ECHA发布用于UVCBs物质开展Read-across预测的新指南
2022年5月6日，ECHA发布了用于UVCBs物质开展Read-across预测的新指南《Advice on using read-across for UVCB substances》，为含未知成分、可变成分、复杂反应产物或生物材料(UVCBs)的物质建立结构相似性的评判基础。
物质之间的结构相似性导致物质可能具有相似的物理化学、毒理学和生态毒理学特性，因此可将相似物质视为一个组或类别；组内目标物质的相关性质可从组内对照物质的数据中预测。这就是grouping（分组）和read-across（交叉参照）的基本原理。Grouping和read-across是填补REACH注册数据空白的常用替代方法，这些方法使用来自参比物质的相关信息用于预测目标物质的类似性质，如果正确应用可以有效的减少试验测试。
建立物质之间的结构相似性是应用grouping和read-across的先决条件。当物质的结构相似性不成立时，不可能通过grouping和read-across来适应信息需求。这适用于所有物质，无论它们是单成分还是多成分，还是UVCBs物质。
REACH附件的修订阐明了相关企业需要提供其物质成分的信息以证明结构相似性。对于UVCBs，这一般只能根据企业提供的有关其物质成分的信息来完成。
物质中的成分是指离散的化学结构，可与其立体异构体、位置异构体和结构异构体分开。对于单成分物质之间的read-across，结构相似性是一个比较简单的概念：由于一种主要成分占物质的80%或更多，因此通常基于该主要成分建立单成分物质的结构相似性。在一些情况下，还需要考虑其他成分（即添加剂和/或杂质）的结构相似性。不太常见的情况是，可以根据具有潜在危险特性的特定成分（例如CMR类别1、PBT或vPvB）并确定物质本身的危险特性（“最坏情况”）来建立结构相似性。
结构相似性可能基于以下任何一项：
1) 一个共同的官能团；
2) 相同的前体和/或分解产物；
3）估算的分子相似性。
对于UVCB物质，由于其包含多种成分，因此没有一种主要成分可用于比较以确定UVCB物质的结构相似性。UVCB与另一种物质的结构相似性是基于物质之间成分结构的相似性，以及这些成分的浓度和这些成分浓度的可变性。
然而，仅靠结构相似性不足以证明通过read-across来预测目标物质特性的可能性。需要提供一个read-across假设。这一假设确立了为什么可以预测毒理学、生态毒理学或环境命运特性。它必须基于对化学成分的共有结构方面的认识，以及参比物和目标物质结构之间的差异。
对于UVCB之间的read-across，可能存在两种不同类型的结构相似性。一种相似性是两种UVCB的成分（或它们的转化产物）相同，但两种物质之间的成分浓度或成分浓度变化存在差异。另一种相似性是两个UVCB的成分（或它们的转化产物）不相同，而是第一个UVCB的所有成分（或其转化产物）在结构上都与第二个UVCB的相应成分相关。在后一种情况下，成分浓度的变化将代表物质之间变化的另一个来源。UVCB物质之间的两种结构相似性可能存在于单个read-across案例中，此时有必要说明相似性情况以及程度，如说明相似性是否源于相同成分或结构相关成分（或在多大程度上），说明相似性是否源于成分浓度或变异性的变化（或在多大程度上）。如果没有证明结构相似性，那么就无法使用grouping和read-across。
UVCB物质成分及浓度的鉴定
成分的识别提供了有关它们的结构信息，对于物质结构相似性的比较，完整成分的特征描述对于描述成分之间的差异是必要的。
一般需要足够的光谱数据来确认成分的结构，例如紫外和可见吸收光谱(UV/Vis)、红外光谱(IR)、核磁共振光谱(NMR)和质谱(MS)。对于无机物质，使用X射线衍射(XRD)或X射线荧光(XRF)或原子吸收光谱(AAS)可能更合适。必须将UVCB物质中存在的成分以及用于确定特性的方法制成表格进行记录。
不过，并不总是需要完整的表征物质中的所有成分，即解析所有立体异构体、位置异构体和结构异构体，但需要提供相关科学依据。即需要表明，特定和有限程度的结构变化（例如，烷基中的结构异构）不太可能导致read-across获取的有关信息发生质的变化。
例如，与皮肤刺激性有关的物质grouping可基于成分的结构相似性，这是由于一个共同的官能团决定了这些物质是强酸性（pH<2.0）；物质的强酸性是生物特性（即腐蚀）的原因。如果有适当的理由，可能不需要为了确定物质之间的结构相似性来描述烷基侧链中的结构异构性等特征，以满足该信息要求。然而，为了预测同一物质的其他性质（如致突变性等），其中官能团和生物性质之间没有明确的联系，有必要描述烷基侧链中的结构异构性，以便确定物质之间的结构相似性。
此外，不完全表征的结构（例如异戊基）中的成分变化不应过大。例如，将成分描述为芳香化合物或烷烃原则上是不可接受的，因为此类通用描述符中的结构变化量非常大。因此，这些通用描述符所涵盖的物质成分的差异将无法确定结构的相似性和差异。
确定不同成分后还需确定其对应浓度，这旨在量化物质之间在成分浓度方面的差异或相似之处。仅将一种成分识别为两种UVCB物质中的共同成分不足以证明相似性，因为这不能提供有关成分浓度的信息，也不能说明两种物质之间的潜在差异。鉴于UVCB之间的成分浓度可能有显着差异（例如超过数量级），特定成分的浓度是比较确定结构相似性的一个重要方面。
成分浓度信息必须填写到100%，总数应包括已识别的成分和未知成分的数量。如果使用了一种以上的分析方法，则必须证明确定成分的策略是合理的。可以合理地预测，以1%（固体和液体的w/w，气体v/v）或更高含量存在的成分会影响UVCB物质的危险特性，而已知危险的成分会在较低浓度下影响物质的危险特性。对于grouping和read-across所涵盖的所有UVCB物质，必须识别出浓度等于或高于1%的所有成分。对于存在特定危险特性的较低浓度的成分:
1）如果已知或怀疑成分具有非常高的关注度（符合REACH第57条的标准），致癌或致突变成分（1类）为0.1%，对生殖或发育有毒的物质（1类）为0.3%。
2）与持久性、生物累积性和毒性等PBT或vPvB特性相关时，为0.1%。此外，与PBT/vPvB特性相关的未识别成分总量不得超过10%（w/w），与PBT/vPvB相关的任何单一未识别成分总量不得超过每年1吨。
建立结构相似性的目的是为预测一组物质的性质奠定基础。因此，有必要确定UVCB中存在的成分。当一种物质的大部分成分（即>20%）尚未被识别和量化时，不可能建立结构相似性。因此，高于上述阈值的已识别成分必须至少占UVCB物质质量的80%。
UVCB物质成分浓度的变化
根据定义，UVCB物质的成分可能表现出可变性。但是，UVCB物质中成分浓度的可变性必须能够比较UVCB物质（无论是参比物还是目标）与其同类别的其他物质之间特定成分浓度的异同。
企业有义务确定用于grouping和read-across的UVCB物质中成分浓度的可变性。为了测量成分浓度的变异性，需确定物质的多个独立样本中的成分浓度。独立样本需能够代表物质的所有注册者生产的物质。数据集应足以得出浓度分布的性质，且以合理的确定性提供可变性的统计度量，所得信息需可用于确定成分浓度的变化性质。
为了减少样本过少导致的不确定性，需要测量至少五个独立的物质样品中的成分浓度，且测量方法一致。独立测量需来自所有注册人生产的不同生产批次的物质。这些测量应考虑到物质生产中可能会导致联合提交的物质成分发生变化的各个方面。如，生产中原料的地理来源、来源时间等。测试时需要记录UVCB样品的批次和来源，以证明可变性的代表性。
有时并非每批UVCB中都会出现（或检测到）所有成分，因此某些成分的可变性可能无法在统计上量化，或可能具有很大的不确定性。当已知或怀疑UVCB物质中相关成分的构成问题时，应针对这些特定成分对该物质的其他批次进行进一步测量，以确保其在该物质中的浓度变化能够可靠地表征。
对建立UVCB物质详尽结构相似性的减损
在一些情况下，通过确定UVCB物质的详尽结构表明相似性在技术上是不可能的或不切实际的，但要证明read-across应用的合理性，依然需要通过其他方式充分证明结构相似性。需要说明成分识别“在技术上不可能”的理由，比如缺乏关于成分的知识和缺乏用于识别成分的公开方法。但是，还应该说明为什么在技术上无法识别成分，仅仅说没有公开的方法来分析分离特定成分以进行鉴定是不够的。注册人必须定期了解现有分析方法的能力和新分析方法的发展，尽可能对相关成分进行识别量化。
识别UVCB物质中的所有单个成分“在技术上不可能”的示例如下：UVCB物质中存在>20%的成分，这些成分不能通过色谱方法分离（即没有已知的方法可以解决此类问题）成分）或以其他方式被识别。技术上不可能满足前述确定的80%成分的标准。
如果以1%（w/w）存在的成分占物质质量的80%以上，并且此类成分的分辨并非不可能，则需要有特殊的理由来解释为什么识别和量化成分是不切实际的。例如，UVCB物质可能包含数千种成分，其中许多成分的含量小于0.1%，与CMR或PBT/vPvB的危害评估无关；已鉴定成分的总和（含量>1%）占该物质不到80%。在这些情况下，无需鉴定<0.1%的成分，且鉴定成分的总和小于80%。从技术上讲，可以确定<0.1%的成分，但不可能确定低浓度的数百种成分。
通过其他方式证明UVCB的结构相似性
当注册人证明所有单个成分的识别在技术上是不可能的或不切实际时，需要通过其他方式证明结构相似性，以便能够对物质之间的实际成分进行定量和定性比较。
两种UVCB之间的成分组成可能存在数量上的差异（即存在相同的成分但浓度不同）。两种UVCB之间的成分组成也可能存在质的差异（即一种UVCB中存在的成分在另一种UVCB中不存在，或者一种物质中的成分浓度存在变化，但另一种物质中没有）。表征成分的定量和定性差异有不同的考虑，必须对物质的所有成分提供足够信息。定量比较应能够比较UVCB物质之间所有共同成分的浓度，定性比较应能够比较不具有共同结构的成分。注册人需要解释为什么该方法能够对物质之间的实际成分进行定量和定性比较。
采用何种方法证明结构相似性可视具体物质而不同，例如：可以使用色谱法对成分及其浓度进行指纹图谱分析，以提供成分的概述（指纹），尤其是在存在常见成分的情况下。合适的方法可以包括2D气相色谱法，与能够定量检测分析物和结构表征的合适检测方法相关联，例如串联质谱法。评估指纹识别方法可接受性的关键问题是：
1）提供物质中足够比例的成分信息（即覆盖物质成分的95%以上）；
2）提供已知或怀疑高关注度的物质成分信息；
3）成分的足够分辨率，确保色谱中的低分辨率不会掩盖成分的变化；
4）对分析物进行定量的证明；
5） 描述每种物质成分的可变性；
6） 以及被比较物质之间不相同的成分的结构性质信息。
物质的比较还需要提供物质之间实际成分的定量和定性比较。
证明结构相似性的另一个例子：
比对生产原料和（相同）制造过程等信息。鉴于对起始材料和制造工艺有详细定义（包括反应物的同一性和比率、反应机理），可以在不确定UVCB所有成分的情况下，得出可能发生的反应以及由此产生的UVCB成分的同一性的结论。
当要比较的两种UVCB是a）生产原料和b）生产过程后由原料产生的产品时，这可能特别相关。此时要解释为什么可以对物质之间的实际成分进行定量和定性比较，以及对物质之间的所有成分进行比较。评估指纹识别方法可接受性的关键问题也适用于本例。
当成分鉴定或证明UVCB物质之间相似性的方法均不可行时，则不能使用grouping和交叉read-across。
总之，该新建议指南要求企业必须充分证明和记录在其注册中使用grouping和read-across的理由，需要包括针对用于为目标物质提供信息的参比物进行的每项研究的可靠研究摘要。还需要提供一个read-across假设以及该假设成立的理由，解释为什么可以预测毒理学、生态毒理学或环境命运特性。
此外，企业需要说明参比物和目标物质的结构之间可能存在的差异是否会对危险特性的预测产生影响。由于UVCBs物质组成成分复杂且可能具有可变性，如果识别该类物质的所有成分在技术上不可行或不切实际，企业还需要通过其他合理方式证明结构相似性以应用read-across方法获取数据。
Read-cross 评估框架指南 (Read-Across Assessment Framework，RAAF ) 和ECHA指南 R.6（Guidance on Information Requirements and Chemical Safety Assessment – Chapter R.6） 提供了一个标准来评估是否已考虑grouping和read-cross 适应性的所有重要科学方面，并就预测的稳健性得出结论。稳健的研究总结（robust study summary，RSS）是指完整研究报告的目标、方法、结果和结论的详细总结，需要提供足够的信息以对研究进行独立评估，最大限度地减少查阅完整研究报告的需要。有关如何准备和RSS的指导，可以参阅ECHA实践指南3（Practical Guide 3：How to report robust study summaries）
