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药物中基因毒性杂质检测方法

发布时间:2021-07-09 来源: 英格尔集团 点击:120
   基因毒性杂质的分类

  为确定某种物质是否具有基因毒性,目前主要通过毒理学评估手段,以体外Ames实验为主,辅以部分体内实验进行补充。

  自然界中化合物的种类成千上万,对药物合成过程中所涉及的化合物均进行毒理学评价,判别它们是否为基因毒性杂质的方法成本高、周期长,在实际研究工作中难以开展。

  通过化学物质的结构与毒理学活性相关方面的研究,某些官能团或者亚结构单元,能与生物体内一些功能性的大分子发生反应,引起基因突变,这些官能团或者亚结构单元对生物活性具有警示作用,统称为“警示结构”。

  在研究中利用这种“警示结构”来判断化合物是否具有基因毒性,使得药物中基因毒性杂质的确定更迅速、研究更具有针对性,极大方便了药物中基因毒性杂质的研究工作。

  FDA还推荐使用MC4PC等软件对化合物进行结构评估,以对化合物的毒性进行更准确的衡量,对药物中基因毒性杂质研究提供参考。

  如果杂质没有被基因毒性标记,但在工艺中作为亲电试剂使用,仍需要通过数据库查询确定其是否具有基因毒性,如美国医学图书馆的TOXNET数据库等,其提供了许多常见化学品的安全性数据。

  应当注意,含有警示结构并不意味着该物质一定具有遗传毒性,而确认有遗传毒性的物质也不一定会产生致癌作用。

  物质的理化性质和其结构特点(如相对分子质量、亲水性、分子对称性/空间位阻、反应活性以及生物代谢速率等)可能会对其毒性产生抑制或调节作用。

  警示结构的重要性在于它提示了可能存在的遗传毒性和致癌性,为杂质进一步的安全性评价和控制策略的选择指明方向。

  基因毒性杂质的限度

  2004年EMA发布的基因毒性杂质限度指南(草案),采用“最低合理可行”的概念,默许全面消除风险是无法实现的,因此建议采用毒理学关注阈值TTC作为基因毒性杂质的可接受限度。

  TTC概念的应用允许在无任何体内数据时,在足够的安全性基础上建立杂质控制限度。

  TTC的应用有利于企业和监管机构,使其避免做不必要的毒理学研究和安全性评估。
药物中基因毒性杂质检测方法

  然而,该草案没有明确短期临床试验的允许限度,在某些短期临床研究中,也被迫接受TTC的终生暴露限值。

  因此,在行业发展的要求下,“阶段化TTC”概念也应运而生。

  美国药物研究和制造商协会在2006年开发了一套基因毒性杂质检测、分类、界定和独立风险评估的程序。

  有些物质的结构基团被识别为具有较高的效价,即使摄入量低于TTC水平,从理论上来说仍可能会导致显著癌症风险。

  基于上述这些原因,应进行风险评估来决定是否需要采取进一步行动。

  根据诱变性和致癌性,可将杂质分为5类。

  在药物基因毒性杂质的研究中,确定杂质的个数和种类后,需计算其在药物中的可接受限度.

  基因毒性杂质种类繁多,且在药物中含量低、结构差异大,故针对不同的待测物选择不同的样品前处理方法。

  如何提高检测方法的灵敏度和专属性,是药物中基因毒性杂质研究的重点和难点。

  基因毒性杂质检测方法聚焦在如下3个方面:

  ①选择先进的分析仪器,如GC-MS,LC-MS等方法:质谱检测器的高灵敏度适用于微量或痕量物质的检测,而且专属性好。

  ②采用衍生化技术:衍生化方法增加基因毒性杂质的稳定性或者生成易检测的衍生化产物,提高分析检测的灵敏度。

  ③基质钝化:采用萃取或SPE等方法,除去大部分基质以减小对待测物的干扰,同时达到富集待测物的目的,提高分析方法的灵敏度。

  基因毒性杂质的研究难点和问题

  针对基因毒性杂质限度低、结构多样、化学性质活泼等特点,研究面临诸多难点,主要表现在如下几个方面。

  ①基因毒性杂质的种类多,理化性质差异大。针对某一个药物中基因毒性杂质的检测可能需要开发多个研究方法,各方法的研究结果相互补充,以满足测定要求。

  ②基因毒性杂质的稳定性差的问题。基因毒性杂质多含有活泼的官能团,易和介质等发生反应或自身容易发生氧化、还原或分解反应等,在样品分析过程中可能需要加入稳定剂或者衍生化解决稳定性的问题。

  ③基因毒性杂质的限度较低。在检测中通常会配制高浓度的供试品,以达到设定的检测限。

  在液质方法检测中,高浓度的供试品可能析出、堵塞色谱柱、污染离子源、基质效应以及干扰待测物出峰等问题,增加检测的难度。在实际研究中可以改变溶剂组分让供试品析出或SPE等其他方法,将高浓度的基质除去。

  在设定液质条件时,还可以将主成分的色谱峰切出质谱。

  ④药物在降解过程产生的基因毒性杂质检测难度大,相关的报道也少,降解产物基因毒性杂质应该得到有关方面的关注。

  ⑤溶解性问题。一般供试品的浓度高,选择合适的溶样液体系,使得潜在的基因毒性杂质完全溶解,确保检出结果的可靠性;基因毒性杂理化性质差异大,在实验初期,要选择合适的溶剂,使得对照品完全溶解,同时溶剂对待测物无干扰。

  溶剂还可能影响到待测物的稳定性。

  ⑥一些未知物质给测定带来不确定的影响。

  某些药物其光学异构体具有基因毒性,对于制剂里面异构体检测可采用正相色谱,通常要通过富集和衍生化,去除辅料的干扰,提高检测的灵敏度。

  ⑦基因毒性杂质的限度低。一般需要使用液相质谱或者气相质谱联用技术,质谱检测方法作为药品的日常检测对于企业来说增加了成本。

  ⑧企业对药物工艺路线中涉及的基因毒性杂质来源评估不全面。

  没有全面考虑起始物料、试剂、溶剂等可能带入的基因毒性物质,对工艺过程中可能产生的基因毒性杂质也没有充分评估等。

  药物中基因毒性杂质由于限度要求低和化学性质活泼等原因,使得测定方法要有较高的灵敏度,一般将衍生化或SPE等样品处理方法同液质和气质检测仪器结合起来。

  药物中基因毒性杂质的限度检查研究关注药物中痕量的毒性杂质,拓宽了药物的质量控制范围,为药物的临床应用安全性提供保障。

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