题后 EMA才恢复了它在欧洲的市场授权。
近年来各国的法规机构如ICH、FDA、EMA等都对基因毒性杂质有了更明确的要求，越来越多的药企在新药研发过程中就着重关注基因毒性杂质的控制和检测。
3哪些化合物是基因毒性杂质杂质的结构多种多样，对于绝⼤多数的杂质⽽⾔，往往没有充分的毒性或致癌研究数据，因⽽难以对其进⾏归类。
遗传毒性杂质控制指导原则
遗传毒性杂质控制指导原则遗传毒性杂质控制指导原则用于指导药物遗传毒性杂质的危害评估、分类、定性和限值制定，以控制药物中遗传毒性杂质潜在的致癌风险。
为药品标准制修订，上市药品安全性再评价提供参考。
一、总则遗传毒性（Genotoxcity）是指遗传物质中任何有害变化引起的毒性，而不考虑诱发该变化的机制，又称为基因毒性。
遗传毒性杂质（Genotoxic Impurities，GTIs）是指能引起遗传毒性的杂质，包括致突变性杂质和其它类型的无致突变性杂质。
其主要来源于原料药的生产过程，如起始原料、反应物、催化剂、试剂、溶剂、中间体、副产物、降解产物等。
致突变性杂质（Mutagenic Impurities）指在较低水平时也有可能直接引起DNA损伤，导致DNA突变，从而可能引发癌症的遗传毒性杂质。
本指导原则主要关注致突变机制的遗传毒性杂质，非致突变机制的遗传毒性杂质在杂质水平的剂量下，一般可忽略其致癌风险。
药品生产、药品标准提高及上市药品再评价过程中发现杂质后，可按本指导原则进行风险评估，确定其是否为遗传毒性杂质，尤其是致突变性杂质。
如果一个杂质被鉴定为具有潜在的致癌风险，应制定相应的限值。
在制订可忽略致癌风险的杂质限值时，应进一步分析生产工艺，兼顾安全性和质量风险管理成本两方面的因素，综合考虑制定合适的限值。
本指导原则包括危害评估方法、可接受摄入量计算方法和限值制定方法。
本指导原则中描述的对杂质潜在致突变性的评估方法不适用于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、放射性药物、发酵产品、中药和动物或植物来源的粗制品。
也不适用于已上市药物中使用的辅料、调味剂、着色剂和香料，以及与药物包材相关的可浸出物。
本指导原则中对杂质潜在致突变性的评估方法不适用于用于晚期癌症适应症的原料药和制剂，以及用于其它适应症但本身在治疗剂量下就具有遗传毒性，且预计可能与癌症风险增加有关的原料药。
在这些情况下，致突变性杂质不会显著增加原料药的致癌风险。
遗传毒性杂质控制指导原则
遗传毒性杂质控制指导原则遗传毒性杂质控制指导原则用于指导药物遗传毒性杂质的危害评估、分类、定性和限值制定，以控制药物中遗传毒性杂质潜在的致癌风险。
为药品标准制修订，上市药品安全性再评价提供参考。
一、总则遗传毒性（Genotoxcity）是指遗传物质中任何有害变化引起的毒性，而不考虑诱发该变化的机制，又称为基因毒性。
遗传毒性杂质（Genotoxic Impurities，GTIs）是指能引起遗传毒性的杂质，包括致突变性杂质和其它类型的无致突变性杂质。
其主要来源于原料药的生产过程，如起始原料、反应物、催化剂、试剂、溶剂、中间体、副产物、降解产物等。
致突变性杂质（Mutagenic Impurities）指在较低水平时也有可能直接引起DNA损伤，导致DNA突变，从而可能引发癌症的遗传毒性杂质。
本指导原则主要关注致突变机制的遗传毒性杂质，非致突变机制的遗传毒性杂质在杂质水平的剂量下，一般可忽略其致癌风险。
药品生产、药品标准提高及上市药品再评价过程中发现杂质后，可按本指导原则进行风险评估，确定其是否为遗传毒性杂质，尤其是致突变性杂质。
如果一个杂质被鉴定为具有潜在的致癌风险，应制定相应的限值。
在制订可忽略致癌风险的杂质限值时，应进一步分析生产工艺，兼顾安全性和质量风险管理成本两方面的因素，综合考虑制定合适的限值。
本指导原则包括危害评估方法、可接受摄入量计算方法和限值制定方法。
本指导原则中描述的对杂质潜在致突变性的评估方法不适用于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、放射性药物、发酵产品、中药和动物或植物来源的粗制品。
也不适用于已上市药物中使用的辅料、调味剂、着色剂和香料，以及与药物包材相关的可浸出物。
本指导原则中对杂质潜在致突变性的评估方法不适用于用于晚期癌症适应症的原料药和制剂，以及用于其它适应症但本身在治疗剂量下就具有遗传毒性，且预计可能与癌症风险增加有关的原料药。
在这些情况下，致突变性杂质不会显著增加原料药的致癌风险。
基因毒性杂质控制
3
TTC限度或以下；或进行细菌致 含警示结构的物质，与API结构 突变性试验。 无关，无致突变性数据 如果无致突变性=第5类； 如果有致突变性=第2类。
所含警示结构与活性成份（API） 相同，或与已证实无基因毒性 按一般杂质控制 原料药结构相关化合物的警示 结构相同 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
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。
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）。
（1）工艺杂质控制 方法1：原料பைடு நூலகம்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。
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
治疗期 日摄入量 （μg/day）
≤1月 120
＞1-12月 20
＞1-10年 10
＞10年至 终生 1.5
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
基因毒杂质控制策略案例
基因毒杂质控制策略案例基因毒杂质（Genotoxic Impurities）控制策略是药物开发和制造过程中的重要环节，旨在确保药物产品中基因毒性杂质的控制和限制。
以下是一个基因毒杂质控制策略的案例示例：
1. 风险评估：首先，对药物候选化合物进行综合的基因毒性风险评估。
评估包括利用体外基因毒性测试（如Ames 试验）和计算毒性预测模型，对化合物进行筛选和分类。
2. 导入限值：基于风险评估结果，制定适当的基因毒杂质导入限值。
此限值应与国际指南（如ICH M7指南）和适用的监管要求相一致。
3. 合成和纯化策略：在药物合成和纯化过程中，采取特定的操作条件和工艺控制，包括选择合成路线、溶剂使用、温度控制、反应时间和条件等，以最小化基因毒杂质的产生和残留。
4. 检测和分析：开发和验证适当的分析方法，用于检测和定量基因毒杂质的存在。
常见的分析技术包括高效液相色谱（HPLC）、质谱法（如LC-MS/MS）、核磁共振（NMR）
等。
5. 清洁验证：使用适当的清洁验证方法和程序，确保生产设备和工艺的清洁性，在不同批次之间避免交叉污染和残留。
6. 临床监控：在临床阶段，对药物进行基因毒杂质的监控和评估，以确保在实际使用中的毒性风险得到控制。
这只是一个基本的基因毒杂质控制策略案例，具体策略会因药物特性、制造过程和监管要求等因素而有所不同。
在实际应用中，需要根据具体情况制定并执行适合的控制策略，并与相关的监管机构保持合作与沟通。
ICHM7(step4)基因毒性杂质评估和控制◆中英
ASSESSMENT AND CONTROL OF DNA REACTIVE(MUTAGENIC) IMPURITIES IN PHARMACEUTICALS TOLIMIT P OTENTIAL CARCINOGENIC RISK为限制潜在致癌风险而对药物中DNA活性（诱变性）杂质进行的评估和控制M7Current Step 4 versiondated 23 June 2014This Guideline has been developed by the appropriate ICH Expert Working Group andhas been subject to consultation by the regulatory parties, in accordance with theICH Process. At Step 4 of the Process the final draft is recommended for adoptionto the regulatory bodies of the European Union, Japan and USA.M7Document History 文件历史Code 文件代码History 历史Date 日期6 February 2013 M7 Approval by the Steering Committee under Step 2and release for public consultation.第2阶段由筹委会批准，公开征求意见5 June 2014M7 Approval by the Steering Committee under Step 4and recommendation for adoption to the three ICHregulatory bodies.第4阶段由筹委会批准，推荐ICH三方药监局采用Current Step 4 version 现行版本第4阶段23 June 2014M7 Corrigendum to fix typographical errors andreplace word “degradants” with “degradationproducts” throughout the document.修正输入错误，将全文中“degradants”替换成“degradation products”.Legal Notice: This document is protected by copyright and may b e used, reproduced, incorporated into other works, adapted, modified, translated or distributed undera public license provided that ICH's copyright in the document is acknowledged atall times. 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Therefore, for documents where the copyright vests in a third party, permission for reproduction must be obtained from this copyright holder.ASSESSMENT AND CONTROL OF DNA REACTIVE (MUTAGENIC) IMPURITIES IN PHARMACEUTICALS TO LIMIT POTENTIALCARCINOGENIC RISK为限制潜在致癌风险而对药物中DNA活性（诱变性）杂质进行的评估和控制ICH Harmonised Tripartite GuidelineICH三方协调指南Having reached Step 4 of the ICH Process at the ICH Steering Committee meetingon 5 June 2014, this Guideline is recommended for adoption to the three regulatory parties to ICHTABLE OF CONTENTS目录1. INTRODUCTION概述2. SCOPE OF GUIDELINE指南范围3. GENERAL PRINCIPLES通用原则4. CONSIDERATIONS FOR MARKETED PRODUCTS上市产品应考虑的问题批准后原料药化学、生产和质量变更4.1 Post-Approval Changes to the DrugSubstance Chemistry, Manufacturing, andControls4.2 Post-Approval Changes to the Drug批准后制剂的化学、生产和质量变更Product Chemistry, Manufacturing, andControls上市产品临床使用变更4.3 Changes to the Clinical Use ofMarketed Products4.4 Other Considerations for Marketed上市产品其它应考虑问题Products原料药和制剂杂质评估5. DRUG SUBSTANCE A ND DRUG PRODUCTIMPURITY ASSESSMENT5.1 Synthetic Impurities 合成杂质5.2 Degradation Products 降解产物5.3 Considerations for ClinicalDevelopment临床研发要考虑的问题6. HAZARD ASSESSMENT ELEMENTS危害性评估要素7. RISK CHARACTERIZATION风险特征7.1 TTC-based Acceptable Intakes 根据TTC制订可接受摄入量7.2 Acceptable Intakes Based on Compound-Specific Risk Assessments 根据化合物特定风险评估制订的可接受摄入量7.2.1 Mutagenic Impurities with Positive Carcinogenicity Data (Class 1 in Table 1)致癌数据有利的诱变性杂质（表1中的第1类）7.2.2 Mutagenic Impurities with Evidencefor a Practical Threshold具有实用阈值证据的诱变性杂质7.3 Acceptable Intakes in Relation to LTLExposure与LTL暴露相关的可接受摄入量7.3.1 Clinical Development临床研发7.3.2 Marketed Products已上市产品7.4 Acceptable Intakes for MultipleMutagenic Impurities多个诱变性杂质的可接受摄入量7.5 Exceptions and Flexibility inApproaches方法例外情况和弹性8. CONTROL控制8.1 Control of Process Related Impurities 工艺相关杂质的控制8.2 Considerations for Control Approaches 控制方法要考虑的问题8.3 Considerations for Periodic Testing定期检查要考虑的问题8.4 Control of Degradation Products降解产物的控制8.5 Lifecycle Management生命周期管理临床研发要考虑的问题8.6 Considerations for ClinicalDevelopment9. DOCUMENTATION文件记录9.1 Clinical Trial Applications临床试验应用9.2 Common Technical Document (Marketing通用技术文件（上市申报）Application)NOTES注解GLOSSARY术语REFERENCES参考文献APPENDICES附录ASSESSMENT AND CONTROL OF DNA REACTIVE (MUTAGENIC) IMPURITIES IN PHARMACEUTICALS TO LIMIT POTENTIALCARCINOGENIC RISK为限制潜在致癌风险而对药物中DNA活性（诱变性）杂质进行的评估和控制1. INTRODUCTION概述The synthesis of drug substances involves the use of reactive chemicals, reagents, solvents, catalysts, and other processing aids. As a result of chemical synthesisor subsequent degradation, impurities reside in all drug substances and associated drug products. While ICH Q3A(R2): Impurities in New Drug Substances and Q3B(R2):Impurities in New D rug Products (Ref. 1, 2) provides guidance for qualification and control for the majority of the impurities, limited guidance is provided for those impurities that are DNA reactive. The purpose of this guideline is to provide apractical framework that is applicable to the identification, categorization, qualification, and control of these mutagenic impurities to limit potential carcinogenic risk. This guideline is intended to complement ICH Q3A(R2), Q3B(R2)(Note 1), and ICH M3(R2): Nonclinical Safety Studies for the Conduct of HumanClinical Trials and Marketing Authorizations for Pharmaceuticals (Ref. 3).原料药合成牵涉到使用活性化学物质、试剂、溶剂、催化剂和其它工艺助剂，导致在所有原料药及其制剂中会残留有化学合成或其降解产物、杂质。
(完整版)基因毒性杂质的评估与控制
杂质 来源
降解杂质
加速试验、长期试验、光降 解、强制降解试验
环境污染
三、基因毒性杂质识别
工艺杂质
实际杂质
潜在杂质
API中实际观察到>ICH Q3A 报告限（0.05%）工艺杂质
1）合成API过程：起始物料，中间体，化学试剂 2）风险评估可能带入API中的，存在于起始物料，中间体中已识别 的杂质，以及合理机理预测产生的副产物（对于工艺早期杂质携带 入API的风险可忽略，但要提供基于风险论证的表明哪步后应该评估 杂质的潜在突变性） 3）对后工艺引入的起始物料，评价起始物料合成最后一步的潜在基 因毒性杂质
2018年
华海药业生产的缬沙坦原料药中含有微量基因毒性杂质N,N-二甲 基亚硝胺（NDMA），缬沙坦及其相关制剂从欧洲、美国和中国市 场被召回。
2018年
印度Torrent制药生产的缬沙坦片剂中也检测出含有NDMA，该公司 也从美国市场上自愿召回了14批相关药品。
二、相关概念
何为基因毒性杂质？
基因毒性杂质，也称遗传毒性杂质，通常指较低水平可直接造成DNA损伤，进而导致DNA突变， 因此可能引发癌症的DNA反应性物质。
EMA
2006年颁布《基因毒性杂质限度指南》
2010年发布《遗传毒性杂质限度指导 原则问答》 ◆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方案。
◆新药必须进行基因毒性杂质分析
◆对于现有药品，不强制进行基因毒 性杂质分析评估
◆对已上市产品进行化学合成变更或 仿制药上市前，需对合成路线、过程 控制、杂质概括评价并与现有产品对 比，以确定未引入新的或更高水平的 基因毒性杂质
降解杂质
长 期 稳 定 性 试 验 ， API 中 观 察 到>ICH Q3A报告限降解产物
基因毒性杂质控制相关文件及指南介绍
2016-11-27字体大小：基因毒性杂质控制相关文件及指南介绍【基因毒性杂质控制相关文件及指南介绍】遗传毒性杂质控制指南PhRMA 意见书：测定、检验和控制药物中特定潜在遗传毒性杂质的基本原理 (2006)EMA：遗传毒性杂质限度指南EMA 安全工作组 (SWP)：关于遗传毒性杂质限量指南的问答FDA 行业指南（草案）：原料药和成品药中遗传毒性和致癌性杂质：推荐方法 (2008)。
ICH M7：诱变性杂质评估和控制遗传毒性试验指南ICH S2：人用药物的遗传毒性试验和数据解释EMA：草药物质/制剂遗传毒性评估指南 (2008)遗传毒性和致癌性物质的风险评估欧盟委员会健康与消费者保护局：遗传毒性和致癌性物质一般风险评估的方法学和途径 (2009)EMA ：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 ICH Q3 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。
FDA ：2008 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。
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FDA 和 EMA 指南的比较相似点不同点推荐的鉴定和认证潜在遗传性杂质的方法相同 推荐的处理遗传毒性和致癌性杂质的方法相同FDA 指南包含致癌性杂质TTC 设定为 1.5 μg/天指南允许的 14 天内用药的 TTC 水平为 120 μg ， 而非仅针对单次用药临床试验中短期暴露的 TTC 更高FDA 指南不允许根据现售药品的短期暴露情况而 提高 TTC ICH M7【基因毒性杂质的控制策略】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 ）： • M7 Addendum 中列出的 15 种化合物中有 10 个为该计算方法计算 • Carcinogenicity Potency Database (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。
基因杂质的评估和控制 ICH M7
（细菌诱变呈阳性*，无啮齿动物 TTC）
rodents》。或进入 The Carcinogenic Potency
致癌数据
Database (CPDB)，里面有 1547 种致癌物质的列
3
警示结构，与原料药结构无关，无 控制不高于可接受限度（适当的
诱变数据
TTC）或检测细菌诱变含量：
表，结构式，CAS 号，作用部位，TTC 值等一系
基因杂质的评估和控制 ICH M7
1 概述
1 概述
ICH Q3A(R2) 新原料药中的杂质 ICH Q3B(R2) 新制剂中的杂质
关于主要杂质定性和控制的指南
ICH M3(R2) 药物人用临床试验和上市许可中的非临床安全性研究
EMA《遗传毒性杂质限度指导原则》
ICH M7 为限制潜在致癌风险而对药物中DNA活性（诱变性）杂质进行的评估和控制 目的：提供使用框架，以应用于这些诱变杂质的鉴别、分类、定性和控制，对潜在致癌风险进行了控制。 强调：在建立诱变性杂质水平时考虑安全性和质量风险管理两方面 人用条件下，给出对原料药或制剂中残留或可能残留的诱变性杂质评估和控制的建议
➢ 如果有足够后续试验，可由单独的体外试验结果，可以对它的体内关联性进行评估。
➢ 若缺乏这些信息时，体外基因毒性物质经常被考虑为假定的体内诱变剂和致癌剂。
----摘自EMA《毒性杂质限度
指南》
✓ 为何重点研究基因毒性杂质？ 基毒杂质特点：很低浓度时即可造成人体遗传物质的损伤，进而导致基因突变并可能促使肿瘤发生。
补充
1 概述
✓ 何为基因毒性杂质、诱变杂质（Genotoxic Impurities，Mutagenic Impurities）？
基因毒性杂质（或遗传毒性杂质，Genotoxic Impurity ，GTI）是指化合物本身直接或间接损伤细胞DNA，产生基因突变或体内
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6. Istituto Superiore di Sanita (Italy) 7. Prous Institute (Spain) 8. Swedish Toxicology Science Research Center(Sweden)
1.临床使用剂量增加 2.用药时长显著增加 3.病情严重或危及生命的病患状态下采用较高可接 受摄入量，变为不那么严重的病患情况后，原有的 杂质可接受摄入量不再适当 4.使用新的给药途径 5.扩大使用患者群包括孕妇和（或）小儿
◆新的杂质被确知属于第一类或第二类诱变性杂
质
THREE
基因毒性杂质的评估
一、评估内容
五、杂质残留风险评估考量
基毒杂质清除因子计算表
代码
GTI
到API 步骤
3 2 1
反应活 性
1-100 X X
溶解性
1-10(100) X X
挥发性
1-10 X X
电离性
5 X X
消除因 子/步
XXX
总消除因 子
清除 原理
Xx,xxx,xxx
参考文献： Teasdale A, Elder D, Chang S-J, et al. Risk assessment of genotoxic impurities in new chemical entities: strategies to demonstrate control[J]. Org Process Res Dev, 2013, 17: 221-230.
FDA
2008 年签发《原料药和成品药中遗传 毒性和致癌性杂质，推荐方法》
内容和EMA指南基本一致，主要包括： ◆ 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
三、ICH M7（适用范围）
ICH M7公布，总结构 效 关 系 （ Q ） SAR 和 毒理学关注阈值 （TTC）评估。
二、官方指南：EMA及FDA
EMA
2006 年颁布《基因毒性杂质限度指南》
2010 年发布《遗传毒性杂质限度指导 原则问答》 ◆ 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方案。 ◆新药必须进行基因毒性杂质分析 ◆ 对于现有药品，不强制进行基因毒 性杂质分析评估 ◆ 对已上市产品进行化学合成变更或 仿制药上市前，需对合成路线、过程 控制、杂质概括评价并与现有产品对 比，以确定未引入新的或更高水平的 基因毒性杂质
一、法规速览
EMA率先开始关注基 因毒性杂质（磺酸酯 类化合物）。 EMA发布《基因毒性 杂质限度指南》 （草案），首次提 出毒理学关注阈值 （TTC）限度。 FDA发布《原料药和成 品药中遗传毒性和致 癌性杂质推荐方法》 CHMP 安全工作组发布 Q&A，提出决策树。 CFDA 修 订 《 药 物 遗 传毒性研究技术指 导原则》用于指导 和规范药物遗传毒 性研究。
基因毒性杂质，也称遗传毒性杂质，通常指较低水平可直接造成DNA损伤，进而导致DNA突变， 因此可能引发癌症的DNA反应性物质。
相关概念
GTI：genotoxic impurities 基因毒性杂质 PGI：potentially genotoxic impurities 潜在基因毒性杂质
TWO
官方指南
适用于
◆ 研发期间和上市申报期间的新原料药和新制剂提供指南
◆ 已上市药物的批准后申报以及之前已经批准上市的制剂中的同样原料药生产的另一
制剂新上市申报：1）原料药合成变更，导致产生新杂质或已有杂质可接受标准增加； 2）配方变更、组分变更或生产工艺变更，导致产生新的降解产物或已有降解产物可接
受标准增加；3）指征变更或给药方案变更，导致可接受癌症风险水平受到重大影响
g.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCAESAR h. SARPY i. KNN j. TIMES_AMES
方法学
Rule （专家规则） Statistical （统计学） Statistical Rule Statistical Rule Statistical Rule Statistical Rule
3. Leadscope Inc (USA) 4. Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS (Italy) 5. LMC - Bourgas University (Bulgaria)
◆范围：包括合成路线、试剂、溶剂、工艺条件发 生变更时，诱变性杂质对潜在风险影响的评估 ◆需评估：受变更影响有新的诱变性杂质产生；受
◆范围：涉及制剂（如：成分、生产工艺、剂型） 变更时 ◆需评估：所有新的诱变性降解物；已有诱变性
变更影响的步骤中已知诱变杂质含量升高；上游步
骤中的已知诱变性杂质升高
降解产物更高的可接受标准
◆不建议评估：原料药未发生变更
◆不建议评估：不受变更影响的杂质 ◆不需评估：制剂生产场所变更 ◆不需评估：原料药、中间体或起始物料的生产场 所发生变更；原料药供应商发生变更
◆已上市药品临床应用变更拒收情节包括：重新评
◆上市产品已建立其总体控制策略和质量标准后 所获得的新的相关杂质危害数据
估诱变杂质限度时
QSAR 模型练习数据，包括FDA，GENETOX，NTP，CCRIS and IARC．
MultiCASE
NTP PAN Pharma Pendium RTECS ToxNet /ChemID Plus TRACE from BIBRA VITIC from Lhasa Limited
等公开及受知识产权 保护的致突变性及致癌性数据
危害程度评估
八、软件模拟
以专家规则为基础和以统计学为基础的互补模拟系统：
QSAR 供应商
1. Lhasa Limited (UK) 2. MultiCASE Inc (USA)
QSAR 工具
a. Derek Nexus b. Sarah Nexus c. CASE Ultra statistical-based d. CASE Ultra rulebased e. Leadscope statistical-based f. Leadscope rule-based
四、潜在杂质存在性
评估API中潜在杂质存在风险
API中杂质残留风险评估考量： 1）化学稳定性；2）理化性质：挥发性，水/脂溶性溶解性，极性，pH-依赖电 离性；3）杂质产生/使用步骤；4）杂质到API之间的工艺化学反应和纯化性质
API中存在风 险可忽略
忽略风险
杂质在API中存 在的风险程度
不确定 危害程度评估
FDA
NIH DART
危害程度评估
LARC NCBI(PubMed) NTP
EPAIRIS
毒理学数据库
数据库 ATSDR CCRIS CPDB DSSTox ECHA EX Pub Gene-Tox IARC IPS INCHEM IRIS ISSCAN JECDB Leadscope 特点 公开，毒性物质及疾病登记，包括危害性评价的毒理学研究资料 公开，包括化学致癌物、结构及试验数据，1985—2011 阶段研究 公开，1980—2011，致癌性数据库 公开，可按结构查询的毒性数据库，包括来自CPDB， ISSCAN 等数据库的信息 公开，欧洲化学品信息 商用，包括Gene-Tox 和CCRIS 公开，美国环保局公布、经专家审评过的3 000 种化学物质的致突变性研究结果 公开，美国国立癌症研究所 公开，国际化学品安全性项目总结 公开，美国环保署用以人群健康风险评价，着重在危害确认及剂量反应关系评价 公开，化学致癌物，包括结构及试验数据 公开，日本现有化学品数据库，包括高生产容量化学品( High production volume chemicals) 商用，遗传毒性及致癌性数据
公开，美国国家毒理研究计划 公开，杀虫剂数据库 商用，FDA 及EMA 批准文件中的毒性数据 商用，包括3 724 种化合物的10 517 项致癌性研究及13 343 种化合物的46 385 项致突变性研究。 公开，来自CCRIS，GENE-TOX，CPDB 的信息 商用，来自毒理及营养学杂志、官方及监管部门发表文章及评价信息 商用，15 000 项致癌试验及95 000 项Ames 结果，包括美国国立癌症研究所( IARC) ，欧洲化学 品管理局( IUCLID) 及美国国家毒理研究计划( NTP) 的信息
判断 存在 分类
来源
评估内容
评估
二、杂质来源
工艺杂质
起始物料及其杂质，溶剂及
降解杂质
加速试验、长期试验、光降 解、强制降解试验
其杂质，中间体，副产物，
催化剂，辅料杂质
杂质 来源
生产设备及包材 引入杂质 环境污染
三、基因毒性杂质识别
实际杂质 潜在杂质
1）合成API过程：起始物料，中间体，化学试剂 2）风险评估可能带入API 中的，存在于起始物料，中间体中已识别 的杂质，以及合理机理预测产生的副产物（对于工艺早期杂质携带 入API的风险可忽略，但要提供基于风险论证的表明哪步后应该评估
六、警示结构
七、毒理数据
◆ The Carcinogenic Potency Database （CPDB）
◆ 联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂专家委员会评价（JECFA） ◆ 加利福利亚州65号提案（安全饮用水和有毒物质强制法令）
毒理数据获取
◆ 全程欧洲化学品管理局（ECHA） 序号 1 名称 Toxicological Data Network Toxicology Literature Online 简称 TOXLINE TOXLINE
基毒 事件
2018年
华海药业生产的缬沙坦原料药中含有微量基因毒性杂质 N,N- 二甲 基亚硝胺（NDMA），缬沙坦及其相关制剂从欧洲、美国和中国市 场被召回。