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遗传毒性杂质遗传毒性：泛指各种因素（物理、化学因素）与细胞或生物体的遗传物质发生作用而产生的毒性。
1、致突变性：与DNA相互作用产生直接潜在的影响，使基因突变（bacteria reverse mutation（Ames）试验）2、致癌性：具有致癌可能或倾向（需要长期研究！）3、警示结构特征：一些特殊的结构单元具有与遗传物质发生化学反应的能力，会诱导基因突变或者导致染色体重排或断裂，具有潜在的致癌风险。
遗传毒性物质：在很低的浓度下即可诱导基因突变以及染色体的断裂和重排，因此具有潜在的致癌性。
EMA通告（1）、具体事项：1、哪些品种中会出现甲磺酸酯（或甲磺酸烷基酯）。
特别是甲磺酸盐等形式的API或其合成中用到甲磺酸的API，甲磺酸烷基酯-甲磺酸甲酯、乙酯、其它低级醇酯，应认定为潜在杂质。
2、羟乙基磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐的API。
应说明类似物质磺酸烷基酯或芳基酯污染的危险。
3、限度要求：无其它毒性数据时，这些高风险杂质应依据TTC设定限度。
1.5μg÷以g为单位的最大日剂量得ppm限度。
4、法律依据：EP专论要求凡以甲磺酸盐和羟乙基磺酸盐形式存在的API，均应在其生产过程中采取以下安全措施：必须对生产工艺进行评估以确定家磺酸烷基酯（羟乙基磺酸烷基酯）形成的可能，特别是反应溶媒含低级醇的时候，很可能会出现这些杂质。
必需时需对生产工艺进行验证以说明在成品中未检出这类杂质。
（2）、落实措施：1、API生产是否涉及在甲磺酸（羟乙基磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸等低分子量磺酸）或相应酰氯存在下，使用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等低级脂肪醇（如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等）。
2、对相应酯形成的可能性是否降到最低。
3、是否有有效的清除精制步骤。
设备清洗-是否设计的低级脂肪醇的使用（方法，TTC限度）？起始物料（低分子量磺酸盐或酰氯）中是否控制了其低级脂肪醇酯（方法，TTC限度）？当被磺酸酯或相关物质污染的磺酸用于API合成时能否保证其中潜在的遗传毒性杂质不超过TTC？应考虑各种烷基或芳基磺酸酯杂质累积的风险。
遗传毒性杂质遗传毒性：泛指各种因素〔物理、化学因素〕与细胞或生物体的遗传物质发生作用而产生的毒性.1、致突变性：与DNA相互作用产生直接潜在的影响,使基因突变〔bacteria reverse mutation 〔Ames〕试验〕2、致癌性：具有致癌可能或倾向〔需要长期研究！〕3、警示结构特征：一些特殊的结构单元具有与遗传物质发生化学反响的能力,会诱导基因突变或者导致染色体重排或断裂,具有潜在的致癌风险.遗传毒性物质：在很低的浓度下即可诱导基因突变以及染色体的断裂和重排, 因此具有潜在的致癌性.EMA通告〔1〕、具体事项：1、哪些品种中会出现甲磺酸酯〔或甲磺酸烷基酯〕.特别是甲磺酸盐等形式的API或其合成中用到甲磺酸的API,甲磺酸烷基酯-甲磺酸甲酯、乙酯、其它低级醇酯,应认定为潜在杂质.2、羟乙基磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐的API.应说明类似物质磺酸烷基酯或芳基酯污染的危险.3、限度要求：无其它毒性数据时,这些高风险杂质应依据TTC设定限度.1.5小我g为单位的最大日剂量得ppm限度.4、法律依据：EP专论要求凡以甲磺酸盐和羟乙基磺酸盐形式存在的API,均应在其生产过程中采取以下平安举措：必须对生产工艺进行评估以确定家磺酸烷基酯〔羟乙基磺酸烷基酯〕形成的可能,特别是反响溶媒含低级醇的时候,很可能会出现这些杂质.必需时需对生产工艺进行验证以说明在成品中未检出这类杂质.〔2〕、落实举措：1、API生产是否涉及在甲磺酸〔羟乙基磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸等低分子量磺酸〕或相应酰氯存在下,使用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等低级脂肪醇〔如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等〕.2、对相应酯形成的可能性是否降到最低.3、是否有有效的去除精制步骤.设备清洗-是否设计的低级脂肪醇的使用〔方法,TTC限度〕？起始物料〔低分子量磺酸盐或酰氯〕中是否限制了其低级脂肪醇酯〔方法,TTC限度〕？当被磺酸酯或相关物质污染的磺酸用于API合成时能否保证其中潜在的遗传毒性杂质不超过TTC?应考虑各种烷基或芳基磺酸酯杂质累积的风险.API最后一步用到的磺酸衍生物,应进行风险分析.收回溶剂：中的磺酸酯类杂质〔如乙醇中的EMS、甲醇中的MMS、异丙醇中的IMS〕的富集和残留是否进行了限制.制剂过程：甲磺酸盐等相关形式的API的制剂过程〔制粒、包衣…〕是否使用了醇,是否有足够灵敏的方法监控只集中杂质处于TTC水平！储存过程：甲磺酸盐等相关形式的API及制剂储存过程中是否会存在形成烷基或芳基磺酸酯.整改：存在风险必须研究,报告监管部门并按相关程序提交变更申请.遗传毒性杂质研究相关指导原那么ICH Q3A 〔R2〕、ICH Q3B 〔R2〕〔遗传毒性杂质仅有提及〕EMA : Guideline on the Limits of Genotoxic Impurities, 2006.EMA : Questions and Answers on the CHMP Guideline on the limits of genotoxic Impurities, 2021.FDA : Guidance for Industry:Genotoxic and Carcinogenic Impurities in Drug Substances and Products:Recommended Approaches. Draf2021.ICH M7 : Draft consensus guideline assessment and control of DNA reactive〔Mutagenic〕impurities in pharmaceutical to limit potential carcinogenic riskICH M7目前状态：2021年2月6日发布,征求意见历时17个月〔一般6个月〕后,于2021年7月15日正式发布.现在进入ICH区域实施期〔在美国联邦注册公布,经CHMP和欧盟委员会批准,在日本译〕指南比拟复杂,需要企业和卫生部门调整程序,因此,预期在ICH公布后18个月前方可全面实施M7.与指南一起发布了实施指导：①M7发布后的AMES试验需立即实施M7标准.②M7发布前乙月青开始2b/3期试验的工程可以继续,结构活性关系定量分析、杂质评估和文件记录不是必须的.③M7发布后的上市申请,如未进行2b/3期试验,须在36个月内完成上述试验.④……ICH M7适用范围：①主要用于新药〔原料药、制剂J〕的临床研究阶段及上市注册申请.包括孤儿药,新复方制剂,新制剂,新剂型的申请. 〔原料药没有改变,不做回忆性评价〕②也适用于上市后的相关变更,包括临床使用的变化.A.上市后API生产变更：合成路线、试剂、溶剂以及工艺条件的变更等可能导致新的遗传毒性杂质产生或已有的遗传毒性杂质含量发生改变.B.上市后制剂的变更：处方、生产工艺、剂型、规格改变可能导致新的遗传毒性杂质或已有的遗传毒性杂质含量发生改变.C.上市后药品的临床使用发型变更：剂量的显著增加、使用时间的增加、适应症的变更〔例如,从危及生命的适应症变为一般严重适应症〕,要求对遗传毒性杂质的限度进行重新评估.在剂量或者治疗时间不改变的情况下,已上市药品增加新的给药途径或者扩大患者人群〔即使包括孕妇和/或儿童〕在临床使用中的变更通常不要求重新评估.③依照ICH S9指导原那么的抗月中瘤新药的申请不适用M70〔以健康人进行药代研究除外〕ICH M7要答复的问题：①提供了一个可用于遗传毒性杂质鉴别、分类、定量分析和限制的可行性框②限制潜在的致癌风险③提供平安性评价和质量风险限制的理念④对ICHQ3A和Q3B的补充I：如何根据结构活性分析评估杂质潜在的遗传毒性？II.如何确定杂质TTC?遗传毒性杂质的可接受水平是多少？III.为什么潜在基因毒性物质具有相似的分子结构？IV.是否可以采用毒理学关注阈值〔TTC〕来规定遗传毒性杂质的水平？V.计算TTC时,是否可以将多个遗传毒性杂质合并计算？VI.哪些是可接受的特殊情况？日摄入量大于TTC的情况？ICH M7根据风险级别实施分类治理:警示结构单元-基因毒性杂质识别的起点警示结构单元：杂质结构中的某些具有与遗传物质发生化学反响水平特殊基团或亚单位.警示结构对于杂质的遗传毒性和致癌性具有重要提示作用：连接工艺限制、分析检测、毒理学评估的纽带.提升筛选效率,较少毒理学评估的工作量.在缺乏杂质平安性数据支持的情况下,EMA、FDA、ICH相关指导原那么中均将警示结构作为区分普通杂质和潜在遗传毒性杂质的主要指标. 常见警示结构单元模型：非遗传毒性致癌物的警示结构ICH M7限度限制的根本策略1〕、PDE 法适用于有阈值效应的遗传毒性杂质,即超过一定限度时才会产生遗传毒性的 杂质；限度确定参照残留溶剂限度的计算方法,根据相关动物的无可见效应剂量 〔NOEL 〕计算其可接受的日暴露量〔PDE 〕,再根据药品的最大日剂量计算出杂 质的接受限度.NOEL X 重量调整因子 Fl X F2 X F3 X F4 X F5PDE:允许的日暴露量〔mg/天〕 NOEL:无毒性反响剂量F1F1:物种之间的外推法因子〔F1:狗为2,小鼠为12,其他物种为10〕 F2:个体差异因子F3:毒性研究的周期因子 F4:严重毒性的因子F5:如果只有LOEL 〔最低无毒性反响剂量〕时的因子2〕、TTC 法对于无阈值效应的遗传毒性杂质,引入毒理学相关阈值〔TTC 〕的概念：假 设患者终生用药的癌症发生率不超过 10万分之一,从高浓度下进行的致癌性试 验数据线性外推到极低浓度得到的一个理论值.此类杂质,如果每日摄入量低于1.5 pg 那么患者因服药导致癌症发生的额 外风险,可以忽略不计.TTC 是一个风险治理工具,采用的是概率的方法：假设有一个潜在的遗传 毒性的杂质,并且我们对它的毒性不太了解,如果它的每日摄入量低于 TTC 值 〔1.5小前〕,那么它的致癌风险将不会高于10-5的概率.TTC 不能被理解为绝对无风险的保证.3〕、引入“短于终生〞 LTL 〔Less-than-lifetime 〕限度：基于TTC 可接受的限度为1.5仙g/day 假设患者终生服药的根底上得到的理 论值,在LTL 遗传毒性杂质限度的范围为：1.5 g g/day 365daysX 70years 〔15550 days 〕 =38.3mg 设计出平均分配在累计暴露量天数中的方法, 对于临床研究和上市药物不同 用药时间可接受的限度〔摄入量〕：4〕、含有多个遗传毒性杂质的限度要求：基于TTC 原理,当API 中含有不超过两个2类或3类遗传毒性杂质时,分 别单个限制,超过2个时,根据下表所述进行总量限制.PDE =需单独限制.1类以及API中的降解物需单独限制,不计入总限度.5〕、明确了需高度关注的危险物质限度原那么：类黄曲霉素aflatoxin-like-、N-亚硝基N-nitroso-化合物和氧化偶氮结构azoxy structures 致癌性明确,可能会显示出非常高的诱变性,可接受摄入量应显著低于M7定义的可接受摄入量,TTC 1.5 g g/day不适用于这类物质.可以应用M7的原理,具体问题具体分析,调整药物研发和上市药品中的可接受摄入量.如已有近似的相关结构的基因致癌数据的方法来判断研发和上市药品中相应杂质的可接受摄入量.ICH M7 : API的四种限制策略1、在最终API标准中采用适合的方法对相关杂质进行检测,进行常规限制, 到达适用的“短于终生〞〔LTL〕限度〔终产品限制〕根据ICH Q6A ,如果API中的遗传毒性杂质在至少6个连续的中试批次或3 个连续的生成批次中,测得结果均低于可接受限度的30%,那么可以论述进行定期检测；如果不满足该条件,那么建议对原料进行常规检测.2、对适宜的中间体中遗传毒性化合物的常规限制：采用适宜的方法对原材料,起始物料或中间体的相关杂质进行检测, 或进行生产过程的限制,同时制定可接受标准,使API杂质到达适宜的LTL限度.〔过程限制+终产品限制〕3、基于对工艺的熟悉,采用适宜的分析方法对原材料,起始物料或者中间体的杂质进行检测,或进行生产过程限制,同时确认这种限制方法能够保证API 杂质水平在可接受限度以下.〔过程限制〕①对适宜中间体中遗传毒性化合物的常规限制, 且限度＞适用的LTL限度；②充分的杂质危害性知识及去处和去除知识；③拟定工艺能使最终API杂质减少至30%适用LTL-限度.以上条件均符合时方可采用4、全面深入的工艺理解〔包括杂质危害性及去处和去除知识〕,基于科学的风险评估,以取代遗传毒性化合物的标准限制.①特别适用于不稳定〔如亚硫酰氯〕以及合成路线早期引入,但已被有效消除的杂质；工艺后期引入的那么需要提供与工艺相关的数据来充分论证该策略的合理性；②根据对杂质去向和消除产生影响的理化特性和工艺因素,包括化学反响性、溶解性、挥发性、离解性和所有用于去除杂质的物理处理步骤进行风险评估, 评估结果可以用来作为杂质被工艺所消除的预估因子.限制策略的相关考虑1、采用选项4,如果与选项3 一样仅根据科学原理来进行论述是不够充分的,还需要提交相关分析数据来支持限制方法.①后续化学反响中杂质的结构变化〔去向〕②中试批次分析数据.可根据实验室级别研究中的加标研究,来说明该杂质的去向/去除论证是严谨的,能够持续地保证杂质在最终API中残留量超过可接受限度的可能性可以忽略.③如果用于研发阶段的小规模模型被认为不能代表商业规模,那么一般需要确认中试规模和/或初始商业批次中所用的限制是适当的.2、假设选项3或4得不到证实的话,那么需要采用选项1或2.对于在较后合成步骤中引入的杂质,一般应采用选项1.3、对于已经定性为遗传毒性的潜在降解杂质,须说明该降解途径是否与原料药和制剂的生产工艺和/或其所拟的包装和存贮条件相关.①建议采用设计良好的加速稳定性试验〔如40C/75%, 6个月〕,采用拟定包装形式、适当分析方法来确定潜在降解产物的相关性.②或采用设计良好的动力学等效时间更短温度更高的稳定性试验,来针对拟定商业包装进行试验,在开始长期稳定性试验前确定降解途径相关性.③对于了解在降解途径,及产品中尚未发现的潜在降解产物的相关性尤其重要.4、假设所潜在降解产物在所拟包装和存贮条件下形成,且接近可接受限度, 那么应采取举措限制降解产物的形成. 并应监控采用所拟存贮条件、商业包装下长期稳定性试验中原料药或制剂的质量,并在质量标准中限制该杂质.EMA/CHMP金属催化剂或金属试剂残留量限度规定指导原那么1〕、按风险级别分类治理①第1类金属：具有显著平安性担忧.或疑心的致癌性其他显著毒性.1A 亚组：Pt、Pd1B 亚组：卜、Rh、Ru、Os1C亚组：Mo、Ni、Cr、V②第2类金属：具有低的平安性担忧.潜在的较低毒性. Cu、Mn等.③第3类金属：平安性担忧最小.无明显毒性. Fe Zn等.2〕、限度限制允许日接触量〔permitted exposure PDE〕浓度限度〔Concentration Limints〕浓度限度〔ppm〕 =PDE 〔小跃〕/每日给药量〔g/天〕**所列金属残留总和不得超过指定的限度分析方法1〕、适宜的、经验证的、专属性的方法①金属残留的形式可能不同于催化剂和试剂得初始形式②公认的药典方法或其他适宜的方法③仅有第2类或第3类金属,可采用非专属性的方法④对于1B亚组金属,可以接受0.5ppm的检测限.2〕、ChP重金属检查法-半定量测定方法,通常不适用于金属的定量测定.案例：某注射剂原料药制剂工艺用到了无水钳/碳催化剂,钳的PDE 10仙g 或浓度限度1ppm,本品采用ChP中检所检查法,限度10ppm,且专属性差,难以有效限制钳残留量.总结1、杂质研究与限制在药品研发中风险限制的关键环节之一：药品中杂质是否能得到合理、有效的限制,直接关系到药品的平安性.2、杂质研究与限制不是一项单纯的分析工艺,需要工艺、结构、分析、制剂、药理毒理等专业领域的协同联动,方可从根本上有效限制杂质.3、遗传毒性杂质、金属杂质的限制是一个新课题,其限制策略给业界和监管部门都带来了新的挑战.。
基因毒性杂质介绍及检测⽅法1什么是基因毒性杂质基因毒性杂质（或遗传毒性杂质，Genotoxic Impurity ，GTI）是指化合物本⾝直接或间接损伤细胞DNA，产⽣基因突变或体内诱变，具有致癌可能或者倾向。
潜在基因毒性的杂质（Potential Genotoxic Impurity ，PGI）从结构上看类似基因毒性杂质，有警⽰性，但未经实验证明的黄曲霉素类、亚硝胺化合物、甲基磺酸酯等化合物均为常见的基因毒性杂质，许多化疗药物也具有⼀定的基因毒性，它们的不良反应是由化疗药物对正常细胞的基因毒性所致，如顺铂、卡铂、氟尿嘧啶等。
2为何着重研究基因毒性杂质基因毒性物质特点是在很低浓度时即可造成⼈体遗传物质的损伤，进⽽导致基因突变并可能促使肿瘤发⽣。
因其毒性较强，对⽤药的安全性产⽣了强烈的威胁，近年来也越来越多的出现因为在已上市药品中发现痕量的基因毒性杂质残留⽽发⽣⼤范围的医疗事故，被FDA强⾏召回的案例，给药⼚造成了巨⼤的经济损失。
例如某知名国际制药巨头在欧洲市场推出的HIV蛋⽩酶抑制剂维拉赛特锭（Viracept， mesylate)，2007 年7⽉，EMA暂停了它在欧洲的所有市场活动，因为在其产品中发现甲基磺酸⼄酯超标，甲基磺酸⼄酯是⼀种经典的基因毒性杂质，该企业为此付出了巨⼤的代价，先内部调查残留超标的原因，因在仪器设备清洗时⼄醇未被完全清除⽽残留下来，与甲基磺酸反应形成甲基磺酸⼄酯。
在被要求解决污染问题后还被要求做毒性研究，以更好的评估对患者的风险。
同时有多达25000 名患者暴露于这个已知的遗传毒性。
直到解决了这所有问题后 EMA才恢复了它在欧洲的市场授权。
近年来各国的法规机构如ICH、FDA、EMA等都对基因毒性杂质有了更明确的要求，越来越多的药企在新药研发过程中就着重关注基因毒性杂质的控制和检测。
3哪些化合物是基因毒性杂质杂质的结构多种多样，对于绝⼤多数的杂质⽽⾔，往往没有充分的毒性或致癌研究数据，因⽽难以对其进⾏归类。
什么是基因毒性杂质对于基因毒性杂质的定义主要是指：在以DNA 反应物质为主要研究对象的体内/ 体外试验中，如果发现它们对DNA 有潜在的破坏性，那可称之为基因毒性。
对没有进行体内实验的情况下，也可以根据关联系做一些相关的体外实验去评估该物质在体内的毒性。
如果没有关联评估的，体外基因毒性物质经常被考虑为假定的体内诱变剂和致癌剂。
GUIDELINE ON THE LIMITS OF GENOTOXIC IMPURITIES （ EMEA/CHMP/QWP/251344/2006 ）基因毒性杂质的风险按照目前的法规来说，（体内）基因毒性物质在任何摄入量水平上对DNA 都有潜在的破坏性，这种破坏可能导致肿瘤的产生。
因此，对于基因毒性致癌物，不能说“不存在明显的阀值，或是任何的摄入水平都具有致癌的风险”。
可接受风险的摄入量对于那些可以与DNA 进行反应的化合物，由于在较低的剂量时机体保护机制可以有效的运行，按照摄入量由高到低所造成的影响进行线性推断是很困难的。
目前，对于一个给定诱变剂，我们很难从实验方面证明它的基因毒性存在一个阀值。
特别是对某些化合物，它们可以与非DNA 靶点进行反应，或一些潜在的突变剂，在与关键靶位结合之前就迅速失去了毒性。
由于缺乏支持基因毒性阀值存在的有力证据，而使得我们很难界定一个安全的服用量。
所以有必要采取一个新观点：确定一个可接受其风险的摄入量。
可接受其风险的摄入量即毒理学阈值一般通用的被定义为Threshold of Toxicological Concern （TTC）。
具体含义为：一个“ 1.5ug/day ”的TTC 值，即相当于每天摄入1.5ug 的基因毒性杂质，被认为对于大多数药品来说是可以接受的风险（一生中致癌的风险小于100000 分之1 ）。
按照这个阀值，可以根据预期的每日摄入量计算出活性药物中可接受的杂质水平。
在特定的条件下一些基因毒性杂质也可以有较高的阈值。
