雜質(zhì)在藥物研發(fā)或生產(chǎn)過(guò)程中幾乎是不可避免的，但雜質(zhì)并不能為患者提供獲益，反而會(huì)引入安全性風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)其限度進(jìn)行嚴(yán)格控制。雜質(zhì)種類(lèi)很多，根據(jù)來(lái)源分類(lèi)有工藝相關(guān)雜質(zhì)、降解產(chǎn)生的雜質(zhì)、起始物料或試劑中混入的雜質(zhì)等等。按照理化性質(zhì)可分為有機(jī)雜質(zhì)、無(wú)機(jī)雜質(zhì)和殘留溶劑。有機(jī)雜質(zhì)可能會(huì)在新的原料藥的生產(chǎn)過(guò)程和/或儲(chǔ)存期間產(chǎn)生，結(jié)構(gòu)可能已鑒定，也可能未鑒定。無(wú)機(jī)雜質(zhì)通常來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程，結(jié)構(gòu)已知。溶劑則指新原料藥合成過(guò)程中用到的有機(jī)或無(wú)機(jī)液體，毒性已知。其中，基因毒性相關(guān)雜質(zhì)的評(píng)估和控制可以參照ICH M7，殘留溶劑的要求可以參照ICH Q3C（有些殘留溶劑是不被允許使用的，建議讀者詳細(xì)閱讀指南），元素雜質(zhì)每日允許暴露量等要求可以參考ICH Q3D。
ICH Q3A和Q3B對(duì)非基因毒性雜質(zhì)在原料藥（DS）和制劑（DP）中的限度進(jìn)行了規(guī)定。其中很重要的一個(gè)概念是界定限，低于該限度則可視為不會(huì)產(chǎn)生額外毒性。比如，如果一個(gè)藥物每日最大劑量≤2g，DS中非基因毒性雜質(zhì)的界定限度為1mg/天或0.15%，哪個(gè)數(shù)值小則以哪個(gè)為準(zhǔn)。比如，某藥物臨床每日最大劑量為1.5g/天，按照0.15%界定限度計(jì)算，則雜質(zhì)攝入的絕對(duì)量為2.25mg，超過(guò)1mg，則取限度更低的1mg設(shè)定限度，1mg÷1.5g×100%=0.07%。如果超出這一限度，且無(wú)更多數(shù)據(jù)可判定該雜質(zhì)的安全性，則需要開(kāi)展非臨床研究確定其潛在風(fēng)險(xiǎn)。ICH Q3A中關(guān)于雜質(zhì)限度的示例如下：
ICH Q3A、Q3B的要求更多適用于晚期臨床階段的產(chǎn)品，對(duì)于早期臨床階段藥物的非基因毒性雜質(zhì)要求尚無(wú)指南出臺(tái)。對(duì)于沒(méi)有指南的情況，企業(yè)通常也會(huì)遵循一定的路徑去制定一個(gè)可接受安全性限度。通常采用的是如下幾種方案：
1）毒理批和早期臨床研究采用同一批次的產(chǎn)品，這種方法看似簡(jiǎn)單可行，并解決了部分問(wèn)題，比如減少了批次間差異引入的風(fēng)險(xiǎn)。但不太實(shí)用，有可能會(huì)導(dǎo)致臨床批樣品很快不夠，還是要制備新批次樣品，依然存在新批次可能出現(xiàn)新雜質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。
2）基于非臨床研究毒理學(xué)數(shù)據(jù)和預(yù)期臨床每日最大用量進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示。這種方法比較常用一些。先根據(jù)非臨床動(dòng)物毒理研究的NOAEL及雜質(zhì)含量，確定雜質(zhì)的NOAEL劑量。再計(jì)算臨床新批次的雜質(zhì)含量在臨床最大擬用劑量下的雜質(zhì)劑量。如果臨床新批次樣品計(jì)算出的劑量小于非臨床雜質(zhì)NOAEL水平，那下圖中的0.3%的新批次限度也是可以接受的。如果像腫瘤產(chǎn)品無(wú)法確定NOAEL，可根據(jù)具體情況選擇LOAEL、STD10或HNSTD來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
同理，也可以通過(guò)以上思路確定非基因毒性雜質(zhì)限度，動(dòng)物毒理NOAEL(mg/kg)×雜質(zhì)含量(%)×人體體重（如50kg）÷臨床最大擬用劑量（mg）×100%=新的限度。
當(dāng)然，這里面的算法可能很多朋友會(huì)提出挑戰(zhàn)，因?yàn)槲催M(jìn)行種屬間的基于體表面積（BSA）的劑量換算?？匆幌缕渌趶叫畔⒌囊恍┯^點(diǎn)。
CDE黃曉龍老師2007年發(fā)表的《對(duì)創(chuàng)新藥研發(fā)中雜質(zhì)限度確定的幾點(diǎn)思考》一文中有個(gè)案例，某原料藥雜質(zhì)A的含量為0.12%，犬6個(gè)月長(zhǎng)毒劑量為5、10、40mg/kg/d。本品的臨床劑量為160mg/d，患者體重以60kg計(jì)，人體給藥劑量為160/60=2.67mg/kg。與犬的給藥劑量比較，則該雜質(zhì)的安全限度應(yīng)為（40/2.67）*0.12%=1.8%。由于文中未給出詳細(xì)說(shuō)明，暫不討論選擇40mg/kg的原因。更關(guān)心的點(diǎn)是，此處也未進(jìn)行種屬間基于BSA的劑量折算。
CDE何伍、王海學(xué)老師2009年發(fā)表的《淺談藥物雜質(zhì)限度的制訂方法》一文中分享過(guò)類(lèi)似案例。雜質(zhì)A毒理批限度0.34%，臨床批限度調(diào)整為0.5%，遠(yuǎn)高于ICH Q3A規(guī)定的限度。計(jì)算依據(jù)如下：該產(chǎn)品大鼠長(zhǎng)毒NOAEL劑量為26.5mg/kg/d，對(duì)應(yīng)的雜質(zhì)A的劑量水平為26.5*0.34%=0.09mg/kg/d，根據(jù)動(dòng)物類(lèi)比法轉(zhuǎn)換為人體的劑量水平為0.0146mg/kg/d。人體按照60kg計(jì)，0.0146*60=0.88mg/d。人體最大擬用量為10mg/人，按照臨床批限度0.5%計(jì)算，雜質(zhì)A人體每天用量為0.05mg/天，遠(yuǎn)小于動(dòng)物試驗(yàn)轉(zhuǎn)化獲得的0.88 mg/d。與前述文獻(xiàn)不同的是，本文是進(jìn)行了基于BSA的種屬間劑量換算。
2023年4月26日，CDE姚方耀老師分享了《新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)前藥學(xué)溝通交流技術(shù)要求及案例分析》這一主題，在雜質(zhì)研究部分有提到對(duì)于實(shí)測(cè)值較高的雜質(zhì)，需要基于藥理毒理研究數(shù)據(jù)提供計(jì)算方式和依據(jù)。
同時(shí)，姚老師還給出了一個(gè)具體案例，采用非臨床研究中兩個(gè)種屬的NOAEL劑量，毒理批雜質(zhì)的水平，再結(jié)合臨床方案中最大給藥劑量，得出基于動(dòng)物的人體最大可接受限度。但由于案例中未給出具體NOAEL劑量，不確定種屬間劑量換算的方式。
幾種算法最大的區(qū)別就是雜質(zhì)的劑量是否需要進(jìn)行種屬間的劑量換算。不換算的雜質(zhì)限度會(huì)更高，根據(jù)采用的NOAEL劑量來(lái)自大鼠還是比格犬，亦或其它，相差倍數(shù)不等。
關(guān)于這點(diǎn)，來(lái)自BMS、Merck、Novartis、AbbVie、Pfizer、GSK、AZ和Gilead團(tuán)隊(duì)組成的IQ DruSafe Impurities Working Group進(jìn)行過(guò)一次調(diào)研，結(jié)果于2021年公布，如下圖所示，44%（10/23）的企業(yè)采用mg/kg，39%（9/23）的企業(yè)選用的BSA。未采用BSA進(jìn)行換算的企業(yè)中，59%并未受到監(jiān)管機(jī)構(gòu)的挑戰(zhàn)，41%則被要求說(shuō)明不選擇BSA的原因。當(dāng)然，在本文獻(xiàn)最后，作者總結(jié)到，雜質(zhì)限可根據(jù)mg/kg去界定，并認(rèn)為從安全性角度看，基于像BSA的轉(zhuǎn)換，似乎沒(méi)有必要。
3）非臨床研究中作為母體代謝產(chǎn)物存在的雜質(zhì)限度確定。《化學(xué)藥物雜質(zhì)研究技術(shù)指導(dǎo)原則》中有相關(guān)描述“如某雜質(zhì)同時(shí)也是該藥物在動(dòng)物或人體中的主要代謝產(chǎn)物，則對(duì)該雜質(zhì)可不考慮其安全性，但需制訂合理的限度”。ICH Q3A(R2)和Q3B(R2)中也提到，“對(duì)于一個(gè)通過(guò)充分的安全性研究和臨床研究的新原料藥，其中任何一個(gè)雜質(zhì)的水平應(yīng)被認(rèn)為是已經(jīng)通過(guò)合理界定的。對(duì)于是動(dòng)物和/或人體中的重要代謝物的雜質(zhì)，通常也視為已通過(guò)界定。雜質(zhì)的界定限量（水平）如果高于藥物實(shí)際所含的雜質(zhì)量，則同樣可以根據(jù)對(duì)已完成的安全性研究中使用藥物中的實(shí)際雜質(zhì)量來(lái)判斷其合理性。”當(dāng)然，對(duì)于藥物代謝產(chǎn)物的評(píng)價(jià)也要具體情況具體分析，《藥物代謝產(chǎn)物安全性試驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)原則》中也提出，“如果某種代謝產(chǎn)物僅在人體中出現(xiàn)而在受試動(dòng)物種屬中不存在，或者某種代謝產(chǎn)物在人體的暴露比例水平高于采用母體藥物進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)毒理學(xué)試驗(yàn)的動(dòng)物種屬中的暴露比例水平時(shí)，代謝產(chǎn)物的安全性就值得關(guān)注，應(yīng)考慮進(jìn)行代謝產(chǎn)物的非臨床安全性評(píng)價(jià)。”大家可去查閱參考。
4）通過(guò)藥物類(lèi)別和臨床使用經(jīng)歷，根據(jù)對(duì)安全性擔(dān)憂的程度，合理調(diào)整雜質(zhì)限度。如抗腫瘤藥物，可參照ICH S9中關(guān)于雜質(zhì)限度的要求，是有可能接受超出ICH Q3A和Q3B確定的雜質(zhì)限度的。且可以根據(jù)具體情況選擇LOAEL、STD10或HNSTD來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
但是，以上4種方案并不能覆蓋藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的所有場(chǎng)景，比如說(shuō)臨床批樣品出現(xiàn)了毒理批未發(fā)現(xiàn)的新的雜質(zhì)，就無(wú)法通過(guò)臨床前動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推導(dǎo)。最佳的方案還是像ICH Q3A和Q3B那樣，給出一個(gè)具體的控制限度。那早期臨床階段的樣品雜質(zhì)限度可以適當(dāng)放寬到什么程度才比較合理呢？
2017年，來(lái)自GSK、Pfizer、AZ、Janssen團(tuán)隊(duì)Harvey等人聯(lián)合發(fā)表了一篇《Management of organic impurities in small molecule medicinal products: deriving safe limits for use in early development》，對(duì)早期臨床階段的化藥雜質(zhì)限度進(jìn)行了討論。大部分藥物的毒性是劑量和給藥周期依賴(lài)的，因此與晚期階段的界定限相比，早期臨床階段的可以更高。當(dāng)然，如果藥物整個(gè)開(kāi)發(fā)生命周期均按照ICH Q3A中的雜質(zhì)限度進(jìn)行控制，由雜質(zhì)引發(fā)的安全性風(fēng)險(xiǎn)默認(rèn)為會(huì)比較低。
ICH并未給出每日最大劑量≤2g/天時(shí)，鑒定限度定為0.1%或1mg的依據(jù)。不過(guò)，按照人體50kg計(jì)，1mg/天對(duì)應(yīng)的劑量為0.02mg/kg/天。Munro數(shù)據(jù)庫(kù)包含613個(gè)化合物，95%化合物的NOELs>0.22mg/kg/天，比ICH制定的限度高11倍。eTOX數(shù)據(jù)庫(kù)更是顯示100%的化合物NOELs≥0.02mg/kg/天。當(dāng)然，還有很多團(tuán)隊(duì)檢索調(diào)研過(guò)已公開(kāi)化合物的NOELs水平，結(jié)論都是一致的，ICH制定的雜質(zhì)限度是非常安全且保守的。
ICH的雜質(zhì)限度針對(duì)的是長(zhǎng)期用藥，甚至說(shuō)是終生服藥的情況（safe dose of lifetime exposure），那么對(duì)于早期給藥周期<6個(gè)月的產(chǎn)品，這一閾值可以放寬到什么程度呢。有一種算法稱(chēng)之為modification of Haber’s Law。根據(jù)這一計(jì)算方式，按照1mg/天的終生暴露水平計(jì)算，<6個(gè)月的暴露水平對(duì)應(yīng)的雜質(zhì)限度可提高到5mg/天，計(jì)算過(guò)程如下圖所示。同樣的，界定限度也從0.15%升高只0.7%。
具體以5mg還是0.7%為準(zhǔn)，與ICH原則一致，以數(shù)值小為準(zhǔn)，舉例如下圖所示，100mg及以下每天用量，以0.7%為準(zhǔn)，1000mg及以上用量則以5mg/天計(jì)算限度。該文章同樣拓寬制劑限度至5mg或2%，原理類(lèi)似，篇幅所限，不再展開(kāi)。
工業(yè)界這四個(gè)MNC企業(yè)把限度制定好了，也拓寬了ICH規(guī)定的的邊界，但監(jiān)管機(jī)構(gòu)認(rèn)可不認(rèn)可呢？會(huì)不會(huì)被認(rèn)為在故意降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不被監(jiān)管機(jī)構(gòu)接受呢？
2024年，AZ和Ipsen團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇《Non-mutagenic impurities-Recent industry experience of using dose durational limits in drug development》，總結(jié)了來(lái)自European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations (EFPIA)的六個(gè)成員企業(yè)關(guān)于非基因毒性雜質(zhì)超出ICH Q3A和Q3B規(guī)定的限度后，與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的溝通案例。下圖中的5個(gè)案例，均處于早期臨床研究階段，3個(gè)腫瘤適應(yīng)癥，2個(gè)非腫瘤適應(yīng)癥，要么超限，要么出現(xiàn)了新的雜質(zhì)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求對(duì)不符合ICH Q3A和Q3B的要求進(jìn)行解釋。其中4個(gè)采用前文所述的Harvey等人發(fā)布的限度進(jìn)行解釋?zhuān)槐O(jiān)管機(jī)構(gòu)接受。
當(dāng)然，無(wú)論采用非臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行的推算，還是采用Harvey等人的更寬泛的限度建議，這都是對(duì)早期臨床樣品的包容度。隨著研發(fā)的推進(jìn)，雜質(zhì)限度要求還是要朝著ICH規(guī)定的方向靠攏和努力。
最后
化學(xué)藥物彼此之間千差萬(wàn)別，ICH規(guī)定的限度對(duì)于絕大多數(shù)雜質(zhì)來(lái)講，都是相對(duì)安全的，能適應(yīng)絕大多數(shù)場(chǎng)景，并能更大程度平衡獲益/風(fēng)險(xiǎn)，但是更適合晚期臨床階段的產(chǎn)品。早期臨床工藝尚未完全確定，雜質(zhì)研究還處于逐漸發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化的階段，雜質(zhì)限度往往做不到完全符合ICH相關(guān)規(guī)定?；谶@個(gè)背景，我們總結(jié)了國(guó)內(nèi)外監(jiān)管機(jī)構(gòu)和工業(yè)界對(duì)這類(lèi)情況的處理和建議。當(dāng)然，由于缺少官方特定指南，大家對(duì)超出ICH Q3A&Q3B要求的非基因毒性雜質(zhì)限度的處理方式難免不一。核心的思路大概有如下兩種：
1）基于非臨床毒理研究數(shù)據(jù)和毒理批次雜質(zhì)含量，結(jié)合臨床擬用最大劑量進(jìn)行計(jì)算。但這一思路需要注意一些細(xì)節(jié)，比如是否需要基于BSA進(jìn)行種屬間的劑量換算，關(guān)于這點(diǎn)無(wú)論是國(guó)外（39%用，44%不用）還是國(guó)內(nèi)（黃曉龍老師和何伍老師的兩篇文章之間的案例），是有些分歧的。比如是否是原型藥物代謝產(chǎn)物，代謝產(chǎn)物需要結(jié)合非臨床代謝和毒理數(shù)據(jù)評(píng)估。比如是否是腫瘤藥物，腫瘤藥物很少獲得NOAEL，可以考慮用LOAEL、STD10或HNSTD替代。
2）Harvey等人制定的絕對(duì)限度，比ICH限度寬5倍左右，可以作為早期臨床階段藥物非基因毒性雜質(zhì)限度的參考，已經(jīng)有被監(jiān)管機(jī)構(gòu)接受的多個(gè)案例。
與監(jiān)管機(jī)構(gòu)溝通時(shí)，可以考慮多路徑，多維度對(duì)非基因毒性雜質(zhì)限度進(jìn)行計(jì)算，提供充分且合理的證據(jù)。
當(dāng)然，有些非基因毒性雜質(zhì)的限度不僅不能放寬，甚至需要考慮縮窄。為什么說(shuō)ICH Q3A&Q3B適用于絕大多數(shù)雜質(zhì)，而不是所有雜質(zhì)，因?yàn)榭傆幸恍┨厥馇闆r。比如，如果基于已有數(shù)據(jù)或同類(lèi)數(shù)據(jù)，一些雜質(zhì)被認(rèn)為具有異乎尋常的活性或毒性、與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)或臨床擔(dān)憂等，ICH的限度也不安全，需要根據(jù)實(shí)際情況合理說(shuō)明。
最后提醒一點(diǎn)，產(chǎn)品的雜質(zhì)限度往往用于生產(chǎn)檢驗(yàn)，但對(duì)于降解雜質(zhì)的限度，應(yīng)該是貨架期終點(diǎn)的最高限度，因而需要被限制的是整個(gè)有效期內(nèi)針對(duì)典型條件都不應(yīng)超過(guò)這個(gè)限度，而不僅僅是生產(chǎn)出來(lái)做質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)不超過(guò)該限度。因此，需要從整個(gè)產(chǎn)品的生命周期思考雜質(zhì)限度的問(wèn)題。
