致突变杂质TTC的前世今生

1958年美国联邦食品、药品和化妆品法案认为食品包装材料的化学物质可能会渗入到食品中，应该将其作为食品添加剂来考虑。1967年，Frawley对食品包装材料安全管理问题的报告首次提出，对于某种缺乏毒性数据的化学品在其摄入量低于某一阈值水平时，其对人体健康的风险可以忽略不计。

上世纪八九十年代，美国FDA食品安全和营养剂中心(CFSAN)对Gold 建立的致癌潜因数据库(Carcinogenic Potency Database，CPDB)进行了分析，该数据库最初包含了770种化学物质的3000多个长期、慢性毒性的试验数据。基于CPDB最初的 343 种致癌物质，以及后续扩展的数据库的评估结果，确定在每人1.5 μg/d 的摄入量时，将有高达96%的化合物终身致癌风险低于1/10⁶概率。FDA于1995年正式明确，对于食品中的化合物，如果是致癌性未知且不包含致癌性警告结构的化学物质，当在饮食中的浓度低于0.5×10^-9(如果按照每人每天摄取 3kg 食物计算，摄入量为1.5μg)时，被认为是安全而无需做进一步的致突变和(或)致癌性的鉴定。对高致癌性物质的追加研究显示，对于具有潜在基因毒性警示结构的化学物质，0.15μg/d的阈值更为合适。研究显示高致癌性物质约占总化学物质的 5%~10%，因此对于未知物质以及结构已知的高致癌性物质，在终身服用并保持摄入量分别为每人 1.5 和 0.15 μg/d 时，对应于寿命期内的致癌风险均为 10^-6。

1996年Munro等建立了一个包含了613种非致癌化学物质的数据库。这个数据库包含了啮齿类和兔类动物经口的亚慢性、慢性、生殖毒性和发育毒性的多种非致癌毒性终点的数据。这些毒性终点是以无明显作用剂量(no-observed-effect levels，NOEL) 表示。Munro等对这613种化学物质进行了化学结构和毒性关系的分析，首次提出了以结构类为基础的多层次TTC方法。

Munro等将这613种化学物质使用Cramer的结构分类决策树进行了化学结构的分类。依据Cramer决策 树将数据库中的613种化合物进行分类后，其中结构类Ⅰ 有137个、结构类Ⅱ有28个、结构类Ⅲ有448个。Cramer结构类Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ化合物对应TTC值为 1800、540、90μg/(人·d)（按60kg体重计算）。

1996年FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会(The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives， JECFA)在第46届JECFA会议上，根据Munro等1996年 所提出的以结构类为基础的多层次TTC方法，制定出了一套对食用香料物质的安全性评价方法的决策树。该方法之后又在1997年、2005年和2008年的JECFA会议上经过了多次的修改和完善，并被写入WHO的环境健康基准240。JECFA的方法主要包括以下 4方面的内容：1)指定化学物的结构类型；2)代谢产物分析；3)摄入量估计；4)比较摄入量和毒理学关注阈值，确定需要进一步进行的毒理学评价。

1999年10月，欧洲国际生命科学会(International Life Sciences Institute，ILSI)毒理学关注阈值工作组在法国巴黎 召开研讨会，组织专家讨论TTC 用于膳食中低浓度化学物质的评价。专家组研究了神经毒性、免疫毒性、发育神经毒性、过敏性和发育毒性在内的一些特殊 毒性终点是否会比Cramer结构类Ⅲ更加敏感。研究结果显示，包括发育神经毒性在内的发育毒性NOEL累积分布， 都不会和结构类Ⅲ的慢性毒性NOEL累积分布有太大差别。对于神经毒性(主要是有机磷酸盐)，NOEL累积分布曲线的 第5百分位要比Cramer结构类Ⅲ的低，为18μg/(人·d)。而由致癌物数据库得到的1.5μg/(人·d)的TTC值能够覆盖所有这些非癌症终点。

2004年，欧洲国际生命科学会(ILSI)专家组建立了一套以决策树为基础的，多层次TTC方法，以用于对饮食 中低水平存在的化学物质进行安全性评价。

值得注意的是，包括蛋白质、重金属和多卤化二恶英等物质相关物质都不适用于该方法。因为对于每一类这些物质的风险评估，都需要提供化合物特异(compound-specific)的毒性数据。因此这个TTC决策树的第一步先将这些特殊物质排除在外。接下来判断化合物是否具有潜在的遗传毒性，比如是否为aflatoxin-like-、Nnitroso-或azoxy-等具有致癌警告结构的化合物。如果具有潜在遗传毒性，那么TTC值设定为 0.15μg/(人·d)。如果没有潜在遗传毒性，那么在摄入量高于1.5μg/(人·d)才需进行下面的安全关注。之后的步骤则是比较每一类化合物的摄入量和该类化合物的TTC 值。对于有机磷酸盐类，TTC值为18μg/(人·d)。Cramer结构类Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ的TTC值分别为90、540、1800μg/(人·d) 。

2008年，Munro等对Krose等提出的TTC方法又做了进一步的修正。Munro等从Cramer结构类Ⅲ的数据库中将有机磷酸盐排除后重新计算了TTC值，将结构类Ⅲ的TTC值从原来的90μg/(人·d)修正为180μg/(人·d)。Munro等还计算了将有机卤素也排除后的结构类Ⅲ的TTC 值为600μg/(人·d)。

欧盟、美国等药品监管机构及ICH相继发布了遗传毒性杂质的指导原则，在上述技术指导原则中，监管机构均接受2004年Kroes等为具有遗传毒性警示结构的化学物质建立的TTC值:0.15μg/d，在低于该阈值时，终身服用的致癌风险低于1/10⁶概率。另外，由于药物所带来的益处，专家也一致接受可将终身致癌风险上调至 1/10⁵概率，对应的TTC值:1.5 μg/d作为遗传毒性杂质的可接受摄入量。特别是《ICH M7评估和控制药物中DNA反应性（致突变）杂质以限制潜在致癌风险》 指导原则发布后，药品领域已经形成了统一的致突变杂质限度制定方法，即对于1类致突变杂质（已知致突变致癌物）控制不超过该化合物特定的可接受限度，2、3类致突变杂质控制不超过可接受限度（适宜的TTC）根据药物临床使用差异，例如疾病的治疗周期、严重程度等，还可进一步提高阈值限度。由于黄曲霉素、偶氮类和N-亚硝基等化合物（关注队列）具有高致癌性，因此不适宜采用 TTC方法进行安全性评价。

国际药用气雾剂联盟(Interational PharmaceuticalAerosol Consortium，IPAC)采纳了TTC方法对药物中的低水平存在的化学物质，如包装材料引入的迁移物，进行风险评估和质控。由此发展出两个概念：安全性阀值(SCT)与界定阀值(QT)。产品质量研究协会(PORI)工作组将10^-6特定风险剂量作为可接受的致癌风险，该风险水平与其他监管部门的要求一致。对于经口鼻吸入制剂（OINDP，orally inhaled and nasal drug products）设置的单个有机浸出物安全阈值（SCT, Safety Concern Threshold）为0.15μg/日。对于注射制剂，尚未有正式的SCT值发布，根据与PORI专家的讨论信息，目前暂时建议采用1.5μg/d的推荐值(该信息可能将根据ICH等官方机构最终发布的权威信息进行修订)。

TTC方法从提出至今已将近半个世纪，TTC方法从最初用于食品接触材料中安全阈值的确定，到之后发展出了以结构类为基础的多层次TTC方法，TTC概念和方法经过不断的发展和完善，已经被FDA、JECFA、欧洲食品安全局(EFSA)等权威组织在食品接触材料和食用香料物质的风险评估中得到了广泛的应用。在非食品方面，TTC方法还被用于药品、工业化学品、化妆品等领域。

山东大学淄博生物医药研究院在致突变杂质研究领域深耕多年，积累了上千个致突变杂质分析方法，2025年我院发布了国内首部《基因毒杂质研究白皮书》，研究内容从小分子亚硝胺、磺酸酯、卤代烷、苯胺到现在的NDSRI涵盖了所有警示结构，涉及药品300余种，形成了从致突变杂质风险评估、控制策略制订、杂质限度制订（自建3000种以上杂质毒理数据库）、掺杂清除试验、分析方法选择与验证、上市后放行检测（CNAS资质可备案）等一条龙专业化服务，客户遍布全国，申报项目100%审评通过，欢迎业界来我院同仁实地考察。