2020年基因毒性杂质研究情况

药品中基因毒性杂质研究情况2020.11.18目录基因毒性杂质的法规分析

基因毒性杂质的定义及警示结构分类

基因毒性杂质的软件预测及Ames实验

基因毒性杂质的限度和控制策略

基因毒性杂质的分析方法药物中亚硝胺类杂质评估要求EMA的有关指南特写2006年首先颁布了《基因毒性杂质限度指南》最终版，并自2007年1月1日起正式实施；并在2008年由CHMP安全工作组(SWP)发布Q&A，对指南中的一些问题进行了澄清和确认。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ICHQ3不足；引入了毒理学关注阈值(TTC)的概念和阶段化TTC限度；除了少量强基因毒性化合物外，将TTC设定为每日1.5μg摄入量即可提出了遗传毒性杂质可接受性评估的决策树；多个基因毒性杂质的控制。ICH鉴定限度和基因毒性杂质评估的关系FDA的有关指南特写2008年12月正式签发：原料药和制剂中遗传毒性和致癌性杂质：《推荐方法（2018）》继EMEA指南发表的，适用于美国业界的文件，内容和EMEA指南基本一致主要内容包括：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针对已知或可疑的潜在基因毒性和致癌杂质的安全认证提供了具体建议上市申请和临床研究申请的可接受限度草药和草药制剂中基因毒性杂质评估指南ICH针对GTI的行动

FDA指南草案和EMEA指南在关键原则方面保留大部分相似，如认可阶段化TTC限度和使用SAR评估方法，不过也存在一些显著差异。如FDA建议引入不同患者群的下限，特别是儿童群；对于任何高于ICH鉴定限度的杂质，不论其是否具有警示结构，均应对分离的杂质进行特定的基因毒性测试；对于EMEA在Q&A中修改的避免和ALARP(aslowasreasonablypractical；“最低合理可行”），FDA并不采纳，而是直接套用EU指南；在阶段化TTC应用中，FDA支持延伸120μg·d-1的限度应用到非常短(不到14d)的研究中，等等。同时满足欧美两个不同的指南，对企业来说是个挑战。因此ICH着手制订关于基因毒性杂质的指南M7，最新的版本是2017.05.13发布的ICHM7_R1及其附录ICHM7适用范围适用于：为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用之前已经批准上市的制剂中的同种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限度增加；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限度增加；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。化学合成的，首次使用的辅料。ICHM7适用范围不适用于：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；放射药物；发酵产品；草药制品；动物或植物来源的粗品ICHS9中所定义的晚期癌症用原料药和制剂已上市药物中所用的辅料、调味剂、着色剂和香料药物包材中的可浸出杂质，但如有必要，可使用指南中概述的安全风险评估原则。ICHM7上市产品应考虑的问题上市后变更——原料药研发、生产、控制范围：包括合成路线、试剂、溶剂、工艺条件发生变更时。需评估：受变更影响有新的诱变性杂质产生；受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杂质升高不建议评估：不受变更影响的杂质不需评估：原料药、中间体、起始物料的生产场所发生变更；原料药供应商发生变更上市后变更——制剂研发、生产、控制范围：涉及制剂（如成分、生产工艺、剂型）变更时。需评估：所有新的诱变降解物；已有诱变性降解产物更高的可接受标准；上游步骤中的已知诱变杂质升高不建议评估：原料药未发生变更不需评估：制剂生产场所变更ICHM7上市产品应考虑的问题上市后药品临床使用变更已上市药品临床应用变更包括：重新评估诱变杂质限度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可能不再适当④使用新的给药途径⑤扩大使用患者群包括孕妇或小儿已上市药物的其他需要考虑问题

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

新的杂质被确知属于第一类或第二类诱变性杂质基因毒性杂质的定义直接损伤DNA

在很低的水平下产生基因突变或体内诱变

具有致癌的可能或者倾向亲电致癌论：几乎所有的化学致癌过程都是亲电活性物质与生物体内的亲核性物质发生反应的结果DNA的亲核基团：碱基上的氮碱基上的氧磷酸酯骨架基因毒性杂质的来源基因毒性杂质是从化学试剂、化学合成与反应作用而来，涉及到合成工艺流程的方方面面，以及药品本身稳定性伴随的可能的降解，是一个极其复杂的过程问题。API中基因毒性杂质的来源是多方面的：从原料和反应物的化学作用形成的、并且和最终产物的构造与副反应产物结构相似相关（较为容易鉴定）；从催化剂、试剂(不参与API构建)、反应溶剂以及产物降解带来的（不易鉴定）。来源反应物起始物料试剂副产物降解催化剂溶剂警示结构含芳香环或芳杂环警示结构警示结构警示结构警示结构警示结构基因毒性杂质的分类第一类：已知的、具有诱变性和致癌性的杂质第二类：已知的、具有诱变性、但致癌性未知的杂质第三类：警示结构（与原料药结构无关）、诱变性未知的杂质第四类：警示结构（与原料药结构有关）、经测试无诱变性第五类：无警示结构，或警示结果有数据证明其无诱变性和致癌性制药企业对基因毒性杂质的研究现状缺陷情况第一条：缺少关键物料的杂质讨论，关键物料是起始物质、中间体，需要讨论的杂质包括有关物质、溶剂、试剂等，应根据相关指南讨论基因毒性杂质与重金属残留。第二条：起始物质不能被接受，其中包括起始物质的工艺描述不够详细。起始物质的工艺描述应能体现基因毒性物质的引入或产生的信息。第三条：缺少基因毒性杂质的讨论，或者讨论不够充分。应根据相应指南充分讨论基因毒性杂质的控制，在设定潜在基因毒性杂质限度时，应同时考虑重金属、试剂残留、一类溶剂残留等杂质。基因毒性杂质的风险评估理论分析有否有存在或产生基毒杂质的可能性（包括工艺与降解杂质）基毒杂质产生可能性及其残留可能性的大小1.基因毒杂质产生点到成品API的步骤（分离或纯化步骤）2.去除率(PurgingFactor)起始物料、中间体、试剂、溶剂本身是否有警示结构，以及它们在反应中形成基因毒杂质的可能性起始物料、中间体、试剂、溶剂的工艺与降解杂质是否有警示结构，以及它们在反应中形成基因毒杂质的可能性。基因毒性杂质的控制策略方法1：原料药质量标准中控制在可接受限度以下根据ICHQ6A，方法1控制方式可以适用定期检测。如果原料药中的诱变性杂质在至少6个连续的中试批次或3个连续的生产批次中，测得结果均低于可接受限度的30%，则可以论述进行定期检测。如果不满足该条件，则建议对原料药进行常规检测。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楚过程根据实验室研究，原料药中杂质在可接受限度的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）理化性质如反应活性、溶解性、挥发性、电离度等分析适用于本质上来说不稳定的杂质（二氯亚砜等）以及在合成路线早期引入但已被有效清除的杂质基因毒性杂质的控制策略方法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在原料、起始物料或中间体的质量标准中包括对杂质的检测，或作为中控检测同时制订一个高于原料药中可接受限度的质量标准，采用适当的分析方法，配合经过证明毒性认识，在后续工艺中被清除的知识，并对后续工艺进行控制，保证原料药中的该杂质残留水平低于可接受限度，不需要在后续工艺中再行检测。当实验室级试验（鼓励采用加样试验）数据，必要时可以采用中试生产或商业批次数据加以支持，显示原料药中杂质水平低于可接受限度的30%时，可以采用该方法基因毒性杂质的控制策略方法3：举例差2步到原料药时，生成了中间体X，杂质A在中间体X中常规检出。杂质A是一个稳定的化合物，会被带入原料药在实验室中，将杂质A以不同浓度加入中间体X，发现即使在1.0%水平时，也能降到根据TTC制订的限度的30%以下。由于中间体X的形成离原料药只有2步，杂质A在中间体X中的水平相对较高，因此另外又通过检测不同中试规模批次中，原料药里的杂质A水平确认了工艺清除水平，获得的结果为根据TTC制订的限度的30%以下。因此，对中间体X中杂质A控制在1.0%水平是可以接受的，不需要在原料药标准中对该杂质进行检测工艺清除水平可以通过加标试验或理论计算清除因子来判断清除因子的理论计算可参考文献：Org.ProcessRes.Dev.2013,17,221−230基因毒性杂质的控制策略方法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）对工艺参数和残留杂质水平（包括致命性和清除知识）影响有了解，确信原料药中的杂质一定会低于可接受限度；建议该杂质不需要进行分析测试（例如，不需要将杂质列在任何质量标准中）在很多情况下，只需要根据科学原理对该控制方法进行论述就可以了。科学风险评估要素可以用来论证第4种方法第4种方法特别适用于不稳定的杂质，以及那些在合成路线早期引入，但已被有效清除的杂质方法4：举例-高活性杂质氯化亚砜是一种高活性化合物，具有诱变性。该试剂在一个5步合成的第1步中使用。在合成过程中，使用了大量的水。由于氯化亚砜遇水即发生反应，因此不可能有氯化亚砜残留在原料药中。这时适用第4种控制方式，而不需要提交任何实验室或中试数据。合成工艺对于基因毒性杂质的控制-QbD避免高风险的反应、试剂、溶剂，避免在工艺后期采用一锅法，尤其是可能含有基因毒性杂质的步骤控制基因毒性杂质的直接生成或通过分解产生熟悉杂质的走向及清除机制基因毒性杂质的研究、排查与控制策略图Durationof

t基因毒性杂质的限度计算

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≤1基因毒性杂质的限度计算致癌性物质的每日可摄入量AI=TD50/50,000x50kgThelowestTD50valuewasselectedfortheAIcalculationLinearlyextrapolatedtoa1in100,000excesscancerriskTD50/TD25ValuesCPDB1547—基因毒性杂质的限度计算药物中的亚硝胺事件持续发酵2018年7月高血压药物缬沙坦检测出含有微量的NDMA2018年9月缬沙坦药物产品中有3批除存在NDMA外还检测出NDEA2019年3月氯沙坦钾片药物产品中检测出NMBA2019年9月美国FDA发布公告称，多个品牌生产的雷尼替丁中含有NDMA2019年12月“神药”二甲双胍中发现NDMA超标2020年4月FDA要求所有雷尼替丁产品撤市DNA突变的作用机理NDMA作为基因毒性杂质的特殊关注队列，在药品中有着极其严格的控制标准人每日摄入量不得超过96ng/day（按照十万分之一的致癌概率）导致突变的主要原因是两方面：代谢得到活性烷基导致大分子（DNA或者蛋白质）烷基化是产生遗传毒性和致癌性的主要原因代谢得到的小分子醛会进一步和DNA结合造成额外的损伤