关于基因毒性杂质的控制

药学评价


如果在合成路线、起始物料方面没有更好选择，则需要提供 一个正当的理由。就是物质中能引起基因毒性和致癌性的结 构部分在化学合成是不可避免的。 假如基因毒性杂质被认为是不可避免的，那么应该采取技术 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。 应该有合理的分析方法去检测和量化这些杂质的残留量。
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溴代异丙烷
联苯溴化物 联苯溴化物四氮唑 5-氰基苯酞 5-氨基苯酞 硝基化合物 氨基化合物 硫脲 对氟硝基苯 硝基吡格
15ppm
3.4ppm 4ppm 25ppm 25ppm 25ppm 25ppm 30ppm 30ppm 30ppm
氯吡格雷氢溴酸盐
是否检查了起始物料，如甲磺酸盐（苯磺酸 盐，对甲苯磺酸盐，羟乙基磺酸），中的烷 基磺酸酯或芳基磺酸酯杂质（如甲磺酸中的 EMS 和MMS）及相应的酰氯？是否有这些 杂质的适宜标准和验证过的方法？ 当被磺酸酯或相关物质所污染了的磺酸作为 起始物料用于药物活性成分时，是否能保证 药物活性成分中潜在基因毒性杂质不超过其 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。
原料药质量研究部2008～2010年度基因毒性杂质限 度验证列表：
序号 1 2 3 4 5 6 7 基因毒性杂质名称 保护基溴化物 邻氨基甲苯 间氨基甲苯 对氨基甲苯 邻硝基甲苯 叠氮酸 叠氮酸 杂质限度 15ppm 7.5ppm 7.5ppm 7.5ppm 7.5ppm 10ppm 10ppm 产品名称 氯沙坦钾 托拉塞米 托拉塞米 托拉塞米 托拉塞米 坎地沙坦酯 缬沙坦
关于基因毒性杂质的控制
华海药业原料药研发部 王鹏
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


在某些特定情况下，TTC值高于1.5 μ g/day 也是可以接受 的，比如药品的短期接触，即治疗某些生命预期在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会更高（比如在食品上）。有些基因毒 性杂质同时也是一种体内代谢产物，对它的评价也要以对代 谢产物的接受性为基础。 基因杂质的浓度限度以ppm为单位，公式如下： Concentration limit (ppm) = 1.5 μ g / daily dose
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保护基二溴物
氯沙坦钾二氯物 二溴二甲海因 联苯溴化物 联苯溴化物四氮唑 游离肼 叠氮酸 四丁基溴化铵 叠氮酸 对甲苯磺酸异丙酯 溴离子 对甲苯磺酸乙酯 氟苯 氯丙胺盐酸盐 对氟溴苯
15ppm
15ppm 15ppm 10ppm 12ppm 10ppm 15ppm 25ppm 10ppm 8ppm 229ppm 25ppm 15ppm 120ppm 50ppm
——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。
——基因毒性杂质卤代烃的风险评估
在氨基物盐酸盐使用醇类溶剂精制的时候， 基本都会产生卤代烃。 产生的条件和温度、水分、浓度、时间等有 关系。 对于控制低级卤代烃的方法可以参考控制甲 磺酸酯的相关建议。
必须要强调的是TTC是一个风险管理工具，它 使用的是概率方法，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 它的致癌的风险将不会高于1×10-5的概率。 所以TTC不能被理解为绝对无风险的保障。

有实验依据的TTC值的确认 有足够的（实验性的）证据来支持阀值界定 的基因毒性杂质
计算PDE* 是否为安全的 摄入量 是
否
控制在安全限度 以下
使用其他物料替代
否
基因毒性杂质 不能避免？ 是
不采取任何措施
降至合理水平
否
杂质残留是否 合理？ 是
Decision Tree
是 风险可以忽略或可 以接受
风险可以忽略
否
摄入剂量是否 超过TTC？ 是
限制使用或者拒绝 申请使用
否
摄入>1.5ug/day的 量是否可行？

毒理学评价

对于可接受风险水平的推导过程参见Q3C Note for Guidance on Impurities: Residual Solvents for Class 1 solvents。 附件三。
基因毒性杂质
有充分的证据用于 评价基因毒性的阀 值
由实验数据得到毒性 情况，eg： Ames检测阳性/ DNA反应活性

含有多个基因毒性杂质的评估



单个基因毒性杂质可以参考文献来确定。 多个基因毒性杂质（3个以下）积累的风险相对于 单个杂质的风险上升不大，可以忽略。 药物中含有3个基因毒性杂质，不管结构是否相似， 在法规 中是允许的（只要有充分的数据）。 存在四个以及以上的基因毒性杂质的时候，需要根 据实际情况考虑。

毒理学评价
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。
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
TTC的应用
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。 这一类高基因毒性的致癌物由黄曲霉毒素类 , N-亚硝基物类, 偶氮苯类等化合物构成，它们 不能用TTC值的方法来进行评价。对这些种类 的物质需要进行特殊的风险评价。

TTC的应用
药学评价Βιβλιοθήκη 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。


药物活性成分的生产是否涉及到在甲磺酸（或羟 乙基磺酸，苯磺酸，对甲苯磺酸）或相应的酰氯存 在的情况下，使用了低级脂肪酯，如甲醇，乙醇， 正丙醇或异丙醇的情况？如果是这种情况的话，甲 磺酸烷基酯或类似苯磺酯烷基酯和对甲苯磺酸烷基 酯的形成可能性是否已被降至最低？是否存在有效 的精制步骤？ 设备（特别是接触到磺酸试剂的设备）的清洗 程序是否涉及到低级脂肪醇的使用？ 是否有适宜的质量标准和已验证的分析方法可 以证实药物活性成分中的磺酸烷酯或磺酸芳基酯杂 质处于TTC以下？



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。


如在药物活性成分生产的最后一步合成步骤用到了磺酸 衍生物，应将其纳入风险分析。 是否对回收溶剂中磺酸酯类杂质（如，乙醇中的EMS， 甲醇中的MMS，异丙醇中的IMS） 的富集和残留进行了控 制？ 是否能排除以甲磺酸盐，羟乙基磺酸盐，对甲苯磺酸盐 或苯磺酸盐形式存在的药物的活性成分，或其相关制剂，在 储存过程中形成烷基或芳基磺酸酯？ 是否能排除以甲磺酸盐，羟乙基磺酸盐，对甲苯磺酸盐 或苯磺酸盐形式存在的药物活性成分在制成最终制剂的过程 中形成烷基或芳基磺酸酯，如在制粒过程中使用了醇？是否 有足够灵敏的的方法可以检测到制剂中的（处于TTC水平的） 这些杂质？
不能进行阀值鉴定的基因毒性杂质的可接受剂量
评价应该包括药学的和毒理学的评价。一般来说， 如果避免毒性是不可能的，那么药学的评价措施 应该以ALARP的 （ as low as reasonably practicable）控制水平为指导原则。
含有多个基因毒性杂质的评估
EMEA CHMP 结构不同的——单个杂质的限度应该小于1.5ug/day 结构相似的——杂质总和的限度应该小于1.5ug/day FDA（和EMEA类似） 单个杂质造成的癌症风险机率应该小于10-5 有相同作用机制的结构相似的杂质，其含量总和应该 参考1.5ug/day的限量进行评估。
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。
缬沙坦 缬沙坦 西酞普兰氢溴酸盐 西酞普兰氢溴酸盐 西酞普兰氢溴酸盐 西酞普兰氢溴酸盐 盐酸吡格列酮 盐酸吡格列酮 盐酸吡格列酮
原料药质量研究部2008～2010年度基因毒性杂质限 度验证列表：
18 19 20 酞嗪二酮 联苯溴化物 二甲海因 0.04% 10ppm 0.05% RP-氯沙坦钾 RP-氯沙坦钾 RP-氯沙坦钾
——基因毒性杂质磺酸盐的风险评估 甲磺酸烷基酯，如甲磺酸甲酯（MMS）和甲 磺酸乙酯（EMS），是甲磺酸与甲醇，乙醇， 或其它低级醇形成的酯。特别是在以甲磺酸 盐或甲磺酸酯形式存在的药物活性成分中或 其合成过程中用到了甲磺酸的药物活性成分 中，甲磺酸烷基酯会被视为潜在杂质。 在以羟乙基磺酸盐，苯磺酸盐和对甲苯磺酸 盐形式存在的药物活性成分中也会发现类似 的磺酸烷基酯或芳基酯污染。需说明出现这 些污染的风险。
对于这类有足够的证据来表明其基因毒性阀值的
化合物，可以参考“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）。
无实验依据的TTC值的确认
没有足够的（试验性的）证据来支持阀值 界定的基因毒性杂质