由于公眾對遺傳效應和致癌性的關(guān)注，遺傳毒性試驗已成為所有高風險醫(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/T 16886.1-2022 (ISO 10993-1:2018)，以下幾類接觸風險的產(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，否則應在哺乳動物細胞試驗系統(tǒng)中進行試驗。在標準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，最高劑量水平應能引起明顯細胞毒性。必要時使用TA100和WP2 uvrA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，此時應設(shè)置至少3個可分析濃度，三種濃度應涵蓋從最大到最小或無毒性的范圍，最高濃度應能誘導出大約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。此時應設(shè)置至少4個不同濃度，四種濃度應涵蓋從最大到最小或無毒性的范圍，最高濃度應能誘導出大約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：
NO.1
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；
NO.2
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反應作用方式，非整倍體和多倍體問題；
NO.3
判定醫(yī)療器械浸提液或關(guān)注化學物是否是一種遺傳毒性物質(zhì)，如果毒理學風險評定框架內(nèi)結(jié)果的解釋和WOE/MOA分析認為對預期使用器械患者存在低或者可忽略此風險則無需進行附加試驗，如果可能有潛在風險則需要進行風險管理或者附加后續(xù)試驗；
NO.4
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：
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[6] ISO 10993-12: 2021 Biological evaluation of medical devices-Part 12: Sample preparation and reference materials.
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[9] OECD Guidelines for the Testing of Chemicals (471), “Bacterial Reverse Mutation Test”, corrected on June 29, 2020.
[10] OECD Guidelines for the Testing of Chemicals (473), “In Vitro Mammalian Chromosome Aberration Test”, adopted 29th July 2016.
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