采用方法能力指数的方式[19]可直观地确定所确认或转移的方法在具体使用中的误判风险。方法能力指数(method capability index,MCI)是反映方法能力满足方法预期要求的能力指数。其公式为:
摘要 目的:探讨方法确认/ 转移成功的判定标准。方法:结合近年来方法学研究的新进展,特别是统计学在该领域的应用进展,分析目前方法确认/ 转移法规或文献中的表述不清晰问题,探讨引入统计学中的预测区间、容忍区间和方法能力指数作为确认/ 转移成功的判定标准。结果:方法确认/ 转移方案遵循方法验证的操作步骤,实验设计仅需实验者按方法验证要求进行独立重复操作;若该操作过程所获得的报告值在方法验证结果的预测区间内,则可以判定方法确认/ 转移成功;当该报告值超出方法验证结果的容忍区间,则可判定方法确认/ 转移不成功;当该报告值在容忍区间和预测区间范围之间时,应关注实验过程并尝试进一步改进方法。此外,也可通过方法能力指数作为判定确认和转移的依据。结论:当使用新的确认/ 转移实验设计方案时,采用与方法验证结果的预测区间和容忍区间进行比较的方式以及使用方法能力指数进行评估的方式;两者作为判定方法确认和转移是否成功的标准具有明显优势。同时可有效降低方法确认/ 转移过程所导致的误判风险。正 文 分析方法的确认(verification)和转移(transfer)是方法生命周期中的重要环节,两者都是对已验证(validation)方法是否能持续满足其预期用途(intended use)的确证(confirmed or qualified)过程。方法确认[1-2]是指首次使用(经官方验证的)法定分析方法时,由现有的分析人员或实验室对分析方法中关键的验证指标进行有选择性的考察,以证明方法对所分析样品的适用性,同时证明分析人员有能力使用该法定分析方法;而方法转移[3-4]是一个文件记录和实验确认的过程,目的是证明一个实验室(方法接收实验室)在采用另一实验室(方法建立实验室)建立并经过验证的非法定分析方法检测样品时,该实验室有能力成功地操作该方法,检测结果具有原研实验室的可靠性。分析方法转移是保证不同实验室之间获得一致、可靠和准确检测结果的重要环节,同时也是对实验室检测能力的重要评估。经验证的方法只有成功的确认/ 转移,即满足方法的预期用途,才能说明该方法具有持续使用的价值。换言之,任何方法在实际应用过程中都离不开持续确证环节[本文由药研公众号整理排版]。 目前国内外有关分析方法确认/ 转移的法规和文献很多[1-13],其中阐述最详尽的文件是美国药典(USP)的<1226>[1]和<1224>[3],其他法规文件[7-13]的内容主要集中在对基本概念、确认和转移的要求、方案和报告、转移的类型和原则,以及适用范围的剖析,却少有对确认/ 转移成功之判定标准进行详细阐述,以至于国内外质量分析人员在进行方法确认/ 转移时总是为以下问题所困扰:(1)方法确认/ 转移究竟需要对哪些方法的性能指标(如准确度、精密度、专属性等)进行选择性的论证或提供证据;(2)具体哪些方法性能指标最重要,是否应该将方法确认/ 转移按照方法验证方案实施1 遍才最可靠;(3)这些性能指标或方法的检测结果与验证实验的结果差多少符合确认/ 转移成功的标准。随着近年来GMP 和实验室认证的深入,以上问题一直是实验分析人员的困惑所在。目前针对方法确认/ 转移判定标准多为ICH Q2(R1)所规定性能指标的均值、偏差及置信区间等评价参数[10],部分实验室主要依据经验对这些参数是否能保证方法的预期用途进行判断,却很少给出相应的科学论证。这类现象的存在对方法确认/ 转移准确评估有着相当大的风险。 本文结合近10 年来分析方法的理论研究进展,首先分析了方法确认/ 转移的评价指标选择问题;然后利用统计学原理,结合实例深入探讨了判定确认/ 转移成功的标准问题;最后,对目前存在的一些观点和问题进行了分析和讨论。希望本文对方法确认和转移的标准探讨能为今后更高效、更科学地保证方法性能一致性的实施带来帮助。 1 方法确认/ 转移的指标选择 目前,国内外的法规或文件对方法确认/ 转移的探讨多集中在对性能指标的选择问题方面。法规多给出基本原则,一些学者则论述具体评价指标,但观点存在分歧。目前普遍是对专属性、准确度、精密度等方法性能指标进行考察[8-12]或根据产品特性选择性的进行性能指标[10]考察,后者将导致方法确认/ 转移中性能指标的选取过于武断或模糊;另有观点认为应根据具体实施中一些操作模式变异(format variation)所造成的风险来选择方法性能指标的确证,该观点在理论上较为可行,但在实际中如何严谨有效地选择评价指标并达成共识,仍然是值得深入探讨的问题。作者结合近年来的方法学研究进展[1-21],概括出如下3 个方面的重要进展。 1.1 推荐采用方法总变异度指标 无论是含量测定方法(Ⅰ类方法)还是定量杂质分析方法(Ⅱa 类方法),建议对准确度和精密度采用联合考察的方式,即通过计算方法的总变异度(total variability)(或叫总误差total error)的方式。该方式改变目前割裂完整设计的确认/ 转移实验操作方式(即实验设计方案),并且对方法在实验室内部的持续确认或向新实验室的转移尤为重要且便利。其理由:(A)方法的检测能力评估是对方法总变异度的评价,而方法总变异即为准确度和精密度的合成(见“3.2 项”);(B)对准确度和精密度的联合评估,也可以更精准地表达出所确认/ 转移的方法线性和范围是否达到验证时的要求。作者建议实验人员采用相同或同类仪器和同批次的试剂,设置验证实验中确立的浓度范围的实验设计方案进行确认/ 转移,最后利用方法验证中获得的预测区间、容忍区间和方法能力指数作为考察参数[14,19](见“3.1”项),或通过综合考察方法的变异和方法检测报告值(检测结果)的可靠范围,使之对方法性能的评价结果更具可靠性。 1.2 推荐使用线性回归的预测下限指标 在杂质检查过程中应该对检测下限(LOD)和定量下限(LOQ)进行考察,现ICH Q2(R1)等法规推荐了多种方式进行LOD 和LOQ 的确定,然而,USP <1210> 经过充分论证,建议采用上述实验设计过程获得的线性预测下限作为LOD[14],这被认为更具科学可靠性。 1.3 无需对专属性进行考察 确认/ 转移过程是对经验证过的方法的性能进行考察,检测方法所对应的产品已经被充分确证,故专属性对定量检测方法不是考察重点(非鉴别类方法)。无论确认或转移,都是用自身属性一致的样品进行确证(confirmation)[9],所以在检测时可以同时进行确证过程,无需再重点考察专属性。即使检测中分离度上有一定差异,通过标准对照,也是完全可以保证产品专属性的。当方法的使用范围扩大时,产品本身需要进行再验证,而非确认或转移的内容。 2 方法确认/ 转移与验证方案的异同 前面已经提到方法确认/ 转移的实验设计方案可以同时考察准确度、精密度、线性和范围,但它与方法验证的方案不完全相同。在方法验证阶段,需要对实验人员、仪器和主要试剂等主要变异源进行多因素的全面联合评价,属于多因素的正交设计或嵌套设计。而方法确认或转移,不需要再进行这种全面的多因素设计,仅需实验人员在规定条件下独立重复即可达到确认评估目的[本文由药研公众号整理排版]。 3 方法确认/ 转移成功的标准 判断方法确认/ 转移是否成功是确认/ 转移要回答的核心问题,也是最常困扰检测实验室的问题。目前国际人用药品注册技术协调会(ICH)和《中华人民共和国药典》(简称《中国药典》)等标准,也很少谈及相应的原则。通常情况下实验室会根据实验数据进行求方法性能指标的均值、(相对)偏差和精密度等,并通过差异性检验判断检测结果是否达到设定的预期结果[10],但这种差异性检验方式会增加误判的风险并导致缺陷。 为了保证方法确认和转移过程判断标准的科学性、严谨性和结论可靠性,作者建议在方法确认/ 转移中使用等效区间的比较方式作为(确认/ 转移)成功与否的判定依据。 3.1 建议用等效检验方式作为判定标准 根据方法检测的报告值所在的等效区间(包含预测区间和容忍区间)方式,可更好地回答方法检测能力是否等效的问题[14]。USP <1210> 在方法验证时给出报告值的预测区间(prediction interval)和容忍区间(tolerance interval)进行判定,可以更直观且有效地判定确认/ 转移时方法能力是否满足其实际用途。所谓预测区间,是指用验证试验的样本结果来预计在一定置信水平下,下一次或下几次实验时,该方法所测结果的范围[14-18]。其公式为: 方法确认/ 转移作为方法生命周期中的持续验证的过程,可以看作是方法验证中的后续一次实验应得到的结果波动区间,故可以把方法验证报告值(或估计值)的预测区间作为确认/ 转移是否成功的标准(通常应该在该范围内)。如果确认/ 转移的实验结果(报告值)超出方法验证所得报告值的容忍区间,则可以肯定其确认/ 转移不成功。若所测结果在预测区间和容忍区间范围内时,应关注确认/ 转移中的改进问题。 3.2 推荐用方法能力指数作为判定标准
公式中,USL 为特性量值(检测指标)限度标准的上限,LSL 为特性量值限度标准的下限,σmethod 为方法总变异,SDmethod 为样本变异或样本标准差。方法能力指数在1.0 以上时,表明该方法在实际应用时,发生误判的概率低于0.27%[19]。 预测区间、容忍区间和方法能力指数这3 个参数综合考虑了方法的总变异度、报告值的区间范围和与对应产品限度标准的关系,能够更真实、直观、科学地描述方法确认/ 转移过程中的方法能力是否满足其预期用途。 3.3 实例分析 本示例引用《含量测定类方法验证中的统计学评价》[20]中获得的方法能力评价表(见表1)数据,对新方法性能评估参数在方法确认/ 转移是否成功进行判定的举例说明。
从表1 可见,在90.0%~110.0% 的范围内,其方法总变异最大者在110.0% 浓度下,为0.78%,预测区间为99.52%~101.63%,容忍区间为98.93%~102.22%;这时的方法能力指数为4.28,说明该方法导致的误判率可以忽略不计[21],完全满足检测需要。如果在方法确认/ 转移中,各浓度点的检测结果在99.52%~101.63% 预测区间范围内,则认为该方法的确认或转移成功(图1-A 区域);如果其检测结果超出98.93%~102.22% 的容忍区间范围,则认为方法确认或转移失败(图1-C 区域);如果其检测结果介于98.93%~99.52% 或101.63%~102.22% 的预测区间和容忍区间范围之间,则应引起确认/ 转移实验者的注意(图1-B 区域)。
4 讨论 4.1 方法性能的持续评估是药品领域研究的热点。 2000 年ICH 发布的Q7A[5]首次提出了方法确认的概念并将其与方法验证进行区别,随后USP 相继发布了USP 通则<1224>[1]、<1226>[3]主要针对方法转移和方法确认进行讨论,欧洲药品质量控制实验室联盟(OMCL)[8]、美国分析化学家协会(AOAC)[9]、ISO[6]等组织也发表了有关方法确认和转移的指导原则和法规。2017 年我国发布了《GB/T 27417—2017 合格评定化学分析方法确认和验证指南》[7]。以上法规和指导原则对方法确认/ 转移成功的标准表述的不够明确或缺乏科学的可操作性,导致质量控制人员在实际工作中常被判定准则所困扰。结合最新研究进展,特别是USP<1210>[14]和文献《判断定量类理化分析方法满足预期用途的标准探讨》[19],为今后方法确认和转移的判定标准提供了新思路。 4.2 方法确认/ 转移的评估依赖于方法验证。 目前国内有关方法确认/ 转移的指导原则中,通常是简单比较结果的平均值和偏差(例如中间精密度的计算),以此作为对方法确认/ 转移成功判定的评价参数[10],这种方式未从整体体现方法的变异,也没有直接回答方法是否满足其预期用途。《中国药典》目前采用对准确度和精密度单独考察的方式,割裂了二者之间的关联,无法准确地对方法的性能是否满足其预期用途进行判断;本文采用预测区间、容忍区间和MCI 这些参数作为方法确认/ 转移的评估标准,可更全面地了解方法的性能。这种方式首先要求在方法验证阶段能按照改进的验证设计方案和统计计算方法,提供这些参数并予以公开报告,该方式目前看似复杂,但实际上可明显简化后续方法的确认和转移。这一改变对今后方法验证工作模式提出新要求、新挑战。相信随着研究人员的持续论证和ICH 等组织对方法评估新理念的不断吸收,今后会对方法确认/ 转移工作提供更科学、简便直接的判定方法。 4.3 实验设计对获取稳健可靠的方法性能参数非常重要。 无论在方法验证中,还是在方法确认/ 转移中,正确合理的试验方案对获取稳健可靠的方法性能参数以及实验最终结果都是至关重要的。方法确认/ 转移的设计方案可基于方法验证阶段提出的实验方案进行后续操作,所以说严谨可靠的实验方案涉及到产品整个方法学的建立。目前采用单独考察准确度、精密度的方式割裂了完整的实验设计方案,进而无法从整体体现方法的变异,使实验结果在统计学中有显著性差异,却不具有现实意义,导致判断依据不足,误判风险增大,结论不可靠。而USP<1210>[14]中所提出的联合评估方法的准确度与精密度的方式与上述仅考察单个因素的变异不同,该方式运用了多因素方差分析的原理,对方法进行更全面的掌控,使结论更科学可靠,也正是本文探讨方法确认和转移的理论基础。 4.4 方法确认/ 转移需要充分应用统计学。 应用预测区间、容忍区间、方法能力指数等新参数进行方法学的计算,与过去仅计算准确度和精密度方式对比更为复杂。这也是目前上述新参数难以推广使用的主要原因。要准确理解并使用该方式,需要实验人员了解掌握相关统计学概念,并找到合适的统计工具进行分析。随着现代统计学工具的普及[22],该问题将不再成为使用者的困扰。 5 结语 制定出一套科学完备的确认/ 转移评价标准,能推动方法确认/ 转移有效发展,帮助质量控制人员更好地完成方法确认/ 转移工作非常重要。采用本文提出的方法确认/ 转移实验设计,通过实验的报告值与方法验证所获方法的总变异、预测区间和容忍区间相比较,或者计算其方法能力指数的方式作为方法确认/ 转移是否成功的标准,可更真实、直观、科学地描述方法确认/ 转移过程中的方法能力是否满足其预期用途[本文由药研公众号整理排版]。