基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)理念建立高效液相色譜方法

楊家愛曹天海（昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥劑科，云南 昆明 65003；昆明積大制藥股份有限公司國際GMP認(rèn)證部，65006）

基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)理念建立高效液相色譜方法

楊家愛1曹天海2
（1昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥劑科，云南 昆明 650032；2昆明積大制藥股份有限公司國際GMP認(rèn)證部，650106）

【摘要】質(zhì)量源于設(shè)計(jì)理念在制藥工業(yè)中的應(yīng)用逐漸由工藝開發(fā)向藥物分析領(lǐng)域滲透，高效液相色譜法（HPLC）作為藥物分析領(lǐng)域內(nèi)的重要工具，其方法開發(fā)的科學(xué)性、規(guī)范性尤其應(yīng)當(dāng)受到重視。本文對質(zhì)量源于設(shè)計(jì)在HPLC方法開發(fā)中的應(yīng)用作一綜述。

【關(guān)鍵詞】質(zhì)量源于設(shè)計(jì)；高效液相色譜法；綜述

隨著美國FDA把質(zhì)量源于設(shè)計(jì) （quality by design，QbD）［1］引入制藥行業(yè)，上述概念在原料藥工藝開發(fā)和制劑工藝研究中得到了廣泛的應(yīng)用。高效液相色譜法（HPLC）作為快速、準(zhǔn)確、可靠的分析方法，在藥品質(zhì)量控制中起著極其重要的作用。近年來，有研究逐漸把質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的概念引入HPLC開發(fā)領(lǐng)域，本文總結(jié)了相關(guān)文獻(xiàn)的研究思路。

傳統(tǒng)的HPLC開發(fā)過程［2］為：①確定分離目標(biāo)，②初步分離，③建立最佳分離條件，④優(yōu)化分離條件，⑤方法驗(yàn)證?；赒bD的HPLC開發(fā)過程引入了分析目標(biāo)譜（analytical target profile，ATP）、關(guān)鍵質(zhì)量屬性（critical quality attributes，CQA）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（design of experiment，DOE）、設(shè)計(jì)空間（design space，DS）等概念［3-4］，使傳統(tǒng)的HPLC開發(fā)過程更加科學(xué)。引入QbD后的HPLC開發(fā)流程見圖1。

圖1　基于QbD的HPLC方法開發(fā)流程

下面就各個(gè)流程模塊逐一進(jìn)行論述。

1　建立分析目標(biāo)譜

分析目標(biāo)譜用來定義分離目標(biāo)物所需要的HPLC方法選擇、設(shè)計(jì)以及開發(fā)活動(dòng)的范圍。首先，需要確定分析目標(biāo)物，然后通過文獻(xiàn)檢索獲得分離目標(biāo)物或結(jié)構(gòu)類似物已有的HPLC色譜條件，也可以通過專家系統(tǒng)或個(gè)人經(jīng)驗(yàn)預(yù)測可能的色譜條件，還可以通過試錯(cuò)法或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)（Plackett-Burman法）［5］初步得出可能的色譜條件及相應(yīng)的參數(shù)范圍。例如，對于含量測定，重點(diǎn)關(guān)注專屬性試驗(yàn)中強(qiáng)降解試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)相似雜質(zhì)與目標(biāo)物的分離情況，以及方法的耐用性；對于原料藥的有關(guān)物質(zhì)測定，要充分考慮起始物料、中間體以及降解產(chǎn)物的類型，重點(diǎn)考察有關(guān)物質(zhì)的分離度及方法的靈敏度。

可以通過列表的方法來描述分析目標(biāo)譜，列出目標(biāo)分析物的名稱及結(jié)構(gòu)式、需要達(dá)到的分離度、可能的色譜條件（流動(dòng)相組成、色譜柱類型及尺寸、檢測器類型、柱溫、流速以及進(jìn)樣量等）、樣品處理方法及穩(wěn)定性、期望達(dá)到的色譜指標(biāo)（如分離度、精密度、檢測限、回收率）等。

2　風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)分析是對分析目標(biāo)譜的評估過程，旨在確定影響HPLC分析結(jié)果的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)和屬性。常用的風(fēng)險(xiǎn)評估工具有失效模式和效果分析（FMEA）、危害分析和臨界點(diǎn)控制點(diǎn)（HACCP）［6］等。下面以FMEA為例說明如何進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

首先，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性和發(fā)生的可能性對分析目標(biāo)譜中的每一個(gè)因素進(jìn)行評估，以進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)檢查時(shí)分離度差為例子，見表1；風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性可以考慮以下3個(gè)方面的因素：是否符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）要求、是否影響產(chǎn)品質(zhì)量判斷、是否可以檢測。

表1　分離度差的FMEA風(fēng)險(xiǎn)評估

之后，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性（S值，范圍1～10分）和發(fā)生的可能性（O值，范圍1～ 10分），可以得出每個(gè)因素的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù) （risk priority index，RPN）。當(dāng) 1＜ RPN＜ 10，可以接受風(fēng)險(xiǎn)（低風(fēng)險(xiǎn)）；當(dāng) 11＜ RPN＜ 25，應(yīng)根據(jù)成本/效益比來評估風(fēng)險(xiǎn)（中等風(fēng)險(xiǎn)）；當(dāng)RPN＞ 25時(shí)，不可以接受該風(fēng)險(xiǎn)（高風(fēng)險(xiǎn)）。表1中各種導(dǎo)致有關(guān)物質(zhì)分離度差原因的RPN結(jié)果見表2。

表2　分離度差原因的RPN結(jié)果

3　設(shè)定關(guān)鍵質(zhì)量屬性

依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，把風(fēng)險(xiǎn)程度高的因素列入關(guān)鍵質(zhì)量屬性，重點(diǎn)進(jìn)行控制。一般來說，色譜柱、流動(dòng)相組成和pH是各種HPLC方法的關(guān)鍵質(zhì)量屬性。針對不同的分離目標(biāo)，關(guān)鍵質(zhì)量屬性也有所不同，如進(jìn)行手性拆分光學(xué)異構(gòu)體時(shí)，各光學(xué)異構(gòu)體的分離度以及檢測限也是關(guān)鍵質(zhì)量屬性。

4　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是QbD的精髓所在，徹底改變了傳統(tǒng)途徑事后評價(jià)的做法。針對關(guān)鍵質(zhì)量屬性，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，通過一系列的實(shí)驗(yàn)來獲得和證明關(guān)鍵質(zhì)量屬性的范圍。常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是響應(yīng)面分析，表3總結(jié)了目前文獻(xiàn)中響應(yīng)面分析所用的模式及色譜參數(shù)（通常就是關(guān)鍵質(zhì)量屬性）。

表3　文獻(xiàn)中響應(yīng)面分析的模式及色譜參數(shù)

5　設(shè)計(jì)空間

通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以得到HPLC關(guān)鍵質(zhì)量屬性的范圍，比如說，當(dāng)有機(jī)相比例或者pH值在某個(gè)范圍時(shí)，目標(biāo)分析物的分離度大于 1.5，滿足HPLC分析的基本要求，這個(gè)范圍就是方法的設(shè)計(jì)空間，據(jù)此可以定義方法的系統(tǒng)適用性的要求。這種方式改變了系統(tǒng)適用性要求憑經(jīng)驗(yàn)制訂的做法。

6　方法學(xué)驗(yàn)證

通過上述步驟，獲得了色譜條件和設(shè)計(jì)空間，根據(jù)相關(guān)指南的要求，如《中國藥典》附錄［12］等，就可以進(jìn)行分析方法學(xué)的驗(yàn)證。耐用性作為分析方法學(xué)驗(yàn)證中的重要參數(shù)，也可以通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法來確認(rèn)，如果分析方法最后制訂的操作范圍和上述設(shè)計(jì)空間一致，可以考慮直接引用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果，減少不必要的工作量。

7　日常分析

通過分析方法驗(yàn)證，如果需要在另一個(gè)分析實(shí)驗(yàn)室使用本方法，必須進(jìn)行分析方法轉(zhuǎn)移，進(jìn)行轉(zhuǎn)移時(shí)可以考慮上述關(guān)鍵質(zhì)量屬性和設(shè)計(jì)空間的結(jié)果，確保有效、可靠的轉(zhuǎn)移。日常分析過程中，應(yīng)注意記錄OOS（out of specification）結(jié)果以及相關(guān)的偏差，為進(jìn)一步評估分析方法的適用性積累數(shù)據(jù)。

8　持續(xù)改進(jìn)

通過積累的數(shù)據(jù)，如果出現(xiàn)新的工藝過程中的雜質(zhì)或者長期穩(wěn)定性研究中降解產(chǎn)物，導(dǎo)致分析方法不適用時(shí)，可以回到分析方法開發(fā)的最初階段，重新優(yōu)化分析方法，按QbD流程建立新的分析方法，并進(jìn)行相應(yīng)的變更，實(shí)現(xiàn)分析方法基于方法生命周期的管理。

基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的方法建立HPLC分析方法打破了過去純粹依靠經(jīng)驗(yàn)的做法，使開發(fā)過程更加科學(xué)、合理。隨著計(jì)算機(jī)及人工智能的發(fā)展，逐漸有公司開發(fā)了可以輔助進(jìn)行HPLC方法開發(fā)的軟件，如Drylab、Fusion、ChromSword、ACD/AutoChrom Method Development Suite、ACD/LC simulator、LC Method Developer等，已經(jīng)有論文借助這些軟件［13-20］，依據(jù)QbD理念建立HPLC方法，相信隨著這些軟件的普及以及QbD理念的深入人心，HPLC方法的開發(fā)過程一定會(huì)更加規(guī)范。

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◆醫(yī)藥快訊◆

Ertugliflozin用于 2型糖尿病的 2項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)達(dá)首要終末指標(biāo)

默克（Merck）公司和輝瑞（Pfizer）公司于2016 年6月11日宣布，其在研藥物Ertugliflozin用于2型糖尿病的2項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)達(dá)首要終末指標(biāo)。

本2項(xiàng)試驗(yàn)（VERTIS Mono和VERTIS Factorial）為Ertugliflozin的VERTIS臨床試驗(yàn)項(xiàng)目中的2項(xiàng)，該項(xiàng)目結(jié)果已于2016年第76屆糖尿病協(xié)會(huì)（ADA）科學(xué)年會(huì)上公布。

VERTIS Mono為隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照試驗(yàn)，受試者按1∶1∶1的比例隨機(jī)分入Ertugliflozin 5 mg組、Ertugliflozin 15 mg組及安慰劑組。試驗(yàn)的首要終末指標(biāo)為26周時(shí)血糖控制改善，次要終末指標(biāo)之一為糖化血紅蛋白（HbA1c）低于7.0%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，Ertugliflozin組與安慰劑組相比，HbA1c顯著降低，達(dá)首要終末指標(biāo)。Ertugliflozin組HbA1c低于7.0%的受試者比例顯著高于安慰劑組。各組間不良事件發(fā)生率相似。

VERTIS Factorial為隨機(jī)、雙盲試驗(yàn)，受試者按1∶1∶1∶1∶1的比例隨機(jī)分入Ertugliflozin 5 mg+西格列汀組、Ertugliflozin 15 mg+西格列汀組、Ertugliflozin 5mg組、Ertugliflozin 15 mg組及西格列汀組。試驗(yàn)的首要終末指標(biāo)為26周時(shí)血糖控制改善，次要終末指標(biāo)之一為 HbA1c低于 7.0%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，Ertugliflozin與西格列汀合用與兩藥單用相比，HbA1c顯著降低，達(dá)首要終末指標(biāo)。Ertugliflozin與西格列汀合用HbA1c低于7.0%的的受試者比例顯著高于兩藥單用。各組間不良事件發(fā)生率相似。

（來源：http://www.drugs.com）

doi：10.3969/j.issn.1672-5433.2016.08.008

收稿日期：（2016-03-28）

作者簡介：楊家愛，女，主管藥師。研究方向：醫(yī)院藥學(xué)。E-mail：abbie387@sohu.com曹天海，男，工程師。研究方向：新藥開發(fā)。通訊作者E-mail：skyrin_jida@126.com

Development of HPLC Method Based on Quality by Design

Yang Jiaai1，Cao Tianhai2（1 Department of Pharmacy，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University， YunnanKunming650032， China；2InternationalGMPCertificationDepartment， KunmingJida Pharmaceutical Co.，Ltd.，650106）

ABSTRACTThe application of quality by design is steering from the process development to the pharmaceutical analysis.HPLC is an important tool in the pharmaceutical analysis，of which the scientificalness and normalization of development should be paid more attention.This paper reviews the application of quality by design in the development of HPLC method.

KEY WORDSQuality by Design；HPLC；Review