基因毒性杂质

基于风险评估的药物杂质研究分析方法开发策略&杂质研究常见问题解析汇报人：杨爔炎2019.03一、药品杂质研究评估策略二、痕量杂质定量分析方法的建立提纲三、案例分析与讨论四、未知杂质分离鉴定案例分析一、药品杂质研究评估策略1.药品杂质研究的法规依据2.药品杂质评估一般步骤3.药品杂质来源途径分析4.药品杂质毒性判别方法5.药品杂质研究限度策略6.药品杂质风险评估的分析方法建立策略6杂质是指药物中存在的无治疗作用或者影响药物的稳定性、疗效，甚至对人体的健康有害的物质产品质量重点关注杂质：工艺杂质、降解杂质安全性重点关注高毒性杂质：致癌、致突变类杂杂质中国药典、美国药典、欧洲药典、日本药典等各国药典ICHQ3A(R2):新型原料药中的杂质问题(2006.10)ICHQ3B(R2):新型药品中的杂质问题(2006.06)ICHQ3C(R6):杂质：残留溶剂的指导原则(2016.10)ICHQ3D:元素杂质的指导原则(2014.12)ICHQ11:原料药开发和生产（化学实体和生物技术生物实体药物）(2012.05)ICHM7(R1):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(2017.03)化学药品注射剂与包装材料相容性研究技术指导原则（塑料、玻璃、弹性体密封件）杂质研究相关法规1.药品杂质研究的法规依据重点关注：法规适用范围2.药品杂质评估一般步骤①杂质引入方式③限度制定已有研究的文献报道警示结构提示计算机模拟毒性评估体外点突变和染色体畸变试验动物毒性评估起始物料及其杂质溶剂及其杂质中间体反应副产物辅料杂质降解杂质生产设备引入包装材料引入环境污染引入一般杂质致癌致畸杂质PDE控制（存在报道）PDE控制（存在报道）TTC控制ICHQ3A/B/C/D②杂质毒性分类判定致癌、致突变关于PDE法与TTC法PDE法适用于有阈值效应的遗传毒性杂质；已有证据表明，该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。关于PDE法与TTC法TTC法无阈值效应的遗传毒性杂质；引入了毒理学关注的阈值（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实验数据线性外推倒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1.5ug，那么患者因服药导致癌症发生的额外风险可以忽略不记。8按属性•有机杂质•无机杂质按来源•工艺杂质•降解杂质3.药品杂质来源途径分析路线1路线2路线3溶剂1，催化剂A+BC(A’)时间、温度、pH…(C’)SI溶剂杂质溶剂2，试剂RI试剂杂质DS(DS’)(D1,D2…)(BP1,BP2…)辅料制剂(D3,D4,E11,E12,…)容器中的浸出物A，B=起始物料C=中间体R=试剂/催化剂DS=药用辅料A’=潜在的起始物料杂质产生C’和DS’BP=反应副产物D=降解产物SIRIIE=溶剂杂质=试剂杂质=辅料杂质EI辅料杂质9药品杂质来源途径分析-容器中的浸出物来源10药物杂质致癌致畸信息获取来源常见报道高毒性杂质具有警示结构杂质11药物杂质致癌致畸信息获取来源毒理学实验毒理学计算软件各类毒理学数据库已有文献报道获取TD50、NOEL、ADI、PMTDINOEL值与致癌致畸没有必然联系查询的毒性研究文献全面性以及毒性实验数据的解读需要专家的确认TheCarcinogenicPotencyDatabase(CPDB)联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂专家委员会评价（JECFA）加利福尼亚州65号提案(安全饮用水和有毒物质强制法令)欧洲化学品管理局（ECHA）12常见物质的PDE数值举例在检索剂量数据前需要全面检索该物质是否有致癌致畸性，例如氯乙酸CPDB数据TD50显示阴性盐酸盐的药物在重结晶过程中的接触醇类容易产生氯代烷烃，单一卤代物在M7中有36ug/day指导规则关注环氧丙醇、环氧氯丙烷、3-氯-1,2-丙二醇三者之间的转化关系毒性数据会被不断的更新，更多的研究数据会被不断的上传NameCASPDE(ug/day)Note氯甲烷74-87-31361ICHM7氯乙烷75-00-31810ICHM7氯异丙烷75-29-655500ECHA氯乙酸79-11-83000ECHA/CPDB甲醛50-00-01.35or10000CPDB/ICHM7乙醛75-07-0153CPDB丙二醛542-78-9122CPDB（钠盐）环氧丙醇556-52-54ICHM7环氧氯丙烷106-89-82.96CPDB（TD50）3-氯-1,2-丙二醇96-24-2PMTDI：4ug/kg/dayWHO/FAO1,3-二氯-2-丙醇96-23-110NTP13最大日剂量报告限度鉴定限度界定限度≤2g0.05%0.10%或1.0mg（取最小值）0.15%或1.0mg（取最小值）2g0.03%0.05%0.05%报告限度最大日剂量≤1g1g限度0.1%0.05%最大日剂量1mg1～10mg10mg～2g2g鉴定限度限度1.0%或5ug(取最小值)0.5%或20ug(取最小值)0.2%或2mg(取最小值)0.10%最大日剂量10mg10～100mg100mg～2g2g界定限度限度1.0%或50ug(取最小值)0.5%或200ug(取最小值)0.2%或3mg(取最小值)0.15%原料药Q3A药物杂质的控制限度计算（）制剂Q3B新药与仿制药研究策略有显著差异限度=PDE/日最大剂量PDE=TD50*体重/50000PDE=NOEL*体重/(F1*F2*F3*F4*F5)限度=TTC/日最大剂量由ppm推算NOEL（ICHQ3C）由LD50推算NOEL其他ICHQ3&M714PDE法计算限度实例(以三乙胺浓度限度计算为例)（错误案例解析）•公式1.NOEL=LD50×70/2000（该公式来源于EMEA关于清洁验证的指导原则）•公式解释：NOEL（NOAEL）数据如果能直接查到就不需要计算了，直接进入到第2个公式；其中60是指的人体平均体重为60Kg；2000是一个安全系数。•查询美国TOXNET数据库，大鼠经口的LD50=460mg/Kg，则NOEL=460×70/2000=16.1mg/Kg/day（错误推算）•PDE=NOEL（mg/Kg/day）×WeightAdjustment（Kg）/(F1×F2×F3×F4×F5)•PDE=16.1mg/Kg/day×50Kg/(5×10×5×1×1)=3.22mg/day•浓度限度（％）＝PDE（mg/day）/（1000×dose（g/day））×100％•对于原料药而言，dose均定为10g/day•浓度限度（％）=3.22/(1000×10)×100％=0.0322%（322ppm）F1：种属之间的换算系数，代表由物种差异推导的变异系数，与体表面积相关F1=5:从大鼠剂量推断人用剂量的系数；F1=12:从小鼠剂量推断人用剂量的系数F1=2:从狗剂量推断人用剂量的系数；F1=2.5:从兔剂量推断人用剂量的系数F1=3:从猴子剂量推断人用剂量的系数；F1=10:从其他动物剂量推断人用剂量的系数对于三乙胺，上述LD50是以大鼠为试验得来的数据，所以F1=5。F2：代表个体间的变异系数，其值为F2=10；F3：为短期接触急性毒性研究的可变系数：F3=1，研究时间至少为动物寿命的一半（鼠、兔1年，猫、狗、猴7年）F3=1，器官形成的整个过程的生殖研究F3=2，对啮齿类动物６个月研究或非啮齿类动物3-5年的研究F3=5，对啮齿类动物３个月研究或非啮齿类动物２年的研究F3=10，更短时间的研究。在所有情况下，对研究时间介于上述时间点之间的研究，应用较大的系数，如对啮齿类动物９个月毒性研究，其系数用２。以上大鼠经口的LD50值为急毒数据，根据欧盟数据经验，这个研究时间在3-6个月之间，因此，F3=5。F4：产生严重毒性情况的系数，如非遗传致癌毒性、神经毒性或致畸性，研究生殖毒性时，用以下系数：F4=1与母体毒性有关的胎儿毒性;F4=５无母体毒性的胎儿毒性F4=５受母体毒性影响的致畸反应;F4=10无母体毒性影响的致畸反应因为三乙胺为非严重毒性，所以这里F4=1。F5：一个可变系数，用在无毒性反应的剂量（NOEL）值时F5=1foraNOEL；F5=1-5foraNOAEL；F5=5-10foraLOEL；F5=10foraLowest-observed-adverse-effectlevel(LOAEL)因为NOEL已经确定，所以这里F5=1。当研究没有区分NOAEL和NOEL，且依据确定的PDE值选择剂量时毒性不被认为是“副作用”，则使用F5等于1，NOAEL用于多数元素的口服PDE值设定。三乙胺在ICHQ3C中属于三类溶剂，限度：0.515由LD50推算PDE值建议《原料药工厂中清洁验证指南》一文中的NOEL的单位是mg/天，而不是上文公式中的mg/kg/天LD50计算NOEL的公式：NOEL=LD50×70/2000，公式中的70是欧洲人的评价体重如果需要用LD50计算NOEL用于计算PDE，推荐公式应该是NOEL=LD50/2000（见参考文献）不推荐在基因毒物质研究中使用推荐在包材研究的剂量计算中使用参考文献：D.W.Layton;B.J.Mallon;D.H.Rosenblatt;M.J.SmallDerivingallowabledailyintakesforsystemictoxicantslackingchronictoxicitydata.RegulatoryToxicology&Pharmacology,1987,7(1):96-112药品杂质引入风险评估常见已知杂质引入途径起始物料及已知杂质中间体试剂&溶剂&催化剂反应副产物、降解杂质常见未知杂质引入途径起始物料引入未知杂质、起始物料杂质产生的杂质、生产设备引入的杂质包材浸出物杂质环境引入杂质（生产用水等）需要重点做风险评估工作17已知杂质研究策略讨论结构已知的杂质研究：起始物料及其已知杂质、中间体、试剂、反应副产物、降解产物根据工艺路线梳理出产品待研究的杂质清单进行毒性杂质评估分类：文献报道、软件预测根据各国药典及ICHQA\B\C规则分别建立有关物质和溶剂残留方法建立满足专属性和灵敏度的方法（LOQ30%限度浓度），收集多批次API中目标杂质含量基于已有的有关物质方法和溶剂残留方法，增加供试品浓度或改变检测器基于杂质检出情况制定杂质添加实验，考察工艺的杂质的去除能力基于杂质分类、毒性评估、产品检出情况制定方法学验证策略及产品控制策略18潜在及未知杂质研究策略讨论潜在及未知杂质来源：起始物料引入未知杂质、溶剂中杂质、包材浸出物杂质、辅料引入杂质、生产设备引入根据供应商提供的工艺路线梳理杂质清单及潜在杂质，分别对元素杂质和有机杂质进行分类研究针对元素杂质采取ICPMS全质量数扫描（69种）和35种元素半定量扫描针对挥发及半挥发杂质采用GCMS进行全质量数扫描（谱库匹配）及半定量分析（SIM模式）针对不挥发杂质采用LCMS或LC-MSMS进行全质量数扫描及半定量分析（SIM模式）购买疑似或近似杂质进行分析比对，确定研究目标根据杂质结构评估杂质的毒性，确定杂质的研究限度对比多批次中起始物料及其关联的原料药中杂质的检出情况根据杂质的来源风险及检出情况，制定杂质的控制策略二、痕量杂质分析方法的建立1.痕量杂质分析的挑战与目标2.基于结构特性的分析方法决策思路3.痕量分析方法建立步骤4.痕量物质定