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解读基因毒性杂质

来源:英格尔医药 发布时间:2021-01-19

  药品中的杂质定义为无任何疗效、且可能引起副作用的物质。因此,必须控制杂质水平,以确保药品的安全性达到人用要求。杂质会影响药品的安全性和研发时间,例如,药物开发中,如果必须采用多种手段进行杂质表征,并将其去除至可接受水平,所需时间将会显著增加。根据人用药品注册技术要求国际协调会(ICH)指南,原料药相关的杂质可分为三个主要类别:有机杂质、无机(元素)杂质以及残留溶剂。在这三类中,遗传毒性杂质是一种特例,既便在低浓度条件下也有着重大的安全风险。这是因为它们可能具有致突变性,可能导致DNA损伤,从而增加罹患癌症的风险。


  原料药中的杂质来源包括以下几个方面:①原料及其污染物;②试剂和催化剂;③溶剂;④中间体;⑤降解产物;


  为保护患者,需要将药物的杂质水平降到可接受的安全限度内,因此各国都已相继制定了杂质控制指南,这些指南都专注于利用规定限度控制药品中的杂质含量,其中由ICH与美国食品药品监督管理局(FDA)制定的指南较权威且影响大。例如,ICH Q3A通过制定杂质的报告、鉴定和认证阈值以监管新原料药中的杂质。ICH Q3B是其同等的新药杂质指南。ICH Q3C和ICHQ3D分别控制残留溶剂与重金属元素杂质的限量。


  已经正式生效的ICH M7是ICH专家工作组制定的一本关于药物中DNA反应性杂质的指南[5],包括如何根据结构活性分析来评估药品中杂质的潜在基因毒性,如何确定关键毒性阈值(毒性关注阈值TTC)。此外,还论述了一些特别复杂的问题和情景,例如,为什么潜在基因毒性物质具有相似的分子结构,可能相同的反应机理还不能合并用于TTC的计算。另一个问题是指南试图对不同TTC值进行澄清,这依赖使用药品的时间长度。


  基因毒性杂质的定义


解读基因毒性杂质_英格尔医药


  ICH S2(R1)指南中,将遗传毒性定义为“一个广泛的术语,指的是遗传物质中的任意有害变化,而不考虑诱发该变化的机制”。而遗传毒性杂质定义为“经过适当遗传毒性试验模型,例如,细菌基因突变(Ames)试验,证实具有遗传毒性的杂质”。潜在遗传毒性杂质(potentialgenotoxic impurity)定义为“具有遗传毒性警示结构的杂质,但未经实验测试模型验证”。


  3、有关基因毒性杂质的研究


  3.1在基因毒性杂质来源方面的研究


  Szekely等提供了较详细的分析,列出了具有基因毒性行为的警示结构及与其有关的各种化学反应,这些反应被现代的制药开发及生产厂商普遍使用。同时还将这些基因毒性杂质按照化学反应中起到的不同作用进行分类:①来源于反应物的结构有卤代烷、二羟基硫酸盐、环氧化合物、肼、四甲基哌啶氧化物、芳香胺、硼酸;②来源于副反应的结构有:磺酸酯、卤代烷、乙酰胺。


  3.2在基因毒性杂质分析方面的研究


  Liu等报道了关于药物中遗传毒性杂质痕量分析的研究进展。这篇文章从行业角度阐述了化学品开发中经常遇到的不同结构类型遗传毒性杂质的分析。


  Elder等描述了活性药成分(API)和药品中肼类、酰肼类和腙类遗传毒性杂质的分析。尤其值得注意的是其中使用了多种技术,包括色谱和光谱,且样品大多进行了衍生化处理。


  Elder等报道了API中苄基卤类及其它相关活性有机卤化物等潜在遗传毒性杂质的分析,并对分离技术进行了分类,包括配有不同检测器(质谱等)的气相色谱和高效液相色谱,以及薄层色谱和毛细管电泳。


  3.3在基因毒性杂质去除方面的研究


  Robinson提出了一些遵守监管指南的控制策略,并对每种方法进行举例说明:①重新设计原料药合成途径,以避免引入有问题的杂质;②修改相关工艺参数,以去除此类杂质或将其降低至不显著的水平;③加深工艺理解,以证明特定的遗传毒性杂质不会生产或可被有效去除;④进行毒性研究,以论证可以杂质在设定的低浓度下不具有危害性。Szekely等提出了在很多实际情况下,具有反应活性和合成用途的反应物及中间体很可能会与DNA发生反应,而且这类化合物在药物开发阶段很难避免使用以控制或者降低基因毒性杂质,尤其是在工艺放大的阶段更难实现,因此,目前普遍采用的策略为对基因毒性杂质的预防,即关于除去或者降低关键合成步骤中的基因毒性杂质的浓度。他们还分别从两个方面讨论去除基因毒性杂质的方法:①改变合成反应条件,包括改变反应组分的比例;变换反应组分的添加顺序;改变起始物料的质量或者制备方法;采用质量源于设计的理念控制基因毒性杂质等;②优化API纯化过程,包括调整诸如反应度、溶解度、蒸发度和电离度等冲洗因子和分离技术。


  以上是原料药在美国和欧盟注册中所涉及到的关于基因毒性杂质控制的法规,在实际申报注册中,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。制药企业应该根据现有的生产技术,采用合理的生产方法。如果在合成路线、起始物料方面没有更好的选择,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地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。并采用合理的分析方法去检测和量化这些杂质的残留量。


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