遺傳毒性雜質(zhì)在很低的濃度下即可誘導(dǎo)基因突變以及染色體的斷裂和重排，因而具有潛在的致癌性。在缺乏雜質(zhì)安全性數(shù)據(jù)支持的情況下，在EMA，F(xiàn)DA以及ICH發(fā)布的指導(dǎo)原則中均將警示結(jié)構(gòu)作為區(qū)分普通雜質(zhì)和潛在遺傳毒性雜質(zhì)的主要標(biāo)志。本文就警示結(jié)構(gòu)的起源、發(fā)展和識(shí)別進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。
　　藥品并非純凈物質(zhì)，在其生產(chǎn)和貯運(yùn)過程中會(huì)引入和產(chǎn)生雜質(zhì)。由于雜質(zhì)的存在會(huì)帶來潛在的安全性風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)患者“有害無益”，需要在充分研究基礎(chǔ)上加以有效控制。其中，具有潛在致癌性的雜質(zhì)，更是雜質(zhì)研究和控制的重點(diǎn)。
　　自1996年起，ICH相繼發(fā)布原料藥雜質(zhì)研究指導(dǎo)原則（ICHQ3A）、制劑雜質(zhì)研究指導(dǎo)原則（ICH Q3B）和殘留溶劑研究指導(dǎo)原則（ICHQ3C），針對(duì)有機(jī)雜質(zhì)、殘留溶劑的研究和控制建立了全球多數(shù)國家和地區(qū)遵循的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這些指導(dǎo)原則中也及“對(duì)于能夠產(chǎn)生強(qiáng)的藥理活性或毒性的潛在雜質(zhì)，即使其含量低于0.1%，仍然建議進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定研究”。在之后的修訂版中，還進(jìn)一步明確“要關(guān)注原料藥中的潛在遺傳毒性雜質(zhì)”，以及“對(duì)于毒性非常強(qiáng)的雜質(zhì)，可能需要制定更低的限度”，但是其中并未明確闡述遺傳毒性雜質(zhì)的研究和控制問題，也未提出具體的研究原則、控制策略和限度要求。
　　由于遺傳毒性雜質(zhì)（前期也譯為“基因毒性雜質(zhì)”）在很低的濃度下即可誘導(dǎo)基因突變并導(dǎo)致染色體的斷裂和重排，因此具有潛在的致癌性，近年來廣受關(guān)注。歐盟、美國藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)相繼發(fā)布了遺傳毒性和致癌性雜質(zhì)的指導(dǎo)原則。在此基礎(chǔ)上，ICH也針對(duì)遺傳毒性雜質(zhì)著手制訂M7指導(dǎo)原則，目前已經(jīng)發(fā)布了草案。這些指導(dǎo)原則為遺傳毒性雜質(zhì)的確認(rèn)、研究和控制提供了指導(dǎo)性建議和技術(shù)要求。但是，由于雜質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性，對(duì)于絕大多數(shù)的雜質(zhì)而言，往往沒有充分的基因毒性或致癌性研究數(shù)據(jù)，因而難以對(duì)其歸類。在缺乏安全性數(shù)據(jù)支持的情況下，這些指導(dǎo)原則采用“警示結(jié)構(gòu)”作為區(qū)分普通雜質(zhì)和遺傳毒性雜質(zhì)的標(biāo)志；對(duì)于含有警示結(jié)構(gòu)的雜質(zhì)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行（定量）構(gòu)-型關(guān)系[（Q）SAR]預(yù)測(cè)和體內(nèi)外遺傳毒性和致癌性研究，或者將雜質(zhì)水平控制在毒理學(xué)關(guān)注閥（TTC）之下。
　　化學(xué)物質(zhì)的生物活性（包括毒性）是其自身與生物體內(nèi)的特定分子相互作用的結(jié)果。警示結(jié)構(gòu)正是起源于化合物結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系研究，尤其是化學(xué)結(jié)構(gòu)與毒理學(xué)活性之間的關(guān)系[]。化學(xué)物質(zhì)中存在的某些功能基團(tuán)或亞結(jié)構(gòu)單元使其具備與生物體內(nèi)功能性大分子發(fā)生反應(yīng)的能力，從而表現(xiàn)出這樣那樣的生物活性。因此化學(xué)物質(zhì)的特定基團(tuán)或亞結(jié)構(gòu)對(duì)其生理活性具有提示作用；就化合物的毒性而言，更確切的說是具有“警示”作用。
　　致癌性是目前*受關(guān)注的一類毒性反應(yīng)。20世紀(jì)80年代，Weisburger等開始根據(jù)致癌性的產(chǎn)生機(jī)制對(duì)化學(xué)致癌物進(jìn)行分類研究。目前，一般將致癌物分成兩大類：一類是遺傳毒性致癌物（geno-toxic carcinogens），通過化學(xué)鍵合直接破壞遺傳物質(zhì)產(chǎn)生致癌性，大多數(shù)的化學(xué)致癌物具有遺傳毒性；第二類是非遺傳毒性致癌物（epicarcinogens，或稱為外遺傳性致癌物），通常不與DNA發(fā)生化學(xué)鍵合作用，不對(duì)DNA產(chǎn)生直接破壞，而是通過遺傳物質(zhì)外的間接機(jī)制引起致癌作用（如促進(jìn)細(xì)胞過度增殖等），這類致癌物在致突變?cè)囼?yàn)（如Ames試驗(yàn)）中一般呈陰性結(jié)果。盡管非遺傳毒性致癌物的致癌作用機(jī)制各不相同，但遺傳毒性致癌物的作用機(jī)制卻表現(xiàn)出較高的一致性，這類物質(zhì)具有DNA反應(yīng)活性，通過與遺傳物質(zhì)發(fā)生化學(xué)鍵合引起遺傳信息的改變并產(chǎn)生致癌性。研究證實(shí)，基因突變往往是此類物質(zhì)產(chǎn)生致癌性的起始步驟。
　　1970年代，James和Elizabeth Miller夫婦在研究“烷化劑”和“酰化劑”的致癌性的基礎(chǔ)上，**提出了化學(xué)致癌物具有親電性的假設(shè)10l；后期的研究又發(fā)現(xiàn)，一些本身不具有親電性的物質(zhì)（如苯胺），通過生物轉(zhuǎn)化后變成了具有親電活性的代謝產(chǎn)物，因此也具有致癌性。這些發(fā)現(xiàn)直接導(dǎo)致了“親電性致癌論”的提出”。這一理論認(rèn)為“幾乎所有的化學(xué)致癌過程都是親電活性的物質(zhì)（要么自身具有親電性，要么通過體內(nèi)代謝過程轉(zhuǎn)化為具有親電性的物質(zhì)）與生物體內(nèi)的親核性物質(zhì)（如核酸、蛋白等）發(fā)生結(jié)合反應(yīng)的結(jié)果”。時(shí)至今日，對(duì)于遺傳毒性致癌物而言，這一理論仍然得到廣泛認(rèn)可，并已成為多個(gè)商業(yè)化和非商業(yè)的毒性預(yù)測(cè)軟件的理論基礎(chǔ)。
　　所謂遺傳毒性雜質(zhì)的警示結(jié)構(gòu)，是指雜質(zhì)結(jié)構(gòu)中的某些特殊基團(tuán)或亞單位。這些特殊的結(jié)構(gòu)單元具有與遺傳物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力，一旦與遺傳物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，則會(huì)誘導(dǎo)基因突變或者導(dǎo)致染色體重排/斷裂，因此具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)。
　　在Miller夫婦提出致癌物的親電性理論以后，有大量研究人員參與到化學(xué)結(jié)構(gòu)和致癌性關(guān)系的研究中，有關(guān)致癌性化學(xué)物質(zhì)警示結(jié)構(gòu)的報(bào)道日益增加。其中Ashby等]總結(jié)提出了18種警示結(jié)構(gòu)的模型，并將這些結(jié)構(gòu)特征整合到一個(gè)“超級(jí)致癌物”的虛擬分子結(jié)構(gòu)中。
　　相對(duì)于普通雜質(zhì)，致癌性雜質(zhì)特別是遺傳毒性雜質(zhì)的安全閥值較低，在很低的濃度下即可能產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)其控制要求更加嚴(yán)格，由此給生產(chǎn)工藝和檢測(cè)手段提出了更高的要求，相應(yīng)地提高了藥品研發(fā)和生產(chǎn)控制的成本。警示結(jié)構(gòu)對(duì)于雜質(zhì)的遺傳毒性和致癌性具有提示作用，對(duì)于警示結(jié)構(gòu)的早期識(shí)別和規(guī)避有助于提高藥物研發(fā)的效率、降低生產(chǎn)和控制成本。