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前言

遺傳毒性(genotoxcity)是指遺傳物質中任何有害變化引起的毒性，而不考慮誘發該變化的機制，又稱為基因毒性。遺傳（基因）毒性雜質是指能引起遺傳毒性的雜質，包括致突變性雜質和其他類型的無致突變性雜質。

遺傳（基因）毒性雜質主要來源于原料藥或制劑的生產過程，如起始原料、反應物、催化劑、試劑、溶劑、中間體、副產物、降解產物等。致突變性雜質(mutagenic impurities)指在較低水平時也有可能直接引起DNA損傷，導致DNA突變，從而可能引發癌癥的遺傳毒性雜質。

基因毒性雜質的研究和控制對質量研究工作者來說一直是具有挑戰性的，近些年來CDE關于基毒雜質研究的發補案例也不在少數。

本文宗旨

相信很多小伙伴也看過不少相關的法規和文章了，但是面對基因毒性雜質時，是不是往往會出現下面的問題和困惑：

● 毒性數據庫的網址保存了不少，但是仍不知如何運用，檢索沒有條理；

● 部分化合物找不到相關的毒理學數據時，無法確定是否具有基因毒性，研發早期（工藝摸索階段），沒有做(Q)SAR預測時，不知是否需要將該雜質當作基因毒性雜質控制；

● 基因毒性雜質限度計算的公式不止一個，不同計算方式之間到底有什么區別，哪種計算方式更合理；

● 基因毒性雜質如何科學地制定控制策略，是否定入質量標準？怎樣既能滿足申報，又能減少檢測成本；

為了幫助大家解決以上的問題，筆者為大家梳理了基因毒性雜質評估的流程，雜質限度計算的方式，以及控制策略。

1、 基因毒性雜質評估-定性

基因毒性雜質的定性評估包括以下4個步驟：

● Step1-“根據警示結構，確定潛在致突變雜質”：即根據工藝情況，結合警示結構篩選出潛在的致突變雜質。常見的警示結構包括：環氧類、亞硝胺類、磺酸酯、鹵代烴、肼、芳香胺、硝基化合物、氨基化合物等。

● Step2-“數據庫+文獻檢索”：通過數據庫檢索或者查找文獻，獲取化合物的致癌性、致突變性數據，若有充分的數據支持，則可直接借助文獻得出定性結論。

常用的基因毒性雜質的定性檢索數據庫包括如下：

筆者在前文也提到過，部分化合物查詢不到相關的數據（致癌性和致突變性都查不到），必須借助商業化軟件預測，但是在研發早期（工藝摸索階段），工藝路線沒有確定，此階段的基因毒性雜質評估不是必做不可，因此部分企業出于成本考慮，一般不會做(Q)SAR預測，這就勢必導致部分化合物無法確定是否納入基因毒性雜質考慮。但是研發早期（工藝摸索階段），如若能夠進行風險預判，對于工藝路線的篩選也是有利的。

那么有沒有一種辦法可以幫助質量研究工作者進行基因毒性雜質的風險預判呢？筆者為大家整理了400+個化合物的Ames和染色體畸變數據（文末有領取方式），可以直接對雜質進行致突變評估，而沒有查詢到的化合物，也可通過該數據庫中的結構類似化合物進行風險預判。

以氯乙醛為例，在該數據庫中查到染色體畸變為Positive，故氯乙醛定為基毒雜質，并且可在該數據庫中直接獲取檢測的pdf報告的網址。

以三氯乙酸為例，未能查詢到該雜質的基毒數據，但查詢到相關化合物氯乙酸和二氯乙酸的數據如下，存在Positive的檢測結果。因此在沒有進行商業化正規軟件預測前，應先將三氯乙酸視為關注的潛在基因毒性雜質，即：風險嚴控。

● Step3-“軟件預測”： 依據step2的數據庫檢索，如若沒有充分的數據用于定性，則應當使用商業化軟件預測，根據ICH M7的要求，應采用兩個相補的(Q)SAR 預測方法。一個方法應基于專家規則，另一個方法應基于統計學。

● Step4-“遺傳毒性試驗”：根據CDE公布的《藥物遺傳毒性研究技術指導原則》，推薦兩種標準試驗組合，如下：

組合一：（1）一項細菌回復突變試驗；（2）一項檢測染色體損傷的體外細胞遺傳學試驗（體外中 期相染色體畸變試驗或體外微核試驗），或一項體外小鼠淋巴瘤 細胞 Tk 基因突變試驗；（3）一項體內遺傳毒性試驗，通常為嚙齒類動物造血細胞 染色體損傷試驗，用于檢測微核或中期相細胞染色體畸變。

組合二：（1）一項細菌回復突變試驗；（2）采用兩種不同組織進行的體內遺傳毒性試驗，通常為 一項嚙齒類動物造血細胞微核試驗和第二項體內試驗。

備注：感興趣的小伙伴可以直接在CDE官網上搜索《藥物遺傳毒性研究技術指導原則》進一步學習。

2 、基因毒性雜質的分類和限度計算-定量

通過本文01項下的定性數據（數據庫和文獻檢索致癌性和細菌致突變性數據，(Q)SAR評估以及遺傳毒性試驗等），按照表1（源自ICH M7）將其歸為類，不同類別的基因毒性雜質對應不同的限度計算方式。

對于1類基因毒性雜質：通常可查詢到PDE值或TD50值，亦或者是毒理學閾值，可通過這三種方式計算限度。計算的優先順序通常為：PDE法＞TD50線性外推法＞毒理學閾值。

（1）計算方式1（PDE法）：

限度=PDE/最大日劑量

（2）計算方式2（TD50線性外推法）：即通過嚙齒類動物致癌性數據來計算雜質的可接受攝入量。如采用TD50值的1/50000作為攝入量，即相當于終生潛在發生腫瘤的風險為十萬分之一。

限度=TD50/50 000×50kg/最大日劑量

（3）計算方式3（基于毒理學閾值）：此類雜質可通過未觀察到作用劑量(no-observed effect level，NOEL)或者觀察到作用的最低水平(lowest-observed effect level，LOEL)和釆用不確定性因子來計算每日允許暴露量(permitted daily exposure，PDE），再根據計算方式1計算雜質限度。

式中 體重以50kg計；

F1為從不同物種外推到人的因子；

F2為個體差異因子；

F3為根據毒性暴露周期釆用的可變因子；

F4為根據毒性嚴重情況采用的可變因子；

F5采用NOEL時一般為1，采用LOEL時應根據毒性的嚴重程度確定，最高可為10。

這個時候，小伙伴們是不是又有疑問了，PDE、TD50、NOEL這些數據去哪里查呢？筆者常用的一些數據庫網址如下：

對于2類基因毒性雜質：根據毒理學關注閾值(threshold of toxicological concern，TTC)計算可接受攝入量，可根據給藥周期調整日攝入量。

限度=TTC/最大日劑量

備注：此表源于9306 遺傳毒性雜質控制指導原則

對于3類基因毒性雜質：根據軟件評估結果或Ames試驗，納入2類或5類控制，限度計算分別參考各分類項下描述。

對于4、5類雜質：按一般雜質控制。

3、 基因毒性雜質的控制策略

基因毒性雜質如何科學地制定控制策略，既能滿足申報，又能減少檢測成本？ICH M7中描述了4種控制策略，實際工作中都是非常常用的，不同品種看情況可以靈活使用。

策略1---定入質量標準，周期性檢測

在連續6次中試批次或者3個連續的生產批次中，致突變雜質均低于可接受限度的30%，則不納入常規檢測中，但需進行周期性檢測。

策略2---定入中間體質量標準

在成品中無有效方法控制，可定入中間體，限度與成品保持一致。

策略3---制定一個高于成品的限度（限度放寬），控制點向上游動

使用合適的分析方法，結合雜質的去向和清除實驗（Spiking），且多批次中試終產品中雜質均低于限度30%，則可在上游工藝中采用高限度控制策略，且在后續工藝中無需再進行檢測。

策略4---不定入任何質量標準

明確工藝參數與殘留雜質水平的關系，任何的工藝變動，雜質均未超過限度的30%，則可不定入質量標準。（尤其適用于極不穩定的雜質，如酰氯類）

主要參考文獻：

【1】《中國藥典》2020版，9306

【2】ICH M7