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01、何为基因毒性杂质基因毒性杂质（或遗传毒性杂质，Genotoxic Impurity，GTI）是指能直接或间接损害DNA，引起DNA突变、染色体断裂、DNA重组及DNA 复制过程中共价键结合或插入，导致基因突变或癌症的物质（如卤代烷烃、烷基磺酸酯类等）。
潜在基因毒性杂质（Potential Genotoxic Impurity ，PGI）结构中含有与基因毒性杂质反应活性相似的基团（如肼类、环氧化合物、N-亚硝胺类等），通常也作为基因毒性杂质来评估。
基因毒性杂质主要来源于原料药合成过程中的起始物料、中间体、试剂和反应副产物。
此外，药物在合成、储存或者制剂过程中也可能会降解产生基因毒性杂质。
除此之外，有些药物通过激活正常细胞而产生基因毒性物质导致突变，如化疗药物顺铂等。
02、何为基因毒性杂质“警示结构”由于杂质结构的多样性，一般很难进行归类，因此，在缺乏安全性数据支持的情况下，法规和指导原则采用“警示结构”用来区分普通杂质和基因毒性杂质。
所谓“警示结构”，是指杂质中的特殊基团可能与遗传物质发生化学反应，诱导基因突变或者染色体断裂，因此具有潜在的致癌风险。
对于含有警示结构的杂质，应当进行（Q）SAR预测和体内外遗传毒性和致癌性研究，或者将杂质水平控制在毒理学关注阈值（TTC）之下。
但是含有警示结构并不能说明该杂质一定具有遗传毒性，而确认有遗传毒性的物质也不一定会产生致癌作用。
杂质自身性质和结构特点会对其毒性产生抑制或调节作用。
警示结构的重要性在于它提示了可能存在的遗传毒性和致癌性，为进一步的杂质安全性评价与控制指明方向。
（关于基因毒杂质警示结构的详细信息可参考欧盟发布的警示结构《Development ofstructure alerts for the in vivo micronucleus assay in rodents》）。
03、基因毒性杂质严格控制的必要性基因毒性杂质最主要的特点是在极低浓度时即可造成人体遗传物质的损伤，导致基因突变并促使肿瘤发生。
基因毒杂质警示结构
基因毒性杂质是指具有对基因组产生直接或间接的有害影响的化学物质。
这些物质可能导致基因突变、染色体畸变、基因表达异常等，进而对生物体的遗传物质和遗传信息造成损害。
警示结构是指一些特定化学结构或官能团，它们在分子中存在时可能表明该物质具有基因毒性潜能。
这些警示结构通常与DNA结合、干扰细胞的DNA复制或修复机制等相关。
一些常见的基因毒性杂质的警示结构包括：
1.芳香族环（如苯环）：芳香族环结构可以与DNA发生相互作
用，并导致DNA损伤或突变。
2.互氧化物结构：一些含有羟基或酮基的化合物，如环氧化合
物、过氧化物等，都可以引起DNA链的损伤。
3.亲电性基团：有一定亲电性的基团，如氯、亚硝基等，可以
与DNA中的核苷酸发生加成反应，导致DNA损伤。
4.多环芳香烃：包含多个芳香环的多环芳香烃类化合物，如多
环芳香烃类化合物（PAHs），具有潜在的基因毒性。
警示结构只是一种指示可能存在基因毒性的线索，不能仅凭警示结构来判断一个物质的基因毒性。
实际上，进行基因毒性评估需要综合考虑物质的化学性质、生物活性、暴露途径等因素，并进行相关的实验测试和评估。
基因毒性杂质的名词解释基因毒性杂质是指能够对生物体的遗传物质DNA造成直接或间接损害的化学物质。
这些杂质可以通过不同的途径接触到人类和其他生物，例如食物、空气和水源中的污染物，或者是各类化妆品和工业产品中的添加物。
基因毒性杂质的存在和作用对人类健康和环境保护具有重要意义。
首先，基因毒性杂质的存在对人类健康构成潜在威胁。
当人类暴露在这些杂质中时，它们可能通过与DNA分子发生相互作用，造成DNA损伤、突变甚至基因组不稳定的情况。
这些破坏行为可能引发癌症、遗传性疾病和其他健康问题的发生。
例如，苯并[a]芘（B[a]P）是一种常见的基因毒性杂质，它存在于烟草烟雾和烧烤食品中。
暴露给B[a]P会导致DNA突变，可能促进肺癌和其他癌症的发展。
其次，基因毒性杂质的存在对自然环境具有潜在危害。
许多工业和农业活动产生的废水、废气和固废中可能含有基因毒性杂质，当这些污染物排放到环境中时，会对水域、土壤和大气造成污染，影响生态系统的平衡。
水生生物和陆地生物暴露在这些污染物中，可能会造成遗传毒性和种群减少。
例如，微塑料是一种常见的基因毒性杂质，它们存在于海洋中，可以被海洋生物误食，对海洋生态系统造成巨大的影响。
为了减少基因毒性杂质对人类和自然环境的危害，需要采取有效的防控措施。
首先，加强对基因毒性杂质的监测和评估，建立相应的标准和方法，确保对潜在危害物质的及时发现和识别。
其次，加强对基因毒性杂质的管理和控制，限制其在生产和消费过程中的使用。
此外，加强环境治理和垃圾处理，减少污染物的排放和扩散。
最后，加强公众的环境教育和意识提升，提高对基因毒性杂质的认知和关注，促进可持续发展和生态友好型的生产和消费方式。
总而言之，基因毒性杂质是指能够对生物体的遗传物质DNA造成直接或间接损害的化学物质。
它们对人类健康和环境保护具有重要意义。
通过加强监测和评估、管理和控制、环境治理和教育提升等方面的努力，可以减少基因毒性杂质的危害，保护人类和自然环境的健康与可持续发展。
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。
如接触时间比较短等，这个需要根据实际情况再进行推算。
•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，如果它的每日摄入量低于TTC值，那么它的致癌的风险将不会高于1×10的概率。
•所以TTC不能被理解为绝对无风险的保障。
有实验依据的TTC值的确认有足够的（实验性的）证据来支持阀值界定的基因毒性杂质对于这类有足够的证据来表明其基因毒性阀值的化合物，可以参考“Q3C Note for Guidance on Impurities: Residual Solvents.”中2级溶剂的规定，计算出了一个“允许的日摄入量”（PDE）。
无实验依据的TTC值的确认没有足够的（试验性的）证据来支持阀值界定的基因毒性杂质不能进行阀值鉴定的基因毒性杂质的可接受剂量评价应该包括药学的和毒理学的评价。
一般来说，如果避免毒性是不可能的，那么药学的评价措施应该以ALARP的（ as low as reasonably practicable 尽可能低的合理可行性）控制水平为指导原则。
含有多个基因毒性杂质的评估EMEACHMP•结构不同的——单个杂质的限度应该小于1.5ug/day•结构相似的——杂质总和的限度应该小于1.5ug/dayFDA（和EMEA类似）•单个杂质造成的癌症风险机率应该小于10•有相同作用机制的结构相似的杂质，其含量总和应该参考1.5ug/day的限量进行评估。
•单个基因毒性杂质可以参考文献来确定。
•多个基因毒性杂质（3个以下）积累的风险相对于单个杂质的风险上升不大，可以忽略。
•药物中含有3个基因毒性杂质，不管结构是否相似，在法规中是允许的（只要有充分的数据）。
•存在四个以及以上的基因毒性杂质的时候，需要根据实际情况考虑。
药学评价应该根据现有的配方选择和生产技术，提供生产方法的合理性。
申请人应该指明涉及到的所有具有基因毒性或有致癌性的化学物质，如所用试剂、中间体、副产品等。
更进一步，在药物活性物质中没有出现的基因毒性反应物和有基因毒性结构（alerting structure）的物质，都应该被考虑。
实际生产中尽量避免使用该类物质。
如果在合成路线、起始物料方面没有更好选择，则需要提供一个正当的理由。
就是物质中能引起基因毒性和致癌性的结构部分在化学合成是不可避免的。
假如基因毒性杂质被认为是不可避免的，那么应该采取技术手段尽可能的减少基因毒性杂质在产品中的含量，使其符合安全的需要或使其降低到一个合理的水平。
对于活性中间体、反应物、以及其它化合物的化学稳定性都应该进行评估。
应该有合理的分析方法去检测和量化这些杂质的残留量。
——基因毒性杂质磺酸盐的风险评估临床研究发现甲磺酸酯的DNA烷基化作用会导致诱变效应，其中甲磺酸甲酯和甲磺酸乙酯已有这方面报导，因此有理由怀疑其它低分子量磺酸（如对甲苯磺酸）的烷基酯可能也存在着类似的毒性影响。
尽管无数据表明这些酯对人的毒性影响，然后依然有上述基因毒性物质以杂质的形式存在于含磺酸酯类药物活性成分的药品中的潜在风险。
EMEA/44714/2008甲磺酸烷基酯，如甲磺酸甲酯（MMS）和甲磺酸乙酯（EMS），是甲磺酸与甲醇，乙醇，或其它低级醇形成的酯。
特别是在以甲磺酸盐或甲磺酸酯形式存在的药物活性成分中或其合成过程中用到了甲磺酸的药物活性成分中，甲磺酸烷基酯会被视为潜在杂质。
在以羟乙基磺酸盐，苯磺酸盐和对甲苯磺酸盐形式存在的药物活性成分中也会发现类似的磺酸烷基酯或芳基酯污染。
需说明出现这些污染的风险。
药物活性成分的生产是否涉及到在甲磺酸（或羟乙基磺酸，苯磺酸，对甲苯磺酸）或相应的酰氯存在的情况下，使用了低级脂肪酯，如甲醇，乙醇，正丙醇或异丙醇的情况？如果是这种情况的话，甲磺酸烷基酯或类似苯磺酯烷基酯和对甲苯磺酸烷基酯的形成可能性是否已被降至最低？是否存在有效的精制步骤？设备（特别是接触到磺酸试剂的设备）的清洗程序是否涉及到低级脂肪醇的使用？是否有适宜的质量标准和已验证的分析方法可以证实药物活性成分中的磺酸烷酯或磺酸芳基酯杂质处于TTC以下？是否检查了起始物料，如甲磺酸盐（苯磺酸盐，对甲苯磺酸盐，羟乙基磺酸），中的烷基磺酸酯或芳基磺酸酯杂质（如甲磺酸中的EMS 和MMS）及相应的酰氯？是否有这些杂质的适宜标准和验证过的方法？当被磺酸酯或相关物质所污染了的磺酸作为起始物料用于药物活性成分时，是否能保证药物活性成分中潜在基因毒性杂质不超过其TTC值？应当要考虑各种烷基或芳基取代磺酸酯杂质的累加风险。
如在药物活性成分生产的最后一步合成步骤用到了磺酸衍生物，应将其纳入风险分析。
是否对回收溶剂中磺酸酯类杂质（如，乙醇中的EMS，甲醇中的MMS，异丙醇中的IMS）的富集和残留进行了控制？是否能排除以甲磺酸盐，羟乙基磺酸盐，对甲苯磺酸盐或苯磺酸盐形式存在的药物的活性成分，或其相关制剂，在储存过程中形成烷基或芳基磺酸酯？是否能排除以甲磺酸盐，羟乙基磺酸盐，对甲苯磺酸盐或苯磺酸盐形式存在的药物活性成分在制成最终制剂的过程中形成烷基或芳基磺酸酯，如在制粒过程中使用了醇？是否有足够灵敏的的方法可以检测到制剂中的（处于TTC水平的）这些杂质？——基因毒性杂质卤代烃的风险评估有数据表明氯乙烷、氯甲烷为基因毒性杂质，因此有理由怀疑其他低分子卤代烃类也有类似的作用。
在生产中应该对其进行相应的控制在氨基物盐酸盐使用醇类溶剂精制的时候，基本都会产生卤代烃。
产生的条件和温度、水分、浓度、时间等有关系。
对于控制低级卤代烃的方法可以参考控制甲磺酸酯的相关建议。
毒理学评价为一个不存在阀值的基因毒性致癌物定义一个安全的摄入量水平（零风险观点）是不可能的，并且从活性药物成分中完全的除去基因毒性杂质经常是很难做到。
这样就要求我们建立一个可接受的风险水平，例如对一个低于可忽略风险的每日摄入量进行评价。
但是这些方法都需要有足够的长期致癌性研究数据。
对于可接受风险水平的推导过程参见Q3C Note for Guidance on Impurities: Residual Solvents for Class 1solvents。
附件三。
TTC的应用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。
对这些种类的物质需要进行特殊的风险评价。
在某些特定情况下，TTC值高于1.5 μg/day 也是可以接受的，比如药品的短期接触，即治疗某些生命预期在5年以下的某些严重疾病，或者这种杂质是一种已知物质，人类在其他方式上对它的摄入会更高（比如在食品上）。
有些基因毒性杂质同时也是一种体内代谢产物，对它的评价也要以对代谢产物的接受性为基础。
基因杂质的浓度限度以ppm为单位，公式如下：Concentrationlimit (ppm) = 1.5 μg / daily dose 原料药质量研究部2008～2010年度基因毒性杂质限度验证列表：序号基因毒性杂质名称杂质限度产品名称1保护基溴化物15ppm氯沙坦钾2邻氨基甲苯7.5ppm托拉塞米3间氨基甲苯7.5ppm托拉塞米4对氨基甲苯7.5ppm托拉塞米5邻硝基甲苯7.5ppm托拉塞米6叠氮酸10ppm坎地沙坦酯7叠氮酸10ppm缬沙坦8溴代异丙烷15ppm氯吡格雷氢溴酸盐9联苯溴化物 3.4ppm缬沙坦10联苯溴化物四氮唑4ppm缬沙坦115-氰基苯酞25ppm西酞普兰氢溴酸盐EMEA指南_______________________________________2006 年，欧洲药品管理局（EMA）颁布了《遗传性杂质限度指导原则》和《CHMP遗传毒性杂质限度指导原则问答》。
指南要求新药必须进行基因毒性杂质分析；对于现有药品，不强制进行遗传毒性杂质分析评估，但对已上市品进行化学合成变更或者仿制药品上市前，需对其合成路线、过程控制、杂质概况评价并与现有产品对比，以确定未引入新的或更高水平的基因毒性杂质。
该指南还引入了可接受风险的摄入量，即毒理学阈值（TTC，Thresholdof Toxicological Concern）这个概念。
根据该方法，若患者每日摄入浓度低于1.5 μg，那么患者因服药导致癌症发生的额外风险可以忽略不计。
但TTC 不能被理解为绝对无风险的保障，如对类黄曲霉素等一些高度危险的物质，其致癌性明确，毒理学阈值（TTC）1.5 μg /d 的限度并不适用，需进行特殊的风险评价。
但在短期暴露、治疗病危预期仅存活5年且没有更安全的治疗选择时TTC的1.5 μg /d这个限度可以适当放宽。
FDA指南_______________________________________2008年，美国食品药品管理局（FDA）颁布了《工业指南：原料药及制剂中的遗传毒性及致癌性杂质研究方法推荐》。
