新增遗传毒性测试标准：Pig-a基因突变试验（含试验原理与优势介绍）

日前，国家卫健委食品安全国家标准审评委员会秘书处发布关于28项食品安全国家标准和修改单（征求意见稿）意见的函（食标秘发〔2025〕2号），其中包含了一项针对新的遗传方法：大鼠体内外周血红细胞Pig-a基因突变试验的食品安全国家标准的征求意见稿。

背景信息

化学致突变物（chemical mutagens）是指能够引起遗传物质（如DNA或者染色体）发生永久性变化的化学物质。致突变作用可能导致细胞功能异常，进而引发多种健康问题，包括癌症、基因相关疾病和遗传性疾病等。

由于致突变物对人类健康构成严重威胁，其风险评估已成为公共卫生和产品安全领域的重要内容。

遗传毒性（genotoxicity）检测则是识别和评估致突变性的重要手段。通过一系列体内外实验，可以有效筛查化学品、药品、农药、食品添加剂、化妆品原料等产品中潜在的致突变风险。

因此，遗传毒性评估在众多行业都是产品上市前安全性评价的核心环节，比如广泛应用的细菌回复突变试验（Ames试验）。

各国和国际组织针对不同产品类型，制定了相应的遗传毒性评估“试验组合”（test battery）要求。通常的指导原则均要求尽量按照包括多个遗传毒性机制，比如涵盖不同生物类型（原核生物、真核生物）、体内外环境、体细胞与生殖细胞等多个维度设置试验组合，尽可能全面地预测受试物的致突变性。

例如欧洲化学品管理局（ECHA）、国际人用药物注册技术协调会议（ICH）、美国环境保护署（EPA）、中国生态环境部、中国国家药品监督管理局等均对化学物质的遗传毒性测试提出了具体的试验项目和组合方案，以确保评估的科学性和全面性。

基于此，早在2012年，中国药品研究机构与安全评价机构便开始关注Pig-a基因突变试验的进展。中国食品药品检定研究院及其他药物安全评价研究机构也开展了多项基础研究，如历史背景数据采集及多种受试物验证工作。

2017年，ICHM7文件将该试验列为细菌回复突变试验在非S9代谢活化条件下呈阳性时的追踪试验。

相应地，2022年6月，经济合作与发展组织（OECD）正式将Pig-a基因突变方法纳入，测试方法名称为《Test Guideline No. 470 Mammalian Erythrocyte Pig-a Gene Mutation Assay》。

而此次征求意见稿的发布，是中国首次将该方法正式转化为标准测试方法。

Pig-a基因编码N-乙酰葡糖胺基转移酶的催化亚基，该亚基在糖磷脂酰肌醇（GPI）锚的生物合成中起关键作用，并且其结构和功能在不同物种间高度保守。

由于Pig-a基因片段中只需发生单一突变，即可导致细胞膜表面GPI锚链蛋白的缺失，因此，通过检测细胞膜上GPI锚链蛋白的表达水平，可以灵敏地反映Pig-a基因是否发生了突变，从而用于评价化学物质的致突变性。

本次发布的测试标准征求意见稿，主要用于检测受试物引起的红系前体细胞Pig-a基因突变情况。

红系前体细胞主要位于骨髓，其发生突变可表现为外周血成熟红细胞和网织红细胞突变水平增高。Pig-a基因的任一突变即可能造成基因产物失活，导致细胞表面GPI锚定蛋白缺失，进而导致细胞特定表面蛋白缺失（如CD59），表现为无法与荧光染料标记的抗体相结合，因此可由流式细胞仪检测区分。

试验原理图，引自The in vivo Pig-a assay: A report of the International Workshop On Genotoxicity Testing (IWGT) Workgroup, Mutation Research 783 (2015)23-35

流式细胞术法检测只需要少量血量，对动物只是微创，符合动物福利的要求；

样本收集灵活

有较长的检测窗，允许试验过程中重复收集样本检测同一动物不同时间点的突变率，实现连续、动态的监测，采取重复给药可以检测体内蓄积的致突变作用；

可联合其他毒理学试验

与其他毒理学试验整合的潜力高，比如可以整合至重复剂量毒性试验（比如28天大鼠毒性试验）中，也可联合其他遗传毒性试验终点进行检测，如彗星试验、微核试验等。

2023年，四川大学华西公共卫生学院就发表过体内多终点遗传毒性综合评价体系的论文，整合大鼠体内Pig-a基因突变试验、流式微核试验、彗星试验建立了体内多终点（基因突变、染色体畸变和DNA损伤）遗传毒性综合评价体系；

检测成本低

可以在普通的动物品系中进行，相对于使用转基因动物的检测方法（比如转基因小鼠基因突变试验以及Hprt基因突变试验）成本更低。

综合以上，该试验方法可以减少动物的使用，符合“3R”的原则。

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