对于基因毒性杂质的定义主要是指：一类可与DNA反应，造成DNA损伤，在很低水平下即可诱发基因突变，并可能致癌的杂质。主要有PGIs（potentially genotoxic impurities 潜在基因毒性的杂质）与GIs（ genotoxic impurities 基因毒性杂质）。

一、 基因毒性杂质的相关法规

1  ICH原料药杂质研究指导原则Q3A，

2  制剂杂质研究指导原则Q3B，

3  EMA《遗传毒性杂质限度指导原则》

引入了可接受风险的摄入量，即毒性物质限度，或称TTC（Threshold of Toxicological Concern）,设定限度值TTC（1.5ug/day），即相当于每天摄入1.5ug的基因毒性杂质，被认为对于大多数药品来说是可以接受的风险。按照这个阈值，可以根据预期的每日最大摄入量计算出活性药物中可接受的杂质水平。需要指出的是TTC是一个风险管理工具，它采用的是概率的方法。假如有一个基因毒性杂质，并且我们对它的毒性大小不太了解，如果它的每日摄入量低于TTC值，那么它的致癌风险将不会高于10-5的概率，TTC不能被理解为绝对无风险的保障。

4  ICH M7《Assessment and Control of DNA reactive(Mutagenic)impurities inPharmaceuticals to Limit potential Carcinogenic Risk》

二 、基因毒性杂质的风险

按照目前的法规来说，（体内）基因毒性物质在任何摄入量水平上对DNA都有潜在的破坏性，这种破坏可能导致肿瘤的产生。因此，对于基因毒性致癌物，不能说“不存在明显的阀值，或是任何的摄入水平都具有致癌的风险”。

可接受其风险的摄入量一般通用的被定义为 Threshold of ToxicologicalConcern (TTC)。具体含义为：一个“1.5ug/day”的TTC值，即相当于每天摄入1.5ug的基因毒性杂质，被认为对于大多数药品来说是可以接受的风险（一生中致癌的风险小于100000分之1）。按照这个阀值，可以根据预期的每日摄入量计算出活性药物中可接受的杂质水平。

在特定的条件下一些基因毒性杂质也可以有较高的阈值。如接触时间比较短等，这个需要根据实际情况再进行推算。

必须要强调的是TTC是一个风险管理工具，它使用的是概率方法，意思为：假如有一个基因毒性杂质，并且我们对它的毒性大小不太了解，如果它的每日摄入量低于TTC值，那么它的致癌的风险将不会高于1×10-5的概率。、

所以TTC不能被理解为绝对无风险的保障。

三、 含有多个基因毒性杂质的评估

EMEA CHMP

结构不同的——单个杂质的限度应该小于1.5ug/day

结构相似的——杂质总和的限度应该小于1.5ug/day

FDA（和EMEA类似）

单个杂质造成的癌症风险机率应该小于10-5

有相同作用机制的结构相似的杂质，其含量总和应该参考1.5ug/day的限量进行评估。

单个基因毒性杂质可以参考文献来确定。

多个基因毒性杂质（3个以下）积累的风险相对于单个杂质的风险上升不大，可以忽略。

药物中含有3个基因毒性杂质，不管结构是否相似，在法规中是允许的（只要有充分的数据）。

存在四个以及以上的基因毒性杂质的时候，需要根据实际情况考虑。

四 、基因毒性杂质的药学评价

应该根据现有的配方选择和生产技术，提供生产方法的合理性。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。更进一步，在药物活性物质中没有出现的基因毒性反应物和有基因毒性结构（alerting structure）的物质，都应该被考虑。实际生产中尽量避免使用该类物质。

如果在合成路线、起始物料方面没有更好选择，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的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。

应该有合理的分析方法去检测和量化这些杂质的残留量。

五、 基因毒性杂质磺酸盐的风险评估

临床研究发现甲磺酸酯的DNA 烷基化作用会导致诱变效应，其中甲磺酸甲酯和甲磺酸乙酯已有这方面报导，因此有理由怀疑其它低分子量磺酸（如对甲苯磺酸）的烷基酯可能也存在着类似的毒性影响。尽管无数据表明这些酯对人的毒性影响，然后依然有上述基因毒性物质以杂质的形式存在于含磺酸酯类药物活性成分的药品中的潜在风险。

甲磺酸烷基酯，如甲磺酸甲酯（MMS）和甲磺酸乙酯（EMS），是甲磺酸与甲醇，乙醇，或其它低级醇形成的酯。特别是在以甲磺酸盐或甲磺酸酯形式存在的药物活性成分中或其合成过程中用到了甲磺酸的药物活性成分中，甲磺酸烷基酯会被视为潜在杂质。

在以羟乙基磺酸盐，苯磺酸盐和对甲苯磺酸盐形式存在的药物活性成分中也会发现类似的磺酸烷基酯或芳基酯污染。需说明出现这些污染的风险。

药物活性成分的生产是否涉及到在甲磺酸（或羟乙基磺酸，苯磺酸，对甲苯磺酸）或相应的酰氯存在的情况下，使用了低级脂肪酯，如甲醇，乙醇，正丙醇或异丙醇的情况？如果是这种情况的话，甲磺酸烷基酯或类似苯磺酯烷基酯和对甲苯磺酸烷基酯的形成可能性是否已被降至最低？是否存在有效的精制步骤？

设备（特别是接触到磺酸试剂的设备）的清洗程序是否涉及到低级脂肪醇的使用？

是否有适宜的质量标准和已验证的分析方法可以证实药物活性成分中的磺酸烷酯或磺酸芳基酯杂质处于TTC以下？

是否检查了起始物料，如甲磺酸盐（苯磺酸盐，对甲苯磺酸盐，羟乙基磺酸），中的烷基磺酸酯或芳基磺酸酯杂质（如甲磺酸中的EMS 和MMS）及相应的酰氯？是否有这些杂质的适宜标准和验证过的方法？

当被磺酸酯或相关物质所污染了的磺酸作为起始物料用于药物活性成分时，是否能保证药物活性成分中潜在基因毒性杂质不超过其TTC值？应当要考虑各种烷基或芳基取代磺酸酯杂质的累加风险。

六 、基因毒性杂质卤代烃的风险评估

有数据表明氯乙烷、氯甲烷为基因毒性杂质，因此有理由怀疑其他低分子卤代烃类也有类似的作用。在生产中应该对其进行相应的控制。

在氨基物盐酸盐使用醇类溶剂精制的时候，基本都会产生卤代烃。

产生的条件和温度、水分、浓度、时间等有关系。

对于控制低级卤代烃的方法可以参考控制甲磺酸酯的相关建议。

七 、基因毒性杂质警示结构汇总

MA，《Development of Structure alerts for the in vivo micromucleus assay in rodents》

https://toxnet.nlm.nih.gov/cpdb/

1547‍1547种潜在基因毒性杂质结构表，出自美国国立卫生研究院

https://toxnet.nlm.nih.gov/cpdb/,

杂质的结构多种多样，对于绝大多数的杂质而言，往往没有充分的毒性或致癌研究数据，因而难以对其进行归来。

在缺乏安全性数据支持的情况下，这些法规和指导原则采用“警示结构”作为普通杂质和基因毒性杂质的标志。

对于含有警示结构的杂质，应当进行（Q）SAR预测和体内外遗传毒性和致癌性研究，或者将杂质水平控制在毒理学关注阈（TTC）之下。

目前，一般将致癌物分成两大类：

一类是遗传毒性致癌物，通过化学键合直接破坏遗传物质产生致癌性，大多数的化学致癌物具有遗传毒性；

第二类是非遗传毒性致癌物，通常不与发生化学键合作用，不对DNA产生直接破坏，而是通过遗传物质外的间接机制引起致癌作用（如促进细胞过度增殖等）。

含有警示结构并不意味着该杂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。

杂质的理化性质和其他结构特点（如相对分子量、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）会对毒性产生抑制或调解作用。

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，为进一步的杂质安全性评价和控制策略的选择指明方向。