基因毒性杂质
【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。
基因毒杂质起源发展及现状
基因毒杂质前世今生一．基因毒杂质的起源和发展基因毒性杂质，也称为遗传毒性杂质（GTIs），是指能引起遗传毒性的物质，包括致突变性杂质和其他类型的无致突变性杂质。
致突变性杂质直接作用于DNA，引起遗传物质改变，而非致突变性杂质虽然不直接作用于DNA，但可能导致染色体畸变。
基因毒杂质的起源可以追溯到1927年，当时H.J.Muller的开创性工作标志着遗传毒理学的诞生。
Muller的研究发现，放射不仅能够增大突变的频率，而且诱发的突变型或表型与没有放射时所观察的完全一致，这表明诱发的突变反应必须根据基础突变来评价。
这一发现为遗传毒理学和基因毒杂质的研究奠定了基础，使得人们开始关注环境因素如何影响生物体的遗传物质，并进而影响其表型和进化。
2000年，欧洲监管机构率先开始关注基因毒性杂质，Pharm Europa发表了一篇文章，提到注意在成盐工艺中，磺酸在乙醇溶液中形成磺酸酯的潜在风险。
2002年，专利药物委员会(CPMP)发布了一份关于基因毒性杂质的意见书，指南中将基因毒性杂质的限度根据有无阈值分为两类。
2004年，发布的基因毒性杂质限度指南(草案)中，采用“最低合理可行”(ALARP)代替ALATF，建议采用毒理学关注阈值(TTC)限度(1.5µg/d)作为基因毒性杂质的可接受限度。
2006年，美国药物研究和制造商协会(PhRMA)发布白皮书，开发了一套基因毒性杂质检测、分类、界定和独立风险评估的程序，根据积累剂量定义暴露风险的原则，提出了阶段化TTC概念。
同年，EMEA颁发了关于基因毒性杂质限度指南的最终版，并在2008年由CHMP安全工作组(SWP)发布Q&A。
2007年6月欧洲药品管理局（EMA）发现罗氏制药公司生产的部分批次维拉赛特（甲磺酸奈非那韦，Viracept）中检出基因毒性杂质甲磺酸乙酯，要求该公司将其召回。
EMA随后致函各上市许可持有人，要求对API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的药品中磺酸酯类杂质的风险进行评估。
基因毒杂质警示结构
基因毒杂质警示结构
基因毒性杂质是指具有对基因组产生直接或间接的有害影响的化学物质。
这些物质可能导致基因突变、染色体畸变、基因表达异常等，进而对生物体的遗传物质和遗传信息造成损害。
警示结构是指一些特定化学结构或官能团，它们在分子中存在时可能表明该物质具有基因毒性潜能。
这些警示结构通常与DNA结合、干扰细胞的DNA复制或修复机制等相关。
一些常见的基因毒性杂质的警示结构包括：
1.芳香族环（如苯环）：芳香族环结构可以与DNA发生相互作
用，并导致DNA损伤或突变。
2.互氧化物结构：一些含有羟基或酮基的化合物，如环氧化合
物、过氧化物等，都可以引起DNA链的损伤。
3.亲电性基团：有一定亲电性的基团，如氯、亚硝基等，可以
与DNA中的核苷酸发生加成反应，导致DNA损伤。
4.多环芳香烃：包含多个芳香环的多环芳香烃类化合物，如多
环芳香烃类化合物（PAHs），具有潜在的基因毒性。
警示结构只是一种指示可能存在基因毒性的线索，不能仅凭警示结构来判断一个物质的基因毒性。
实际上，进行基因毒性评估需要综合考虑物质的化学性质、生物活性、暴露途径等因素，并进行相关的实验测试和评估。
基因毒性杂质
一、药品杂质研究评估策略
提纲
二、痕量杂质定量分析方法的建立 三、案例分析与讨论
四、未知杂质分离鉴定案例分析
一、药品杂质研究评估策略
1.药品杂质研究的法规依据 2.药品杂质评估一般步骤
3.药品杂质来源途径分析
• • • • • •
F5：一个可变系数，用在无毒性反应的剂量（NOEL）值时
F5 = 1 for a NOEL ； F5 = 1-5 for a NOAEL ；F5 = 5-10 for a LOEL；F5 = 10 for a Lowest-observed-adverse-effect level (LOAEL) 因为NOEL已经确定，所以这里F5=1。当研究没有区分NOAEL和NOEL，且依据确定的PDE值选择剂量时毒性不被认为是“副作用”，则使用 F5 等 于1 ，NOAEL用于多数元素的口服PDE值设定 1 。 4
关于PDE法与TTC法 TTC法
无阈值效应的遗传毒性杂质；引入了毒理学关注的阈值 （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 下进行的致癌性实验数据线性外推倒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1.5ug， 那么患者因服药导致癌症发生的额外风险可以忽略不记。
在检索剂量数据前需要全面检索该物质是否有致癌致畸性，例如氯乙酸CPDB数据TD50显示阴性 盐酸盐的药物在重结晶过程中的接触醇类容易产生氯代烷烃，单一卤代物在M7中有36ug/day指导规则 关注环氧丙醇、环氧氯丙烷、3-氯-1,2-丙二醇三者之间的转化关系 毒性数据会被不断的更新，更多的研究数据会被不断的上传
基因毒性杂质(genotoxic
某些病毒和细菌会对基因产生直接或间接的毒 性作用。
辐射
包括电离辐射和非电离辐射等。
遗传突变
遗传突变本身就是一种基因毒性。
基因毒性杂质的危害和风险
危害
• 导致突变和基因突变累积 • 引发癌症和其他疾病 • 影响生殖健康 • 干扰正常的细胞功能
风险
• 与暴露水平和时间的累积有关 • 取决于个人基因型和应对能力 • 可能造成个人和群体的不同程度的受影响
健康生活方式
保持健康的生活习惯，如均衡饮 食、戒烟和进行适当的运动，以 减少基因毒性杂质的负面影响。
职业安全
制定和执行严格的职业安全措施， 减少工作环境中基因毒性杂质的 暴露。
结论和建议
基因毒性杂质对我们的基因健康构成潜在风险，但我们可以通过加强监测、 预防和减少暴露来保护我们自己和环境的基因。
基因毒性杂质(genotoxic)
通过深入了解基因毒性杂质，我们可以了解到基因健康的因素，不同类型的 基因毒性杂质，它们的危害和风险，以及检测和预防的方法。
定义
基因毒性杂质是指那些对基因结构和功能造成损害的化学物质或物理因素。 它们可以通过改变细胞的遗传物质，如DNA，从而导致遗传信息的变异。
影响基因健康的
体外检测
使用细胞培养、DNA修复实验和突变频率检测等方法来评估物质的基因毒性。
2
动物试验
通过暴露动物模型于潜在基因毒性杂质，观察其致突变和致癌能力。
3
流行病学研究
收集大量人类暴露与基因毒性杂质相关的数据，评估其与疾病发生的相关性。
预防和减少基因毒性杂质的措施
环境管理
加强对污染物排放的管控和环境 监测，降低环境中基因毒性杂质 的暴露风险。
1 环境因素
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。
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。
基因毒性杂质-全面信息资料
基因毒性杂质的来源
1 环境污染
工业排放、废水、废气等 对环境的污染会导致基因 毒性杂质的增加。
2 食物
食物中的农药残留、添加 剂以及食品加工过程中产 生的致癌物质都是来源之 一。
3 药物
某些药物和化学药品具有 基因毒性作用。
基因毒性杂质的检测பைடு நூலகம்法
Ames试验
一种常见的基因毒性检测方法， 通过检测细菌的突变来判断样 本的基因毒性。
基因毒性杂质的监管与控制
1
立法与标准制定
国家和国际机构制定标准，以确保基因
检测与监测
2
毒性杂质的合理监管。
建立监测体系，对食品、环境和药品中
的基因毒性杂质进行定期检测。
3
信息公开与教育
提高公众对基因毒性杂质的认知，加强 相关知识的宣传和教育。
基因毒性杂质防范和应对的策略和建 议
1 环保意识
更加重视环境保护，减少毒性杂质的排放和环境污染。
基因毒性杂质-全面信息 资料
欢迎来到基因毒性杂质全面信息资料的世界，通过本次演示，您将全面了解 基因毒性杂质的定义、分类以及对人体健康的影响。
毒性杂质的定义和分类
毒性杂质指的是那些可以对生物体细胞的遗传物质DNA产生损害的化学物质。它们可以根据其毒性的性质和 机制进行分类。
常见的基因毒性杂质及其危害
2 选择健康食品
选购来自可靠供应商的食品，避免食用过多的加工食品。
3 合理用药
按照医生的指导合理用药，避免滥用药物。
细胞培养法
将样本与细胞培养在一起，观 察是否对细胞产生损害。
基因表达分析
通过检测基因在样本中的表达， 判断是否存在基因毒性。
基因毒性杂质对人体健康的影响
基因毒性杂质研究方案
基因毒性杂质研究方案基因毒性杂质研究是一种评估化学物质的潜在基因毒性的方法。
基因毒性杂质可以通过直接损害DNA或干扰DNA复制和修复过程来引发基因突变。
这些基因突变可能导致细胞死亡、肿瘤形成和遗传疾病。
为了研究基因毒性杂质，我们可以采用以下研究方案：1. 确定研究对象：选择一种潜在的基因毒性杂质，如化学物质或药物。
根据已有的文献和实验证据，确定该物质可能对基因产生毒性影响。
2. 毒性评估：使用细胞培养模型对潜在的基因毒性杂质进行毒性评估。
选择常用的细胞系，如人类肝细胞或小鼠胚胎细胞。
暴露这些细胞系于不同浓度的基因毒性杂质，并评估其对细胞的毒性效应，如细胞死亡率、增殖能力和DNA损伤。
通过比较不同浓度下的效应，可以确定该基因毒性杂质的剂量依赖性。
3. 潜在的基因突变：通过分析细胞培养后的DNA样本，使用一系列分子生物学技术来检测潜在的基因突变。
例如，可以使用聚合酶链式反应（PCR）来扩增特定基因区域，并使用DNA测序来鉴定突变位点。
还可以利用单细胞凝胶电泳（COMET）分析来检测DNA损伤和碱基修复的能力。
这些技术可以帮助确定基因毒性杂质对DNA的直接损害以及细胞的修复能力。
4. 基因表达分析：使用转录组测序技术来评估基因毒性杂质对基因表达的影响。
通过比较暴露于基因毒性杂质的细胞和未暴露的对照细胞，可以鉴定潜在的差异表达基因。
这些差异表达基因可能与基因毒性杂质相关的毒性途径和生物学效应有关。
5. 分析结果的解释：根据实验数据，进行数据统计和生物信息学分析，以解释实验结果。
这可能涉及到寻找共同受影响的信号通路、寻找注释基因和分析基因表达调控网络。
通过以上研究方案，我们可以全面地评估基因毒性杂质的作用机制和潜在的风险。
这些研究结果可以为药物开发和环境毒理学领域提供重要的参考，帮助保护人类和环境健康。
基因(遗传)毒性杂质资料 ppt课件
＞2g /天
0.03%
0.05%
0.05%
/cber/gdlns/ichq3a.pdf
ppt课件
9
SFDA制剂杂质限度
报 告 最大日剂量 限度 限度 ≤1g 0.1% 1mg～10mg 0.5%或20μg 10mg～100mg 0.5%或200μg ＞1g 0.05% ＞10mg～2g 0.2%或2mg ＞100mg～2g 0.2%或3mg No ＞2g 0.1% ＞2g 0.15%
Group1:Aromatic Groups(芳香族化合物）: OH N A N-Hydroxyaryls N-羟基苯胺 A N O N-Acylated aminorryls N-酰化氨基苯 A N+ O _ A N A
Aza-aryl N-oxides 氮杂芳基N-氧化物
Aminoaryls and alkylated aminoaryls 芳香胺和烷基取代的芳酰胺 O
Group 2:Alkyl and Aryl Groups(烷烃和环烷烃类化合物） O A H A N OH A NO N A A N-Nitrosamines N-亚硝基胺 O O C (S) A Propiolactones 环丙酯 A NO2 Nitro compounds 硝基化合物 Halogen (S) N N or S Mustards β卤代乙胺 O A
(Staged)TTC (see Table 1)
Control as an ordinary impurity 19
Step 3:
TTC=1.5微克/天
表1：短期用药推荐容许日摄入量
疑似基因毒素 的日摄入量 容许日摄入量 (μg/日)
用药期限
(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
什么是基因毒性杂质对于基因毒性杂质的定义主要是指：在以DNA 反应物质为主要研究对象的体内/ 体外试验中，如果发现它们对DNA 有潜在的破坏性，那可称之为基因毒性。
对没有进行体内实验的情况下，也可以根据关联系做一些相关的体外实验去评估该物质在体内的毒性。
如果没有关联评估的，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。
GUIDELINE ON THE LIMITS OF GENOTOXIC IMPURITIES （ EMEA/CHMP/QWP/251344/2006 ）基因毒性杂质的风险按照目前的法规来说，（体内）基因毒性物质在任何摄入量水平上对DNA 都有潜在的破坏性，这种破坏可能导致肿瘤的产生。
因此，对于基因毒性致癌物，不能说“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”。
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，由于在较低的剂量时机体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，我们很难从实验方面证明它的基因毒性存在一个阀值。
特别是对某些化合物，它们可以与非DNA 靶点进行反应，或一些潜在的突变剂，在与关键靶位结合之前就迅速失去了毒性。
由于缺乏支持基因毒性阀值存在的有力证据，而使得我们很难界定一个安全的服用量。
所以有必要采取一个新观点：确定一个可接受其风险的摄入量。
可接受其风险的摄入量即毒理学阈值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。
基因毒性杂质控制
2
因毒性杂质检测技术。
研究制定更有效的基因毒性杂质控制策
略，减少其对人体健康的潜在危害。
3
教育和宣传
加强公众对基因毒性杂质问题的认识， 提高风险意识，并促进相关领域的交流 和合作。
基因毒性杂质对健康的影响
基因毒性杂质的长期暴露可能导致诸多健康问题，包括癌症、生殖问题和遗 传突变等。因此，控制和管理这些杂质对人体健康至关重要。
科学家使用显微镜来观察细胞和 基因毒性物质之间的相互环境样本中存在着复杂的混合物，使得基因毒性杂质的检测和控制变得困难。
2 影响难以预测
不同基因毒性杂质对不同个体的影响各不相同，因此控制策略难以确定。
3 长期效应
一些基因毒性杂质对人体的影响可能需要长时间才能显现，给控制工作带来挑战。
芳香胺类化合物 (Aromatic Amines)
这些化合物常用于染料和塑 料制造中，可导致诸如膀胱 癌等严重健康问题。
基因毒性杂质的检测方法
试管实验
在实验室中，科学家使用试管等 工具来鉴定和分析样本中的基因 毒性杂质。
DNA测序
通过检测DNA序列的改变来确定 基因毒性杂质对基因组的影响。
显微镜观察
基因毒性杂质控制
基因毒性杂质控制在生物领域中扮演着重要角色。本演示将介绍其背景、重 要性以及对健康的影响。
常见基因毒性杂质
多环芳烃 (PAHs)
PAHs是常见的基因毒性杂质， 可通过燃烧、柴油排放和烟 草烟雾中获得。
硝基多环芳烃 (NPAHs)
NPAHs通常存在于排放源的 烟雾中，与许多疾病的发展 有关。
行业对基因毒性杂质控制的要求
食品和饮料
强调对原材料和成品的基因毒 性杂质控制，确保产品安全。
基因毒性杂质控制
(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。
（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；
➢ 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）。
结论：按一般杂质控制。
三、基因毒性杂质的分类
需充分检索和对比文献后，确定控制策略！
三、基因毒性杂质的控制
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1.5μg/日；
摘自：FDA Guidance for Industry ANDAs: Impurities in Drug Substances 第4页
基因(遗传)毒性杂质资料-上传
每日最大剂量 报告限度
鉴定限度
Qualification Threshold* 毒性限度
≤2g /天
0.05%
0.10%或者每天 0.15%或者每天
摄入量1.0mg 摄入量1.0mg
（取最小值）
（取最小值）
＞2g /天
0.03% 0.05%
0.05%
/cber/gdlns/ichq3a.pdf
N-Methylols N-亚甲基醇
N-Nitrosamines N-亚硝基胺
Nitro compounds 硝基化合物
O
A
A
Epoxides 环氧丙烷
H N
A
A
Aziridines 氮丙啶类
O O C (S)
(S) N
Halogen
Propiolactones 环丙酯
N or S Mustards β卤代乙胺
Group 3:Heteroatomic Groups(含杂原子化合物）
A N
A
Aminoaryls and alkylated aminoaryls 芳香胺和烷基取代的芳酰胺
O
O NH2 A Carbamates 氨基甲酸类
AA NN
AR Hydrazines and azo Compounds 肼和偶氮化合物
Class4:AlertRelated 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
Group1:Aromatic Groups(芳香族化合物）:
OH N
A
A NA
基因毒性杂质培训及讨论
▪ 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
整理ppt
▪ 上市申请和临床研究申请的可接受限度
有关基因毒性杂质的指南
ICH M7：
整理ppt
二、ICH M7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
整理ppt
相关概念介绍- M7 Addendum中AI介绍
➢acceptable intakes(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。 ➢ Carcinogenicity Potency Database (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
整理ppt
二、ICH M7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
整理ppt
基因毒性杂质分类
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
O AH
OH N AA
NO N AA
A NO2
Aldehydes 醛
N-Methylols N-亚甲基醇
N-Nitrosamines N-亚硝基胺
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由LD50推算PDE值建议
《原料药工厂中清洁验证指南》一文中的NOEL 的单位是mg/天，而不是上文公式中的 mg/kg/天 LD50计算NOEL的公式：NOEL=LD50×70/2000，公式中的70是欧洲人的评价体重 如果需要用LD50计算NOEL用于计算PDE，推荐公式应该是NOEL=LD50/2000 （见参考文献） 不推荐在基因毒物质研究中使用
4.药品杂质毒性判别方法 5.药品杂质研究限度策略 6.药品杂质风险评估的分析方法建立策略
1.药品杂质研究的法规依据
杂质是指药物中存在的无治疗作用或者影响药物的稳定性、疗效，甚至对人体的健康有害的物质 产品质量重点关注杂质：工艺杂质、 降解杂质 安全性重点关注高毒性杂质：致癌、致突变类杂杂质 中国药典、美国药典、欧洲药典、日本药典等各国药典
在检索剂量数据前需要全面检索该物质是否有致癌致畸性，例如氯乙酸CPDB数据TD50显示阴性 盐酸盐的药物在重结晶过程中的接触醇类容易产生氯代烷烃，单一卤代物在M7中有36ug/day指导规则 关注环氧丙醇、环氧氯丙烷、3-氯-1,2-丙二醇三者之间的转化关系 毒性数据会被不断的更新，更多的研究数据会被不断的上传
已知杂质研究策略讨论 结构已知的杂质研究：起始物料及其已知杂质、中间体、试剂、反应副产物、降解产物
根据工艺路线梳理出产品待研究的杂质清单 进行毒性杂质评估分类：文献报道、软件预测 根据各国药典及ICH Q A\B\C规则分别建立有关物质和溶剂残留方法 建立满足专属性和灵敏度的方法（LOQ<30%限度浓度），收集多批次API中目标杂质含量 基于已有的有关物质方法和溶剂残留方法，增加供试品浓度或改变检测器 基于杂质检出情况制定杂质添加实验，考察工艺的杂质的去除能力 基于杂质分类、毒性评估、产品检出情况制定方法学验证策略及产品控制策略
1 2
药物杂质的控制限度计算（ICHQ3&M7） 新药与仿制药研究策略有显著差异
原料药 Q3A
最大日剂量 ≤2g 报告限度 0.05% 鉴定限度 界定限度
0.10%或1.0mg（取最小值） 0.15%或1.0日剂量 鉴定限度 限度 最大日剂量 界定限度 限度
1 5
药品杂质引入风险评估
需要重点做风险评估工作 常见已知杂质引入途径
起始物料及已知杂质 中间体 试剂&溶剂&催化剂 反应副产物、 降解杂质
常见未知杂质引入途径
起始物料引入未知杂质、 起始物料杂质产生的杂质、 生产设备引入的杂质 包材浸出物杂质 环境引入杂质（生产用水等）
环境污染引入
②
杂质毒性分类判定 致癌、致突变
已有研究的文献报道
警示结构提示
计算机模拟毒性评估 体外点突变和染色体畸变试验 动物毒性评估
关于PDE法与TTC法 PDE法
适用于有阈值效应的遗传毒性杂质；已有证据表明，该物质 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。
F1：种属之间的换算系数，代表由物种差异推导的变异系数，与体表面积相关 F1=5:从大鼠剂量推断人用剂量的系数；F1=12:从小鼠剂量推断人用剂量的系数 F1=2:从狗剂量推断人用剂量的系数；F1=2.5:从兔剂量推断人用剂量的系数 F1=3:从猴子剂量推断人用剂量的系数；F1=10:从其他动物剂量推断人用剂量的系数 对于三乙胺，上述LD50是以大鼠为试验得来的数据，所以F1=5。 F2：代表个体间的变异系数，其值为F2=10； F3：为短期接触急性毒性研究的可变系数： F3=1，研究时间至少为动物寿命的一半（鼠、兔1年，猫、狗、猴7年） F3=1，器官形成的整个过程的生殖研究 F3=2，对啮齿类动物６个月研究或非啮齿类动物3-5年的研究 F3=5，对啮齿类动物３个月研究或非啮齿类动物２年的研究 F3=10，更短时间的研究。 在所有情况下，对研究时间介于上述时间点之间的研究，应用较大的系数， 如对啮齿类动物９个月毒性研究，其系数用２。以上大鼠经口的LD50值为 急毒数据，根据欧盟数据经验，这个研究时间在3-6个月之间，因此，F3=5。 F4：产生严重毒性情况的系数，如非遗传致癌毒性、神经毒性或致畸性，研 究生殖毒性时，用以下系数： F4=1 与母体毒性有关的胎儿毒性; F4=５ 无母体毒性的胎儿毒性 F4= ５ 受母体毒性影响的致畸反应; F4=10 无母体毒性影响的致畸反应 因 为三乙胺为非严重毒性，所以这里F4=1。
关于PDE法与TTC法 TTC法
无阈值效应的遗传毒性杂质；引入了毒理学关注的阈值 （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 下进行的致癌性实验数据线性外推倒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1.5ug， 那么患者因服药导致癌症发生的额外风险可以忽略不记。
杂 质 研 究 相 关 法 规
ICH Q3A(R2): 新型原料药中的杂质问题 (2006.10)
ICH Q3B(R2): 新型药品中的杂质问题 (2006.06) ICH Q3C(R6):杂质：残留溶剂的指导原则 (2016.10) ICH Q3D:元素杂质的指导原则 (2014.12) ICH Q11:原料药开发和生产（化学实体和生物技术生物实体药物）(2012.05) ICH M7(R1):评估和控制药物中DNA 反应性（致突变）杂质以限制潜在的致癌风险 (2017.03) 化学药品注射剂与包装材料相容性研究技术指导原则（塑料、玻璃、弹性体密封件）
>2g 0.10% >2g 0.15%
限度=PDE/日最大剂量
限度=TTC/日最大剂量 由ppm推算NOEL （ICH Q3C） 由LD50推算NOEL
1 3
其他
PDE=TD50*体重/50000 PDE=NOEL*体重/(F1*F2*F3*F4*F5)
PDE法计算限度实例(以三乙胺浓度限度计算为例) （错误案例解析）
3.药品杂质来源途径分 析
按来源
路线 1 线2 路线3 路 A+B
SI 溶剂杂质
RI 试剂杂质
溶剂1，催化剂
C
溶剂2，试剂
• 工艺杂质
• 降解杂质
(A’) 时间、温度、pH… (C’)
A，B=起始物料 C =中间体 R =试剂/催化剂 DS =药用辅料 A’ =潜在的起始物料杂质产生C’和DS’
(BP1,BP2 …)
• • • • • •
F5：一个可变系数，用在无毒性反应的剂量（NOEL）值时
F5 = 1 for a NOEL ； F5 = 1-5 for a NOAEL ；F5 = 5-10 for a LOEL；F5 = 10 for a Lowest-observed-adverse-effect level (LOAEL) 因为NOEL已经确定，所以这里F5=1。当研究没有区分NOAEL和NOEL，且依据确定的PDE值选择剂量时毒性不被认为是“副作用”，则使用 F5 等 于1 ，NOAEL用于多数元素的口服PDE值设定 1 。 4
常见报道高毒性杂质 具有警示结构杂质
1 0
药物杂质致癌致畸信息获取来源
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）
毒理学实验
毒理学计算软件
各类毒理学数据库
加利福尼亚州65号提案(安全饮用水和有毒物质强制法令)
推荐在包材研究的剂量计算中使用
参考文献： D.W. Layton;B.J. Mallon;D.H. Rosenblatt;M.J. Small Deriving allowable daily intakes for systemic toxicants lacking chronic toxicity data. Regulatory Toxicology &Pharmacology ,1987 ,7 (1) :96-112
欧洲化学品管理局（ECHA）
已有文献报道
获取TD50、NOEL、ADI、PMTDI NOEL值与致癌致畸没有必然联系 查询的毒性研究文献全面性以及毒性 实验数据的解读需要专家的确认
1 1
常见物质的PDE数值举例
Name 氯甲烷 氯乙烷 氯异丙烷 氯乙酸 甲醛 乙醛 丙二醛 环氧丙醇 环氧氯丙烷 3-氯-1,2-丙二醇 1,3-二氯-2-丙醇 CAS 74-87-3 75-00-3 75-29-6 79-11-8 50-00-0 75-07-0 542-78-9 556-52-5 106-89-8 96-24-2 96-23-1 PDE(ug/day) 1361 1810 55500 3000 1.35 or 10000 153 122 4 2.96 PMTDI ：4ug/kg/day 10 Note ICH M7 ICH M7 ECHA ECHA/CPDB CPDB/ICH M7 CPDB CPDB（钠盐） ICH M7 CPDB（TD50） WHO/FAO NTP
基于风险评估的药物杂质研究分析方法开发策略 & 杂质研究常见问题解析 汇报人：杨爔炎 2019.03
一、药品杂质研究评估策略
提纲
二、痕量杂质定量分析方法的建立 三、案例分析与讨论
四、未知杂质分离鉴定案例分析
一、药品杂质研究评估策略
1.药品杂质研究的法规依据 2.药品杂质评估一般步骤
3.药品杂质来源途径分析
三乙胺在ICH Q 3C中属于三类溶剂，限度： 0.5