一、 遗传毒性试验

遗传毒性试验用于检测通过不同机制诱导遗传性损伤的化合物的体外和体内试验。 这些试验能对DNA损伤及其损伤的固定进行风险鉴定。 遗传毒性研究是药物毒理学试验的重要组成部分，尤其是在药物筛选阶段，遗传毒性试验结果在很大程度上可能影响到药物开发的进程。

遗传毒性包括多种试验，针对不同药物需要依据药物类型和其特点来选择开展的遗传毒性试验组合。

【图1】遗传毒性试验类型及检测终点

二、 纳米药物

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纳米药物的定义

纳米药物系指利用纳米制备技术将原料药等制成的具有纳米尺度的颗粒，或以适当载体材料与原料药结合形成的具有纳米尺度的颗粒等，及其最终制成的药物制剂 ^{[ 1 ]} 。

纳米药物的最终产品或载体材料的外部尺寸、内部结构或表面结果具有纳米尺寸（100nm及以下）；最终产品或载体材料的粒径通常在1000nm以下，具有明显的尺寸效应。

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纳米药物的优势

• 纳米级药物载体可以进入毛细血管，在血液循环系统自由流动，还可穿过细胞，被组织与细胞以胞饮的方式吸收，提高生物利用率。

• 纳米载体的比表面积高，水溶性差的药物在纳米载体中的溶解度相对增强，克服无法通过常规方法制剂的难题。

• 纳米载体经特殊加工后可制成靶向定位系统，如磁性载药纳米微粒。 可降低药物剂量减轻副作用。

• 延长药物的体内半衰期，借由控制聚合物在体内的降解速度，能使半衰期短的药物维持一定水平，可改善疗效及降低副作用，减少患者服药次数。

• 可消除特殊生物屏障对药物作用的限制，如血脑屏障、血眼屏障及细胞生物膜屏障等，纳米载体微粒可穿过这些屏障部位进行治疗。

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纳米药物的载体类型

纳米载体作为纳米药物制剂的关键组成部分，在纳米药物制剂的体内靶向递送过程中发挥着极为重要的作用，在纳米药物制剂开发过程中，可以通过纳米载体的配体表面修饰选择性的靶向病变部位，增加药物在靶部位的蓄积 ^{[ 12-13 ]} 。

纳米载体通常是指由天然或合成高分子材料制成、粒径在10～100 nm的一类新型载体。近年来，随着高分子材料学的迅速发展，各类纳米载体不断被开发，目前应用于药物制剂领域的纳米载体可分为脂质体、聚合物纳米载体、无机纳米载体、自组装纳米载体等 ^{[ 2 ]} 。

a-脂质体； b-无机纳米载体； c-聚合物纳米载体； d-自组装纳米载体及其他新型纳米载体
a-liposomes； b-lnorganic nano-carrier； c-polymer nano-carrier； d-self-assembled nano-carrier and other novel nano-carrier
【 图2 】应用于药物制剂领域的纳米载体分类

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不同纳米载体类型的纳米药物制剂

• 脂质体纳米药物制剂
• 无机纳米 药物制剂
• 聚 合物纳米药物制剂
• 自组装纳米药物制剂
• 其他载体纳米药物制剂 ^{[ 2 ]}

三、 纳米药物的遗传毒性风险及作用机制

1.研究背景

纳米材料广泛存在，纳米颗粒可能对DNA损伤从而诱发癌症；有研究发现，越小的纳米颗粒越有可能穿透细胞并产生毒性作用。

2.纳米药物遗传毒性作用机制

• 纳米药物未进入细胞核，通过诱导大量活性氧或者炎症因子的生成间接导致遗传物质损伤；
• 纳米药物通过扩散、穿越核孔复合体和在细胞有丝分裂或者减数分裂过程中被核膜包裹三种途径进入细胞核，直接作用于DNA导致遗传物质损伤 ^{[ 3 ]} 。
  

四、 纳米药物遗传毒性评价体系及策略

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Ames试验

细菌存在细胞壁、无内吞做作用能力，纳米药物不易与细菌遗传物质充分接触，用Ames试验评价纳米药物的致突变性存在假阴性的风险。因此，采用Ames试验评价纳米药物时，宜提供细菌对该纳米药物的摄取、分散情况以及抑菌作用的相关数据。当Ames实验不适用时，体外哺乳动物细胞基因突变实验（如小鼠淋巴瘤细胞TK基因突变实验）可作为一种替代试验 ^{[ 5 ]} 。

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细胞试验体系

应使用可以摄取纳米材料的遗传物质稳定的细胞统，在开展试验时应对其摄取能力进行分析。纳米材料进入细胞较缓慢且蓄积时间较久，常规细胞给药时间较短（3~6小时）因此，在细胞试验体系中除短时间给药外，长期处理时间应不低于24小时，可根据试验需求延长药物接触时间。

细胞培养及给药处理过程中存在多种阻碍细胞摄取纳米材料的成分，影响细胞摄取能力，可能导致假阴性。例：体外微核试验中添加Cyto B会干扰细胞对纳米材料的内吞作用。可采用Cyto B延迟处理，将纳米材料与细胞接触一段时间后，再加入Cyto B。

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体内试验

进行体内遗传毒性试验时，需以适当方式研究确定纳米药物在骨髓、血液等取样组织中有暴露且不会被快速清除，作为排除体内实验结果为假阴性的依据 ^{[ 5 ]} 。

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纳米药物遗传毒性评价策略

纳米药物遗传毒性几项试验中可分阶段开展，并优先开展体外试验研究，基于已有的研究结果考虑进一步的试验策略 ^{[ 3 ]} 。

【图3】纳米药物遗传毒性评价策略示意图

结语

新药物活性成分的纳米新药物和新纳米 载体/辅料需要开展遗传毒性评价。 由于纳米药物对活性成分的载药量、释放行为和细胞摄取程度有影响，也与药代动力学、生物分布和清除途径以及药物递送机制等密切相关，因此，建议根据纳米药物的作用特点，以遗传毒性标准组合试验为基础，设计合适的试验并开展研究 ^{[ 1 ]} 。

QY千亿国际遗传毒性平台可以提供全面的遗传毒性研究设计及个性化服务，满足客户不同需求。

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