浅谈医疗器械遗传毒性试验

2/2浅谈医疗器械遗传毒性试验

2023-07-2710:47由于公众对遗传效应和致癌性的关注，遗传毒性试验已成为所有高风险医疗器械的监管要求。遗传毒性试验是指，采用哺乳动物或非哺乳动物细胞、细菌、酵母菌、真菌或整体动物测定试验样品是否会引起基因突变、染色体结构畸变以及其他DNA或基因变化的试验。

根据GB/T16886.1-2022(ISO10993-1:2018)，以下几类接触风险的产品需要考虑进行遗传毒性检测：遗传毒性试验主要检测两类主要的遗传损伤：基因突变（点突变）和染色体损伤（结构畸变、数目畸变）。通常进行一组体外试验，常用的试验组合包括：

细菌回复突变试验（Ames试验）+体外哺乳动物细胞染色体畸变试验（CAA试验）；

细菌回复突变试验（Ames试验）+体外小鼠淋巴瘤细胞试验（MLA试验）；

细菌回复突变试验（Ames试验）+体外哺乳动物细胞微核试验（MNT试验）。

单一试验无法检测出所有相关遗传毒性物质，如在细菌系统中产生潜在DNA损伤的试验材料与它们在真核细胞中的作用可能不具有相关性，因此，除非进行论证，否则应在哺乳动物细胞试验系统中进行试验。在标准的遗传毒性试验组合中，CAA试验和MLA试验任何一个与Ames试验组合在当前都认为是可接受的。

遗传毒性试验通常包含代谢活化系统。这是因为许多致突变化合物不直接造成DNA损伤，但是经肝代谢酶活化后的中间产物可以造成损伤。体外试验系统代谢活化能力有限，所以在遗传毒性试验中需要添加外源性代谢活化系统，以强化化合物向其中间产物的转化，从而增加试验检测中间代谢产物致突变的能力。

医疗器械的遗传毒理试验一般设置一个给药浓度，即100%试验样品浸提原液。当试验过程中无细胞毒性和沉淀产生时，单剂量试验设计是可以接受的。但当出现明显细胞毒性和沉淀时，则需要通过稀释浸提原液增加剂量重新进行致突变检测，必要时开展剂量探索试验（DRF），下文主要介绍出现细胞毒性时的多剂量给药浓度设计。

遗传毒性试验中的细胞毒性判断与多剂量给药浓度设计

对于Ames试验：如果背景菌苔评分为3、4、5分，或者细菌回复突变菌落数明显减少，可判断试验样品出现明显细胞毒性。此时应设置至少5个不同的试验样品分析浓度，其中需涵盖有毒剂量和至少3个无毒剂量，最高剂量水平应能引起明显细胞毒性。必要时使用TA100和WP2uvrA两个菌株进行DRF试验，DRF阶段试验样品每个浓度可只设一个平皿。

对于CAA试验：如果细胞生长抑制超过50%，可判断试验样品出现明显细胞毒性，此时应设置至少3个可分析浓度，三种浓度应涵盖从最大到最小或无毒性的范围，最高浓度应能诱导出大约50%的细胞毒性，另至少包括一个低毒剂量或无毒剂量，和中度毒性的剂量（若有）。必要时开展DRF，DRF阶段试验样品每个浓度可只设一瓶细胞。

对于MLA试验：如果表型表达阶段，细胞增殖未达到3´105/mL，或者培养结束后RTG水平低于10%，可判定试验样品出现明显细胞毒性。此时应设置至少4个不同浓度，四种浓度应涵盖从最大到最小或无毒性的范围，最高浓度应能诱导出大约10%-20%RTG水平的细胞毒性。必要时开展DRF，DRF阶段试验样品每个浓度可只设一瓶细胞。

出现阳性结果时

如果两个体外遗传毒性试验的结果为阴性，则无需进行进一步的动物体内遗传毒性试验，但如果任一体外遗传毒性试验为阳性则需要考虑：

识别遗传毒性初始试验组结果的影响因素，如非生理条件，自氧化，细胞毒性和异常代谢产物；

从机理方面对各识别出的因子进行证据权重（WOE）评定，如是直接的还是间接的DNA反应作用方式，非整倍体和多倍体问题；

判定医疗器械浸提液或关注化学物是否是一种遗传毒性物质，如果毒理学风险评定框架内结果的解释和WOE/MOA分析认为对预期使用器械患者存在低或者可忽略此风险则无需进行附加试验，如果可能有潜在风险则需要进行风险管理或者附加后续试验；

选择和进行附加的体外和/或体内后续试验，如啮齿动物体内微核试验，啮齿动物体内染色体畸变试验，转基因基因突变试验。根据所有的数据进行汇总解释并确定该试验样品是否有遗传毒性。

参考文献：

[1]

GB/T16175-2008医用有机硅材料生物学评价试验方法.

[2]

GB/T16886.1-2022医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评

价与试验.

[3]

GB/T16886.12-2017医疗器械生物学评价—第12部分：样品制备与参照材料.

[4]

GB/T16886.3-2019医疗器械生物学评价—第3部分：遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验.

[5]

ISO10993-1:2018:BiologicalEvaluationofMedicalDevices-Part1:EvaluationandTestingwithinaRiskManagementProcess.

[6]

ISO10993-12:2021Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part12:

Samplepreparationandreferencematerials.

[7]

ISO10993-3:2014Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part3:

Testsforgenotoxicity,carcinogenicityandreproductivetoxicity.

[81]

ISO/TR10993-33:2015Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part33:

Guidanceonteststoevaluategenotoxicity-SupplementtoISO10993-3.

[9]

OECDGuidelinesfortheTestingofChemicals(471),“BacterialReverseMutationTest”,correctedonJune29,2020.

[10]

OECDGuidelinesfortheTestingofChemicals(473),“InVitroMammalianChromosomeAberrationTest”,adopted29thJuly2016.

[11]

OECD/OCDE,“InVitro