Eine Verunreinigung taucht mit 0,08 Prozent in einer Registrierungscharge auf, und jemand fragt, welche ICH-M7-Klasse das ist. Die Leitlinie gibt fünf Klassen und eine Zweimethoden-Bewertung vor und verlangt bei widersprüchlichen Ergebnissen eine begründete Expertenbewertung. Wie das konkret aussieht, zeigt dieser Artikel an fünf realen Verunreinigungen, mit den Grenzen der Rechnung.
Die fünf ICH-M7-Klassen, in einer Tabelle
ICH M7(R2) sortiert jede tatsächliche oder potenzielle Verunreinigung in eine von fünf Klassen. Die Klasse bestimmt die Kontrollstrategie, nicht die analytische Methode.
| Klasse | Definition | Kontrollkonsequenz |
|---|---|---|
| 1 | Bekanntes mutagenes Karzinogen | Kontrolle bei oder unterhalb der verbindungsspezifischen akzeptablen Aufnahme |
| 2 | Bekanntes Mutagen, karzinogenes Potenzial unbekannt | Kontrolle bei oder unterhalb des akzeptablen Grenzwerts (TTC-basiert, außer Kohorte besonderer Besorgnis) |
| 3 | Alarmierende Struktur, unabhängig vom Wirkstoff, keine Mutagenitätsdaten | Kontrolle beim TTC-Grenzwert oder bakterieller Mutagenitätstest zur Umklassifizierung nach 5 oder 2 |
| 4 | Alarmierende Struktur, geteilt mit dem Wirkstoff oder mit einem getesteten, nicht mutagenen Verwandten | Als nicht mutagen behandeln, ICH Q3A/Q3B gilt |
| 5 | Kein struktureller Alert oder ein Alert mit Daten, die keine Mutagenität zeigen | Als nicht mutagen behandeln, ICH Q3A/Q3B gilt |
Die praktische Aufteilung ist Klasse 1/2/3 auf der einen Seite (Kontrolle mutagener Verunreinigungen, typischerweise der 1,5-µg/Tag-TTC für lebenslange Exposition) und Klasse 4/5 auf der anderen (gewöhnliche Verunreinigungsqualifizierung). In Klasse 3 landen die meisten Software-Ausgaben, und sie ist die Klasse, die Geld kostet, weil sie entweder einen Ames-Test oder eine enge Spezifikation bedeutet.
Die duale Bewertung: warum zwei Methoden
ICH M7 verlangt für bakterielle Mutagenität zwei komplementäre (Q)SAR-Methodiken: eine regelbasierte Expertenmethode, eine statistische. Sie sind nicht redundant. Der Regelsatz bildet Mechanismen ab, die ein auf Ames-Daten trainiertes Modell nicht nachvollziehbar ausdrücken kann. Das statistische Modell fängt Strukturen, die keine Regel abdeckt, und es widerspricht dem Regelsatz oft genug, dass sich der Einsatz beider lohnt.
Unsere Auswertung führt beide Methoden aus und weist beide Ergebnisse getrennt aus, nicht ein zusammengeführtes Urteil:
- Regelbasierte Expertenkomponente, Strukturalerts mit Evidenzlevel, benanntem Mechanismus und Literaturreferenz (Benigni und Bossa 2006, Ashby und Tennant 1988, Toxtree ISS, IARC Monographs).
- Statistische Komponente, eine Ames-Mutagenitätswahrscheinlichkeit mit Konfidenzwert.
Sind beide negativ, erlaubt ICH M7 Klasse 5 ohne weitere Tests. Ist eine positiv, befindet man sich im Bereich der Expertenbewertung.
Fünf Verunreinigungen, live bewertet
Alle fünf wurden am 25.07.2026 bewertet. Die Werte sind unverändert übernommen.
| Verunreinigung (SMILES) | Ausgelöster Alert | Statistischer Ames-Score | Konfidenz | Rechnerische Einordnung |
|---|---|---|---|---|
NDMA CN(C)N=O | Nitrosamin (Evidenz hoch) | 0,6905 | 0,628 | Alert und Statistik positiv, Klasse 3 ohne Daten; mit Daten Klasse 1 (96 ng/Tag) |
Ethylmethansulfonat CCOS(=O)(=O)C | Alkylsulfonatester (hoch) | 0,7215 | 0,656 | Alert und Statistik positiv, Klasse 3 ohne Daten; mit Daten Klasse 1 |
Nitrobenzol O=[N+]([O-])c1ccccc1 | 4 Alerts: aromatisches Nitro, Nitroso, aromatisches Nitroso, N-Hydroxyamin | 0,1677 | 0,848 | Alert positiv, Statistik negativ, Klasse 3 ohne Daten; Ames negativ, daher Klasse 5 |
Anilin Nc1ccccc1 | aromatisches Amin (hoch) | 0,1677 | 0,848 | Alert positiv, Statistik negativ, Klasse 3 ohne Daten; Ames negativ, daher Klasse 5 |
Benzoesäure O=C(O)c1ccccc1 | keiner | 0,0685 | 0,438 | Klasse 5 |
Die Tabelle spaltenweise lesen, nicht zeilenweise. Die Rechnung liefert die Einordnung ohne Daten; die Klasse entsteht erst im Abgleich mit vorhandenen Mutagenitäts- und Kanzerogenitätsdaten.
Bei NDMA stimmen Expertenregel und statistische Methode überein: Beide sehen ein mutagenes Potenzial.
Der Nitrosamin-Alert löst mit Evidenzlevel hoch aus, mit dem Mechanismus CYP2E1-Aktivierung zum Diazoniumion und anschließender DNA-Alkylierung, referenziert auf die IARC Monographs. Das statistische Modell liefert 0,6905, also positiv. Eine Vorhersage allein ergibt nach ICH M7 aber höchstens Klasse 3, denn Klasse 1 und 2 setzen Daten voraus. NDMA hat diese Daten: Es ist ein bekanntes mutagenes Karzinogen, also Klasse 1, mit einem veröffentlichten Grenzwert von 96 ng/Tag. Die Rechnung liefert die Begründung für den Alert, die Klasse kommt aus dem Datenabgleich. Dasselbe gilt für Ethylmethansulfonat, ein ebenfalls gut untersuchtes mutagenes Karzinogen.
Bei Anilin widersprechen sich die Methoden.
Der Alert für das aromatische Amin schlägt an, Mechanismus metabolische Aktivierung zum Nitreniumion und DNA-Adduktbildung; das statistische Modell ist mit 0,1677 negativ. Ohne Daten bliebe Anilin in Klasse 3, und der Widerspruch ginge in die Expertenprüfung. Für Anilin liegen jedoch negative Ames-Daten vor; damit ist es Klasse 5. Genau diesen Abgleich mit vorhandenen Daten muss jede Bewertung vor der Klassenvergabe leisten.
Nitrobenzol löst vier Alerts aus, und trotzdem ist das kein höheres Risiko.
Die Zahl der Alerts ist kein Maß für das Risiko. Drei der vier Treffer stammen aus überlappenden Strukturmustern auf derselben Nitrogruppe. Das statistische Modell liefert 0,1677, negativ. Ohne Daten wäre das wie bei Anilin Klasse 3; Nitrobenzol ist im Ames-Test jedoch negativ und damit Klasse 5.
Benzoesäure ist Klasse 5 mit sauberem Ergebnis.
Keine Alerts, statistischer Score 0,0685. Das ist das Ergebnis „keine weiteren Tests“, das ICH M7 zulässt.
Durchgerechnetes Beispiel: fünf Verunreinigungen gegen einen Wirkstoff
Dieselben fünf Verunreinigungen, bewertet gegen Aspirin (CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O) als Wirkstoff. Das rechnerische Ergebnis ohne Datenabgleich: zwei Verunreinigungen mit übereinstimmend positivem Befund (NDMA, Ethylmethansulfonat), zwei mit widersprüchlichem Befund (Nitrobenzol, Anilin), eine in Klasse 5. Nach dem Abgleich mit vorhandenen Daten sind NDMA und Ethylmethansulfonat Klasse 1, die übrigen drei Klasse 5. Die Verunreinigung mit dem höchsten Risiko ist NDMA. Der TTC gilt für diesen Fall nicht; ein numerischer Grenzwert wird nicht ausgegeben. Die Tanimoto-Ähnlichkeit zum Wirkstoff liegt bei 0,0645 für NDMA, 0,0857 für Ethylmethansulfonat, 0,2121 für Nitrobenzol, 0,2069 für Anilin und 0,3571 für Benzoesäure.
Aus diesem Ergebnis sind zwei Dinge mitzunehmen.
Erstens liefert die Ähnlichkeitsspalte die Grundlage für ein Klasse-4-Argument. Klasse 4 existiert für Verunreinigungen, die *denselben* Alert wie der Wirkstoff tragen und bei denen die Mutagenitätsdaten des Wirkstoffs selbst die Verunreinigung abdecken. Keine der fünf ist strukturell nah an Aspirin (höchster Tanimoto-Wert 0,357), Klasse 4 stand hier also nie zur Verfügung. Bei einem Desmethyl- oder Hydroxy-Analogon des Wirkstoffs ist genau das der Ansatzpunkt.
Zweitens ist der TTC-Hinweis ein Auslöser, kein Grenzwert. Für einen übereinstimmend positiven Befund wird bewusst kein numerischer Schwellenwert ausgegeben. ICH M7 erlaubt zwar den 1,5-µg/Tag-TTC für die meisten mutagenen Verunreinigungen ohne Kanzerogenitätsdaten bei lebenslanger Exposition. Nitrosamine gehören jedoch zur Kohorte besonderer Besorgnis (Cohort of Concern), für die der TTC nicht gilt und verbindungsspezifische Grenzwerte erforderlich sind. Diese Zahl festzulegen ist Aufgabe eines menschlichen Toxikologen. Die Auswertung führt bis zu dem Punkt, an dem klar ist, dass es einen braucht.
Wie gut ist die statistische Hälfte
Das Ames-Modell ist der Teil der dualen Bewertung, der eine messbare Fehlerrate trägt, daher hier die Zahlen.
- Zurückgehaltener Testsatz, nach Gerüst getrennt: Balanced Accuracy 0,736 (n = 1.089). Zufalls-Split auf demselben Endpunkt: 0,848. Die Scaffold-Zahl ist die ehrliche, sie hält ganze molekulare Kerne zurück, was einer neuartigen Prozessverunreinigung entspricht.
- Offizieller TDC-ADMET-Split: AUROC 0,847 ± 0,013 (n = 1.457). Mit dem TDC-eigenen Evaluator bewertet und daher direkt mit veröffentlichten Einträgen vergleichbar. Lauf vom 23.05.2026.
Eine Balanced Accuracy von 0,736 auf ungesehenen Scaffolds ist für die Triage nützlich. Es ist kein Ames-Test.
Was das nicht verrät
- Das ist keine regulatorische Klassifizierung. Die Klasse ist ein dokumentierter Ausgangspunkt für die Expertenprüfung. ICH M7 verlangt, dass zusätzlich zum (Q)SAR-Output Expertenwissen angewendet wird, und eine Einreichung braucht eine von einem Menschen unterschriebene Begründung.
- Es legt keine akzeptable Aufnahme fest. Kein verbindungsspezifischer Wert, keine Anpassung für weniger als lebenslange Exposition, kein Grenzwert für die Kohorte besonderer Besorgnis. Für einen übereinstimmend positiven Befund wird bewusst kein Zahlenwert ausgegeben, statt zu raten.
- Der statistische Score ist eine Wahrscheinlichkeit, keine Messung. Anilin und Nitrobenzol lieferten beide exakt 0,1677 mit Konfidenz 0,848, zwei unterschiedliche Moleküle, dasselbe Ergebnis. Klasse und benannten Alert als Entscheidungseinheit behandeln; keine Argumentation auf der dritten Nachkommastelle aufbauen.
- Konfidenz ist kein kalibriertes Risiko. Benzoesäure, der saubere Klasse-5-Fall, kam mit der niedrigsten Konfidenz der fünf zurück (0,438). Niedrige Konfidenz bei einem sauberen Molekül bedeutet, dass das Modell wenig zu sagen hat, nicht dass das Molekül verdächtig ist.
- Es deckt Klasse 1 nicht ab. Klasse 1 verlangt bekannte Kanzerogenitätsdaten in Nagern. Das ist ein Datenbankabgleich gegen IARC, CPDB oder eine behördliche Liste, keine Vorhersage.
- Verbindungen außerhalb der Anwendungsdomäne. Vor dem Vertrauen auf einen Score bei einem ungewöhnlichen Gerüst die Anwendungsdomäne prüfen. Außerhalb der Trainingsdomäne ist das Ergebnis als „kein statistisches Ergebnis verfügbar“ zu behandeln, was nach ICH M7 eine alarmierende Verbindung ohnehin nach Klasse 3 schiebt.
Häufige Fragen
Was sind die fünf ICH-M7-Klassen?
Klasse 1 ist ein bekanntes mutagenes Karzinogen. Klasse 2 ist ein bekanntes Mutagen mit unbekanntem karzinogenem Potenzial. Klasse 3 hat eine alarmierende, vom Wirkstoff unabhängige Struktur und keine Mutagenitätsdaten. Klasse 4 hat eine alarmierende Struktur, die mit dem Wirkstoff oder mit einem getesteten, nicht mutagenen Verwandten geteilt wird. Klasse 5 hat keinen Alert oder einen Alert mit Daten, die keine Mutagenität zeigen. Klassen 1 bis 3 brauchen Kontrolle mutagener Verunreinigungen; 4 und 5 fallen unter ICH Q3A/Q3B.
Warum verlangt ICH M7 zwei (Q)SAR-Methoden?
ICH M7 verlangt für bakterielle Mutagenität eine regelbasierte Experten- und eine statistische Methodik, weil sie unterschiedlich versagen. Regelsätze kodieren Mechanismus und liefern eine zitierfähige Begründung, übersehen aber Strukturen, die keine Regel abdeckt. Statistische Modelle verallgemeinern, können sich aber ohne zusätzlichen Aufwand nicht selbst erklären. Sind beide negativ, erlaubt die Leitlinie Klasse 5 ohne weitere Tests. Widersprechen sie sich, entscheidet die Expertenprüfung.
Warum unterscheiden sich NDMA und Anilin, obwohl beide einen Alert auslösen?
Beide lösen einen Alert mit hoher Evidenz aus. Rechnerisch liegt der Unterschied in der statistischen Hälfte: NDMA liefert eine Ames-Wahrscheinlichkeit von 0,6905 (positiv), Regel und Modell stimmen überein; Anilin liefert 0,1677 (negativ), die Methoden widersprechen sich. Eine reine Vorhersage ergibt in beiden Fällen höchstens Klasse 3, denn Klasse 1 und 2 setzen Daten voraus. Die Klasse folgt aus den vorhandenen Daten: NDMA ist ein bekanntes mutagenes Karzinogen und damit Klasse 1, Anilin ist im Ames-Test negativ und damit Klasse 5.
Welcher TTC gilt für eine Klasse-3-Verunreinigung?
Der Standard-Schwellenwert der toxikologischen Bedenklichkeit in ICH M7 liegt bei 1,5 µg/Tag für lebenslange Exposition, mit höheren Werten für kürzere Behandlungsdauern (weniger als lebenslang). Klasse-3-Verunreinigungen werden bei diesem Grenzwert kontrolliert oder durch einen bakteriellen Rückmutationstest (Ames) umklassifiziert: negativ verschiebt nach Klasse 5, positiv nach Klasse 2. Verbindungen der Kohorte besonderer Besorgnis wie Nitrosamine sind vom TTC ausgenommen.
Kann eine (Q)SAR-Klassifizierung einen Ames-Test ersetzen?
Für Klasse-5-Ergebnisse akzeptiert ICH M7 zwei negative komplementäre (Q)SAR-Vorhersagen anstelle von Tests, mit Expertenbegründung. Für alles Alarmierende nicht. Eine Scaffold-Split-Balanced-Accuracy von 0,736 auf 1089 zurückgehaltenen Verbindungen ist Triage-Qualität: Sie sagt, welche Verunreinigungen einen Test rechtfertigen und welche Spezifikation enger gefasst werden sollte, nicht, was der Test ergeben wird.
Wie viele Verunreinigungen lassen sich gleichzeitig bewerten?
Ein ganzes Verunreinigungsprofil lässt sich in einem Durchgang bewerten, zusammen mit dem Wirkstoff als Referenz für die Tanimoto-Ähnlichkeit. Das Ergebnis nennt die Klasse jeder Verunreinigung, die Klassenverteilung, die Verunreinigung mit dem höchsten Risiko und einen Hinweis zur TTC-Anwendbarkeit. Die Ähnlichkeit zum Wirkstoff stützt ein Klasse-4-Argument oder schließt es aus.
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Auswertung zu diesem Thema
Wir werten das für Ihr Labor aus.
- ICH M7, Tox21, CYP450, Strukturalerts, ADMET-Triage.