血液制品生产工艺验证实践的探讨

血液制品生产工艺验证实践的探讨工艺验证是药品生产验证的重中之重。

本文根据生产工艺验证的实践经验，从工艺验证的介入时间、验证策略、验证风险管理和验证执行等方面总结了血液制品工艺验证的一些心得体会。

标签：工艺验证；验证策略；风险管理；血液制品血液制品的生产工艺是对血液制品以往生产经验的总结，其生产工艺验证是对总结出来的经验进行证明。

藥品生产工艺验证的概念最早由FDA提出，并在1987年发布了工艺验证指南（以下简称87版指南）[1]。

2008年11月，FDA给出新一版的工艺验证指南稿（以下简称新指南稿）用于各方评价，并在2011年1月发布了修订版[2]。

同年3月，我国《药品生产质量管理规范（2010年修订）》也开始实施，其第一百四十条和第一百四十一条明确了药品生产企业需要证明其生产工艺能按照规定的工艺参数持续生产出符合预定用途和注册要求的产品。

下面笔者就新指南稿相对于87版指南的变化简要地分析工艺验证的发展变化，并结合血液制品的特点探讨笔者所执行的工艺验证过程。

1 新指南稿的变化1.1 工艺验证的概念87版指南中工艺验证被定义为“建立文件化的证据以提供高度的保证，使生产的药品能持续满足预定的标准和质量特性”，而在新指南中则重新定义为“通过收集和评估从工艺设计阶段到生产阶段的数据，建立有科学依据的证据证明该工艺能持续生产出合格产品”。

在整个新指南中多处均强调了“有科学依据的证据”这个概念，也就是说以前是要求你证明你做了什么，而现在进一步要求你阐明为什么这样做血液制品的工艺验证，这样做的科学依据是什么？1.2 质量保证的概念在87版指南中，产品的质量“不能依靠对最终产品的检查或检测而获得”，而在新指南中则变更为“仅仅依靠过程控制和成品检测无法充分保证产品质量”。

这实际上是整合了ICH Q8中质量源于设计（QbD）的理念，因为FDA已经认识到一些有设计缺陷（poorly designed）的工艺，即使进行了验证，也无法保证其能持续生产出合格产品，因此必须将质量保证前移至血液制品的研发阶段。

1.3 “最差条件（worst case）”的验证要求药品生产企业验证工作人员往往对87版验证指南中“最差条件”的验证要求抱怨很多，毕竟在最差条件下验证往往要承担较高的验证失败的风险，特别是血液制品，由于主要原料健康人血浆非常珍贵，商业规模下验证失败会给企业带来人力、财力和时间上的巨大浪费[3]。

新指南中将“最差条件”的验证放到了工艺设计阶段，也就是在实验室的研发阶段进行“最差条件”的研究，在工艺确认阶段只按照正常生产的工艺控制条件进行验证；这也是与建立工艺的“设计空间”相匹配的。

1.4 最小验证批次的要求虽然在87版指南中并没有明确要求，但是连续生产3个一致性批次产品（golden three batches）进行工艺验证已经成为药品生产行业的共识。

在新指南稿中工艺验证的批次取决于厂家能够明证实从已有的工艺验证批次中已经获得了足够的证据支持产品的上市销售，3个一致性批次已经成为最低要求[4]。

当然，由于原料血浆的来源问题，对于血液制品而言3个一致性批次的验证仍然是合理的。

1.5 再验证、同步验证及回顾性验证在87版指南中要求当配方、关键原材料、关键设备出现变更时，或如静注人免疫球蛋白等有超过30年上市历史的药品进行工艺革新时需要进行工艺再验证，在新指南稿中则没对再验证的要求进行讨论；FDA是希望以工艺的日常确认（life cycle approach by continuous verification）来代替再验证。

新指南稿的第5节专门对同步验证进行了讨论，支持对于需求量很小的药品（如孤儿药等）或短缺药品或价值很高的药品如血液制品等的同步验证，弥补了87版指南中没有同步验证概念的缺陷。

同时，新指南稿不再支持回顾性验证。

2 血液制品生产工艺验证的体会2.1 工艺验证的时间线对于新研发的血液制品而言，生产工艺验证通常采用前验证的形式。

新药的二期临床开始后即开始工艺验证的准备工作，在新药的三期临床开始后则可以进行商业化规模的生产工艺验证，并且在这个阶段通常还需要开始缩小规模的工艺验证（如原液、半成品等中间产品的存放周期验证等），应在生产现场检查前应完成并批准生产工艺的验证。

人血清蛋白的低温乙醇法生产工艺已经有70年历史，因此对于已经获得生产文号和GMP证书的血液制品，其生产工艺的验证可以采用同步验证。

建议在用于验证的一致性批次投产前一年就着手开始准备验证工作，包括确认工艺特性、起草和批准工艺验证主计划、批准生产记录模板、起草和批准工艺验证方案等。

并在相关的厂房、设施、设备和公用工程等验证完成后及时进行商业化规模的生产工艺验证，在生产现场检查前应完成并批准生产工艺的验证。

2.2 验证团队的建立血液制品工艺验证需要企业的生产部门、质量部门、工程部门和研发部门等多个部门的参与及支持。

研发部门是生产工艺的发起者并形成对工艺的知识和理解；生产部门是生产工艺的所有者，由生产部门负责工艺验证的全面管理；质量部门负责工艺验证用分析方法的开发和验证，以及工艺验证过程中样品取样或授权样品取样等。

验证团队的成员应来自上述部门，可以是专职或兼职。

验证团队成员的专业背景最好能包括化学、生物学、微生物学、药学、制药工程、自动化控制和统计学等。

目前国内药品生产企业中有统计学背景的人员较少，鉴于熟练掌握数理统计或工业统计的工艺验证团队成员在工艺设计和工艺的生命周期内的持续确认阶段的重要作用，企业非常有必要引进相应的人才。

2.3 工艺验证主计划验证团队的第一项工作是起草血液制品的工艺验证主计划（process validation master plan，PVMP）。

PVMP是企业验证主计划（VMP）的组成部份，描述生产工艺验证的范围、验证流程、职责分配、应用的风险管理工具、验证策略、验证方式等。

PVMP是为统一工艺验证策略而给出的高级文件，它不是一个详细的验证时间进度计划。

PVMP规定了工艺验证范围和基本原理，并清楚列出需要验证的生产工艺清单。

2.4 生产工艺验证的范围每个需要进行驗证的血液制品生产工艺都需要列出工艺的起点和终点[4]。

一些特殊的生产工艺，如病毒去除/灭活工艺的效果验证和除菌过滤工艺的效果验证等，根据GMP或相关法规的要求，可以不纳入生产工艺的验证范围；一些对产品的质量影响很小的工艺或纯手工操作的工艺，如产品包装盒等外包装工艺，也可以不纳入工艺验证，但不纳入的项目和原因应该在PVMP中清楚地说明。

2.5 生产工艺验证的策略在法规许可的前提下，经风险评估选择合理的验证策略，可以极大地缩短工艺验证的时间，减少不必要的验证资源的浪费。

常用的工艺验证模式有家族验证模式和工艺模块（工艺单元）验证模式两种。

基于明确的工艺输入和输出，可以将完整的工艺流程分解为独立的工艺模块，如融浆投浆工艺模块、冷沉淀提取工艺模块、FV制作及分离工艺模块等。

通过确认工艺模块输出的中间产物的质量属性是否满足预先设定的标准确认工艺模块的符合性；而整个生产工艺的符合性由每一工艺模块的符合性来判定。

当进行工艺变更时或出现偏差时，该偏差或变更对整个工艺的影响就可以通过风险分析评估其对特定工艺模块的影响。

工艺模块的验证模式顺应了制药行业国际化背景下原料药（如冷沉淀、生产白蛋白的组份V等）和药物制剂生产的独立性的潮流；原料药本身有明确的质量指标，其生产工艺验证由原料药生产厂家完成，药物制剂厂家则只进行从合格原料药投料到成品阶段的生产工艺验证。

以缓冲液的配制为例，如0.9%NaCl溶液，在人血清蛋白和人免疫球蛋白产品中均有使用。

按照通常的工艺验证模式，该溶液的配制工艺需要同时在人血白蛋白和人免疫球蛋白的生产工艺验证中进行。

而工艺模块的验证策略则将该其定义为独立的工艺模块进行一次验证即可。

又如，在生产静注人免疫球蛋白和肌注人免疫球蛋白时，两种产品从血浆的合并到获得FII溶液的生产工艺是完全相同的，只是最终产品的给药途径不同，从超滤配制到除菌分装的生产工艺发生了变化；可将从血浆的合并到获得FII溶液看成是原料药的生产，作为独立的工艺模块进行验证，再分别进行静注人免疫球蛋白和肌注人免疫球蛋白的超滤、配制和除菌分装等制剂阶段的工艺模块验证。

家族验证模式主要针对使用相似或相同的设备的工艺操作。

例如，0.9%NaCl 溶液配制时使用了两个设计、部件、材质和大小完全相同，功能也完全相同的2 000 L配制罐。

在验证时，1个配制罐可以连续验证3批，另1个配制罐可以只验证1批即可。

工艺验证的规模可以分为正常生产规模验证和缩小规模验证两种形式，通常正常生产规模的验证为首选。

正常规模验证的应用包括一致性批次的同步验证等；缩小规模验证的应用包括有法规明确要求的工艺，如培养基分装验证，病毒去除/灭活效果验证，微生物、热原去除效果验证，工艺相关杂质去除能力的验证，有明确可接受标准的中间产品、缓冲液等的稳定性/储存时间验证等。

2.6 血液制品工艺验证的风险管理在工艺验证实践中，可以采用HACCP或FMEA确定需要验证的关键工艺步骤以及验证的程度[5-6]。

首先形成工艺描述和（或）工艺流程图，然后识别工艺步骤的风险（潜在的失效、后果、原因、控制和探测方法等），接着根据识别的风险关联该工艺步骤的质量属性和工艺参数，最后评价识别的风险并给出适当的评分[7-8]。

可根据药品的安全性、稳定性、无一性制订合理的风险标准。

以严重性评价为例，可以基于失效对于工艺和病人产生的影响来进行。

如采用1～3分制的标准时，3分的严重性级别为关键（critical），该失效将影响法规和安全的符合性，产生客户抱怨的重大缺陷（如出现住院治疗或死亡等），以及需要对法规机构报告的问题等；2分为重大（major），失效将导致警报/行动，生产的延迟，物料或缓冲液的报废甚至批次产品的报废问题；1分为次要（minor），失效不会导致目前已知的严重性后果。

在评价工艺步骤的风险后，则应进一步评价出与工艺步骤关联的关键质量属性和关键工艺参数。

关键质量属性是直接涉及中间产品或成品的病毒安全性、无菌性、微生物限度、热原、纯度、效力、稳定性和均一性的可准确定量的属性；而工艺参数是可以直接控制的工艺输入，工艺参数的关键性与其对关键质量属性的影响程度有关，关键工艺参数是其参数值必须控制在一个比较狭窄的范围，以便不会对中间产品或成品的关键质量属性产生影响的工艺参数。

2.7 工艺特性确认工艺特性确认（process characterization）通常包括工艺描述、工艺风险评价及历史工艺数据分析三个方面的内容。

工艺特性确认应该在工艺设计阶段完成，它是工艺验证的基础。

工艺特性来源于工艺设计时药品生产企业对产品和工艺的期望属性、科学判断、实验室研究结果、设计用于商业化生产的设备能力，以及过往的生产经验，如实验室小试生产及中试放大时的生产经验，甚至同类或相似产品的商业化生产经验等。