化藥雜質（元素雜質、殘留溶劑、有機致突變雜質、有機非致突變雜質和N-亞硝胺雜質的）的限度問題探討

藥品中存在產品相關和工藝相關的雜質，這些雜質不僅對患者沒有益處，反而存在風險。小分子化學藥物通常通過化學合成制備。雜質可能來源于起始物料、試劑、副產物、中間體、溶劑和催化劑。在儲存過程中，原液（drug substances, DSs）或制劑（drug products, DPs）可能會形成降解產物（ICH, 2006a, 2006b）。

盡管雜質可以通過科學管理盡量減少，但無法完全避免，一般是通過設定質控限度（qualification thresholds）來控制雜質風險。這些限度基于安全性和生產實踐制定，目的是為了幫助藥品開發者降低患者安全風險。然而，由于許多雜質類型與不同藥物形式相關，且缺乏默認的質控限度，安全性評估仍然是必不可少的。

小分子化藥相關雜質的安全性測定如下圖所示。根據雜質有無特別擔憂，進行大致分類。對于一些致突變致癌物、非致突變致癌物、致突變非致癌物等有明顯安全性擔憂的雜質，需要開展特定的安全性評估。對于沒有安全性擔憂的非致突變雜質，則可以參照行業或者ICH相關指導原則執行。

元素雜質

元素雜質若不加以控制，可能會引起不良的藥理學和毒理學反應。其潛在來源包括藥DS、輔料、生產設備、容器密封系統等。ICH Q3D描述了一種三步法的風險評估過程：確定元素雜質的來源、進行風險評估以及實施控制。ICH Q3D重點關注24種元素雜質，并根據其毒性和在藥品中出現的可能性將其分為1類、2A類、2B類和3類。這些雜質的安全性評估基于每日允許暴露量（PDE），ICH Q3D提供了口服、注射、皮膚和吸入途徑的PDE值。

如果元素雜質的暴露水平低于其對應的PDE，則認為風險較低，但仍需按照30% PDE的控制限度。如果暴露水平高于PDE，則可以根據毒理學數據（如毒代動力學或暴露時間）進行具體分析。

殘留溶劑雜質

殘留溶劑是在DSs、輔料或DPs生產過程中使用的或產生的有機揮發性化學物質。根據最近的ICH Q3C指南（2024年），殘留溶劑被分為3類：第1類（5種已知的人體致癌物，強疑似人體致癌物，以及環境危害物，應盡量避免使用）；第2類（31種非遺傳毒性動物致癌物，或可能導致其他不可逆毒性如神經毒性或致畸性的溶劑，需要限制的溶劑）；第3類（27種毒性較低的溶劑，無須制定基于健康的暴露限度）。此外，還包括一些尚無足夠的毒理學數據來制定可接受PDE但毒性較低的其他溶劑。對于這些溶劑的使用，藥品開發者需要提供合理依據。殘留溶劑的安全性至關重要，因為ICH Q3C指出：“藥品中殘留溶劑的含量不應超過安全數據支持的水平。”（ICH, 2024）。對于3類殘留溶劑，建議設定可接受的PDE，其中第1類和第2類為針對具體溶劑特定的PDE，如乙腈、氯苯、氯仿的PDE分別為4.1、3.6、0.6ppm。第3類溶劑則設定了一個通用的PDE值，即每天50毫克。除非存在特殊情況，否則不應超過建議的殘留溶劑水平。對于“特殊情況”，需要提供充分的理由來證明其合理性。

有機雜質—致突變雜質

致突變雜質（Mutagenic impurities, MIs）小分子在藥物開發過程中很受關注。有很多種類型的MIs。其中一種來源是DS合成相關和生產相關。多種化合物會參與這個過程，包括起始物料、中間體、副產物、試劑、溶劑和催化劑等。此外，DS或DP在儲存過程中可能會出現降解。評估這些物質的致突變性對于確保人體安全是關鍵的。對于致突變雜質，最好制定系統的策略，在整個DP生命周期中進行監測、控制，包括潛在致突變雜質的安全性測定、分析DS合成過程、API和DP的穩定性、理解潛在DP組分之間的相互作用。

由于基因毒性雜質的毒性比較特殊，與非基因毒性雜質相比，按照ICH指導原則要求，需要建立更低的檢測限和鑒定限。MIs的監管指南有很多，首個監管指南由EMA于2006年發布，隨后在2010年發布了問答文件。FDA也于2008年發布了類似的指南。ICH于2014年首次發布了評估和控制藥物中的DNA活性（致突變）雜質以限制潛在的致癌風險的指南，即ICH M7，并于2023年更新至當前最新版本。ICH M7指南已被全球衛生機構廣泛采用，用于評估DS和DP中DNA反應性（致突變）雜質的安全性。

當然，對于腫瘤治療產品，有一些特殊考慮。有些腫瘤藥物本身可能具有遺傳毒性，因此需要采用替代方法和限度來評估其MIs的安全性。根據ICH S9指南（2009），對于遺傳毒性雜質，根據增加的腫瘤發生的終生性風險，已經有多種方法用于建立限度標準。對于擬用于晚期腫瘤患者的藥物，上述限度可能不適用，論證時應考慮設置更高的雜質限度。如果雜質也是動物和/或人體中的代謝物，通常是可接受的。

在EMA關于遺傳毒性雜質限度的指南（2006）中提到，對于某些特殊情況，例如短期暴露、用于治療危及生命疾病的治療、預期壽命小于5年，或雜質為已知雜質而人體從其他途徑（如食物）獲得的暴露量遠遠高于給藥途徑，可接受的毒理學擔憂閾值（TTC）可能高于1.5μg/day。

ICH M7（2023）已成為評估DS和DP中MIs安全性的“黃金標準”，旨在補充ICH Q3A（2006）和Q3B（2006）。該指南明確了不適用的情況，包括生物/生物技術制品、肽類、寡核苷酸、放射性藥物、發酵產品、草藥和動物或植物來源的粗制品等其它類型的原料藥和制劑、晚期癌癥適應癥以及可能與癌癥風險增加有關的DS。ICH M7（2023）對雜質潛在致突變的評估不適用于已上市藥物中使用的輔料、調味劑、著色劑和香料。不適用于與藥物包材相關的可浸出物，但如有必要，可使用指南中概述的限制潛在致癌風險的安全風險評估原則。如有必要，藥品中首次使用且為化學合成的輔料中的雜質可使用本指南的安全風險評估原則。ICH M7（2023）為識別、分類、鑒定和控制雜質提供了指導，以盡量減少患者暴露于MIs。為了評估小分子中雜質及降解產物的安全性，ICH M7（2023）提供了風險表征原則，如下圖所示。Class1-5分類，見ICH M7.

致突變雜質的安全性評估取決于其安全限度的可用性。如果可以根據致癌性數據推導出化合物特定的可接受攝入量（AI），則可以根據其AI對MI進行鑒定。目前已有23種致突變致癌物的AI或PDE被推導出來。原則上，AI適用于所有給藥途徑。在沒有足夠的致癌性數據推導AI的情況下，TTC被用于鑒定MI。基于TTC 計算可接受攝入量時，一個致突變雜質每天每人攝入1.5μg時其風險被認為是可以忽略的（終生暴露情況下理論患癌風險小于十萬分之一），這一值可以通用于大部分藥物，作為可接受控制限度的默認值。該方法一般用于長期治療用（>10年）藥物中存在的且無致癌數據（2類和3類）的致突變雜質。

在合理的前提下，ICH M7允許應用替代方法計算AI。對于短于終生的暴露期，比如臨床開發期間的藥物給藥時間有限，允許采用小于終生（LTL）或分階段TTC方法進行MIs的安全性評估。基于“終生以低劑量持續給藥的癌癥風險與相同的累積暴露量在較短給藥時長內平均給藥的癌癥風險等同”，基于 TTC 的可接受攝入量 1.5μg/天被視為具有保護作用的終生每日暴露量。藥品中致突變雜質的 LTL 暴露量可理解為可接受的累積終生劑量（1.5μg/天×25,550 天=38.3mg）在 LTL 暴露期間均勻分配在總暴露天數中。這就允許致突變雜質的日攝入量可以高于終生暴露時的情況，而其風險水平仍與每日或非每日治療方案相持平。下表總結了不同暴露周期的單個MI的LTL AI。這些LTL AI適用于臨床階段和上市產品。

DS合成過程中可能會產生多個致突變雜質，對于DS質量標準中有3個或更多2類或3類雜質的情況，應根據下表制定總的致突變雜質限度。

定量構效關系（(QSAR）模型是一種通過數學模型描述化合物的化學結構與其生物活性之間定量關系的方法。它廣泛應用于藥物設計、毒理學研究、環境風險評估等領域。QSAR模型的核心是通過分子特征性描述數據（如物理化學性質、結構特征等）來預測化合物的生物活性、毒性或其他相關性質。這些數據可以是二維的（如分子式、官能團等）或三維的（如分子的立體結構、空間排列等）。通過統計學或機器學習方法，QSAR模型能夠建立特征數據與生物活性之間的線性或非線性關系。由于其高通量能力，QSAR模型能夠以經濟且高效的方式替代對每種雜質進行測試，從而實現對大量雜質的評估。而且，隨著更先進的機器學習技術的應用和對QSAR預測知識的積累，計算機模擬預測雜質安全性的靈敏度、特異性和準確性將不斷提高，同時也有助于減少體外致突變性研究，從而實現成本和時間的節約。ICH M7（2023）建議在評估雜質致突變性時，應使用兩種互補的QSAR模型（基于專家規則和統計學的模型）。目前，制藥行業廣泛使用多種商業化的計算機模擬程序來評估雜質的致突變性，包括Derek Nexus（基于專家規則）和Sarah Nexus（基于統計學），以及Leadscope（同時基于專家規則和統計學）和CASE Ultra（同時基于專家規則和統計學）。這些軟件的性能已經得到了全面評估。

在QSAR模型中，專家判斷是確保預測結果科學性和可靠性的重要環節。當QSAR模型無法提供明確結論時，專家可以結合已有的化學、毒理學知識和經驗，對預測結果進行補充和修正，例如誤分類或未分類的特征、超出模型適用范圍的結果以及假陽性預測。專家判斷應遵循一定的原則和程序。在兩種計算機模擬程序的預測結果基礎上，確定雜質的最終分類。在某些情況下，如果兩種程序均預測雜質無致突變性，則可得出“可能無致突變性”的結論，但仍需通過專家審查確認是否存在令人擔憂的特征。另外，如果至少有一種計算機模擬程序預測為陽性，意味著雜質的致突變性仍存在不確定性，需要進一步進行專家審查或毒理學研究。示意圖如下。

有機雜質—非致突變雜質

非致突變雜質（NMIs）的安全性評估較致突變雜質（MIs）更具挑戰性。ICH Q3A（2006a）和ICH Q3B（2006b）分別為DS和DP中的NMIs提供了報告、界定和鑒定的限度。然而，這些限度不適用于早期臨床階段（即I期和IIa期），適用于III期和注冊階段。早期臨床有屬于這個階段的特點，早期開發的重點是將產品推進到后期階段，以進行安全性和有效性的評估。由于早期臨床研究中臨床候選藥物的暴露量有限，且參與人數較少，因此NMIs對患者安全性風險相對較低。此外，隨著DS表征的深入，對合成路線和工藝的理解仍在不斷加深。NMIs的管理在早期開發階段主要側重于質量控制策略，并基于臨床前和早期臨床安全性研究數據，確保患者安全。隨著DP的進一步開發，DS的合成和制劑工藝可能會發生重大變化，此時NMIs的管理將逐漸向ICH指導原則的要求靠攏。

那么早期臨床開發階段（I期和IIa期）的NMIs限度如何控制呢？在早期階段，如果最大臨床劑量不超過1 g/天，則建議NMIs的鑒定限度為0.2%，界定限度為0.5%。對于每天最大給藥劑量<2g的DS，建議將界定限度定為0.5%或3 mg/天，鑒定限度為0.3%，相當于ICH Q3A和Q3B規定的3倍。此外，如果有毒理學數據支持的情況下，DS中單個NMI/降解產物和總NMI/降解產物的限度分別不超過1.0%和3.0%。

最近，基于ICH Q3A（2006）中為新DS中NMI設定的1 mg/天界定閾值，提出了基于Modified Haber's Law的可接受安全限度，以支持早期臨床開發。這些安全限度是基于多個化學毒理學數據庫的分析得出的，并采用了與ICH M7（2023）中用于短期暴露（LTLs）的相同外推方法，因此在科學上是穩健且可行的。如下表所示。

N-亞硝胺（N-nitrosaminess，簡稱NAs）

N-亞硝胺是一類被歸類為“重點關注”的有機雜質（根據ICH 2023年指南），廣泛存在于環境、飲食中，也可能在體內內源性生成。它們是由仲胺或叔胺與亞硝化劑（如亞硝酸鹽）在酸性條件下反應生成的。許多N-亞硝胺化合物是強效的致突變性致癌物。NAs雜質在DP中的暴露早期僅有零星報道。然而，自2018年纈沙坦原料藥中檢測到N-亞硝基二甲胺（NDMA）以來，N-亞硝胺污染問題在多種藥物中被頻繁檢出，成為監管機構關注的焦點之一，并采取了一系列措施，包括暫停審批和啟動審查程序，并要求相關企業從市場召回藥物。N-亞硝胺通常在小分子藥物的化學合成過程中產生，但也可能出現在含有化學合成片段的生物制品中，尤其是在使用亞硝化試劑的工藝或包裝材料（如含有硝化纖維素的泡罩包裝）中。檢測方面，歐洲藥典于2020年發布了N-亞硝胺通用檢測方法，包括液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）和氣相色譜-質譜法（GC-MS）等。

基于NAs的可接受攝入量（AIs）進行安全性評估是確保其安全暴露的重要方法。根據ICH M7（2023）指導原則，可以通過致癌性數據的線性外推來確定特定化合物的AI。目前，多個藥品監管機構已根據此方法建立了常見N-亞硝胺的AI值，例如美國FDA和EMA。EMA為NAs設定了默認的最壞情況（worst-case）AI為18 ng/天，而FDA將該限值設定為26.5 ng/天。然而，對于所有NAs來說，可能無法獲得足夠的致癌性數據。為此，EMA提出了兩種確定NAs AI的方法：1）如果NAs具有足夠的致癌性數據，則通過確定其TD50值（導致50%腫瘤發生率的劑量）來推導AI；2）如果NAs缺乏足夠的致癌性數據，則可以使用替代方法計算AI，包括致癌效力分類法（CPCA）、結構類似物的交叉讀取或致突變性試驗（如增強的Ames試驗或體內致突變性研究）。

對于致突變性試驗，如果增強的Ames試驗結果為陰性，則可以將1.5 μg/天作為AI；如果體內致突變性研究結果為陰性，則可以使用Q3A和Q3B中定義的NMI的界定限度。這種風險評估方法適用于所有給藥途徑，必要時可以針對特定途徑調整AI。此外，EMA還提出了基于致癌效力分類的AI方法（CPCA），根據亞硝胺的致癌效力將其分為5個類別，AI值分別為18 ng/天、100 ng/天、400 ng/天、1500 ng/天和1500 ng/天。類似地，FDA也提出了基于分類的AI值，分別為18 ng/天、150 ng/天和1500 ng/天。這些分類方法為缺乏致癌性數據的NAs提供了實用的AI評估框架。

引自：Safety assessment of drug impurities for patient safety: a comprehensive review.

藥理毒理開發1-6群已滿，7群還有100多名額，進群的加微信，備注姓名+企業名稱+專長領域。比如王**+A企業+注冊或毒理。名額有限，已經在1-6群的朋友就不要跨群了。