持續(xù)工藝驗(yàn)證是生物工藝管理的重要環(huán)節(jié)

當(dāng)企業(yè)的生物工藝已經(jīng)被設(shè)計(jì)與開發(fā)出來，相關(guān)的DoEs實(shí)驗(yàn)已經(jīng)執(zhí)行并經(jīng)過了妥善分析，工藝驗(yàn)證也已經(jīng)完成（可能是三個(gè)批次的生產(chǎn)）并且生成了驗(yàn)證報(bào)告；繼而FDA或其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)并同意繼續(xù)整個(gè)過程，企業(yè)甚至已經(jīng)有了一些基于數(shù)據(jù)的放行標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)工藝部門是不是就可以進(jìn)行慶祝并將剩下的工作全部交給質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)部門了呢？并不完全是這樣。不容忽視的是，GMP生物制品的生產(chǎn)過程會(huì)隨時(shí)間發(fā)生不斷的更新和改變，在未來不一定還會(huì)與最初設(shè)計(jì)的過程完全相同。對(duì)此，F(xiàn)DA建議的解決方法是開展持續(xù)工藝驗(yàn)證（CPV）。在FDA的工藝驗(yàn)證指南中，提到了三個(gè)階段的工藝驗(yàn)證方法論，第三階段便是在闡述CPV的問題。CPV是質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（QbD）工藝開發(fā)理念中極容易被低估的部分：它持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，卻經(jīng)常在最后關(guān)頭才被提及，工藝工程部門對(duì)其投入的資源不足，質(zhì)量部門也往往不夠重視。對(duì)生物工藝過程的數(shù)據(jù)管理越早開始越好Part1、CPV的基礎(chǔ)與核心

CPV的基礎(chǔ)工作要求其實(shí)非常簡(jiǎn)單直白，其中基本的要求是藥企必須持續(xù)不斷地驗(yàn)證關(guān)鍵質(zhì)量屬性（CQAs，CriticalQualityAttributes）、關(guān)鍵過程參數(shù)（CPPs，CriticalProcessParameters）以及其他相關(guān)的工藝信息，以確保對(duì)已驗(yàn)證狀態(tài)的維護(hù)。這個(gè)過程不僅包括對(duì)可接受條件的檢查，還包括使用合適的軟件程序?qū)@些屬性和參數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)化分析與詳細(xì)的監(jiān)控。那么實(shí)行CPV應(yīng)從哪里著手呢？首先，F(xiàn)DA的《工藝驗(yàn)證指南：一般原則和實(shí)踐》（GuidanceforIndustryProcessValidation:GeneralPrinciplesandPractices）為我們提供了綱要：“工藝驗(yàn)證被定義為對(duì)數(shù)據(jù)的收集與整理過程。該過程從工藝設(shè)計(jì)階段持續(xù)到生產(chǎn)階段，建立了一個(gè)科學(xué)的依據(jù)以證明工藝可以持續(xù)的交付質(zhì)量合格的產(chǎn)品?！贝送?，CPV也是一個(gè)收集和分析數(shù)據(jù)的框架，可以確保藥品生產(chǎn)工藝處于持續(xù)的控制狀態(tài)。這種對(duì)工藝過程的控制狀態(tài)也與工藝驗(yàn)證的最終目標(biāo)一致，這就是為什么FDA將其納入了整體驗(yàn)證方法：“必須建立一個(gè)持續(xù)的項(xiàng)目來收集和分析與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的產(chǎn)品生產(chǎn)和工藝數(shù)據(jù)。所收集的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括相關(guān)的工藝過程趨勢(shì)和工藝輸入物料、在制品物料以及稱配質(zhì)量數(shù)據(jù)。”［《工藝驗(yàn)證指南》§211.180(e)］目前，網(wǎng)上有許多描述CPV方法的論文和大量執(zhí)行良好的案例可供研究。對(duì)于總體驗(yàn)證策略的快速回顧，過程通?？梢员环譃?個(gè)階段：（1）工藝表征研究；（2）工藝性能確認(rèn)；（3）持續(xù)工藝驗(yàn)證。顯而易見，CPV是工藝表征研究和性能確認(rèn)的延續(xù)。但是這并不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的分階段過程，后文會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹，來自過程（1）和過程（2）的信息均應(yīng)該包括在CPV中。CPV可以有多種形式，但其核心是一個(gè)持續(xù)研究計(jì)劃。該計(jì)劃包括了在GMP生物制品生產(chǎn)過程中需要持續(xù)監(jiān)控的參數(shù)和屬性列表。不合格的標(biāo)準(zhǔn)、偏差和發(fā)展趨勢(shì)必須定期與工程、制造和質(zhì)量部門的主題專家進(jìn)行評(píng)審，以確保工藝盡可能地時(shí)刻都保持在受控的狀態(tài)。通常我們能夠在控制圖上對(duì)這些關(guān)鍵的參數(shù)值和屬性值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但需要注意，控制圖的繪制采樣頻率需與生產(chǎn)制造節(jié)奏相匹配。那么實(shí)行CPV能為企業(yè)帶來什么收益呢？通常有以下3點(diǎn)：（1）確保合規(guī)。

實(shí)際上，企業(yè)必須這么做，F(xiàn)DA對(duì)此也有明確的要求。因?yàn)镕DA會(huì)認(rèn)定CPV是工藝驗(yàn)證計(jì)劃的一部分，所以他們會(huì)在GMP審核的時(shí)候檢查確認(rèn)企業(yè)的持續(xù)工藝驗(yàn)證計(jì)劃。如果沒有足夠的證據(jù)來證明對(duì)生物生產(chǎn)過程進(jìn)行了充分的檢測(cè)，企業(yè)將會(huì)收到監(jiān)管機(jī)構(gòu)發(fā)出的警告信。這也是我們觀察到的很常見的檢查缺陷項(xiàng)之一。（2）避免批次損失。生物制品商業(yè)化生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的一個(gè)失敗批次可能會(huì)耗費(fèi)公司數(shù)百萬美元的成本。而采用一個(gè)健全的持續(xù)工藝驗(yàn)證程序和正確的控制策略，可以有效地避免商業(yè)化生產(chǎn)中出現(xiàn)的失敗批次。甚至即使當(dāng)無法挽救整批產(chǎn)品的失敗，也可通過迅速完成調(diào)研并解決問題來縮短處理時(shí)間，從而給企業(yè)整體生產(chǎn)過程帶來巨大的收益。（3）緩解偏差。通過CPV方案可以輕易地發(fā)現(xiàn)工藝的長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)和可能發(fā)生的偏差。報(bào)警限提醒、軟件趨勢(shì)監(jiān)測(cè)、甚至是對(duì)工藝過程的多變量分析控制，都能夠在首次檢驗(yàn)結(jié)果超標(biāo)（OOS，OutofSpecification）發(fā)生很久之前提醒負(fù)責(zé)的人員注意。實(shí)行CPV后，不論是材料（如凝膠或介質(zhì)）降解又或是細(xì)胞生成降解，OOS均可以有效緩解。協(xié)作數(shù)據(jù)分析平臺(tái)可協(xié)助開發(fā)出工藝數(shù)據(jù)的隱藏潛力Part2、進(jìn)行CPV需要考慮的問題

2.1CPV使用的數(shù)據(jù)來源

正如本文一開始便提到的，所有之前的步驟產(chǎn)生的信息對(duì)CPV方案的建立都是有幫助的，其中最常見的信息包括：工藝開發(fā)數(shù)據(jù)：工藝表現(xiàn)的基本信息，包括在工藝開發(fā)過程中的各種時(shí)序性數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)。工藝表征數(shù)據(jù)：基于工藝表現(xiàn)形成的先進(jìn)的工藝模型可以用于設(shè)計(jì)CPV方案的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜性。風(fēng)險(xiǎn)分析：確定哪些屬性與參數(shù)是關(guān)鍵的（如CPPs/CQAs等），并對(duì)其重點(diǎn)關(guān)注。商業(yè)化生產(chǎn)批次和過程：放大工藝模型并確定生產(chǎn)的頻率，這將決定檢測(cè)的頻率。工藝性能確認(rèn)（PPQ，ProcessPerformanceQualification）數(shù)據(jù)：工藝知識(shí)的驗(yàn)證并確定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。2.2監(jiān)測(cè)頻率

通常監(jiān)測(cè)的頻率是由生產(chǎn)計(jì)劃所決定。一年只生產(chǎn)2個(gè)批次便不需要每周都檢測(cè)工藝數(shù)據(jù)，而一年使用100次的生產(chǎn)工藝顯然不能等到季度的質(zhì)量回顧時(shí)才進(jìn)行監(jiān)測(cè)。找到一個(gè)完美匹配的頻率可能會(huì)很困難，但這將會(huì)幫助企業(yè)在潛在問題的監(jiān)測(cè)過度和監(jiān)測(cè)不足之間找到平衡點(diǎn)。2.3必要的統(tǒng)計(jì)復(fù)雜性

企業(yè)的數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)或許可以對(duì)所有可行參數(shù)都執(zhí)行多變量數(shù)據(jù)分析，但是企業(yè)真的需要這么做嗎？具備1個(gè)簡(jiǎn)單的控制圖就足夠了嗎？企業(yè)是否存有足夠大的數(shù)據(jù)集以便去使用強(qiáng)大但需要充足數(shù)據(jù)支持的過程能力指數(shù)（CpK）值？這些問題非常重要，思考這些問題時(shí)應(yīng)特別注意：不要先入為主地認(rèn)為越復(fù)雜越好。2.4合適的報(bào)警線

舉例來說，假設(shè)企業(yè)決定激活每個(gè)CQA的所有可能的報(bào)警限制（如Western-Electricrules中定義的限制線），那么不出一個(gè)月，將會(huì)產(chǎn)生海量的調(diào)查文件堆積在辦公桌上。不僅如此，我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)其中大多數(shù)問題都是由流程的自然波動(dòng)變化引起的，那么作為結(jié)果，可能需要徹底取消該程序并從頭開始重新設(shè)定。這個(gè)例子告訴我們：過度保守的監(jiān)測(cè)并不意味著對(duì)過程有更嚴(yán)格的控制，在監(jiān)測(cè)不到警告信息和獲得太多不必要的警告信息間尋找平衡同樣非常關(guān)鍵。Part3、建立持續(xù)工藝驗(yàn)證項(xiàng)目的基本思路

3.1人員FDA建議：“應(yīng)由統(tǒng)計(jì)學(xué)專家或是在統(tǒng)計(jì)過程控制方面受到過充分培訓(xùn)的人員制定數(shù)據(jù)收集計(jì)劃，以及用于測(cè)量和評(píng)估過程穩(wěn)定性和過程能力的統(tǒng)計(jì)方法與程序?！北疚慕ㄗh更進(jìn)一步：工藝工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家、生產(chǎn)部門和質(zhì)量部門的專家都應(yīng)當(dāng)參與建立良好的CPV方案。因?yàn)殡m然統(tǒng)計(jì)學(xué)專家可以幫助建立規(guī)則，但是工藝的理解和質(zhì)量的要求來源自工廠的各個(gè)部門，每個(gè)部門都需要貢獻(xiàn)觀點(diǎn)，否則很可能會(huì)遺漏關(guān)鍵的意見。3.2方式（1）選擇參數(shù)：應(yīng)先從CQAs開始，因?yàn)檫@些參數(shù)是更接近本質(zhì)的；然后是CPPs，也可以對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這能為工藝過程的變化提供很好的指示效果；除此之外，還應(yīng)注意步驟產(chǎn)量、細(xì)胞計(jì)數(shù)和其他不直接影響質(zhì)量但能夠強(qiáng)烈表現(xiàn)工藝是否被充分執(zhí)行的過程參數(shù)，并且最后還要再加上能夠預(yù)示轉(zhuǎn)變與趨勢(shì)的物料的屬性。（2）確定工具：企業(yè)有什么監(jiān)測(cè)軟件可以使用？企業(yè)是通過傳統(tǒng)的表格與計(jì)算器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)還是通過全自動(dòng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)（它可以高效地提供多變量數(shù)據(jù)分析和稀疏恢復(fù)回歸）？操作員在使用維隆PAS-XSavvy進(jìn)行數(shù)據(jù)管理對(duì)此，本文提供的建議是：只監(jiān)測(cè)以電子形式存在的數(shù)據(jù)，并確保需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)以電子形式記錄。如果每次收集數(shù)據(jù)均需要手動(dòng)在批記錄中翻找，無疑會(huì)令人無法接受。因此建議盡早將數(shù)據(jù)電子化歸檔管理。也只有到那時(shí)，企業(yè)才有精力去選擇合適的統(tǒng)計(jì)分析軟件。推薦使用實(shí)時(shí)生物工藝數(shù)據(jù)管理與分析工具，如柯爾柏的維隆PAS-XSavvy，以確保企業(yè)的關(guān)鍵屬性和參數(shù)能以電子數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行管理。

（3）數(shù)據(jù)分析方法：確定將使用哪些統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用程序，建議在過程中尋求企業(yè)數(shù)據(jù)分析專家建議