基因毒性杂质控制

1、质量管理部 分析三室2016年6月 杂质杂质按照毒性按照毒性分为分为一般杂质和毒性杂质。一般杂质和毒性杂质。基因毒性杂质基因毒性杂质是一类可与是一类可与DNADNA反应，造成反应，造成DNADNA损伤，在损伤，在很很低水平下即可诱发低水平下即可诱发基因突变基因突变，并可能，并可能致癌致癌的杂质。的杂质。PGIs（potentially genotoxic impurities 潜在基因毒性的杂质）GIs（ genotoxic impurities 基因毒性杂质） 杂质谱分析时要特别关注！杂质谱分析时要特别关注！ 基因基因毒性杂质的控制是药品质量关注的重点！毒性杂质的控制是药品质量关注的重点！

2、对业界和监管部门是一个巨大的挑战！对业界和监管部门是一个巨大的挑战！EMEA、FDA及及ICH均相继发布了关于遗传毒性均相继发布了关于遗传毒性和致癌性杂质相关的指导原则。和致癌性杂质相关的指导原则。原料药原料药及制剂杂质及制剂杂质评估评估 (Drug substance and drug product impurity assessment M7 第第4页页 ) 合成合成工艺杂质：工艺杂质：l 起始起始物料、中间体中检出的杂质物料、中间体中检出的杂质；（杂质谱分析！）；（杂质谱分析！）l 从从起始物料至成品整个路线中可能的反应副产物起始物料至成品整个路线中可能的反应副产物；（杂质谱分析！）；

3、（杂质谱分析！）l 长长路线早期的部分杂质或许可以忽略；（反应步骤！）路线早期的部分杂质或许可以忽略；（反应步骤！）l 基于基于风险角度提供依据说明工艺路线中哪个节点后的杂质应作致突变性风险角度提供依据说明工艺路线中哪个节点后的杂质应作致突变性评价；（反应步骤！）评价；（反应步骤！）l 工艺工艺后期步骤使用的起始物料，应对该起始物料最后一步合成涉及的基后期步骤使用的起始物料，应对该起始物料最后一步合成涉及的基因毒性杂质进行评估。（反应步骤！因毒性杂质进行评估。（反应步骤！） 降解降解杂质杂质u 实际实际检出杂质：长期稳定性及制剂过程检出杂质：长期稳定性及制剂过程中检出的报告中检出的报告限度以上

4、杂质（限度以上杂质（ICH Q3A/B ）；u 潜在潜在杂质：加速试验及光照杂质：加速试验及光照试验检出的鉴定试验检出的鉴定限限以上杂质，长期未以上杂质，长期未确认确认。Group1:Aromatic Groups(芳香族化合物）:NAOHN-Hydroxyaryls N-羟基苯胺NAAON-Acylated aminorryls N-酰化氨基苯NO+_Aza-aryl N-oxides氮杂芳基N-氧化物NAAAminoaryls and alkylated aminoaryls芳香胺和烷基取代的芳酰胺Group 2:Alkyl and Aryl Groups(烷烃和环烷烃类化合物）AHOAl

5、dehydes 醛NAAOHN-MethylolsN-亚甲基醇NAANON-Nitrosamines N-亚硝基胺ANO2Nitro compounds 硝基化合物OANH2OCarbamates氨基甲酸类OAAEpoxides环氧丙烷HNAAAziridines氮丙啶类OCO(S)Propiolactones 环丙酯NHalogen(S)N or S Mustards 卤代乙胺NNRAAAHydrazines and azo Compounds肼和偶氮化合物Group 3:Heteroatomic Groups(含杂原子化合物）EWGMichale-reactiveAcceptors迈克尔加

6、成反应受体POORSOORAlkyl Esetrs of Phosphonates or Sulfonates 膦酸酯或者磺酸酯HalogenHalo-alkenes卤代烯烃AHalogenPrimary Halides烷烃和环烷烃卤代物A为烷烃基、芳香基或H；EWG为吸电子取代基，如氰基、羰基或酯基等。基因毒性的警示结构不只限于以上所列，进一步了解可参见:马磊,马玉楠等.遗传毒性杂质的警示结构 .中国新药杂志 ,2014，23(18) :210611分类分类定义定义建议的控制方法建议的控制方法1已知的有致突变致癌性物质已知的有致突变致癌性物质 化合物特定限度或以下化合物特定限度或以下2已知有

7、致突变性但致癌性未知已知有致突变性但致癌性未知的物质（细菌突变试验阳性，的物质（细菌突变试验阳性，无啮齿动物致癌数据）无啮齿动物致癌数据）TTC限度或以下限度或以下3含警示结构的物质，与含警示结构的物质，与API结构结构无关，无致突变性数据无关，无致突变性数据TTC限度或以下；或进行细菌致限度或以下；或进行细菌致突变性试验。突变性试验。如果无致突变性如果无致突变性=第第5类；类；如果有致突变性如果有致突变性=第第2类。类。4所含警示结构与活性成份（所含警示结构与活性成份（API）相同，或与已证实无基因毒性相同，或与已证实无基因毒性原料药结构相关化合物的警示原料药结构相关化合物的警示结构相同结构

8、相同按一般杂质控制按一般杂质控制5无警示结构，或有充分的数据无警示结构，或有充分的数据证明其警示结构无致突变性证明其警示结构无致突变性按一般杂质控制按一般杂质控制lTTCTTC仅适用于分类仅适用于分类2 2和和3 3，分类，分类1 1应采用杂质特定限度应采用杂质特定限度, ,一般不用一般不用TTCTTC；l分类分类2 2杂质还杂质还分类分类3 3可单用杂质进行细菌致突变试验（可单用杂质进行细菌致突变试验（AmesAmes），如为阴性则解除对警示结构的关注，无），如为阴性则解除对警示结构的关注，无需进一步评估基因毒性；需进一步评估基因毒性；l可进一步进行体内（可进一步进行体内（in vovoin

9、 vovo）致突变试验，根据结果制定杂质的特定限度。）致突变试验，根据结果制定杂质的特定限度。1、毒理学关注阈值毒理学关注阈值（a threshold of toxicological concerna threshold of toxicological concern；TTCTTC）未作研究（毒理学方面）的化学物质可接受的摄入水平，基于未作研究（毒理学方面）的化学物质可接受的摄入水平，基于TTCTTC水平控制下，致癌或其他毒性风险可以忽略。水平控制下，致癌或其他毒性风险可以忽略。原料药原料药及制剂致突变杂质及制剂致突变杂质TTCTTC值：值：1.51.5g/ /日日。强致癌性物质（强致癌性

10、物质（cohort of concerncohort of concern）如黄曲霉素类似物、）如黄曲霉素类似物、N-N-亚亚硝基和烷基硝基和烷基- -偶氮氧化物除外，这类化合物可接受的限度应显著偶氮氧化物除外，这类化合物可接受的限度应显著降低。降低。赖祖亮小木虫2 2、致癌风险控制水平、致癌风险控制水平TTCTTCv TTC TTC是一个假设性概念，控制肿瘤发生风险水平为是一个假设性概念，控制肿瘤发生风险水平为 1 1：100000100000，即十万分之一；，即十万分之一；v 基于平均每日基于平均每日1.5g1.5g的摄入水平，且终生的摄入水平，且终生（以（以7070年计）年计）暴露；暴露

11、；v 是指累积剂量，摄入总量是指累积剂量，摄入总量： 1.5 g/day x x7070365 365 days=38.3 days=38.3 mg mg 3 3、举例举例如下：如下：例例1 1：瑞戈非尼瑞戈非尼(Regorafenib)(Regorafenib)加拿大加拿大审评报告中，一个审评报告中，一个中间体中间体AmesAmes结果阳性，大鼠肝慧星致突变试验确立结果阳性，大鼠肝慧星致突变试验确立NOELNOEL（无反应剂量（无反应剂量水平），提示水平），提示每日最大摄入该杂质为每日最大摄入该杂质为0.0027mg/kg0.0027mg/kg，如果体重按，如果体重按50kg50kg计，则摄

12、入量为计，则摄入量为0.00270.002750=0.135mg50=0.135mg；瑞戈非尼日最大用量为；瑞戈非尼日最大用量为160mg160mg，故可推测，故可推测其标准中该杂质限度为其标准中该杂质限度为0.00270.002750kg/160=0.084%50kg/160=0.084%，即，即840ppm840ppm。（显著大于基于。（显著大于基于TTCTTC水平的约水平的约9ppm9ppm限度）限度）文献：文献：STIVARGA regorafenib tablets 40mg PRODUCT MONOGRAPH 第第3636页页3 3、举例如下、举例如下例例2 2： 恩杂鲁胺恩杂鲁胺

13、FDAFDA审查审查资料列出三个资料列出三个有警示结构杂质的化学名和基因毒性的实验有警示结构杂质的化学名和基因毒性的实验代号，但没有提供实验代号，但没有提供实验结果结果；日本日本的公开资料中则有实验代号和的公开资料中则有实验代号和结果；结果；通过对比实验代号的一致性，获知这通过对比实验代号的一致性，获知这几个杂质几个杂质的试验结果的试验结果为为阴性。阴性。 上述条件满足分类上述条件满足分类3 3。结论：按一般杂质控制结论：按一般杂质控制。 需充分检索和对比文献后，确定控制策略！需充分检索和对比文献后，确定控制策略！ 4 4、基因毒性杂质（分类基因毒性杂质（分类1 1、2 2和和3 3）的限度的

14、限度 （Risk characterization M7 第第7页页） （1 1）基于）基于TTCTTC的控制的控制 一般为长期用药（一般为长期用药（1010年）、杂质无致癌性数据（分类年）、杂质无致癌性数据（分类2 2和和3 3）；）； 杂质杂质控制水平为控制水平为1.5g/ /日日； （2 2）特定限度）特定限度控制策略控制策略计算：计算：已知致癌活性（如半数已知致癌活性（如半数致癌致癌剂量剂量TDTD5050），线性外推可接受限度，按十万分之），线性外推可接受限度，按十万分之一风险计算，一风险计算，TDTD5050/50000/50000，据此计算限度，据此计算限度( (见第见第1616

15、页，页，note4,note4,环氧乙烷环氧乙烷) )；参考：参考：如如有化学结构相似，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，可参考计算限度及支持数据前提下，可参考计算限度；计算：计算：如前例，已知如前例，已知NOELNOEL，计算杂质的，计算杂质的PDEPDE，结合每日最大用药剂量计算限度；，结合每日最大用药剂量计算限度；根据根据毒理学试验数据（毒理学试验数据（NOEL或或LOEL）计算允许日暴露量）计算允许日暴露量（permitted daily exposure, PDE）公式中公式中F1F5因子的取

16、值因子的取值F1: 物种间的差异（大鼠取物种间的差异（大鼠取5，小鼠取，小鼠取12）；）；F2: 考虑人个体间的差异，一般固定取值考虑人个体间的差异，一般固定取值10；F3: 暴露时间，取值范围暴露时间，取值范围110；F4：毒性反应的严重程度，取值范围：毒性反应的严重程度，取值范围110；F5: NOELF5: NOEL的剂量确立取值的剂量确立取值1 1，仅，仅LOELLOEL剂量确立取值剂量确立取值1010。 详详见见ICH Q3C.ICH Q3C.4 4、基因毒性杂质基因毒性杂质的限度的限度（3 3）非非终生暴露（终生暴露（Less than lifetime,LTLLess than

17、lifetime,LTL）的控制）的控制 采用采用Staged TTC ApproachStaged TTC Approach单个基因毒性杂质单个基因毒性杂质可接受摄入量可接受摄入量 间隔给药按实际给药天数计，例：某药治疗期间隔给药按实际给药天数计，例：某药治疗期2 2年，每周给药一次，年，每周给药一次，2 2年实际给药年实际给药104104天，处于天，处于112月期间段月期间段，限度为，限度为20g/dayg/day； 治疗期治疗期1月月1-12月月1-10年年10年至年至终生终生日摄入量日摄入量（g/day）12020101.54 4、基因毒性杂质基因毒性杂质的限度的限度 （4 4）多个基

18、因毒性杂质的）多个基因毒性杂质的控制控制多个基因毒性杂质多个基因毒性杂质可接受摄入可接受摄入量量上上表只适用于表只适用于原料药有原料药有3个或个或3个个以上分类以上分类2或或3杂质杂质。（结构（结构相似，推测基因相似，推测基因毒性作用方式及分子毒性作用方式及分子靶靶向相同的杂质推荐总量为向相同的杂质推荐总量为1.5微克微克/天，或根据情形进行天，或根据情形进行说明说明 EMEA Questions and answers on the Guideline on the limits of genotoxic impurities 问题问题7）； 特定特定限度杂质限度杂质或分类或分类1的的杂质杂

19、质不计入总不计入总限度限度； 制剂中制剂中降解产物单独降解产物单独控制，控制，不计不计入总入总限度限度； 复方制剂每个活性成分分别控制复方制剂每个活性成分分别控制。 治疗期治疗期1月月1-12月月1-10年年10年至年至终生终生日摄入量日摄入量（g/day）120603054 4、基因毒性杂质基因毒性杂质的限度的限度 （5 5）方法中的例外和灵活情形）方法中的例外和灵活情形 较高暴露于较高暴露于其它其它来源，来源，如食品如食品或内源性代谢物或内源性代谢物（如（如甲醛）甲醛）。 严重严重疾病；疾病； 预计预计生生存期较短；存期较短； 迟迟发性慢性发性慢性疾病疾病； 可选择的可选择的治疗治疗方法方

20、法有有限。限。以上情形往往可适当提高可接受限度。以上情形往往可适当提高可接受限度。 要要了解治疗的适应证、治疗患者人群和临床治疗的可选了解治疗的适应证、治疗患者人群和临床治疗的可选方法！方法！（1 1）工艺杂质控制）工艺杂质控制 方法方法1 1：原料药质量标准中控制在可接受限度以下：原料药质量标准中控制在可接受限度以下 至少连续至少连续6 6批中试或连续批中试或连续3 3批放大检出低于限度批放大检出低于限度30%30%以下，可周期性检验。以下，可周期性检验。 方法方法2 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；：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； 方法方法

21、3 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；：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； 明确明确杂质的去向及清除过程；杂质的去向及清除过程； 根据根据实验室研究，成品残留在可接受限度的实验室研究，成品残留在可接受限度的30%30%以下（推荐以下（推荐加标试验加标试验）；）； 必要必要时有中试或商业化批数据支持。时有中试或商业化批数据支持。 方法方法4 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：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）药中残留在可接受限度以下，不需检测（不定入任何标

22、准）。 理化性质如反应活性，溶解性、挥发性，电离度等分析。理化性质如反应活性，溶解性、挥发性，电离度等分析。 方法方法3：案例：案例1（M7 第第24页页 case1） a、中间体中间体X距原料药尚有距原料药尚有2步反应步反应，标准定入标准定入杂质杂质A，杂质杂质A化学性质稳定；化学性质稳定； b、将将杂质杂质A以不同浓度加入中间体以不同浓度加入中间体X进行进行加加标试验标试验，达达1%水平能持续从原水平能持续从原 料料药中药中去除去除至至限度限度的的30%以下以下； c、中试中试规模多规模多批次批次成品成品杂质杂质A结果低于基于结果低于基于TTC限度限度的的30%以下以下； 结论：结论：中间

23、体中间体X标准标准中中杂质杂质A控制控制限度限度1.0%可接受，可接受，原料药标准原料药标准不再不再检检测测。方法方法3：案例：案例2（M7 第第2425页页 case2） 根据根据加样研究获得的预期加样研究获得的预期清除清除率率a、一一个个5步合成步合成工艺，工艺，起始物料起始物料Y 在第在第3步引入步引入，物料，物料Y标准中定入基因毒性标准中定入基因毒性杂质杂质 B，控制限度为，控制限度为0.1%；b、为确定为确定0.1%限度限度是否是否可接受可接受，进行实验室清，进行实验室清除研究试验除研究试验。将杂质将杂质B以以不同不同 浓度浓度（最高（最高10%）加入起始物料）加入起始物料Y进行加标

24、试验；进行加标试验；c、试验、试验得到最后得到最后3步步的的清除清除因子因子500，推算，推算起始起始物料物料Y含杂质含杂质B为为0.1%时时，成成 品中残留品中残留低于低于2ppm，d、成品基于、成品基于TTC的可接受限度为的可接受限度为50ppm。 结论：结论： 起始起始物料物料Y中杂质中杂质B控制限度控制限度0.1%可接受，可接受，不不需需提供提供中试中试及及商业商业化化 批批数据。数据。案例案例3：关于结构相似的基因毒性杂质的控制（芳：关于结构相似的基因毒性杂质的控制（芳硝基位置硝基位置异构体异构体 杂质杂质）； 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

25、低。案例案例4：高反应活性基因毒性物质（二氯亚砜）。：高反应活性基因毒性物质（二氯亚砜）。 根据反应活性不可能残留。 上述案例详见M7 第25页： 附 关于杂质限度的界定方法 在满足以下1或多种条件视为得到界定（制剂同原料药）(1) The observed level and proposed acceptance criterion for the impurity do not exceed the level observed in the reference listed drug product. 杂质的检测水平及拟定限度不超过参比制剂的测得水平；(2) The impurity

26、is a significant metabolite of the drug substance. 杂质为原料药的重要代谢物；(3) The observed level and the proposed acceptance criterion for the impurity are adequately justified by the scientific literature. 杂质的检测水平及拟定限度有充分的科学文献依据；(4) The observed level and proposed acceptance criterion for the impurity do not

27、 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。 摘自：FDA Guidance for Industry ANDAs: Impurities in Drug Substances 第4页 1 1、潜在基因毒性杂质的分析是否过度？、潜在基因毒性杂质的分析是否过度？ 2、 用用1.5g/日限度控制？仪器要求高（日限度控制？仪器要求高（HPLC或或GC）或过度控制；）或过度控制； 适应证？适应证？ 治疗周期？治疗周期？ 物化特性？物化特性？ 文献报道？文献报道？ 加标试验