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基因毒性杂质知多少

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药事纵横
基因毒性杂质
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2周前


一、基因毒性杂质定义:可直接造成DNA损伤,进而导致DNA突变,可能引发癌症的DNA反应性物质。

二、基因毒性杂质来源:1)合成杂质—①合成中特意使用的致突变试剂,如甲基碘化物、环氧氯丙烷等,实际上是不可避免的,在不使用此类试剂的情况下构建C-C和C-N键是不切实际的。②致突变中间体—通常是特意形成的、高反应活性的中间体,如甲磺酸盐、肼和环氧化物。③副反应产生致突变杂质,如N-亚硝胺,烷基-偶氮化合物、其他N-O化物、烷基和酰基卤化物等。

2)降解产物—①假设的降解产物—通过评估产生;②潜在降解产物—强降解试验、影响因素、加速稳定性测试中观察到的主要降解产物;③实际降解产物—在长期储存条件下观察到的主要降解产物。

三、基因毒性杂质控制:

1)评估原料和制剂中潜在致突变杂质的来源(合成杂质:原料中已鉴定的实际杂质;原料中潜在杂质—起始物料、试剂及中间体;评估起始物料和中间体中已鉴定杂质和副产物携带进入原料风险;原料药合成后期引入的起始物料,应评估起始物料合成最后步骤;实质上就是杂质谱汇总);

2)对杂质进行鉴定—通过软件评估、警示结构、特定化合物数据库进行判断,软件分析(两种互补的计算毒理学方法来预测细菌致突变性结果)是必要的仅进行视觉评估(警示结构)目前是不可接受的(M7问答);

3)对杂质进行分类—第1类:明确致突变、致癌物,如甲醛、乙醛等;第2类:明确致突变、致癌性未知物;第3类:警示结构,且与母体结构不一致;第4类;警示结构且与母体结构一致,按一般杂质控制;第5类;没有警示结构,或具有足够数据的警示结构,但证明没有致突变性或致癌性,比如非致突变但致癌物(如苯胺、乙酰胺、羟胺)、致突变但不致癌物(甲基溴、丙烯醛、对氨基苯酚)、体外致突变但体内不致突变(如EDAC)、具有警示结构但证明没有致突变性(如苯胺、羟胺、对硝基苯酚、叔丁基氯、碘甲烷等)。

通过数据库查找相关的细菌致突变性数据和致癌性数据,评估可用的实验结果,可将杂质分为三类之一:第1类(确定该化合物是致突变致癌物),第2类(确定该化合物没有致癌性数据但有致突变性),第5类(该化合物没有致突变性)。在没有任何相关或足够的数据情况下,可以计算评估以确定杂质的致突变性。通过使用两种互补的计算毒理学方法来预测细菌致突变性结果,以确定杂质是预测为DNA诱变性(分配到3类)还是非致突变性(分配到5类)。

4)对杂质进行定性—即确定限度。①应根据监管机构公布的特定化合物浓度限度或根据已发布的特定限制(毒理学数据)计算(具体计算方式详见短文基因毒性杂质判断及限度计算方式);②基于TTC计算。

5)评估杂质潜在残留的风险—即对杂质进行定量,证明残留量低于允许的安全限值;残留水平若高于基于TTC计算的限度,则需要调整工艺以减少或消除有异常的杂质,或进行安全性测试,Ames试验阴性,将消除进一步工艺开发和痕量水平的分析控制的需要。

6)控制策略:详见M78.1工艺相关杂质的控制。

策略1:从监管角度来看,最保守的做法是在原料或制剂质量标准中控制基因毒性杂质。策略2:与策略1类似,缺点是基因毒性杂质限度低,检测困难,可能很难找到合适的物料供应商;优点是合成工艺前几步产生的基因毒性杂质在早期得到控制。策略3:在起始物料、中间体中建立杂质的可接受标准高于限度,通过加标清除试验确认最终残留水平低于限度的30%。策略4:明确工艺参数及其对残留杂质水平(包括去向和清除知识)的影响,确信原料药中的杂质水平将会低于可接受限度,不需要将杂质订入任何质量标准中,但仍然要通过积累检测数据来证明。

①对于在合成的最后一步之前形成或引入的基因毒性杂质,应尝试在中间体中进行控制;对于在API前多步引入的基因毒性杂质,需要考虑清除杂质的路径包括结晶/纯化、生产过程中的稳定性、挥发性、在下游的化学反应性,通过杂质加标清除试验或其在后续步骤的反应性来监测残留量低于允许的安全限值。②如果在最后一步合成步骤中形成或引入的基因毒性杂质,则应在质量标准中进行控制,至少6个连续的中试批次或3个连续的生产批次中,致突变杂质水平均低于可接受限度的30%,可进行定期检测,否则需常规检测。③基因毒性杂质是潜在降解产物,需要通过强降解试验研究确定,如果开发研究证明其不存在,则可能不需要在质量标准中进行控制,但仍要关注重点批次在加速、长期储存条件下是否形成,是否低于允许的安全限值,以便制定合适的策略如考虑包装形式、储存条件等。

四、基因毒性杂质分析遇到的挑战:1)限度低—基因毒性杂质限度基于于最大日剂量、暴露时间、毒理学数据及TTC。例如长期使用的高剂量药物,在TTC限值适用的情况下,定量限、检测限可能<<1ppm。2)基质干扰,影响测定结果的准确性。3)一些基因毒性杂质可能具有高度反应活性或者不稳定,使得直接测定非常困难;其他情况比如分析物是非挥发性或者无紫外吸收,使用常规分析技术非常困难。

药物研发过程中,对基因毒性杂质的识别、评估及控制是杂质控制策略的重要组成部分,同时需要选择合适的分析技术对基因毒性杂质进行检测,证明残留量低于允许的安全限值,满足监管需求。


参考文献:

[1]人用药品注册技术要求国际协调会议(ICH协调指导原则)M7:评估和控制药物中DNA反应性(致突变)杂质以限制潜在的致癌风险;
[2] Bercu,J.P.,Galloway,S.M.,Parris,P.etal.(2018).Potentialimpurities in drug substances:
compound-specifictoxicology limits for 20 synthetic reagents and by-products, and aclass-specifictoxicology limit for alkyl bromides. Regul. Toxicol. Pharmacol.94: 172-182.


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