什么是基因毒性雜質？

基因毒性雜質(或遺傳毒性雜質, Genotoxic Impurity, GTI ):化合物本身直接或間接損傷細胞 DNA，產生基因突變或體內誘變，具有致癌可能或者傾向。基因毒性雜質經過適當遺傳毒性試驗模型，例如，細菌基因突變 ( Ames ) 試驗，證實具有遺傳毒性的雜質。

除了基因毒性雜質外，還存在著一類潛在基因毒性的雜質( Potential Genotoxic Impurity, PGI )。它們是指：具有遺傳毒性警示結構的雜質，但并未經實驗測試模型驗證。這里的潛在性指的是遺傳毒性的潛在性，而非雜質存在的潛在性。從結構上看類似基因毒性雜質，有警示性。

因此，除了 NDMA 這種氮亞硝胺類外，我們還發現了多如磺酸酯類、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歸屬于基因毒性雜質及潛在基因毒性的雜質。

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

        

甲磺酸酯類基因毒性雜質

甲磺酸是一種常用的醫藥原料，反應后的殘留量與合成工藝和片劑生產中用到甲醇、異丙醇和乙醇等低級醇反應產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*，但歐洲醫藥評價署（ EMEA ），美國食品和藥物管理局（ FDA ）及藥品注冊協調會議（ ICH ）已先后對此類基因毒性雜質做出限度規定。

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的分析方法。即通過 NaI 將甲酸酯類物質衍生化成碘代烷烴類化合物，再由安捷倫的 7697A 頂空進樣，安捷倫5977B GCMS 進行分析即可。該方法分析靈敏度可達 2.5ng 檢出。

圖 1. 甲磺酸酯 25ng 標準樣品色譜圖

        

環氧氯丙烷基因毒性雜質（ ECH ）

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

環氧氯丙烷分子小，揮發性好，屬于揮發性有機化合物 VOCs 范疇。因此，同樣可以由安捷倫的 7697A 頂空完成進樣。但環氧氯丙烷的分析仍一直困擾著分析工作者，因為其難點在于的方法靈敏度要求（ ppb 級別）對后端的 GCMS 提出了*的挑戰。

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。因此，應對藥物中痕量環氧氯丙烷的分析要求，仍然綽綽有余。

圖 2. 11ppb 環氧氯丙烷連續 8 次進樣重復性表現

        

N-亞硝胺類基因毒性雜質

當然，不得不提的還有 N- 亞硝胺類基因毒性雜質。N- 亞硝胺是一類具有 R_1 N(−R_2 )−N=O 結構的胺化合物，其大部分化合物都屬于強致癌物，具有肝毒性和致癌性。在已檢測的 300 種亞硝胺類化合物中，已證實有 90% 至少可誘導一種動物致癌，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有限，但實驗動物致癌性證據充足。

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注的焦點。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，我們不難得到結論：安捷倫的 5977B GCMS 和 7000D GCMSMS 均能輕松達成 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 上的結果（濃度為 0.1 ug/L ）

                                        

“抓住”警示基團，也就“抓住”了潛在基因毒性雜質

在基因毒性雜質的分析中，未知雜質需確定其結構，依據其是否含有警示結構以判斷該雜質是否具有基因毒性。除可達 ppb級別的靈敏度外，GC/Q-TOF 的 MSMS 功能，結合高分辨質譜信息，可對未知雜質進行結構推測和確證。

圖 4. 分子式計算工具（ MSC ）對分子結構進行預測

我們的健康需要的呵護和關懷。沒有誰希望不時地收到“意外驚喜”。因此，安捷倫愿意和您一起共同捍衛藥物安全，杜絕一切可能的遺傳風險。