藥物中基因毒性雜質(zhì)檢測分析方法的相關探究！
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基因毒性雜質(zhì)具有極大的危害性，為保障用藥安全，必須嚴格把控其在藥物中的含量限度。這類雜質(zhì)存在種類繁多、化學性質(zhì)活潑等特點，導致分析檢測方法復雜多樣，這對藥物中基因毒性雜質(zhì)檢測方法的制定提出了頗高要求。下面小編從基因毒性雜質(zhì)的研究思路、來源、分類、限度、檢測方法及研究難點六個維度展開總結與分析，旨在為藥物中基因毒性雜質(zhì)的檢測工作提供有益參考。?
在藥品中，那些影響其純度的物質(zhì)被稱作雜質(zhì)。藥品里的雜質(zhì)通常沒有治療功效，部分還會對藥物的穩(wěn)定性和療效產(chǎn)生不良影響，甚至可能引發(fā)不良用藥事件。?
藥物中雜質(zhì)的來源主要有兩個方面：一是在藥物生產(chǎn)過程中引入;二是在儲藏或運輸過程中，因受到外界條件影響，藥物的理化特性發(fā)生改變而產(chǎn)生。Ashby 等人在對 300 多種化合物對 DNA 活性影響的研究基礎上，首次提出了基因毒性的概念。?
基因毒性雜質(zhì)(genotoxic impurity，GTI)指的是 “經(jīng)過適當?shù)倪z傳毒性實驗模型，如細菌基因突變(Ames)實驗，證實具有遺傳毒性的雜質(zhì)”。該類雜質(zhì)可能通過基因突變、染色體畸變、DNA 損傷與修復等途徑，與 DNA 發(fā)生直接或間接的相互作用，進而改變 DNA 的結構與構象、造成 DNA 損傷，影響 DNA 功能或改變其遺傳特性，最終可能引發(fā)突變、癌變、畸變等遺傳毒性。?
有關藥物中基因毒性雜質(zhì)超標導致藥品召回的事件屢有報道，各國藥品監(jiān)督管理部門紛紛出臺一系列關于藥物中基因毒性雜質(zhì)控制的指導文件，目的就是嚴格控制該類雜質(zhì)在藥物中的限度。本文從基因毒性雜質(zhì)的研究思路、來源、分類、限度、檢測方法和研究難點六個方面進行剖析與總結，為該類雜質(zhì)的研究提供一定的理論依據(jù)和參考。?
1、基因毒性雜質(zhì)的研究思路?
要將藥物中的基因毒性雜質(zhì)完全去除，在實際操作中難度極大。ICH、EMA 和 FDA 都頒布了相關的基因毒性雜質(zhì)控制指導文件，推薦采用毒理學關注閾值(threshold of toxicological concern，TTC，1.5 μg?d?1)來控制用藥風險。?
TTC 的具體含義是，在人的一生中(以 70 歲計)，每天攝入 1.5 μg 基因毒性雜質(zhì)，其致癌風險處于可接受范圍(<1/100000)。所以在實際檢測中，基因毒性雜質(zhì)采用限度檢查的方法。藥物中基因毒性雜質(zhì)的具體研究思路如下：?
① 根據(jù)藥物合成工藝中使用的起始物料、試劑和催化劑等，結合可能發(fā)生的化學反應，推測藥物中可能引入的基因毒性雜質(zhì)并對其進行分類。?
② 確定雜質(zhì)可接受的最大限度。?
③ 開發(fā)藥物中基因毒性雜質(zhì)的檢測方法。?
④ 建立專屬性強、穩(wěn)定性好、靈敏度高、分析速度快的分析方法，并進行方法學驗證。?
⑤ 對供試品進行測定，確認樣品中基因毒性雜質(zhì)的限度是否符合要求。?
根據(jù)研究思路、待測物的性質(zhì)以及各種檢測手段的特點，可總結出基因毒性雜質(zhì)的研究決策樹。?
2、基因毒性雜質(zhì)的來源?
藥物中基因毒性雜質(zhì)的來源包括原料藥合成的起始物料、反應中間體、催化劑和試劑等。此外，在藥物的合成、制劑生產(chǎn)、儲存或運輸過程中也可能生成基因毒性雜質(zhì)。由此可見，藥物中基因毒性雜質(zhì)的來源貫穿于藥品的生產(chǎn)和流通全過程。?
本文將藥物中基因毒性雜質(zhì)的來源分為三類：?
① 基因毒性試劑：藥物合成過程中使用的原料、反應試劑或催化劑，其本身具有警示結構，在合成反應中未完全反應，從而引入到中間體或藥物粗品中。?
② 基因毒性合成產(chǎn)物：在藥物合成過程中，兩種或多種合成物料或試劑在特定化學反應條件下生成具有警示結構的雜質(zhì)，這類雜質(zhì)可能是副產(chǎn)物，也可能是藥物合成中間體。?
③ 基因毒性降解產(chǎn)物：原料藥或制劑本身不具有警示結構，但在儲存或運輸過程中發(fā)生氧化或還原等反應，最終生成具有警示結構的雜質(zhì)。?
基因毒性雜質(zhì)申報資料的監(jiān)管已受到藥監(jiān)部門的高度重視，F(xiàn)DA、ICH、EMA 和 CFDA 均對藥品申報文件中有關基因毒性雜質(zhì)的控制提出了嚴格要求。?
3、基因毒性雜質(zhì)的分類?
目前，確定某種物質(zhì)是否具有基因毒性，主要通過毒理學評估手段，以體外 Ames 實驗為主，輔以部分體內(nèi)實驗進行補充。?
自然界中化合物種類繁多，若對藥物合成過程中涉及的所有化合物都進行毒理學評價，以此判別它們是否為基因毒性雜質(zhì)，這種方法成本高、周期長，在實際研究工作中難以實施。?
通過對化學物質(zhì)的結構與毒理學活性相關性的研究發(fā)現(xiàn)，某些官能團或亞結構單元能與生物體內(nèi)一些功能性大分子發(fā)生反應，引發(fā)基因突變，這些對生物活性具有警示作用的官能團或亞結構單元統(tǒng)稱為 “警示結構”。?
在研究中利用這種 “警示結構” 來判斷化合物是否具有基因毒性，能使藥物中基因毒性雜質(zhì)的確定更快捷，研究更具針對性，極大地為藥物中基因毒性雜質(zhì)的研究工作提供了便利。?
Ashby 等人總結了一些易致癌化學物質(zhì)的結構單元，提出了具有 18 種警示結構的化合物模型，即 “超級致癌物”。?
EMA 和 FDA 指南都認為，結構評估是研究藥物中基因毒性雜質(zhì)的一種有效方法。常用的結構評估商業(yè)軟件有 DEREK 和 Mcase 等，也可使用基于 Ashby 和 Tennant 提出的簡單警示系統(tǒng)，結合相關資料和研究，將警示基團分為 20 類。?
FDA 還推薦使用 MC4PC 等軟件對化合物進行結構評估，以更準確地衡量化合物的毒性，為藥物中基因毒性雜質(zhì)的研究提供參考。?
需要注意的是，含有警示結構并不一定意味著該物質(zhì)具有遺傳毒性，而確認有遺傳毒性的物質(zhì)也不一定會產(chǎn)生致癌作用。物質(zhì)的理化性質(zhì)及其結構特點(如相對分子質(zhì)量、親水性、分子對稱性 / 空間位阻、反應活性以及生物代謝速率等)可能會對其毒性起到抑制或調(diào)節(jié)作用。警示結構的重要意義在于，它提示了可能存在的遺傳毒性和致癌性，為雜質(zhì)進一步的安全性評價和控制策略的選擇指明了方向。?
4、基因毒性雜質(zhì)的限度?
2004 年，EMA 發(fā)布的基因毒性雜質(zhì)限度指南(草案)采用 “最低合理可行” 的概念，默認全面消除風險難以實現(xiàn)，因此建議采用毒理學關注閾值 TTC 作為基因毒性雜質(zhì)的可接受限度。?
TTC 概念的應用，使得在沒有任何體內(nèi)數(shù)據(jù)時，能夠在足夠安全的基礎上建立雜質(zhì)控制限度。這一概念對企業(yè)和監(jiān)管機構都有益處，可避免不必要的毒理學研究和安全性評估。?
然而，該草案未明確短期臨床試驗的允許限度，在某些短期臨床研究中，也不得不接受 TTC 的終生暴露限值。因此，在行業(yè)發(fā)展的需求下，“階段化 TTC” 概念應運而生。?
美國藥物研究和制造商協(xié)會于 2006 年開發(fā)了一套基因毒性雜質(zhì)檢測、分類、界定和獨立風險評估的程序。根據(jù)積累劑量定義暴露風險的原則，提出了階段化 TTC 概念。?
有些物質(zhì)的結構基團被認定為具有較高的效價，從理論上講，即使攝入量低于 TTC 水平，仍可能導致顯著的癌癥風險。基于此，應進行風險評估，以決定是否需要采取進一步行動。根據(jù)誘變性和致癌性，可將雜質(zhì)分為 5 類。?
在藥物基因毒性雜質(zhì)的研究中，確定雜質(zhì)的個數(shù)和種類后，需計算其在藥物中的可接受限度。?
藥物生產(chǎn)過程中可能涉及多種基因毒性雜質(zhì)，因此在計算雜質(zhì)限度時，還應注意以下兩點原則：?
① 當多種基因毒性雜質(zhì)存在于原料藥中時，只要雜質(zhì)結構(指警示結構)不相關，1.5 μg?d?1 的 TTC 限度可適用于單個雜質(zhì)。?
② 當原料藥中存在一種以上的基因毒性雜質(zhì)時，1.5 μg?d?1 的 TTC 值適用于每一個結構不相關的雜質(zhì)。若結構相似，基因毒性雜質(zhì)的作用模式可能一致，且具有相同的分子靶向，在這種情況下，建議該類基因毒性雜質(zhì)的總和為 1.5 μg?d?1。?
明確雜質(zhì)限度后，就需要確定雜質(zhì)分析的限度測試濃度，包括選擇適宜的分析儀器和樣品處理方法。確定好分析方法后，還需對方法進行優(yōu)化和方法學驗證。?
5、基因毒性雜質(zhì)的檢測方法?
基因毒性雜質(zhì)的化學結構種類多樣，如何針對特定的基因毒性雜質(zhì)選擇最合適的分析方法，是藥物中基因毒性雜質(zhì)研究的重點和難點。?
總結基因毒性雜質(zhì)分析研究中各種分離方法和檢測器的特點，可為藥物中基因毒性雜質(zhì)分析方法的選擇提供參考。?
由于基因毒性雜質(zhì)種類繁多，在藥物中含量低且結構差異大，所以針對不同的待測物需選擇不同的樣品前處理方法。如何提高檢測方法的靈敏度和專屬性，是藥物中基因毒性雜質(zhì)研究的重點和難點。?
基因毒性雜質(zhì)檢測方法主要集中在以下三個方面：?
① 選擇先進的分析儀器，如 GC-MS、LC-MS 等方法：質(zhì)譜檢測器靈敏度高，適用于微量或痕量物質(zhì)的檢測，且專屬性好。?
② 采用衍生化技術：通過衍生化方法增加基因毒性雜質(zhì)的穩(wěn)定性，或生成易于檢測的衍生化產(chǎn)物，從而提高分析檢測的靈敏度。?
③ 基質(zhì)鈍化：采用萃取或 SPE 等方法，除去大部分基質(zhì)以減少對待測物的干擾，同時達到富集待測物的目的，提高分析方法的靈敏度。?
根據(jù)相關法規(guī)和文獻報道，可總結出藥物中常見基因毒性雜質(zhì)的處理方法供參考。?
一種藥物中可能含有多種基因毒性雜質(zhì)，這就可能需要建立多種檢測方法對其分別進行測定，多種檢測方法的結果相互印證。?
6、基因毒性雜質(zhì)的研究難點和問題?
鑒于基因毒性雜質(zhì)限度低、結構多樣、化學性質(zhì)活潑等特點，相關研究面臨諸多難點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：?
① 基因毒性雜質(zhì)種類多，理化性質(zhì)差異大。針對某一種藥物中基因毒性雜質(zhì)的檢測，可能需要開發(fā)多種研究方法，各方法的研究結果相互補充，以滿足測定要求。?
② 基因毒性雜質(zhì)穩(wěn)定性差。這類雜質(zhì)多含有活潑的官能團，容易與介質(zhì)等發(fā)生反應，或自身易發(fā)生氧化、還原、分解等反應，在樣品分析過程中可能需要加入穩(wěn)定劑或進行衍生化處理來解決穩(wěn)定性問題。?
③ 基因毒性雜質(zhì)限度較低。檢測時通常會配制高濃度的供試品，以達到設定的檢測限。在液質(zhì)方法檢測中，高濃度的供試品可能會出現(xiàn)析出、堵塞色譜柱、污染離子源、產(chǎn)生基質(zhì)效應以及干擾待測物出峰等問題，增加了檢測難度。在實際研究中，可以通過改變?nèi)軇┙M分使供試品析出，或采用 SPE 等其他方法除去高濃度的基質(zhì)。在設定液質(zhì)條件時，還可以將主成分的色譜峰切出質(zhì)譜。?
④ 藥物降解過程中產(chǎn)生的基因毒性雜質(zhì)檢測難度大，相關報道也較少，降解產(chǎn)物基因毒性雜質(zhì)應引起有關方面的關注。?
⑤ 溶解性問題。一般供試品濃度較高，需要選擇合適的溶樣液體系，使?jié)撛诘幕蚨拘噪s質(zhì)完全溶解，確保檢出結果的可靠性;基因毒性雜質(zhì)理化性質(zhì)差異大，在實驗初期，要選擇合適的溶劑，使對照品完全溶解，同時溶劑對待測物無干擾，且溶劑也可能會影響待測物的穩(wěn)定性。?
⑥ 一些未知物質(zhì)給測定帶來不確定影響。某些藥物的光學異構體具有基因毒性，對于制劑中異構體的檢測可采用正相色譜，通常需要通過富集和衍生化，去除輔料的干擾，提高檢測靈敏度。?
⑦ 基因毒性雜質(zhì)限度低，一般需要使用液相質(zhì)譜或氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術，而質(zhì)譜檢測方法作為藥品的日常檢測手段，會增加企業(yè)的成本。?
⑧ 企業(yè)對藥物工藝路線中涉及的基因毒性雜質(zhì)來源評估不全面。沒有全面考慮起始物料、試劑、溶劑等可能帶入的基因毒性物質(zhì)，對工藝過程中可能產(chǎn)生的基因毒性雜質(zhì)也沒有充分評估等。?
7、討論?
由于藥物中基因毒性雜質(zhì)存在限度要求低、化學性質(zhì)活潑等原因，測定方法需要具備較高的靈敏度。通常將衍生化或 SPE 等樣品處理方法與液質(zhì)和氣質(zhì)檢測儀器相結合。藥物中基因毒性雜質(zhì)的限度檢查研究關注藥物中痕量的毒性雜質(zhì)，拓寬了藥物質(zhì)量控制的范圍，為藥物臨床應用的安全性提供了保障。?
恒譜生目前已推出專業(yè)的基因毒雜質(zhì)分析方法開發(fā)服務項目，在基因毒性雜質(zhì)檢測領域擁有豐富的實踐經(jīng)驗，能夠為藥物研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)提供專業(yè)、可靠的檢測方法開發(fā)支持，助力企業(yè)更好地應對基因毒性雜質(zhì)檢測的難題，保障藥品質(zhì)量與用藥安全。
發(fā)布于: 2025-09-10