药品中的遗传毒性杂质法规和分析.pdf

基础导论药品中的遗传毒性杂质法规和分析23目录术语表 .4 前言 .51.引言.7 药品中的杂质.7 本基础导论的内容.7 资源.82.法规和指南.10 ICH 杂质方法指南和分类.10 PhRMA 意见书.11 EMA 指南.13 FDA 指南草案.16 ICH M7 展望.17 遵照 ICH S2(R1)进行遗传毒性试验.17 实验室合规要求.183.执行建议.204.遗传毒性杂质的分析.23 分析挑战.23 高效液相色谱(HPLC).24 液相色谱质谱联用(LC-MS).25 气相色谱(GC)和 GC-MS.26 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS).27 核磁共振(NMR)光谱.27参考文献.284ADIALARPCFRCHMPCPMPEMA,EMEAEPEUEWGFDAICHJPNOELPDEPGIPhRMA SARSWP TTCUSP每日允许摄入量合理可行的最低限量美国）联邦法规欧洲）人用药品委员会欧洲）专利药品委员会欧洲药品管理局，原名 EMEA欧洲药典欧盟(ICH)专家工作组食品和药品管理局国际协调会议日本药典未观察到作用的剂量每日允许暴露量潜在遗传毒性杂质药品研究和生产商协会构效关系安全工作组毒理学关注阈值美国药典 术语表5本培训指南旨在为质量保证和业务部门的管理者及员工提供遗传毒性相关法规要求的概览，以及执行中的一些建议。同时，本指南中还综述了一些相关的分析仪器，并引述了一些可证明其可行性的宝贵学术论文。美国食品药品管理局(FDA)，以及一些同等的国际医疗卫生机构，要求必须严格控制药品中的有害杂质，并将其降低到规定限量之下。遗传毒素是一类极富挑战性的杂质，并已被证明即使在低浓度条件下依然具有毒性，因此监管机构特别指定了它们在原料药和成品药中的限量。但是，由于最初缺乏完整的监管指南，并且制定法规的机构随时间不断变化，因此这些法规中或多或少存在一些不一致的要求。为了及早处理这些重要杂质，业内专家还制定了一些意见书，以替代详细监管指南，弥补其缺失。这些文件具有重要意义，因为其中包含了一些在随后的监管指南中得以实施的概念，并且时至今日依然作为最佳方法而得以应用。因此，制定精准、最新的遗传毒性杂质监管指南会是个十分复杂的过程，且需要本文件汇编的法规。此外，由于规定水平内遗传毒性杂质的分析表征对分析仪器和方法要求极为严苛，所以世界各地的科学家都在试图开发不同样品基质中各种遗传毒性杂质的分析程序。众多实验的结果已发表在多种期刊中，并且也得益于本文汇编的法规。本基础导论中表达的概念和观点均基于我们的个人经验，并不反映正式的公司政策。就我们所知，本基础导论中的信息在其印刷时正确无误。同时，我们建议所有读者及时查阅官方法规网站及其它可靠来源，以获取最新信息。虽然法规和指南通常在很长时间内不会有明显变动，但是其解释、检查和执行中的实践经验时常变化，所以需要定期监控。例如，欧洲药品管理局(EMA)出版了有关遗传毒性杂质常见问题的解答，而国际协调会议(ICH)建立了一个专家工作组，旨在制订一份题为“评估及控制药物中的 DNA（致突变）杂质以限制潜在的致癌风险”的指南。该 ICH 出版物计划阐明悬而未决的行业问题，并很可能替代 EMA 及 FDA 的现行指南。前言以下列举了一些定期更新的常规杂质及专门的遗传毒性杂质相关法规的网站：生物制药行业的法规和指南 http:/www.fda.gov 欧洲药品管理局 http:/www.ema.europa.eu/人用药品注册技术要求国际协调会议http:/www.ich.org来自遗传毒性杂质相关法规机构及行业实践的参考文献与持续更新http:/ 作者Ludwig Huber 博士 Labcompliance 全球 FDA 法规认证首席顾问ludwig_Ravikrishna Chebolu 博士 安捷伦科技，制药市场经理ravikrishna_7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，以及后期的销售和推广。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，所需的时间将会显著增加。在一些实例中，遗传毒性物质污染导致的药品召回，都严重影响了药品的市场化进程。根据 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，其有着重大的安全风险，甚至是在低浓度条件下，这是因为它们可能具有致突变性，从而可能损伤 DNA。因此可以导致突变或引发癌症。关于遗传毒素和遗传毒性的定义已有许多的论述。根据本基础导论的目的，我们以 ICH S2(R1)指南 1 为参考，其中遗传毒性定义为“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(PGI)定义为“具有遗传毒性警示结构的杂质，但并未经实验测试模型验证。这里的潜在性指的是遗传毒性的潜在性，而非杂质存在的潜在性”。20药品中的杂质本基础导论的内容本基础导论的第 1 章除了提供内容概览之外，还综述了由个人作者发表的关于监管要求和分析测试的文献。第 2 章将会综述杂质相关法规，然后讨论遗传毒性杂质有关的具体指南。其中还阐述了在开发和生产质量控制中，监管机构对实验室测试监管样品（例如遗传毒性杂质）的期望。第 3 章根据 EMA 和 FDA 指南提供了一些执行建议。第 4 章总结了遗传毒性杂质的分析技术。引言18本基础导论的目的是综述遗传毒性杂质相关的法规和分析，除此之外，读者还可从很多其它资源中获知该主题的更多细节。这些资源来自于监管机构、联合行业/机构特别工作组以及个人作者。监管文件及其它官方文件将在下一章中进行讨论。来源于个人作者的文献发表在期刊、网站和教科书中，可通过标准渠道获取。本章的剩余部分综述了一些选定的重要资源，由个人作者或机构以传统期刊文献或教科书的形式发表。这些出版物可分为三类：遗传毒性杂质的监管及控制 检测实验室的合规性 遗传毒性杂质的分析仪器及程序 监管及控制Kirkland 和 Snodin2 报道了早期遗传毒性杂质监管的发展，讨论了由欧盟专利药品委员会(CPMP)安全工作组(SWP)于 2002 年出版的遗传毒性杂质限度意见书 中的内容。Mller 等3 在 2006 年发表的文章可能是关于遗传毒性杂质分析最重要的一篇文献。这篇文章由药品研究和生产商协会(PhRMA)的一个专家组发表，其中描述了一些测定、检测和控制潜在遗传毒性杂质的原创性方法。更多细节请阅读本基础导论的第 2 章。Robinson4 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：重新设计原料药合成途径，以避免引入有问题的杂质 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 加深工艺理解，以证明特定的遗传毒性杂质不会生成或可被有效去除 进行毒性研究，以论证可疑杂质在设定的低浓度下不具有危害性Snodin 和 Elder5 综述了遗传毒性杂质。最有用的是 ICH M7 的一个更新版本，是 ICH 专家工作组正在制定的一本关于药物中 DNA 反应性杂质的指南。更多细节请阅读本基础导论的第 2 章。资源9遗传毒性杂质的分析一些综述文章中罗列了涉及不同仪器的分析方法。以下列出了其中的一些重要文章：Liu 及他的同事6 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、Snodin 以及 Teasdale7 描述了活性药物成分(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，且样品大都进行了衍生化处理。如此多的选择拓宽了分析人员的选择范围，使他们可选择最合适的技术满足其分析要求。Elder 及他的同事8 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。文章根据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。安捷伦科技已出版了一本 30 页的关于药物杂质分析解决方案的基础导论。9 其中一章的应用实例包含有遗传毒性杂质分析。检测实验室的合规性在 FDA 及同等国际法规环境下工作的分析实验室需遵守正式的监管要求，例如分析仪器认证，以及分析方法验证。本节列出了两个最重要的法规参考文件，并重点介绍了一些与其相关的手册。分析仪器认证的标准参考文件：USP 第 章10 分析程序验证的全球标准：ICH Q2(R1)11安捷伦科技已出版了多本关于监管要求及其执行建议的基础导论：生物制药实验室法规认证12 覆盖了从取样到报告生成和数据存档的所有步骤 分析仪器认证和系统验证13 以认证计划到报告生成过程的实例，详述了其中的必需步骤 分析方法验证14 罗列了遵循 ICH 指南 Q2(R1)的要求、步骤和执行建议10法规和指南原料药及成品药中的杂质具有潜在毒性，会有损患者利益。原料药中的杂质来源包括以下几个方面：原料及其污染物 试剂和催化剂 溶剂 中间体 赋形剂及其污染物 溶出物 降解产物为保护患者，需要将药物的杂质水平降低到可接受的安全限度内。现行的一些监管指南和意见书中，专注于利用规定限度控制药品中的杂质含量。杂质指南主要由国际协调会议(ICH)制定。例如，ICH Q3A15 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 Q3B16 是其同等的新药杂质指南。ICH Q3C17 控制残留溶剂，且是 ICH 首次利用物质特异的限量来控制残留溶剂。根据残留溶剂对人体健康潜在风险的不同，将其分为三类。I 类的溶剂应该避免使用，II 类的溶剂可在每日允许暴露限度范围内使用，III 类的溶剂在每日暴露量 50 mg 内无基于健康的暴露限量。ICH Q3D 目前正在制定中，将包括重金属杂质的元素和限量。当前的草案将规定成品药中的具体元素限量及每日允许暴露限量。现行的 ICH 杂质限量指南不适用于大多数遗传毒性杂质。一个与遗传毒性杂质特定相关的问题是，原料药合成经常需要使用反应性物质，而这些物质（即使在极低的水平下）能与人类 DNA 相互作用从而导致突变和癌症。因此，需要避免遗传毒性杂质，如果不可避免，也要降低其水平至规定限度以下。业界和监管机构的不同组织已制定了特别针对遗传毒性杂质的指南。本章后续内容将讨论相关指南，首先表 1 中综述了一些最重要的相关指南。ICH 杂质方法指南和分类211PhRMA 意见书制药行业对遗传毒性杂质限度及官方指南缺位现状的认识，再加上遗传毒素的相关 FDA 检查和执行实践的开始，都促使了该行业的通力协作。2004 年 PhRMA 成立了一个工作小组来讨论遗传毒性杂质，成果以意见书的形式发表在监管毒理学和药理学(Regulatory Toxicology and Pharmacology)杂志中，题为测定、检验和控制药物中特定潜在遗传毒性杂质的基本原理(2006)。3由于这份意见书的制定和 EMA 相关官方指南的制定举措同时进行，结果导致方法有部分重叠。例如，PhRMA 文件使用了 EMA 草案中毒理学关注阈值(TTC)的概念，而 EMA 最终版指南中推荐了由 PhRMA 工作小组提出的分期 TTC 方法。这两个概念将在本指南中随后进行讨论。两个文件间的一个关键差别是它们在实施方面的侧重不同，在官方法规指南 EMA 文件中的实施细则要比 PhRMA 文件少。总之，这两个文件在方法和侧重点上互为补充。表 1.遗传毒性杂质指南：控制，检验和风险评估主要内容标题 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)。3 介绍一些重要概念，例如五种杂质分类以及短期暴露的分期杂质阈