遗传毒性杂质的控制

遗传毒性杂质的控制王旸2015年11月一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容一、简介•遗传毒性杂质（genotoxicimpurities):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（主要指DNA）发生作用而产生的毒性。致突变性（mutagenic）：与DNA相互作用产生直接或潜在的影响，使基因突变。致癌性（carcinogenetic）：具有致癌可能性相关指导原则及发展历史•EMA：GuidelineontheLimitsofGenotoxicImpurities,2006•EMA：QuestionsandAnswersontheCHMPGuidelienonthelimitsofgenotoxicimpurities,2008•FDA：Guidanceforindustry：GenotoxicandCarcinogenicImpuritiesinDrugSubstancesandProducts：RecommendedApproaches,Draft,2008•ICHQ3A（R2）：ImpuritiesinNewDrugSubstances,2006•ICHQ3B（R2）：ImpuritiesinNewDrugProducts,2006•ICHM7（step4）：AssessmentandControlofDNAReactive(Mutagenic)impuritiesinPharmaceuticalstoLimitPotentialCarcinogenicRisk,2014遗传毒性杂质的控制•ICH指导原则指出“如果杂质具有非常见毒性，则应降低限度阈值（报告、鉴定、验证）”（附件1，注释2）•什么是非常见毒性？如何处理？非常见毒性•ICHQ3专家工作组（1990s）设想为特异的不可逆的毒性（致畸性、致癌性、生殖毒性），但未提出限制策略。•FDA和EMEA对待遗传毒性杂质的态度为零容忍，（例如1ppm的限度）。•ICHM7明确对遗传毒性杂质进行控制，根据风险/获益，阶段性TTC方法。对遗传毒性杂质控制的历史演变•2002年欧盟CHMP基于体内遗传毒性数据采用了风险评估方法（由于缺乏大多数遗传毒性杂质的可靠数据,不具有可操作性）•基于Kroes发表的遗传毒性致癌物TTC文献，于2004年转为“TTC为基础的方法”。•根据工业界的建议，调整方法的TTC范围（由10ˉ6调整为10ˉ5）FDA对遗传毒性杂质的控制•原先采用对药物批次中遗传毒性杂质的验证（遗传毒性实验和2年啮齿类动物致癌性试验）。•2004年起由工业界与FDA经过会议，就临床试验“阶段TTC方法”达成共识。•2008年美国FDA发补草案指南，采纳阶段TTC对遗传毒性杂质的控制欧盟2002年CHMP工作小组2006年指南FDA2005年工作小组成立2008年指南ICHM7目前在第四阶段一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容适用范围•M7适用于临床阶段和后期申报上市的新的原料药和制剂。•以下产品不适用M7，生物/生物工程，多肽，寡链核酸，放射性药物，发酵产物，草药，动物器官或植物提取的粗品。•按照ICHS9的抗肿瘤新药的申请。•药品本身在治疗浓度下具有基因毒性的。ICHM7对遗传毒性杂质的控制•遗传毒性杂质可能出现在起始物料、溶剂、中间体、副产物和降解产物中，并可能引入到制剂中•ICHM7提供了一个可用于遗传毒性杂质鉴别、分类、定量分析和控制的可行性框架。限制潜在的致癌风险提供了安全性评估和质量风险控制的概念对ICHQ3A和Q3B的补充ICHM7对以下问题提供了解决方案•药物研发过程中，遗传毒性杂质的可接受水平是多少？•上市产品遗传毒性杂质的可接受水平是多少？•是否可以采用毒理学关注阈值（TTC，ThresholdofToxicologyConcern）来规定遗传毒性杂质的水平•计算TTC时，是否可以将多个遗传毒性杂质合并计算•哪些是可接受的特殊情况？日摄入量大于TTC的情况一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容潜在遗传毒性杂质的分类分类定义控制方法1类已知有突变性和致癌性物质控制杂质在可接受的与化合物特性相关的限度2类已知的致突变性但致癌性未知的物质（细菌突变试验阳性，无啮齿类动物致癌数据）控制杂质在可接受的限度（合适的TTC）3类含警示结构的物质，与原料药结构无关联，无致突变性数据控制杂质在可接受的限度（合适的TTC）或进行细菌突变试验；如无致突变性，归为5类；如有致突变性，归为2类4类含警示结构的物质，但与无致突变性的原料药结构相似（如中间体）作为无致突变的杂质5类无警示结构，或有重复的数据证明其警示结构无致突变性作为无致突变的杂质警示结构潜在毒性杂质的确定•1类：致突变和致癌性数据为阳性。基于文献中报告的动物/人体毒性。现有的公开数据库，如ToxNet、NTP、InChem、BG-Chemie、日本现有化学物质数据库和/或市售数据库，如VITIC和Leadscope。•2类：致突变数据为阳性，但致癌性未知。依据包括：如已知的细菌突变Ames试验结构阳性，但是未报告啮齿类动物致癌性数据。•3类：有警示结构。有潜在遗传毒性风险。Q(SAR)系统显示警示结构具有遗传毒性，但与活性物质结构无关。如果细菌突变Ames试验阳性，划为2类，如果细菌突变Ames试验阴性，划为5类。•4类：有警示结构。但是与原料药和原料药结构相似物有关，而细菌突变Ames研究显示此类物质呈阴性。•5类：没有警示结构。没有遗传毒性的文献报告，或在细菌突变Ames试验阴性，或者有重复的数据证明与警示结构不相关。分类流程一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容对遗传毒性杂质的控制遗传毒性杂质控制PDE法无毒理学数据，采用TTC法控制控制PDE法•适用于有阈值效应的遗传毒性杂质：已有证据表明，该类物质只有在超过一定限度时才会产生遗传毒性。•杂质安全性限度的确定可以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（No-ObservedEffectLevel）计算其可接受的日暴露量（PermissibleDailyExposure），再根据药品的最大日剂量计算出杂质的接受限度。PDE的计算方法•PDE=NO(A)El体重校正/（F1F2F3F4F5）•F1=种属间差异系数•F2=个体间差异系数•F3=短期毒理数据的校正•F4=对于严重毒性的校正因子•F5=如果未确定NOEL时的校正因子•如无NOAEL数据，可用LOAEL代替TTC法•无阈值效应的遗传毒性杂质：引入了毒理学关注阈值（ThresholdofToxicologicalConcern）。TTC是在接受患者终生用药的癌症发生概率不超过10万分之一的基础上，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。•对于无阈值效应的遗传毒性杂质，如果每日摄入量低于1.5g，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法的来源•TTC原则衍生自FDA食品接触材料的法定限量（TOR）原则食品中低于0.5ppb（十亿分之一）的浓度被认为无公共安全问题假设每天摄入1500克食物/1500克液体，等于1.5g/人/天通用TTC限度的确定•测得TD50（50%的啮齿类动物产生肿瘤的剂量），采用线性外推法得到患肿瘤率降到百万分之一时的剂量•对于大多数遗传毒性致癌物，终生暴露量小于0.15g/天/人，产生癌症的风险低于1/1000000。对于患者（1/100000）被认为是有获益的，1.5g/天/人。•少数类别除外少数致癌性物质•类黄曲霉素（aflatoxin-like-），N-亚硝基-（N-nitroso）和氧化偶氮化合物（azoxy）•不适用1.5g/天的TTC标准，应根据具体指导原则的原理，具体问题具体分析、OOOOOOHHRNORNNRORO黄曲霉素AflatoxinN-亚硝基化合物N-nitroso偶氮氧化物Azoxy高于1.5g的TTC•将其应用至遗传毒性杂质：致癌性与时间和剂量均有关系；较短时间内可以承受高于1.5g/天的剂量，不影响致癌性。•含义：短时间+高浓度和长时间+低浓度得到同样的效果•Haber定律：浓度(C)时间(T)=常数(k)阶段性的TTC限度放宽限度-阶段性TTC数据•引入与暴露量相关的可接受限度（Less-Than-Lifetime）：基于TTC可接受的限度为1.5g/天是结社患者终生服药的基础上得出的理论值，按照70岁寿命计算：•1.5g/天*365天*70年（25,550天）=38.3mg治疗时限=1个月1~12个月1~10年10年~终生日摄入量（ug/天）12020101.5含有多个遗传毒性杂质•含有多个遗传毒性杂质的限度要求：•基于TTC原理，当原料药中含有多个遗传毒性杂质时，按照下述要求进行控制治疗时段=1个月1~12个月1~10年10年~终生日常摄入量（ug/天）12060305ICHM7中对时间段的划分•1个月，适用于传统的I期药品临床试验的给药时间。•1~12个月，适用于涵盖大多数II期和许多III期情况临床试验的给药时间。适用于市售产品，其（累积）的给药持续时间不超过12个月。•1~10年，涵盖延长期限的III期临床试验（结果研究）和许多药品上市许可（可能包括用于老年的各种药物）。•10年，覆盖药品的所有上市许可，其积累适用通常超过10年。遗传毒性杂质的研究选择合成路线并确定本品是否适用ICHM7分析潜在的杂质对杂质进行结构评价基于ICHM7原理进行结构分类根据相应的分类，确定相应的限度要求根据对工艺的理解确定控制策略方法学验证/积累数据必要时重复以上工作提交完整的控制策略遗传毒性杂质的控制原则•杂质谱的分析参见相关指导原则•采用多种途径对遗传毒性杂质进行分析：经验积累，文献报道，软件预测，毒理学试验等•药学部门应与毒理部门紧密配合全方位的控制遗传毒性杂质的控制起始物料、溶剂、中间体的控制生产环节和设备运行条件的控制（GMP）原料药/制剂的终点控制生产工艺过程的控制工艺参数的控制ICHM7提供了4种控制方法•1、终产品控制：在原料药标准中采用合适的方法对相关杂质进行检验，达到可接受的限度。•2、中间控制+终产品控制：采用合适的方法对原材料，起始物料或者中间体的相关杂质进行检测，或进行生产过程的控制，使终产品杂质达到可接受的限度。ICHM7对杂质的控制方法-续•3、中间控制：基于对工艺的认识，采用合适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，或就那些生产过程的控制，同时确认这种控制方法能够保证原料药的杂质水平在可接受的限度以下。•4、不进行控制：通过对工艺过程参数控制和杂质残留水平的认识，有足够的信息保证原料药中的杂质水平将会在可接受的限度下。一、简介二、ICHM7三、遗传毒性杂质的分类四、限度控制五、案例六、总结内容案例1化合物A•用于肿瘤治疗•目前处于临床开发II期•临床剂量10ml：50mg（1疗程）•待进行的研究时限：3周R1R2R5R6原料药案例1化合物A•确定合成路线•步骤4生成了中间体IV•其与警示结构多环芳烃相似•分析是否适用ICHM7•原料药为细胞毒性药物，不适用ICHM7•按照一般杂质在中间体和终产品中进行控制，限度0.1%R1R2R3R4中间体IV多环芳烃R1R2R5R6原料药案例2甲磺酸酯•甲磺酸盐非生理性，应用较多，目前仅次于盐酸盐Anionsfumaratesalicylatenitratephosphatetartratemaleatemesylatecitrateacetatehydrobromidesulphatehydrochloride0102030405060Frequency(%)数据来源：StahlandWermuth(e