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技术共探丨药品包材系统毒理学风险评估常用方法(下)

2022年05月13日
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上期,我们就药包材系统毒理学风险评估的关键阈值的定义、结合毒理学关注阈值 TTC 和安全阈值 SCT / QT 控制化合物安全性的方法等进行了深入探析;本期我们将围绕可提取物 / 浸出物的安全性评价展开分享,重点探究两种毒理学风险评估方法。
 

上期回顾

技术共探丨药品包材系统毒理学风险评估常用方法(上)

 

 

04

毒理学风险评估方法

 

对于基因毒物质超过 TTC 阈值或非基因毒物质超过 QT 或 SCT 的化合物,需要根据其自身毒理学数据,进一步进行毒理学风险评估。目前,药品与包装容器系统的相容性研究方面,针对可提取物/浸出物的安全性评价主要采用三种毒理学风险评估方法,参照 ICH 体系推荐的 PDE 法,AI 法以及上期所述的 TTC 法。本期主要围绕 PDE 法及 AI 法进行介绍探析。

 

.  PDE 法

 

人每日允许最大暴露量PDE指的是某一化合物被允许摄入而不产生毒性的日平均最大剂量。低于该阈值,化合物将不会产生危害。PDE法主要适用于非基因毒致癌化合物的毒理学评估,ICH Q3C药品残留溶剂指导原则以及ICH Q3D元素杂质指导原则给出了推导方法。该方法是基于毒理学研究中获得的无可见(有害)作用水平NO(A)EL或者最低可见(有害)作用水平LO(A)EL,将其除以一系列安全系数(F1至F6)得到的。计算公式如下:

 

 

其中 BW 为质量调整系数,ICH 假设任一性别的任意成人体重为 50kg。[10,11]

 

对产品中潜在的化合物进行毒理学风险评估,首先需要确定化合物相关的关键评估终点 POD(Point of Departure),确定用于评估化合物在产品中的毒理学阈值(如PDE)的数据。确定化合物相关的 POD 主要分为以下两方面。

 

STEP 1

识别化合物与人体相关的潜在危害。危害识别是确定待评估化合物的毒性作用:如全身毒性、致癌性、生殖发育毒性、刺激性、致敏性等。危害识别需要通过毒理学数据的检索,获得相关毒理学数据,并对数据的可靠性、相关性、充分性进行评估。

  • 可靠性  评价毒理学研究或文献数据的质量,评价研究发现的明确和可信证据的实验过程和结果的描述方式,如试验数据是否参考GLP指南执行、文献是否源于国家或行业标准报告;
  • 相关性  对数据和/或测试的范围适合于特定危害识别和危害表征,通常需要考虑毒理学数据与产品实际应用的相关性,如试验条件的暴露途径、暴露时长、预期暴露人群等是否与产品信息一致;
  • 充分性  确定数据对危害/危险评定有用,可以通过不同试验结果相互支持,进而评估化合物的危害。

 

STEP 2

进行危害表征,即对化合物危害进行定性或定量描述。通常使用剂量 — 反应关系评定,评定的参数通常为NOAEL、LOAEL 数据,或通过基准剂量模型得到的BMD(Benchmark Dose)值,该数据可以通过相关文献的动物试验获得。[12]

 

 

化合物的毒理学关键评估终点(POD),以人类流行病学或人类相关毒理学数据为重点,其次是选择哺乳动物相关体内毒理学试验数据。

确定关键评估终点后,可以通过一系列修正因子进行修正,包括对于种内差异、种间差异、暴露时间、途径转换等的修正,得到与人体相关的毒理学阈值。

 

参照 ICH Q3C 及 Q3D,F1 表征种间差异,如大鼠外推到人类取值 5,小鼠外推到人类数据取 12 等;F2 表征种内差异,一般默认使用动物试验推导,F2 取 10;F3 表征暴露时间的差异,如啮齿类动物亚慢性暴露外推至人类慢性暴露,取值为 5;F4 表征毒性严重性,如化合物产生严重毒性如非基因毒致癌性、神经毒性或生殖发育毒性的情况下可以应用的因子;F5 表征剂量效应参数,取值范围为 1~10 之间;F6 表征途径转换因子,对于特定的给药途径无相关毒理数据的情况,可以使用途径外推法进行阈值的换算,如 ICH Q3D 中对于口服至肠道外或吸入暴露途径推荐的外推因子。[11]根据 ICH Q3C 及 Q3D 规定的修正因子如下表所示。

 

表4-1 用于PDE推导的修正因子[10,11]

 

 

2. AI 法[5]

 

ICH M7 指南讨论了具有阳性致癌性数据的致突变杂质的可接受摄入量 AI 的推导,并指出对于已知的致突变致癌物质,在具有充足致癌数据的情况下,推荐根据致癌效力和线性外推计算特定化合物的可接受摄入量,而不是单纯的基于 TTC 阈值。

ICH M7 推荐使用 TD50 法计算已知致突变致癌物质的AI值,即根据啮齿动物的致癌性数据 TD50 值(50% 肿瘤发生率,即 1:2 的癌症风险概率)计算化合物特定的可接受摄入量,将 TD50 除以 50000,可以线性外推到 10-5 的肿瘤发生率下的剂量(10-5 为可接受的终生致癌风险水平)。计算公式如下:

 

AI = TD50 ÷ 50000 × BW

 

对于致癌性数据 TD50值的检索,推荐使用的数据库为CPDB(Carcinogenicity Potency Database)。采用的 TD50数据需取自最敏感物种和对诱导最敏感的肿瘤发生部位产生的数据,通常认为该数据也适合所有给药途径,而对于特殊给药途径(如吸入给药),应根据具体情况进行逐案评估。需要注意的是,推导 AI 时需考虑已有的致癌性数据与人类的相关性,对此,ICH M7 以对氯苯胺和甲基氯为例进行了说明,在此不做赘述。

 

 

除 TD50 法外,也可以使用国际公认机构所采用的方法计算可接受摄入量或直接使用监管机构已公布的测定数据,如使用基准剂量代替 TD50 值作为致癌效价的量化指标,例如基准剂量置信区间下限 10%( BMDL10,有 95%的概率确信预估的最低剂量不会导致啮齿类动物的致癌率超过10% )。通过简单地将 BMDL10 除以10000来线性外推至十万分之一的发生率;美国环保部会通过相关致癌性试验数据,推算出致癌斜率因子 SF( Slope Factor,1mg / kg /天剂量下的癌症发生率 ),可以通过SF值计算化合物特定的可接受摄入量。将 10-5 除以 SF,可以线性外推到 10-5 的肿瘤发生率下的剂量。

 

综上,已知化合物中,基因毒物质超过 SCT 或非基因毒物质超过 QT的化合物,需要根据其自身毒理学数据,进一步进行毒理学风险评估——目前主要采用三种评估方法:PDE 法、AI 法及 TTC 法。对于非基因毒致癌化合物的毒理学评估多用 PDE 法;对于具有阳性致癌性数据的致突变杂质,需使用 AI 法进行评估;在目标化合物数据有限的情况下,可以通过构效关系采用 TTC 法进行评估。