化學(xué)藥物遺傳毒性雜質(zhì)的危害評估方法、可接受攝入量計算及其控制策略研究
原料藥的合成涉及反應(yīng)物、試劑、溶劑、催化劑和其他加工助劑的使用，因為其中的化學(xué)反應(yīng)和終產(chǎn)物降解，原料藥及制劑中會存在雜質(zhì)。
在對藥物雜質(zhì)的研究中，人們逐漸認識到有些雜質(zhì)以較低水平存在即可直接造成DNA損傷，進而導(dǎo)致DNA突變，并可能因此引發(fā)癌癥。因此，為限制人暴露于潛在致突變雜質(zhì)導(dǎo)致額外的患癌風(fēng)險，使用細菌致突變試驗來評估雜質(zhì)致突變的可能性并指定適宜的控制策略，對保證化學(xué)藥物的安全性具有重要意義。
在對大量的致突變性/致癌性化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)的回顧整理下，相關(guān)學(xué)者提出了給予專家規(guī)則的Structure Alert概念和給予統(tǒng)計學(xué)規(guī)則的Hypothesis概念，認為具有某些特定化學(xué)特征的藥物雜質(zhì)具有較高的致突變性潛力。
若化學(xué)藥物中不能排除具有相關(guān)結(jié)構(gòu)特征雜質(zhì)的存在可能性的話，則需要進行危害評估（Hazard Assessment）并控制風(fēng)險。（關(guān)于化學(xué)藥物中遺傳毒性雜質(zhì)的識別，可參見：化學(xué)藥物中遺傳毒性雜質(zhì)的識別及其風(fēng)險評估）
危害評估的方法
致突變性雜質(zhì)的危害評估方法主要是通過數(shù)據(jù)庫、文獻檢索、定量構(gòu)效關(guān)系（Quantitative Structure-Activity Relationships, QSAR）評估以及遺傳毒性試驗等評估方法將雜質(zhì)分類，并根據(jù)相關(guān)結(jié)果對雜質(zhì)進行后續(xù)的研究和控制。
致突變性雜質(zhì)的危害評估方法一：數(shù)據(jù)庫、文獻檢索
? 已有資料顯示雜質(zhì)是有致突變性的致癌物質(zhì)，則將其歸為1類；
? 已有資料顯示雜質(zhì)有致突變性，即細菌回復(fù)突變試驗呈陽性，或有其他與DNA反應(yīng)性相關(guān)的基因突變的陽性致突變性數(shù)據(jù)（例如，體內(nèi)基因突變研究顯示陽性），但無嚙齒動物致癌性數(shù)據(jù)的物質(zhì)，則將其歸為2類；
? 已有資料顯示無致突變性或致癌性潛在風(fēng)險的物質(zhì)，則將其歸為5類雜質(zhì)。
致突變性雜質(zhì)的危害評估方法二：定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）評估
應(yīng)用QSAR方法進行計算機模擬，預(yù)測細菌回復(fù)突變試驗的結(jié)果時，應(yīng)采用兩個互補的QSAR預(yù)測方法，一個方法基于專家知識規(guī)則，另一個方法基于統(tǒng)計學(xué)。
如果兩個互補的QSAR方法預(yù)測結(jié)果均沒有警示結(jié)構(gòu)，則可以認為該雜質(zhì)沒有致突變性，足以得出該雜質(zhì)沒有致突變性風(fēng)險的結(jié)論，不建議做進一步的檢測。
QSAR模型采用的預(yù)測方法應(yīng)遵循OECD制定的一般驗證原則，如確定的終點，明確的算法，確定的應(yīng)用范圍，模型適當?shù)臄M合度、耐用性和可預(yù)測性，以及機制解釋。
對計算機系統(tǒng)得出的任何陽性（Positive）、陰性（Negative）、相互矛盾（Contradicted）或無法得出結(jié)論（Inconclusive）的預(yù)測結(jié)果，申請人可根據(jù)專業(yè)知識進行綜合評估（Expert Review），提供進一步支持性證據(jù)，合理論證并得出最終分類結(jié)論。
致突變性雜質(zhì)的危害評估方法三：遺傳毒性試驗
對于應(yīng)用QSAR方法評估為3類的雜質(zhì)，可以進一步開展細菌回復(fù)突變試驗。
如果試驗結(jié)果為陽性，則該雜質(zhì)歸為2類；如果試驗結(jié)果為陰性，則該雜質(zhì)歸為5類。對于歸為5類的雜質(zhì)，如果對應(yīng)長期給藥且雜質(zhì)日攝入量超出1mg，仍應(yīng)考慮開展最低篩選要求的遺傳毒性試驗（點突變試驗和染色體畸變試驗）。
對于致突變性（如細菌回復(fù)突變試驗）結(jié)果為陽性的雜質(zhì)，如果無法控制在可接受的攝入量，可以根據(jù)其作用機制和預(yù)期的靶器官（組織）分布，選擇合適的體內(nèi)遺傳毒性試驗，或選擇合適的種屬進行致癌性試驗，明確其體內(nèi)致突變風(fēng)險或致癌性風(fēng)險，指導(dǎo)對其設(shè)定特定的控制限度。
基因毒性雜質(zhì)可接受攝入量的計算方法
與基因毒性雜質(zhì)可接受攝入量計算相關(guān)的有多個概念，包括TTC ( Threshold of Toxicological Concern ), AI ( Acceptable Intake ), PDE ( Permitted Daily Exposure), 不同的概念對應(yīng)不同的限度計算方式。
確定遺傳毒性雜質(zhì)限度值的計算方法包括根據(jù)化合物特異性風(fēng)險評估計算，根據(jù)毒理學(xué)關(guān)注閾值計算和根據(jù)給藥周期調(diào)整計算等。
方法一：根據(jù)致癌性數(shù)據(jù)計算化合物特異性限度
如果雜質(zhì)具備足夠的致癌性數(shù)據(jù)，但無毒理學(xué)閾值，則應(yīng)采用化合物特異性風(fēng)險評估方法來推導(dǎo)可接受攝入量。
根據(jù)導(dǎo)致50%腫瘤發(fā)生率的給藥劑量（TD50）線性外推法來計算特異性的可接受攝入量，或使用國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)公布的可接受攝入量參考值。
TD50線性外推法，即通過嚙齒類動物致癌性數(shù)據(jù)來計算雜質(zhì)的可接受攝入量，如采用TD50值的1/50000作為攝入量，即相當于終生發(fā)生腫瘤的額外風(fēng)險為十萬分之一。
AI=TD50×BW/50000
其中BW為體重調(diào)節(jié)系數(shù)（Body Weight），一般取值50kg。
方法二：根據(jù)實際閾值計算的特異性限度
一些雜質(zhì)的毒性與劑量的反應(yīng)呈非線性或有實際閾值，針對此類雜質(zhì)可通過未觀察到作用劑量（No-Observed Effect Level, NOEL）或觀察到作用的最低水平（Lowest-Observed Effect Level, LOEL）為起始點( Point of Departure, PoD)，經(jīng)各不確定性因子（Uncertainty Factor）來計算每日允許暴露量（PDE）。
PDE= PoD×BW/UFs
其中PoD為NOEL（或LOEL）；
BW為體重調(diào)節(jié)系數(shù)（Body Weight），一般取值50kg；
UF為包含多個不確定因子的乘積，包括
F1為從不同動物種屬外推到人的因子；
F2為個體差異因子，可進一步細分為PK因子和PD因子；
F3為根據(jù)毒性研究的暴露周期采用的調(diào)整因子；
F4為根據(jù)毒性嚴重情況采用的調(diào)整因子；
F5為根據(jù)PoD的選擇采用的調(diào)整因子，確認為NOEL時一般為1，確認為LOEL時可根據(jù)不良反應(yīng)的嚴重程度、出現(xiàn)比例等進行調(diào)整，最高可以為10；
方法三：根據(jù)毒理學(xué)關(guān)注閾值（TTC）計算限度
對于無毒理學(xué)研究數(shù)據(jù)的雜質(zhì)可采用TTC計算可接受攝入量，TTC定義了未經(jīng)研究的化學(xué)物質(zhì)在致癌性和其他毒性風(fēng)險可忽略時的可接受攝入量。
該理論認為，在人的整個生命周期（70年）內(nèi)，對于有警示結(jié)構(gòu)或明確有致突變性的雜質(zhì)，每天攝入量不高于1.5μg，對應(yīng)理論上額外增加的患癌風(fēng)險不超過十萬分之一。
TTC限度可通用于大部分藥物作為可接受攝入量的默認值。已知致突變性致癌物的標準風(fēng)險評估是假定致癌風(fēng)險隨著累積劑量的增加而增加，終生以低劑量持續(xù)給藥的致癌風(fēng)險與相同的累積劑量平均分配在較短給藥時長內(nèi)的致癌風(fēng)險等同，在研發(fā)期間和上市后給藥時間短于終生（less than lifetime, LTL）的暴露雜質(zhì)可以有更高的可接受限度，并不導(dǎo)致更高的安全性風(fēng)險。
在早期研發(fā)階段，將可接受風(fēng)險設(shè)定為理論計算患癌風(fēng)險增加約百萬分之一；在研發(fā)后期及上市后，在確認了主成分風(fēng)險獲益比的情況下，可將可接受風(fēng)險設(shè)定為理論計算患癌風(fēng)險增加約十萬分之一。
需注意，LTL方法可以應(yīng)用于基于TTC或化合物特異性AI限度，但不宜用于根據(jù)PDE公式計算的控制限度。
遺傳毒性雜質(zhì)的控制策略
控制策略是一套基于對當前產(chǎn)品和工藝的理解而制定的有計劃的控制方法，用以保證工藝性能和產(chǎn)品質(zhì)量。
構(gòu)建適宜控制策略的基礎(chǔ)是全面理解原料藥生產(chǎn)工藝相關(guān)的化學(xué)信息、制劑生產(chǎn)工藝以及原料藥和制劑的整體穩(wěn)定性。原料藥中遺傳毒性雜質(zhì)的控制有以下四種可能的方法：
遺傳毒性雜質(zhì)的控制方法1：
原料藥質(zhì)量標準中包含雜質(zhì)檢測項，采用合適的分析方法將雜質(zhì)控制在可接受限度以內(nèi)。此控制方式在至少6個連續(xù)的中試批次或3個連續(xù)的生產(chǎn)批次下，相關(guān)雜質(zhì)均低于可接受限度的30%，可考慮進行定期確認性檢測。
遺傳毒性雜質(zhì)的控制方法2：
在起始物料或中間體的質(zhì)量標準中包含雜質(zhì)檢測項，或作為過程控制項，采用合適的分析方法將雜質(zhì)控制在可接受范圍內(nèi)。
遺傳毒性雜質(zhì)的控制方法3：
在原料、起始物料或中間體的質(zhì)量標準中對雜質(zhì)進行檢測，或進行過程控制，制訂一個高于原料藥中該雜質(zhì)可接受限度的標準，使用合適的分析方法并結(jié)合對雜質(zhì)去向和清除的認知，及相關(guān)的工藝控制，保證原料藥中的雜質(zhì)的水平低于可接受限度而無需在后續(xù)工藝中再行檢測。
遺傳毒性雜質(zhì)的控制方法4：
明確工藝參數(shù)及其對殘留雜質(zhì)水平（包括去向和清除知識）的影響，確信原料藥中的雜質(zhì)水平將會低于可接受限度，則建議無需對該雜質(zhì)進行分析檢測（即不需要將雜質(zhì)訂入任何質(zhì)量標準中）。
? 需要注意，對于方法2和方法3，周期性檢測控制策略被接受的可能性較低，且由于近年以來，審評機構(gòu)對遺傳毒性雜質(zhì)的關(guān)注日益提高，控制方法4需要更深入的理論分析以及試驗數(shù)據(jù)的支持。
當前藥物安全性問題日益受到監(jiān)管機構(gòu)更多關(guān)注，對化學(xué)藥物進行完整的雜質(zhì)譜研究和充分的雜質(zhì)控制是通過審評審批的前提條件，對潛在遺傳毒性雜質(zhì)的研究要經(jīng)過完整的識別、評估和評價，在充分理解當前工藝水平和產(chǎn)品性質(zhì)的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)和充分的控制策略，保證和提高藥品質(zhì)量。
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