淺談醫(yī)療器械遺傳毒性試驗

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2023-07-2710:47由于公眾對遺傳效應(yīng)和致癌性的關(guān)注，遺傳毒性試驗已成為所有高風(fēng)險醫(yī)療器械的監(jiān)管要求。遺傳毒性試驗是指，采用哺乳動物或非哺乳動物細胞、細菌、酵母菌、真菌或整體動物測定試驗樣品是否會引起基因突變、染色體結(jié)構(gòu)畸變以及其他DNA或基因變化的試驗。

根據(jù)GB/T16886.1-2022(ISO10993-1:2018)，以下幾類接觸風(fēng)險的產(chǎn)品需要考慮進行遺傳毒性檢測：遺傳毒性試驗主要檢測兩類主要的遺傳損傷：基因突變（點突變）和染色體損傷（結(jié)構(gòu)畸變、數(shù)目畸變）。通常進行一組體外試驗，常用的試驗組合包括：

細菌回復(fù)突變試驗（Ames試驗）+體外哺乳動物細胞染色體畸變試驗（CAA試驗）；

細菌回復(fù)突變試驗（Ames試驗）+體外小鼠淋巴瘤細胞試驗（MLA試驗）；

細菌回復(fù)突變試驗（Ames試驗）+體外哺乳動物細胞微核試驗（MNT試驗）。

單一試驗無法檢測出所有相關(guān)遺傳毒性物質(zhì)，如在細菌系統(tǒng)中產(chǎn)生潛在DNA損傷的試驗材料與它們在真核細胞中的作用可能不具有相關(guān)性，因此，除非進行論證，否則應(yīng)在哺乳動物細胞試驗系統(tǒng)中進行試驗。在標(biāo)準(zhǔn)的遺傳毒性試驗組合中，CAA試驗和MLA試驗任何一個與Ames試驗組合在當(dāng)前都認為是可接受的。

遺傳毒性試驗通常包含代謝活化系統(tǒng)。這是因為許多致突變化合物不直接造成DNA損傷，但是經(jīng)肝代謝酶活化后的中間產(chǎn)物可以造成損傷。體外試驗系統(tǒng)代謝活化能力有限，所以在遺傳毒性試驗中需要添加外源性代謝活化系統(tǒng)，以強化化合物向其中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，從而增加試驗檢測中間代謝產(chǎn)物致突變的能力。

醫(yī)療器械的遺傳毒理試驗一般設(shè)置一個給藥濃度，即100%試驗樣品浸提原液。當(dāng)試驗過程中無細胞毒性和沉淀產(chǎn)生時，單劑量試驗設(shè)計是可以接受的。但當(dāng)出現(xiàn)明顯細胞毒性和沉淀時，則需要通過稀釋浸提原液增加劑量重新進行致突變檢測，必要時開展劑量探索試驗（DRF），下文主要介紹出現(xiàn)細胞毒性時的多劑量給藥濃度設(shè)計。

遺傳毒性試驗中的細胞毒性判斷與多劑量給藥濃度設(shè)計

對于Ames試驗：如果背景菌苔評分為3、4、5分，或者細菌回復(fù)突變菌落數(shù)明顯減少，可判斷試驗樣品出現(xiàn)明顯細胞毒性。此時應(yīng)設(shè)置至少5個不同的試驗樣品分析濃度，其中需涵蓋有毒劑量和至少3個無毒劑量，最高劑量水平應(yīng)能引起明顯細胞毒性。必要時使用TA100和WP2uvrA兩個菌株進行DRF試驗，DRF階段試驗樣品每個濃度可只設(shè)一個平皿。

對于CAA試驗：如果細胞生長抑制超過50%，可判斷試驗樣品出現(xiàn)明顯細胞毒性，此時應(yīng)設(shè)置至少3個可分析濃度，三種濃度應(yīng)涵蓋從最大到最小或無毒性的范圍，最高濃度應(yīng)能誘導(dǎo)出大約50%的細胞毒性，另至少包括一個低毒劑量或無毒劑量，和中度毒性的劑量（若有）。必要時開展DRF，DRF階段試驗樣品每個濃度可只設(shè)一瓶細胞。

對于MLA試驗：如果表型表達階段，細胞增殖未達到3′105/mL，或者培養(yǎng)結(jié)束后RTG水平低于10%，可判定試驗樣品出現(xiàn)明顯細胞毒性。此時應(yīng)設(shè)置至少4個不同濃度，四種濃度應(yīng)涵蓋從最大到最小或無毒性的范圍，最高濃度應(yīng)能誘導(dǎo)出大約10%-20%RTG水平的細胞毒性。必要時開展DRF，DRF階段試驗樣品每個濃度可只設(shè)一瓶細胞。

出現(xiàn)陽性結(jié)果時

如果兩個體外遺傳毒性試驗的結(jié)果為陰性，則無需進行進一步的動物體內(nèi)遺傳毒性試驗，但如果任一體外遺傳毒性試驗為陽性則需要考慮：

識別遺傳毒性初始試驗組結(jié)果的影響因素，如非生理條件，自氧化，細胞毒性和異常代謝產(chǎn)物；

從機理方面對各識別出的因子進行證據(jù)權(quán)重（WOE）評定，如是直接的還是間接的DNA反應(yīng)作用方式，非整倍體和多倍體問題；

判定醫(yī)療器械浸提液或關(guān)注化學(xué)物是否是一種遺傳毒性物質(zhì)，如果毒理學(xué)風(fēng)險評定框架內(nèi)結(jié)果的解釋和WOE/MOA分析認為對預(yù)期使用器械患者存在低或者可忽略此風(fēng)險則無需進行附加試驗，如果可能有潛在風(fēng)險則需要進行風(fēng)險管理或者附加后續(xù)試驗；

選擇和進行附加的體外和/或體內(nèi)后續(xù)試驗，如嚙齒動物體內(nèi)微核試驗，嚙齒動物體內(nèi)染色體畸變試驗，轉(zhuǎn)基因基因突變試驗。根據(jù)所有的數(shù)據(jù)進行匯總解釋并確定該試驗樣品是否有遺傳毒性。

參考文獻：

[1]

GB/T16175-2008醫(yī)用有機硅材料生物學(xué)評價試驗方法.

[2]

GB/T16886.1-2022醫(yī)療器械生物學(xué)評價第1部分：風(fēng)險管理過程中的評

價與試驗.

[3]

GB/T16886.12-2017醫(yī)療器械生物學(xué)評價—第12部分：樣品制備與參照材料.

[4]

GB/T16886.3-2019醫(yī)療器械生物學(xué)評價—第3部分：遺傳毒性、致癌性和生殖毒性試驗.

[5]

ISO10993-1:2018:BiologicalEvaluationofMedicalDevices-Part1:EvaluationandTestingwithinaRiskManagementProcess.

[6]

ISO10993-12:2021Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part12:

Samplepreparationandreferencematerials.

[7]

ISO10993-3:2014Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part3:

Testsforgenotoxicity,carcinogenicityandreproductivetoxicity.

[81]

ISO/TR10993-33:2015Biologicalevaluationofmedicaldevices-Part33:

Guidanceonteststoevaluategenotoxicity-SupplementtoISO10993-3.

[9]

OECDGuidelinesfortheTestingofChemicals(471),“BacterialReverseMutationTest”,correctedonJune29,2020.

[10]

OECDGuidelinesfortheTestingofChemicals(473),“InVitroMammalianChromosomeAberrationTest”,adopted29thJuly2016.

[11]

OECD/OCDE,“InVitro