許多被細菌回復突變(Ames)試驗檢出是致突變劑的化合物是嚙齒類動物致癌劑。加上體外哺乳動物細胞試驗可提高靈敏度和加寬遺傳學物質的檢測譜,但是同時也降低了預測的特異性,即提高了陽性結果發生率(而該結果與此嚙齒類動物致癌性不相關)。然而,組合方法仍是合理的,因為沒有任何一個單一試驗能檢測所有與腫瘤發生相關的遺傳毒性機制。
標準試驗組合應具備的基本特徵如下:
i.用細菌回復突變試驗評價致突變性。該試驗能檢出相關的遺傳學改變和大部分嚙齒類動物和人類的遺傳毒性致癌劑。
ii.遺傳毒性還應採用與哺乳動物細胞體外和/或體內試驗進行評價。
一些體外哺乳動物細胞系統已廣泛套用,並經過充分的驗證:體外中期相染色體畸變試驗、體外微核試驗(注釋1)、小鼠淋巴瘤L5178Ycelltk基因突變試驗。這三個試驗通常被認為同樣適當的,因此當與檢測藥物的其他遺傳毒性試驗組合試驗一起使用時(如果使用本指導原則推薦的試驗方案),這些試驗可互換。
體內遺傳損傷試驗通常是標準試驗組合的一部分,其可提供影響化合物遺傳毒性活性的其他相關因素(吸收、分布、代謝、排泄),並可檢出其他的一些遺傳毒性藥物(注釋2)。體內嚙齒類動物細胞染色體損傷試驗可大部分滿足該要求,無論是套用血或骨髓的紅細胞來分析微核,或者是套用骨髓細胞來分析中期相染色體畸變(注釋3)。來源於給藥動物的淋巴細胞培養也可套用於細胞學分析,雖然這樣的分析試驗未廣泛套用。
在中期相細胞上的檢測染色體畸變的體外和體外試驗也可檢測多種類型的染色體完整性的改變。染色單體或染色體的破壞可導致微核形成(如果無中心片段形成);因此,無論是檢測染色體畸變或微核的試驗均可用於檢測染色體斷裂劑。微核也可產生於在中期相的一個或更多個染色體遲滯,因此微核試驗也具有檢測非整倍體誘導劑的能力。小鼠淋巴瘤細胞檢測源自基因突變和染色體完整性改變兩方面所致的tk基因突變。也有些證據表明小鼠淋巴瘤試驗也可檢測染色體丟失。
其他一些體內試驗可用於標準組合,或作為追加試驗以提高評價體外或體內試驗結果的證據的份量(見下)。在合適的體內試驗(通常是兩個)的陰性結果,其檢測終點被認為是足夠合理和證實有暴露(見4.8節),足以證明缺乏遺傳毒性作用。
二、標準試驗組合的兩種選擇
以下標準試驗組合的兩種選擇被認為是同等適合的:
選擇一
(1)一項細菌基因突變試驗;
(2)一項染色體損傷的細胞遺傳學試驗(體外中期相染色體畸變試驗或體外微核試驗),或一項體外小鼠淋巴瘤tk基因突變試驗;
(3)一項體內遺傳毒性試驗,通常為採用嚙齒類造血細胞進行的染色體損傷試驗,無論對於微核還是中期相的染色體異常。
選擇二
(1)一項體外細菌基因突變試驗;
(2)用兩種組織進行的遺傳毒性體內評估試驗,通常是一項嚙齒類造血細胞的微核試驗及第二項體內試驗。
在兩種標準試驗組合選擇中,當劑量足夠時,體內遺傳毒性試驗常結合在重複給藥毒性試驗中(見4.7節)。在選擇2中,如果劑量/暴露不合適,應進行一項急性的體內研究(當可能時將兩個遺傳毒性試驗合併在一個研究中)以最佳化基於暴露/毒性的劑量選擇(見4.7.2和4.7.3節),或者選擇1中應接著進行一項體外哺乳動物細胞試驗。
對於試驗結果為陰性的化合物,根據當前建議實施和評價,完成了任一試驗組合通常可提供缺乏遺傳毒性作用的充足證明和不再需要進行其他的試驗。標準試驗組合結果為陽性的化合物,根據他們的治療用途,可能需進行更多的試驗(見第5節)。
標準試驗組合不包括為檢測非整倍體而設計的特定試驗。但是,從體外哺乳動物細胞試驗和微核試驗中可得到數目方面改變的信息,標準方案中能提供這些信息的因素是有絲分裂指數升高、多倍體產生和微核增加。也有實驗證據表明小鼠淋巴瘤tk試驗中可檢測到紡錘體損害。在選擇2中體內遺傳毒性試驗首選微核試驗,而不是染色體畸變試驗,因其具有更強的檢測染色體丟失(可能導致非整倍體)的能力。
一些體內試驗(注釋4)可用於在選擇2中體內試驗評價的第二部分(見4.3節)。由於有暴露和代謝能力,肝臟是首選的組織,但是體內組織的選擇和試驗應基於多因素,諸如潛在代謝、體內代謝、被認為是相關組織的暴露等信息。當劑量被認為是合理時(見4.7)和方案可一致時,體內遺傳毒性試驗可以結合在已有的(重複給藥)毒性試驗中。
建議採用標準試驗組合併不意味著其他遺傳毒性試驗不合適。其他試驗可用作進一步研究標準試驗組合得到的遺傳毒性試驗結果(見4.3節和5節)。若需要或被充分驗證有效時,替代的種屬(包括非嚙齒類)也可套用。
在極端的情況下,標準組合中的一個或更多試驗可能由於技術原因而無法實施,在給出的標準組合試合不適合時,替代的確證試驗可用作代替,為支持論點提供充分的科學的證明。
三、標準組合的調整
以下幾節列出了標準試驗組合需要調整的情況。
1、預期有遺傳毒性的經典類型的化合物
對預期有遺傳毒性的經典類型的化合物,如一些對苯二酚類抗生素、一些核苷類似物,標準組合可調整,以在已知對這些有反應的試驗/方案中進行適當的證明(也參見注釋8)。
2、對細菌有毒性的受試物
當化合物(如某些抗生素)對細胞有高毒性時,細菌回復突變(Ames)試驗仍應進行,因在致突變性可發生於更低的、較小毒性的濃度。在這種情況下,應進行任何一個體外哺乳動物細胞試驗,即應採用選擇1。
3、具有遺傳毒性可疑結構的化合物
標準試驗組合通常可檢出有可疑結構的化合物(注釋5),因為大部分“可疑結構”被定義與細菌誘變性有關。已知少數化學類別在哺乳動物細胞染色體損傷試驗中比在細菌突變試驗中更易檢測到。因此,具有可疑結構的化合物在任一種試驗組合結果為陰性時,通常已足以證明缺乏遺傳毒性。但是,對於具有某些特定可疑結構的化合物,調整標準組合方案是合適的(注釋5)。附加試驗的選擇或方案的調整取決於這些結構可疑化合物的化學性質、已知反應性和任何代謝資料。
4、使用體內試驗的局限性
對有些化合物,眾多體內試驗(尤其是骨髓、血、肝臟)不能提供足夠有用的信息。這些化合物包括毒代或藥代動力學研究表明其不被全身吸收、因此無法在靶組織獲得者,如放射影像劑、抗酸鋁合劑、一些吸入用藥和一些皮膚或其他局部用藥。在改變給藥途徑也不能提供足夠的靶組織暴露,以及對大部分暴露組織無法獲得合適的遺傳毒性試驗的情況下,僅根據體外試驗進行評價可能是合適的。在某些情況下,在接觸部位評價遺傳毒性作用可能也是合理的,雖然這些試驗還未被廣泛套用(注釋6)。
四、生殖細胞誘變劑的檢測
比較研究結果表明,從質的意義上說,大多數生殖細胞誘變劑同樣能在體細胞試驗中檢出,因此體內體細胞遺傳毒性試驗的陰性結果通常提示對生殖細胞也無影響。
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