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基因毒性杂质培训及讨论2015.10.20一、基因毒性杂质基本信息基因毒性杂质介绍基因毒性杂质文件二、ICHM7介绍及实例讨论M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略三、问题讨论目录基因毒性杂质基本信息杂质的分类:•Q3A/B/C/D:有机杂质:起始物料、副产物、中间体、降解产物等无机杂质:重金属或其他残留金属、无机盐;其他(如滤纸、活性炭)残留溶剂•M7&M7Addendum:基因毒性杂质•ICH外的杂质:外源性污染物:微生物,内毒素等。多晶型:晶型杂质。什么是基因毒性杂质•是指能直接或间接损伤细胞DNA,产生致突变和致癌作用的物质。•基因毒性包括致癌性和致突变性:–致癌性主要指诱变性致癌:•第一级(Group1)致癌物:对人类为确定致癌物。•第二级,对动物致癌性明确,对人类致癌性不确定–致突变•致突变性和致癌性紧密相关。现在发现的毒物,致癌性强的,70%都有比较强的致突变性致癌物分成两大类:1、遗传毒性致癌物,通过化学键合直接破坏遗传物质产生致癌性;2、非遗传毒性致癌物,通过遗传物质外的间接机制引起致癌作用(如促进细胞过度增殖等)。什么是基因毒性杂质1970年代,James和ElizabethMiller夫妇在研究“烷化剂”和“酰化剂”的致癌性的基础上,提出了“亲电性致癌论”。成为多个商业化和非商业化的毒性预测软件的理论基础。常见的基因毒性物质•苯并芘、黄曲霉素、亚硝胺•化疗药物,不良反应是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。•氨基糖甙类抗生素为什么研究基因毒性杂质呀?。甲磺酸奈非那非(维拉赛特锭)事件一种用于HIV治疗的抗病毒药物,1997年FDA批准,罗氏1998年欧洲上市罗氏2007年6月接到6名患者投述DNA序列异常罗氏2007年6月召回产品,EMEA暂停上市发现储存罐中乙醇残留,放置3个月导致甲磺酸乙酯达到2300ppm去掉存储罐,增加对甲磺酸乙酯的控制要求低于0.5ppmEMA对新工艺重新进行了评估、对工厂进行现场检查2007年10月,Roche重新获得上市许可甲磺酸奈非那非(维拉赛特锭)事件后续2008.01.24EMEA关于要求进行基因毒性杂质评估的函件函件内容针对所有药品中含以甲磺酸盐,羟乙基磺酸盐,对甲苯磺酸盐或苯磺酸盐形式存在之药物活性成分之上市许可持有人以TTC法对该类杂质进行限度控制哪些化合物是基因毒性杂质欧盟发布的警示结构《Developmentofstructurealertsfortheinvivomicronucleusassayinrodents》。或进入TheCarcinogenicPotencyDatabase(CPDB),里面有1547种致癌物质的列表,结构式,CAS号,作用部位,TTC值等一系列信息。Ashby等人总结出来18种警示结构的模型,并将这些结构特征整合到一个“超级致癌物”虚拟分子结构中Group1:AromaticGroups(芳香族化合物):NAOHN-HydroxyarylsN-羟基苯胺NAAON-AcylatedaminorrylsN-酰化氨基苯NO+_Aza-arylN-oxides氮杂芳基N-氧化物NAAAminoarylsandalkylatedaminoaryls芳香胺和烷基取代的芳酰胺Group2:AlkylandArylGroups(烷烃和环烷烃类化合物)AHOAldehydes醛NAAOHN-MethylolsN-亚甲基醇NAANON-NitrosaminesN-亚硝基胺ANO2Nitrocompounds硝基化合物OANH2OCarbamates氨基甲酸类OAAEpoxides环氧丙烷HNAAAziridines氮丙啶类OCO(S)Propiolactones环丙酯NHalogen(S)NorSMustardsβ卤代乙胺NNRAAAHydrazinesandazoCompounds肼和偶氮化合物Group3:HeteroatomicGroups(含杂原子化合物)EWGMichale-reactiveAcceptors迈克尔加成反应受体POORSOORAlkylEsetrsofPhosphonatesorSulfonates膦酸酯或者磺酸酯HalogenHalo-alkenes卤代烯烃AHalogenPrimaryHalides烷烃和环烷烃卤代物哪些化合物是基因毒性杂质—警示结构基因毒性杂质基本信息基因毒性杂质控制相关文件及指南介绍遗传毒性杂质指南:控制,检验和风险评估指南类别指南名称遗传毒性杂质控制指南PhRMA意见书:测定、检验和控制药物中特定潜在遗传毒性杂质的基本原理(2006)。EMA:遗传毒性杂质限度指南。EMA安全工作组(SWP):关于遗传毒性杂质限量指南的问答FDA行业指南(草案):原料药和成品药中遗传毒性和致癌性杂质:推荐方法(2008)。ICHM7:诱变性杂质评估和控制遗传毒性试验指南ICHS2:人用药物的遗传毒性试验和数据解释。EMA:草药物质/制剂遗传毒性评估指南(2008)。遗传毒性和致癌性物质的风险评估欧盟委员会健康与消费者保护局:遗传毒性和致癌性物质一般风险评估的方法学和途径(2009)。有关基因毒性杂质的指南•EMEA(欧洲药品局)–2006年首先颁布了《基因毒性杂质限度指南》,并自2007年1月1日起正式实施。–该指南为限制新活性物质中的基因毒性杂质提供了解决问题的框架和具体做法。弥补了ICHQ3不足–引入了毒理学关注阈值(TTC)的概念及其取值–提出了遗传毒性杂质可接受性评估的决策树•FDA–2008年12月正式签发:原料药和成品药中遗传毒性和致癌性杂质,推荐方法(2008)。–继EMEA指南发表的适用于美国的文件,内容和EMEA指南基本一致–主要内容包括:•原料药和制剂中的基因毒性杂质生成的预防办法•基因毒性杂质的分析方法、处理方法和减少方法•上市申请和临床研究申请的可接受限度•草药原料药和制剂中基因毒性杂质评估指南有关基因毒性杂质的指南有关基因毒性杂质的指南ICHM7:二、ICHM7介绍及实例讨论M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略情景原料药制剂备注新原料药和制剂是是M7基本意图新化合物及制剂的临床申请是是M7基本意图M7适用范围介绍上市后变更---原料药研发、生产和控制起始物料后的合成路线、试剂、溶剂或工艺条件变更时特别是,变更评估要确定其是否会导致任何新的诱变性杂质或已知诱变性对原料药、中间体或起始物料的生产场所的变更,或变更原料供应商则不需要对诱变性杂质风险重新进行评估。原料药用于新剂型,不需要重新评估上市后变更---制剂研发、生产和控制上市后申报涉及制剂(例如、成分、生产工艺、剂型),则应对所有新的诱变性降解产物或已有诱变性降解产物更高的可接受标准进行评估。制剂生产场所变更不需要重新评估。复方制剂使用已上市成分和新成分,已上市不需要重新评估,新成分需要评估上市后变更---临床使用临床使用剂量的显著增加、用药时长的增加,需重新评估在病情较严重或危及生命的病患状态下采用较高可接受摄入量的情况,变成不那么严重的病患,原有的杂质可接受摄入量可能不再适当。已上市药品的临床应用变更包涵:使用新的给药途径,或扩大使用患者群,(孕妇和/或小儿),需重新评估以下类型的原料药和制剂:生物/生物技术制品、肽类、寡核苷酸、放射药物、发酵产品、草药制品和动物或植物来源的粗品本指南不适用于ICHS9中所定义的晚期癌症指征用原料药和制剂。不适用于已上市药物中使用的辅料、调味剂、着色剂和香料。不适用于药物包材中的可浸出杂质。如果辅料首次使用,且是化学合成的,则本指南适用。M7不适用范围介绍二、ICHM7介绍及实例讨论M7适用范围介绍基因毒性杂质评估及分类基因毒性杂质控制策略第1类:已知的、具有基因毒性(突变性)和致癌性的杂质第2类:已知的、具有基因毒性(突变性),但致癌性未知的杂质第3类:具有警示结构、与API无关、基因毒性(突变性)未知的杂质第4类:具有警示结构、与API有关、基因毒性(突变性)未知的杂质第5类:没有警示结构,没有基因毒性(突变性)的杂质基因毒性杂质分类基因毒性杂质分类及控制B.N.Ames等经十余年努力,于1975年建立并完善的沙门氏菌回复突变试验(亦称Ames试验)。原理:鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)的组氨酸营养缺陷型(his-)菌株,在含微量组氨酸的培养基中,一般只能分裂几次,形成在显微镜下才能见到的微菌落。受诱变剂作用后,大量细胞发生回复突变,自行合成组氨酸,发育成肉眼可见的菌落。Ames试验(埃姆斯实验)---污染物致突变性检测Ames试验(埃姆斯实验)---污染物致突变性检测决策路线图---杂质的分类、验证和风险评估第一类No第二类TTC法NoorunknowYesPDE法YesNottested第三类第四类普通杂质控制第五类NoNo清除杂质?风险评估用阈值控制该杂质是否有基因毒性?该原料是否有基因毒性?基因毒性杂质的限度计算:具有阳性致癌数据的诱变杂质(第1类)---计算可接受摄入量(AI)M7Addendum中列出的15种化合物中有10个为该计算方法计算CarcinogenicityPotencyDatabase(CPDB)中列明了1574种致癌物质的TD50值毒理学关注门槛---TTC法(第2/3类)ICHM7主要讨论的方法,主要针对第2/3类基因毒性杂质,比如低级磺酸酯类等。有些化合物可能显示出非常高的诱变性(关注的队列),例如,黄曲霉毒素类、N-亚硝基化合物、以及烷基-氧化偶氮结构。则要显著低于TTC法可接受摄入量。有实际阈值证据的诱变性杂质---使用不确定性因子(ICHQ3C计算允许日暴露量(PDE)即非线性响应的,M7Addendum中列出的15种化合物中有3个为该计算方法计算ICHQ3C残留溶剂计算采用该法。比如双氧水(M7Addendum)1、具有阳性致癌数据的诱变杂质(第1类)---计算可接受摄入量(AI)ThresholdofToxicologicalConcern(TTC,毒理学关注阈值):从给定的50%肿瘤发生率(TD50)简单线性外推到十万分之一发生率(终生暴露情况下),采用的数据是来自于最敏感物种和最敏感肿瘤部位的TD50数据。值为1.5ug/day。基于TTC的方法一般被认为是非常保守的。该法最早用于食品及食品包材控制,EMEA指南中引入该法。相关概念介绍-TTC相关概念介绍-M7Addendum中AI介绍acceptableintakes(AI,可接受摄入量):通过从给定的50%肿瘤发生率(TD50)简单线性外推到十万分之一发生率(终生暴露情况下),每日可以接受的摄入量。该法主要针对TD50确定的化合物,计算原理和TTC法一样。CarcinogenicityPotencyDatabase(CPDB)中列明了1574种致癌物质的TD50值。AI的TD50选择,基于保守的目的,采用最敏感部位的TD50值,以及权威机构的报道值(CPDB、NTP等)另外,有的物质在特定部位有很强的敏感性,也是人体主要接触方式(吸入),故通常会针对吸入有一个可接受摄入量,值一般很低。AI的计算方法M7Addendum中使用AI计算的10种化合物黄曲霉毒素(1402-68-2):基本结构为二呋喃环和香豆素,该类目前已经鉴定出12种。其他致癌性已知杂质的毒性计算---黄曲霉素CPDB查询显示:采用最敏感部位的TD50,即大鼠(rat)肝(liv):TD50=0.00299mg/kg/天=0.00299ug/天假如每天服用的药物为100mg,则该药物中控制黄曲霉素的浓度限度为:C=AI/100mg=0.00000299%=0.0299ppm其他致癌性已知杂质的毒性计算---亚硝胺、苯并芘Benzo[a]pyreneCASNo.50-32-8AlsoknownasB[a]P毒理学关注门槛TTC法(第2/
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