由于公眾對遺傳效應(yīng)和致癌性的關(guān)注，遺傳毒性試驗(yàn)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(yàn)是指，采用哺乳動物或非哺乳動物細(xì)胞、細(xì)菌、酵母菌、真菌或整體動物測定試驗(yàn)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(yàn)。
根據(jù)GB/T 16886.1-2022 (ISO 10993-1:2018)，以下幾類接觸風(fēng)險的產(chǎn)品需要考慮進(jìn)行遺傳毒性檢測：
遺傳毒性試驗(yàn)主要檢測兩類主要的遺傳損傷：基因突變（點(diǎn)突變）和染色體損傷（結(jié)構(gòu)畸變、數(shù)目畸變）。通常進(jìn)行一組體外試驗(yàn)，常用的試驗(yàn)組合包括：
細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）+體外哺乳動物細(xì)胞染色體畸變試驗(yàn)（CAA試驗(yàn)）；
細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）+體外小鼠淋巴瘤細(xì)胞試驗(yàn)（MLA試驗(yàn)）；
細(xì)菌回復(fù)突變試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）+體外哺乳動物細(xì)胞微核試驗(yàn)（MNT試驗(yàn)）。
單一試驗(yàn)無法檢測出所有相關(guān)遺傳毒性物質(zhì)，如在細(xì)菌系統(tǒng)中產(chǎn)生潛在DNA損傷的試驗(yàn)材料與它們在真核細(xì)胞中的作用可能不具有相關(guān)性，因此，除非進(jìn)行論證，否則應(yīng)在哺乳動物細(xì)胞試驗(yàn)系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)。在標(biāo)準(zhǔn)的遺傳毒性試驗(yàn)組合中，CAA試驗(yàn)和MLA試驗(yàn)任何一個與Ames試驗(yàn)組合在當(dāng)前都認(rèn)為是可接受的。
遺傳毒性試驗(yàn)通常包含代謝活化系統(tǒng)。這是因?yàn)樵S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(yàn)系統(tǒng)代謝活化能力有限，所以在遺傳毒性試驗(yàn)中需要添加外源性代謝活化系統(tǒng)，以強(qiáng)化化合物向其中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，從而增加試驗(yàn)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(yàn)一般設(shè)置一個給藥濃度，即100%試驗(yàn)樣品浸提原液。當(dāng)試驗(yàn)過程中無細(xì)胞毒性和沉淀產(chǎn)生時，單劑量試驗(yàn)設(shè)計(jì)是可以接受的。但當(dāng)出現(xiàn)明顯細(xì)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(jìn)行致突變檢測，必要時開展劑量探索試驗(yàn)（DRF），下文主要介紹出現(xiàn)細(xì)胞毒性時的多劑量給藥濃度設(shè)計(jì)。
遺傳毒性試驗(yàn)中的細(xì)胞毒性判斷與多劑量給藥濃度設(shè)計(jì)
對于Ames試驗(yàn)：如果背景菌苔評分為3、4、5分，或者細(xì)菌回復(fù)突變菌落數(shù)明顯減少，可判斷試驗(yàn)樣品出現(xiàn)明顯細(xì)胞毒性。此時應(yīng)設(shè)置至少5個不同的試驗(yàn)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(xì)胞毒性。必要時使用TA100和WP2 uvrA兩個菌株進(jìn)行DRF試驗(yàn)，DRF階段試驗(yàn)樣品每個濃度可只設(shè)一個平皿。
對于CAA試驗(yàn)：如果細(xì)胞生長抑制超過50%，可判斷試驗(yàn)樣品出現(xiàn)明顯細(xì)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(xì)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(yàn)樣品每個濃度可只設(shè)一瓶細(xì)胞。
對于MLA試驗(yàn)：如果表型表達(dá)階段，細(xì)胞增殖未達(dá)到3´105/mL，或者培養(yǎng)結(jié)束后RTG水平低于10%，可判定試驗(yàn)樣品出現(xiàn)明顯細(xì)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(xì)胞毒性。必要時開展DRF，DRF階段試驗(yàn)樣品每個濃度可只設(shè)一瓶細(xì)胞。
出現(xiàn)陽性結(jié)果時
如果兩個體外遺傳毒性試驗(yàn)的結(jié)果為陰性，則無需進(jìn)行進(jìn)一步的動物體內(nèi)遺傳毒性試驗(yàn)，但如果任一體外遺傳毒性試驗(yàn)為陽性則需要考慮：
NO.1
識別遺傳毒性初始試驗(yàn)組結(jié)果的影響因素，如非生理?xiàng)l件，自氧化，細(xì)胞毒性和異常代謝產(chǎn)物；
NO.2
從機(jī)理方面對各識別出的因子進(jìn)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；
NO.3
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(rèn)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(jìn)行附加試驗(yàn)，如果可能有潛在風(fēng)險則需要進(jìn)行風(fēng)險管理或者附加后續(xù)試驗(yàn)；
NO.4
選擇和進(jìn)行附加的體外和/或體內(nèi)后續(xù)試驗(yàn)，如嚙齒動物體內(nèi)微核試驗(yàn)，嚙齒動物體內(nèi)染色體畸變試驗(yàn)，轉(zhuǎn)基因基因突變試驗(yàn)。根據(jù)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總解釋并確定該試驗(yàn)樣品是否有遺傳毒性。
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