药品中的很多杂质都能够产生毒副作用，是影响药品安全有效性的关键因素，尤其是极少的暴露量就能够对人体健康产生严重危害的基因毒性杂质，因此为了保证API和制剂的质量，基因毒性杂质是药物合成中必须关注的一类杂质。从化学试剂、化学合成与反应作用而来的基因毒性杂质，涉及到药物合成工艺流程的方方面面以及随后的药品的稳定性和可能的降解，是一个复杂的过程。对于潜在的致癌或致突变物以及具有警示结构的杂质，一般可以采用Ames试验来测试杂质的致突变能力。
Ames试验是利用鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型突变株发生回复突变的性质，对化学物质致突变性进行初步筛选的短期体外试验方法。通过Ames试验可以界定杂质的基因毒性，进行遗传毒理危险识别，识别目标化合物是否会导致遗传物质的损伤，进一步控制暴露，以减少风险。
1、基因毒性杂质的分类
毒理学关注阈值TTC限度作为基因毒性杂质的可接受限度，根据PhRMA的模型，由化学反应带来的基因毒性杂质分为五类
（1）已知具有遗传毒性和致癌作用的杂质，如黄曲霉素类、N．亚硝基物类等化合物，即使被摄入低于TTC值的量也会面临非常高的基因毒性风险。对于此类杂质要避免，甚至必须更改药物合成工艺。
（2）已知具有遗传毒性，但潜在致癌性未知的杂质。细菌突变试验为阳性，但无啮齿类动物致癌性资料。
（3）具有警示结构，但与最后的API结构无关的杂质。对于发现存在警示结构的杂质)，可以采用充分的控制措施，或者对该杂质单独进行Ames试验。如果Ames试验结果为阴性，则认为该杂质没有基因毒性，不需要再做进一步的试验。如果Ames试验结果为阳性，则要进行进一步的危害性分析或采取控制措施。
对第2类、第3类杂质要进行风险评估和必要的掺杂(加标)和清除操作，跟踪、推断并使用TTC阈值调节机制来进行质量控制。
（4）具有与API有关的警示结构的杂质。如果杂质具有与API相似的警示结构，且该API的Ames测试结果为阴性或已有研究证实其无基因毒性，则该杂质可以被认为是非基因毒性的。
（5）无警示结构或有足够证据证明无遗传毒性的杂质。第4类和第5类杂质则可以按一般杂质来处理，即含量要低于0.1%。解决杂质难题，让杂质不再繁杂棘手，有助于药物合成工艺研究的成功。美迪西的工艺化学团队拥有丰富的科学管理经验和严谨的科学探索精神，可以为客户提供成熟的从药物发现合成到工艺研究的一站式服务。
如有研究者应用Ames试验探讨泰格列净是否具有致突变性[1]。方法是采用标准平板掺入法，应用组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌TA97、TA98、TA100、TA102和TA1535对泰格列净进行回复突变试验。结果在31.25~2 000μg/皿剂量范围内，加和不加大鼠肝微粒体酶S9平行条件下测试，泰格列净Ames回复突变试验结果为阴性。研究发现在该试验条件下，泰格列净无致突变性。
大多数情况下，局限于杂质的体外研究如Ames试验，染色体畸变试验的基因毒性杂质的毒理学评估的方法并不适用于确定杂质可接受的摄入水平。也就是说，根据体外数据如Ames试验计算杂质的“安全倍数”、进而确定可接受的限度是不合适的。此外，用含有较低（ppm级）杂质水平的原料药研究其致癌性和遗传毒性，即使得出阴性结果也不足以确保该杂质限度的合理性，因为这种试验方法缺少必要的灵敏度。有些具有很强致突变性和致癌性物质与原料药一起进行试验时，因为在非常低的暴露水平情况下，很有可能因为低于检测限而无法检出。所以，如果认识到含量非常低的遗传毒性杂质不存在“不可接受的风险”，那么可以采取实用的方法来控制该杂质。
[1] 泰格列净Ames试验研究[J].
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