一.基因毒性杂质定义
基因毒性杂质,又称遗传毒性杂质(Genotoxic Impurities, GTI),指较低水平下能直接或间接损伤细胞DNA,产生致突变和致癌作用的物质。这类致突变性致癌物通常由细菌突变试验(Ames试验)检测确定。
二.基因毒杂质分类
根据ICH指导原则将基因毒性杂质分为以下五类:
1类:已知具有诱变性和致癌性的杂质;
3类:有与原料药结构无关的警示结构、无致突变性数据的杂质;
4类:有警示结构,且与经测试无致突变性的原料药及其相关化合物具有相同警示结构;
5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。
根据以下决策树可以对不同的类别进行后续策略指导:
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三.限度计算方法
1. TD50计算法
对于第一类杂质,可根据致癌试验TD50(导致50%肿瘤发生率的给药剂量)的数据,进行线性外推,找到十万分之一致癌的概率所对应的的值。TD50线性外推法,即通过啮齿类动物致癌性数据来计算杂质的可接受摄人量。
可接受摄人量(acceptable intake,AI) = TD50/50000×50kg;
杂质限度(ppm)=AI(μg/day)/药物最大剂量(g/day)。
举例如下:
环氧乙烷在大鼠致癌性试验中的TD50是21.3mg/kg·day,在小鼠中是63.7mg/kg·day。我们选择最保守的数据,即21.3mg/kgday ×50 kg÷ 50000 = 21.3 μg/day(其中50 kg为亚洲人平均体重)。
某药物每日最大剂量为60mg,则该药物中环氧乙烷的限度=23.3/60*1000=388ppm。
2. TTC计算法
对于第二类和第三类杂质,没有致癌数据支持,因此引入TTC(毒理学关注阈值,Threshold of Toxicological Concern)的概念。基于TTC的可接受摄入量1.5μg/day被认为是安全的终生日暴露量。
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但是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。
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如果给药是间歇性的,则可接受日摄入量应根据给药总天数计算。例如,2年期间每周服用一次的药物(即104个服药天数),其可接受摄入剂量为每剂20 μg。
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,没有明确的毒理学数据,那么我们可以按照TTC值计算,此时它的致癌的风险将低于1/100000的概率。 所以TTC不能被理解为绝对无风险的保障。
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。一般这类化合物有明确的毒理学数据,不能用TTC去计算其限度。
举例: 亚硝胺杂质中的NDMA明确规定每日允许摄入量(AI值)为96ng/day,则盐酸二甲双胍原料药中NDMA的限度=AI值/二甲双胍每日最大摄入量(ADI)=96ng/2400mg=0.048ppm。
(不同药物中NDMA的限度是不一样的,其中AI值是固定不变的,但是每种药的每日最大摄入量是不一样的,所以最终的限度是不一样的)。
根据ICH M7 多个诱变性杂质可接受摄入量可知:如果有两个2类或3类杂质,则限度是针对单个杂质的。如果原料药质量标准中有3个或更多2类或3类杂质,临床研发和已上市药品中的总诱变性杂质应根据下表所列进行限制。
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已具有可接受摄入限度的特定化合物或特定类别的化合物(1类),不应计入2类和3类杂质的总限度。另外,制剂中形成的降解产物应单独控制,不应计入总限度。
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