什么是基因毒性雜質(zhì)？

基因毒性雜質(zhì)(或遺傳毒性雜質(zhì), Genotoxic Impurity, GTI ):化合物本身直接或間接損傷細(xì)胞 DNA，產(chǎn)生基因突變或體內(nèi)誘變，具有致癌可能或者傾向?；蚨拘噪s質(zhì)經(jīng)過適當(dāng)遺傳毒性試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，例如，?xì)菌基因突變 ( Ames ) 試驗(yàn)，證實(shí)具有遺傳毒性的雜質(zhì)。

除了基因毒性雜質(zhì)外，還存在著一類潛在基因毒性的雜質(zhì)( Potential Genotoxic Impurity, PGI )。它們是指：具有遺傳毒性警示結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)，但并未經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試模型驗(yàn)證。這里的潛在性指的是遺傳毒性的潛在性，而非雜質(zhì)存在的潛在性。從結(jié)構(gòu)上看類似基因毒性雜質(zhì)，有警示性。

因此，除了 NDMA 這種氮亞硝胺類外，我們還發(fā)現(xiàn)了多如磺酸酯類、水合肼類、苯并芘類、氨基糖苷類抗生素類、卡鉑、順鉑、疊氮化物類及疊氮化物等化合物也都?xì)w屬于基因毒性雜質(zhì)及潛在基因毒性的雜質(zhì)。

所以，風(fēng)險(xiǎn)無處不在。要知道藥物中是否就含有如此繁多的基因毒性雜質(zhì)，需要用到的分析手段也是多種多樣。這里，我們就帶領(lǐng)大家去探索部分可以用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀來測試的基因毒性雜質(zhì)。

        

甲磺酸酯類基因毒性雜質(zhì)

甲磺酸是一種常用的醫(yī)藥原料，反應(yīng)后的殘留量與合成工藝和片劑生產(chǎn)中用到甲醇、異丙醇和乙醇等低級醇反應(yīng)產(chǎn)生具有基因毒性的甲磺酸烷基酯類：甲磺酸甲酯 MMS、甲磺酸乙酯 EMS、甲磺酸異丙酯 IMS 等。

目前中國藥典沒有對此類殘留的*，但歐洲醫(yī)藥評價(jià)署（ EMEA ），美國食品和藥物管理局（ FDA ）及藥品注冊協(xié)調(diào)會議（ ICH ）已先后對此類基因毒性雜質(zhì)做出限度規(guī)定。

而就分析方法而言，歐洲藥典提供了分析甲酸酯類基因毒性雜質(zhì)的分析方法。即通過 NaI 將甲酸酯類物質(zhì)衍生化成碘代烷烴類化合物，再由安捷倫的 7697A 頂空進(jìn)樣，安捷倫5977B GCMS 進(jìn)行分析即可。該方法分析靈敏度可達(dá) 2.5ng 檢出。

圖 1. 甲磺酸酯 25ng 標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖

        

環(huán)氧氯丙烷基因毒性雜質(zhì)（ ECH ）

環(huán)氧氯丙烷，又名表氯醇。會致畸及致基因突變。2017 年 10 月 27 日，世界衛(wèi)生組織癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，環(huán)氧氯丙烷在2A類致癌物清單中。

環(huán)氧氯丙烷分子小，揮發(fā)性好，屬于揮發(fā)性有機(jī)化合物 VOCs 范疇。因此，同樣可以由安捷倫的 7697A 頂空完成進(jìn)樣。但環(huán)氧氯丙烷的分析仍一直困擾著分析工作者，因?yàn)槠潆y點(diǎn)在于的方法靈敏度要求（ ppb 級別）對后端的 GCMS 提出了*的挑戰(zhàn)。

安捷倫的 5977B，配以 Extractor 的黑科技，可以有效保障 MS 端靈敏度的表現(xiàn)。因此，應(yīng)對藥物中痕量環(huán)氧氯丙烷的分析要求，仍然綽綽有余。

圖 2. 11ppb 環(huán)氧氯丙烷連續(xù) 8 次進(jìn)樣重復(fù)性表現(xiàn)

        

N-亞硝胺類基因毒性雜質(zhì)

當(dāng)然，不得不提的還有 N- 亞硝胺類基因毒性雜質(zhì)。N- 亞硝胺是一類具有 R_1 N(−R_2 )−N=O 結(jié)構(gòu)的胺化合物，其大部分化合物都屬于強(qiáng)致癌物，具有肝毒性和致癌性。在已檢測的 300 種亞硝胺類化合物中，已證實(shí)有 90% 至少可誘導(dǎo)一種動(dòng)物致癌，其中乙基亞硝胺、二乙基亞硝胺和二甲基亞硝胺至少對 20 種動(dòng)物具有致癌活性。

癌癥研究署( IARC 把亞硝胺列為 2A 類致癌物，即人類很可能致癌，該類致癌物對人類致癌性證據(jù)有限，但實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌性證據(jù)充足。

由于毒性猛烈。痕量的 N- 亞硝胺也不能被輕易放過。因此，靈敏度要求再次成為關(guān)注的焦點(diǎn)。一場“較量”也由此展開。在比較了 9 種痕量 N- 亞硝胺于 GCMS 和 GCMSMS 上的出峰情況后，我們不難得到結(jié)論：安捷倫的 5977B GCMS 和 7000D GCMSMS 均能輕松達(dá)成 10ppb 以下的方法檢出。但如要說到對樣品背景的去除能力，恐怕仍是 7000D 更勝*。

圖 3. N-亞硝胺在 GCMS 和 GCMSMS 上的結(jié)果（濃度為 0.1 ug/L ）

                                        

“抓住”警示基團(tuán)，也就“抓住”了潛在基因毒性雜質(zhì)

在基因毒性雜質(zhì)的分析中，未知雜質(zhì)需確定其結(jié)構(gòu)，依據(jù)其是否含有警示結(jié)構(gòu)以判斷該雜質(zhì)是否具有基因毒性。除可達(dá) ppb級別的靈敏度外，GC/Q-TOF 的 MSMS 功能，結(jié)合高分辨質(zhì)譜信息，可對未知雜質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)推測和確證。

圖 4. 分子式計(jì)算工具（ MSC ）對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測

我們的健康需要的呵護(hù)和關(guān)懷。沒有誰希望不時(shí)地收到“意外驚喜”。因此，安捷倫愿意和您一起共同捍衛(wèi)藥物安全，杜絕一切可能的遺傳風(fēng)險(xiǎn)。