文/孫賓,王亞鍇,郭榮志,喬曉芳
本文作者孫賓、郭榮志就職于云南雷允上理想藥業(yè)有限公司;王亞鍇就職于河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院;通訊作者喬曉芳就職于河南省食品藥品審評查驗中心;審稿人系河南醫(yī)藥技師學(xué)院制藥工程系主任王建濤。
本文研究國內(nèi)GMP 及附錄和PDA TR60 的要求——結(jié)合公司實際實施應(yīng)用情況,就如何進行持續(xù)工藝確認提出了一系列執(zhí)行策略,其中包括:CQA 和CPP 的評估,以CQA 評估相關(guān)工序工藝趨勢的方法和應(yīng)用,并討論了持續(xù)工藝確認與年度質(zhì)量回顧相應(yīng)部分的區(qū)別問題。
1.12010 版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)附錄《確認與驗證》第27 條:持續(xù)工藝確認(CPV):在產(chǎn)品生命周期中,應(yīng)當(dāng)進行持續(xù)工藝確認,對商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量進行監(jiān)控和趨勢分析,以確保工藝和產(chǎn)品質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)[1]。
1.2 美國注射劑協(xié)會(PDA)第60 號技術(shù)報告《工藝驗證:生命周期方法》[2]中提到生命周期的三個階段見圖1。
圖1 工藝驗證生命周期三階段示意圖
圖2 工藝過程的輸入和輸出
1.3 持續(xù)工藝確認目的:確保工藝成功驗證后,在日常商業(yè)生產(chǎn)過程中,保持工藝的驗證(受控)狀態(tài)。
不是所有的變化來源,都能在階段1(工藝設(shè)計)和階段2(工藝性能確認)中預(yù)計和確定。持續(xù)工藝的監(jiān)控能幫助發(fā)現(xiàn)不可預(yù)期的事件或趨勢,提示可能的工藝控制問題和/或工藝改進的機會。
圖3 工序?qū)Τ善稢QA 影響評估案例
原理1(邏輯基礎(chǔ)):工藝過程的穩(wěn)定、受控包含輸入穩(wěn)定和輸出穩(wěn)定兩方面。輸入穩(wěn)定是輸出穩(wěn)定的前提,只有輸入與輸出均穩(wěn)定,才能證明整個過程是穩(wěn)定的。輸入包括變量“可控因子”與 “非可控因子”,輸出為“響應(yīng)變量(CQA)”及其他異常輸出。邏輯原理見圖2。
原理2:可增減的評估策略,評估工藝需考慮多方面因子,當(dāng)認為參考不足夠時,則需考慮增加更多的因子。
原理3:評估的前提是建立標(biāo)準(zhǔn),通過與標(biāo)準(zhǔn)對比來證明沒有明顯變壞的趨勢(或?qū)Ρ惹昂髢蓚€階段來證明穩(wěn)定)。此處注意:當(dāng)發(fā)現(xiàn)有任何輸入因子變化時,可認為是具有潛在導(dǎo)致輸出CQA不穩(wěn)定的可能。
關(guān)鍵質(zhì)量屬性(CQA):指某種物理、化學(xué)、生物學(xué)或微生物學(xué)的性質(zhì),應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)限度、范圍或分布,以保證預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量。(GMP 附錄《確認與驗證 》第54 條)
成熟工藝的CQA 來源:
●藥品屬性:安全、有效、均一、穩(wěn)定。
●質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):注冊標(biāo)準(zhǔn)/國家藥品標(biāo)準(zhǔn)/藥典中的項目。
表1 工藝輸出:其他
圖4 參數(shù)關(guān)鍵性決策示意圖
通常質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上指標(biāo)即為成品的關(guān)鍵質(zhì)量屬性,只有符合所有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項才能保證藥品的安全、有效。
應(yīng)用:工序影響CQA 評估實例見圖3。
評估時,需對相關(guān)工序如何影響CQA 進行說明(建立聯(lián)系)。
評估后:對于高影響的CQA,針對參數(shù)項目,如水分、崩解、裝量差異、含量等,進行評估分析(趨勢圖/控制圖/能力分析);而對于性狀、鑒別、產(chǎn)品穩(wěn)定性只描述其情況,如性狀,2019 年1 ~2 月,15 批均合格。對于含量均一性只需檢查其是否有相應(yīng)均勻性的驗證即可。
有關(guān)工藝輸出的其他異常輸出信息可參考表1 內(nèi)容。
可在生產(chǎn)中加以調(diào)節(jié)控制的因子是輸入變量,影響著過程最終結(jié)果。
關(guān)鍵工藝參數(shù)(CPP,同義詞:關(guān)鍵操作參數(shù)):工藝參數(shù)的變化對關(guān)鍵質(zhì)量屬性會有影響,因此應(yīng)當(dāng)監(jiān)控和控制工藝參數(shù),確保加工的產(chǎn)品達到想要的質(zhì)量。
重要工藝參數(shù)(KPP,同義詞:重要操作參數(shù)):輸入工藝參數(shù)應(yīng)當(dāng)在很窄的范圍內(nèi)加以仔細控制,其對加工性能是必不可少的。重要工藝參數(shù)不影響產(chǎn)品質(zhì)量屬性,如果超出可接受的范圍,它將影響工藝(如產(chǎn)率、持續(xù)時間),但不影響產(chǎn)品質(zhì)量。此處注意:因涉及產(chǎn)量等經(jīng)濟指標(biāo),大部分公司KPP 也按CPP 進行管理、驗證。
非重要工藝參數(shù)(Non-KPP,同義詞:非重要操作參數(shù)):輸入?yún)?shù)已被證明易操作、控制或者有著很寬泛的接受限度。如果超出可接受限度,非關(guān)鍵性操作參數(shù)可能會對質(zhì)量或工藝性能產(chǎn)生影響。參數(shù)關(guān)鍵性決策見圖4。
確定為CPP 的參數(shù),就是工藝驗證時檢查的參數(shù)。
對于范圍參數(shù),還需有對應(yīng)的驗證,如充填速度“2800 ~3300轉(zhuǎn)/min”,在設(shè)備PQ 進行不同充填速度(2800、2900、3000、3100、3200、3300)設(shè)置的性能檢查,指標(biāo)為充填裝量差異、外觀、上機率等,以考察速度對質(zhì)量和性能指標(biāo)的影響,并確定其穩(wěn)定可靠的范圍。
持續(xù)工藝確認時記錄CPP 參數(shù)及實施批次,如充填,2019 年1 ~2 月,15 批 充 填 速 度 均 為3100 轉(zhuǎn)/min)。若有不同設(shè)置時需注明。
此處注意:考慮到“重要工藝參數(shù)(KPP)”影響收率、時間等經(jīng)濟指標(biāo),對于公司而言是重要的,也可按CPP 進行管理。
非可控因子[3]:影響過程及結(jié)果的變量除了可控因子外,還可能包含一些可以記錄但不可控制的非可控因子(圖2 中的U1、U2、U3……),它們通常包括環(huán)境狀況、操作員、材料批次等。這些變量可能取連續(xù)值,也可能取離散值。對于這些變量,通常很難將它們控制在某個精確值上,實際問題中它們確實也可能取不同的值。
持續(xù)工藝確認時,相應(yīng)情況描述對比分析即可。評估應(yīng)用舉例如下:
生產(chǎn)過程中各部門的作用和職責(zé)(組織機構(gòu)有無變化):2019年1 ~2 月現(xiàn)行組織機構(gòu)文件SMP-RG-0001-04,該文件自2017年6 月16 日生效至今,經(jīng)核對實際組織機構(gòu)沒有變化。(注:若有變化則提供變更前后的組織機構(gòu)圖,并評價可能的影響。)
人員變化對工藝的影響,應(yīng)用案例見表2。
表2 階段性生產(chǎn)工序人員表
圖5 持續(xù)工藝確認實施批次策略示意圖
結(jié)論:人員有個別變化,可能存在潛在影響。但從工序特點來說,人員的影響主要為操作失誤可能造成的收率波動,故可由總混收率是否異常波動、趨勢異常判斷。若操作分班組,則可能存在班組間的變化。
3.5.1 實施批次策略(見圖5)
3.5.2 評價指標(biāo)CQA 的限度制定方法
方法1:期望的工藝指標(biāo)本身性質(zhì)應(yīng)該是正態(tài)的,并且監(jiān)測數(shù)據(jù)符合正態(tài)時。以數(shù)據(jù)均值±3σ作為控制限,數(shù)據(jù)不正態(tài)時計算的限度存疑(不正態(tài)時標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計計算公式不成立)。若數(shù)據(jù)量少,所得限度將可能不涵蓋所有范圍,造成控制限適用性不好。
方法2:適合數(shù)據(jù)非正態(tài),以大量數(shù)據(jù)(大量歷史數(shù)據(jù):至少100 批,最好超過300 批),用百分位數(shù)法得出限度。如用相同工藝條件下連續(xù)幾年的數(shù)據(jù)為計算限度,此處注意要結(jié)合經(jīng)驗判斷限度是否合適。舉例來說:2.5%分位數(shù)作為下控制限,97.5%分位數(shù)作為上控制限。(2.5%~97.5%數(shù)據(jù)范圍可以理解為4 倍標(biāo)準(zhǔn)差的水平,因為±2σ 包含95.45%的數(shù)據(jù)。)注:其他任何有文獻依據(jù)的方法均可嘗試使用。
3.5.3 CQA 趨勢評估應(yīng)用
實例1:評價總混工序的工藝趨勢,評價指標(biāo)CQA 總混含量。
建立限度:2017 年和2018 年所有生產(chǎn)批次,共341 批數(shù)據(jù);以2.5%分位數(shù)3.6 作為下控制限,97.5%分位數(shù)4.3 作為上控制限。(注:法定標(biāo)準(zhǔn)≥3.2)
評估應(yīng)用:2019 年1 ~2 月,共15 批(均值為3.82)數(shù)據(jù),并在時間序列圖上添加Y 值參考線:下限3.6;上限4.3;均值3.82,見圖6。
分析:觀察進行檢驗分析:①超限:沒有;②連續(xù)7 點在中心線一側(cè):沒有;③連續(xù)7 點全部遞增或全部遞減:沒有;④連續(xù)14 點,上下交錯:沒有。結(jié)論:總混工序總混含量穩(wěn)定,工藝穩(wěn)定。
實例2:充填工序的工藝趨勢,評價指標(biāo)CQA 充填裝量。
2019 年1 ~2 月,共15 批數(shù)據(jù)(每批10 個數(shù)據(jù)),首先進行“圖形化匯總”,P 值=0.122,通過了正態(tài)檢驗,即可以進行能力分析。進行“Capability Sixpack”(六合圖)正態(tài)的能力分析,數(shù)據(jù)每批10 個,子組大小為“批號”,下限為0.322,上限為0.378。輸出六合圖見圖7。
分析:左上Xbar 圖:沒有任何超限點,均值穩(wěn)定;左中S圖:標(biāo)準(zhǔn)差均在限度范圍內(nèi);左下最后15 個子組:上下交錯單個值沒有超限點;右上直方圖:沒有孤島值;右中正態(tài)概率圖P 值>0.05 符合正態(tài);右下能力圖:CP=2.48、CPK=2.13, 均>2,能力特優(yōu),并且CP 與CPK 接近,表明沒有異因的存在。結(jié)論:充填工序裝量控制能力特優(yōu),說明人員和設(shè)備性能均非常好,操作規(guī)程非常合適。
注意:運用時一定要注意檢測指標(biāo)的性質(zhì),這決定了指標(biāo)的分布類型,對于統(tǒng)計分析很重要。
針對制藥企業(yè)數(shù)據(jù),常用的統(tǒng)計工具見表3。
在實施過程中,常常會發(fā)生工藝驗證、持續(xù)工藝確認[5]、年度回顧概念相混淆的情況,下面將從幾方面進行比較,以幫助區(qū)分和理解,詳見表4。
表4 工藝驗證、持續(xù)工藝確認、年度回顧的對比表
經(jīng)實踐得出持續(xù)工藝確認可簡單歸納如下:
●確定目標(biāo):CQA 和CPP;
●確定工藝輸入穩(wěn)定:生產(chǎn)時人機料法環(huán)狀態(tài)穩(wěn)定;按照CPP執(zhí)行生產(chǎn);
●確定工藝輸出穩(wěn)定:按計劃進行取樣,收集檢驗結(jié)果CQA 數(shù)據(jù),并進行統(tǒng)計分析,得出質(zhì)量趨勢;收集階段性的投訴、偏差等“異常報告”的數(shù)量及情況;
●綜合輸入和輸出評估工藝是否穩(wěn)定,或建立“基準(zhǔn)狀態(tài)”(即后續(xù)確認情況與基準(zhǔn)對比,從而得出是否穩(wěn)定)。
但有兩點值得注意:
●確定CQA、CPP 是最先、最基礎(chǔ)的工作。需要投入大量專業(yè)人員參與,特別是研發(fā)人員和生產(chǎn)人員,研發(fā)掌握著工藝設(shè)計時基礎(chǔ)研究資料,生產(chǎn)和質(zhì)量掌握著實際生產(chǎn)效果,三者的結(jié)合才是理論和實踐的結(jié)合。
●真實、及時收集數(shù)據(jù)是持續(xù)工藝確認的執(zhí)行關(guān)鍵。只有真實的數(shù)據(jù),才能反映真正工藝情況,假的數(shù)據(jù)只能得到錯誤的結(jié)論,且無法指導(dǎo)改進;一切假的、被美化過的數(shù)據(jù)都是在浪費人力、物力。