2021年11月1日，《美国药典》（USP-2021）［1］新收录通则<1220>分析方法生命周期（Analytical Procedure Life Cycle），该通则将于 2022 年 5 月1日生效。通则<1220>在分析方法中引入了生命周期的概念，基于分析质量源于设计（Analytical Quality-by-Design，AQbD）和风险评估管理（Risk Management，RM）等理念，整合以往药典定义的方法确认（validation）、方法验证（verification）和方法转移（transfer）活动，将分析方法的分析目标概要（analytical target profile，ATP）和分析方法设计、鉴定（validation）和应用监控作为一个动态循环的生命周期，从而保证分析方法在整个生命周期中能始终符合预期的目的［2］。

分析方法是生物制品质量控制的基础，准确可靠的分析方法可提高标准制定的科学性。目前，国内生物制品研发和质量控制人员在进行分析方法验证时依据的指南性文件，包括适用于理化分析和生物效价分析的《中国药典》三部（2020 版）［3］通则<9101>、<9401>及国际人用药品注册技术协调会（The Inter-national Council for Harmonisation of Technical Re-quirements for Pharmaceuticals for Human Use，ICH）文件 Q2［1］（R1）［4-6］。学习《美国药典》［1］通则<1220>、<1032>和<1033>等验证相关指南，对帮助准确理解和应用《中国药典》的方法验证指南和 ICH 文件，进一步提升生物制品分析方法研究和应用水平具有重要意义。

一生命周期和AQbD 概念在分析方法中的应用

1. 1 分析方法生命周期的概念

1975年，由BAGLOW［4］首次提出生命周期概念，2013 — 2016 年，《美国药典》论坛发布了 4 篇关于分析方法生命周期的导向性文件［5-8］，为推进分析方法生命周期管理奠定了基础。近期，《美国药典》专家基于工艺验证生命周期模型的概念，综合分析 ICH 指南 Q8-Q12 对分析方法的影响［9-13］，建立了一个新通则：《美国药典》（USP2021）<1220>分析方法生命周期［1］。该通则将生命周期管理概念应用到分析方法中，使方法设计、确认、转移和验证活动整合到分析方法生命周期过程中，并将其视为一个连续动态而非割裂的不同独立阶段的活动，见图 1。目的是从应用科学和质量风险管理中获得知识，并利用其改进和保证数据质量，从而更好地使方法所有阶段均可获得持续有效改进，以保证方法的准确可靠。

1. 2 分析方法

AQbD 的概念 1992 年，JURAN［14］首先提出质量源于设计（Quality-By-Design，QbD）的概念，认为产品的特性和失败率在较大程度上决定于质量计划。随后将此概念扩展至分析方法中，形成 AQbD 概念［15-25］。在贯彻分析方法的生命周期理念时，AQbD 是其实施的基础。通则<1220 >引入AQbD 术语，突出强调了分析方法从开发时即需关注生命周期的理念。

1. 3 两个概念在分析方法的应用及意义

将生命周期和 AQbD 的理念运用于分析方法中，是对方法评估系统管理的一个新视角。这些理念的运用更符合ICH 相关指导原则的要求，同时也能更好地适用于当前药品制造的创新和持续改进，特别是对方法变异的深入了解及引入相应的决策规则，可改进对不合格项（out of specification，OOS）的认识并解决其挑战。

二《美国药典》通则<1220>介绍

《美国药典》［1］通则<1220>大体可分为 3 部分内容：①对全文的导论；②详细阐述了该文件建立所依赖的 3 个基础理念；③给出方法生命周期 3 个阶段的内容要求和所需工具与知识。

2. 1 导论

首先，从方法的全生命周期整体考虑了方法验证的全部研究内容，并提供了研究实施的框架，即分析方法生命周期所包含的 ATP 及其 3 个阶段。其次，对分析方法的生命周期进行说明，即以 AQbD为基础，强调了严谨、科学的研究设计和质量风险管理在方法建立、方法质量控制、方法验证及使用中的重要性；同时强调了该通则适合所有类型的分析方法（各种理化方法和生物活性方法），通则发挥的作用与方法的复杂性和所测关键质量属性（critical quality attributes，CQA）的危害程度（criticality）密切相关。第三，强调了方法验证（validation）贯穿于方法生命周期的全过程，包括方法的验证、确认和转移，始终与所建立的一套适宜方法控制参数和系统适用性评估内容保持一致（注：这里的第一个方法验证是从方法全生命周期角度考虑，将整个生命周期的各阶段对方法是否满足预期用途的考察均称为方法验证，而过去的方法验证，仅是方法投入使用前的一个阶段，这是理念的变化）。最后，给出了方法全生命周期的整体框架，并对框架各部分进行了简要解释。

2. 2 通则建立所依赖的 3 个基本理念

2. 2. 1 方法的 ATP 及其涵义 ATP 源于质量目标产品概要（quality target product profile，QTPP）［12］，是 ICH Q5E 中生物技术产品分析方法的 CQA。

ATP 定义了分析方法与应用目的和分析测量的预期性能特性的标准，是一个规定了分析方法性能特性质量的前瞻性（prospective summary ／ description）汇总文件［ICH Q14］。一个方法的 ATP 应从方法设计开始建立，要聚焦于方法建立的目的或预期用途，并作为一个方法生命周期中提供鉴定标准（qualification criteria）的关键部分，用于方法全生命周期中各阶段的监控（monitoring）中，任何符合 ATP 的分析方法均可接受。需要注意的是，虽然 ATP 与分析测量技术密切相关（有时必须与其相关联），但独立于分析测量技术。

ATP 可以多种方式定义，但准确度（accuracy）和精密度（precision）是其中最重要的部分。一般对于定量或半定量方法，ATP 基于方法的预期用途，应提供报告值的精密度上限和准确度［偏倚（bias）］。通则<1220> 文中给出了 2 个示例：一个是使用准确度和精密度分开表达，一般表达为“该分析方法必须能够在存在［x，y，z］的情况下，准确测定供试品从［A］至［B］单位，且其报告值的准确度为 100% ±［D%］，精密度≤［E%］”；另一个示例是利用准确度与精密度的合成指标，或总分析误差（target measurement uncertainty，TAE）表达，一般表达为“分析方法在存在［x，y，z］的情况下，必须能够准确测定供试验品从［A］至［B］单位，使报告值的总分析误差的分布位于总允许分析误差的 ±［C%］范围内”［1］。虽然第二个示例在统计上更合理，但在定义 ATP 和设计方法验证研究方面需要功能更强大的统计工具。

2. 2. 2 偏倚、精密度及其方法的总变异度（分析总误差） 偏倚和精密度是分析方法中各性能特性（包括检测限、定量限和稳健性）赖以计算的两个核心属性。偏倚是对准确度的表达，通常是指测量值与真值的平均距离。精密度是指分析方法在日常检测过程中随机变化的程度。

通则<1220>指出，分析方法开发过程中应考虑特定的方法性能特征与总体变异度（varia-bility）之间的联系，这有助于更好地理解影响准确度和精密度的因素，评估和控制应用分析方法的风险。分析方法的开发也应按照先解决方法准确度，后解决精密度问题的原则，即应尽量保证使偏倚降到最小（准确度最好）［1］。若方法存在偏倚，必须将该部分的影响考虑至方法的分析误差中，不可忽略。通则 <1220> 提出，在 ATP 中确定适宜的偏倚和精密度限度时至少应考虑以下因素：所检测质量属性的危害程度；方法所检测质量属性在质量标准中规定的接受范围宽度；若设定的偏倚和精密度限度过小，所用方法将一个合格产品错误判定为不合格产品的风险增大（注：这是Ⅰ型错误或生产商风险）；若设定的偏倚和精密度限度过大，所用方法将一个不合格产品误判为合格产品，可能导致临床上潜在的安全性和有效性影响（这是Ⅱ型错误或消费者风险）［1］。

通过对上述因素的考虑，即可确定方法能提供恰当性能所需的最大精密度和偏倚的总体允许范围，分析方法检测出的报告值变异的分布必须有特定置信水平下落在此联合范围内。使用该方式可将偏倚和精密度扩展至一个组合范围中，减少由于设定固定准确度和精密度而导致的误判风险。

2. 2. 3 产品质量标准与决策规则 确定一种被测物是否符合其质量标准是根据所用的决策规则而定。决策规则有多种，但目前最常见的是“简单决策规则”，即当所检测的供试品报告值在其质量限度范围内判为合格，否则判为不合格。

确定 ATP 中内容的标准需从多方面考虑，其中一个考虑内容是了解分析测量变异度对这种决策规则的影响。分析方法的变异度按照上述简单决策规则进行决策时，会导致产生错误判定的风险，即假如一个被测物是事实的不合格（或合格）的，当通过该决策规则判定为合格（或不合格）时，该误判风险会受到方法变异度强烈影响。一个具有接受上限特性的供试品所测报告值在 4 种情况下的相关风险示意图见图 2，图中每种情形的报告值均是以 TAE 分布为中心的正态分布表达［26］。情形 1 和 4 时，虽然方法的 TAE 导致了报告值分布，但情形 1 的下限和情形 4 的上限仍远高于或远低于质量标准所规定的接受上限，因此，这两种情形下的决策是明确的。情形2 和 3 时，虽然质量特性的真实值在规范接受范围之内（情形 2）或之外（情形 3）的可能性较大，但较难确定被测物的真实质量特性值是高于或低于上限接受标准。对于情形 1 和 4 采用简单决策规则产生的结果做出错误决策的风险非常低；对于情景 2 和 3，报告值足够接近接受标准（这类产品被称为边缘产品），会导致做出误判的风险。在所有这些情形中，最终需要考虑的是被测物的临床应用及如何建立质量限度标准。若其质量限度标准完全在安全有效的范围内，使用报告值必须在质量限度范围内的简单决策规则可提供足够的保护。限度范围越接近安全有效范围，总分析误差的分布对决策规则所导致的风险影响就越大。

管理这些风险可通过改变所使用决策规则类型来实现。在安全有效范围准确已知情况下，可根据总分析误差的分布，将警戒区应用于该限度范围，以确定质量限度范围，见图 3。即只要不超过警戒区，均为安全性和有效性范围，可认为产品合格。在需要额外降低风险的情况下，可以在测试的初始阶段使用一个不确定区域，当检测的报告值在不确定区域内时，采用预定的多阶段补充取样和测试计划的方式，最后与决策规则一起来确定其合格线。

2. 3 方法生命周期中 3 阶段的内容要求和所需工具与知识

2. 3. 1 第一阶段  该阶段为分析方法设计和开发，包括方法开发的准备和实施方法开发。在分析方法开发中，其主要目的是优化检测方法，确定有潜力满足 ATP 的稳健操作参数。该阶段主要是对各方法参数（CAPP-关键分析方法参数）或条件进行优化，使其达到最佳检测的准确度和精密度。

2. 3. 1. 1 实施步骤  第一阶段可分为 3 个步骤按顺序实施：①利用现有技术和知识建立 ATP。方法建立前，应收集与检测产品相关的已有知识，从全局角度建立相应的 ATP。需收集的知识包括样品理化性质（如化学结构等）、参考品、试剂、可能的仪器、设施条件需求和操作系统等文献信息及用于分析同类样品或相似样品性质的任何已有方法。这些相关知识有助于 ATP 的建立和下一步分析方法的开发。实施该步骤工作要求掌握并应用 ATP、分析控制策略（analytical control strategy，ACS）等相关新理念和具体技术。②对拟建方法各影响因素进行风险评估。风险评估包括 3 部分：风险识别（进行头脑风暴，应用鱼骨图等工具列出与分析过程中每个步骤相关的潜在影响变量）、风险排序［一旦确定了潜在变量，可根据满足 ATP 和其他预期性能属性的能力来估计和排序每个变量相关的风险。可应用热图等工具直观地显示哪些变量在分析过程的性能具有潜在的强、中等或较小影响；或使用设置的风险标准对每个风险进行评分和排名，如使用失败模型和效应分析（failure mode and effect analysis，FMEA）］、风险管理（确定与每个因素和变量相关的风险后，对于了解清楚的变量可通过将其控制在一定范围内来减少风险；对于其他控制难度大或无法控制的变量，需接受与其相关的风险；对于风险可能较高的变量，可通过使用建模和 ／ 或利用实验获得的相关知识进行再评估，以降低风险。实施该步骤的工作要求掌握质量风险管理（quality risk management，QRM）和相应的风险分析技术，如 FMEA 等技术。③应用实验设计实施方法开发。结合上述风险评估发现各变量及其相互关系进行实验设计，并按照所确定的实验设计实施方法建立相关内容。实验设计是评估方法参数对性能的影响、保证结论可靠性的最经济有效手段，如使用统计学模型来了解方法参数对性能的影响、减少实验工作，并对分析方法检测提供可靠的估计。

实施该步骤的工作要求具有方法可操作设计区域（method operable design region，MODR）、报告值的重复策略、方法系统适用性评估、样本量和稳健性评估等相关技术和知识。

2. 3. 1. 2 该阶段应用的 5 个基本概念 通则<1220>在文中给出了该阶段所需但在方法建立和评估过程中较少谈及的 5 个基本概念［1 ］：①QRM。分析方法的 QRM 为生命周期中测定、质控、交流和评估报告值质量风险的系统过程。QRM 目的是评估拟定方法的条件，确定对方法参数和材料属性的适宜质控，以确保分析方法符合 ATP，其流程包括：风险识别、风险排序、风险管理及基于统计学的实验设计（Design of Experiments，DOE）。②MODR。稳健性是分析方法不受微小但确定变化的影响，并在常规使用期间保持适用性的方法学指标。MODR 是分析方法参数的多变量空间，在此空间可确保满足 ATP，从而保证测量值的质量。理想情况下，MODR 应通过考虑多变量相互作用精心设计的实验获得。③报告值的重复策略。一旦确定了分析方法的目标条件和操作范围，可评估对由于方法贡献变异的总体来源。在方法设计阶段预测每个步骤相关变量的最佳样品和标准重复策略，可使方法更易满足 ATP 标准。需考虑在系统适用性标准中包括重复的因素各结果之间可接受的变异。④ACS。ACS 是确保分析方法按预期执行所需的一组质控措施，对保证 ATP 在整个生命周期中实现方面发挥关键作用。应控制在分析方法开发过程中确定的关键属性，并在明确其可接受的条件、材料或标准。⑤FMEA。FMEA 提供了方法的潜在失效模式及其对结果和 ／ 或产品性能可能产生影响的评估。一旦建立起 FMEA，就可以使用风险降低来消除、制约（contain）、减少或控制潜在的影响因素。

2. 3. 2 第二阶段 该阶段为分析方法性能确认（analytical procedure performance qualification，APPQ），即分析方法的性能鉴定（qualification）。该阶段包含提出 APPQ 设计方案，设计实验以证明分析方法适应于其预期目的的研究并评估研究是否符合预期标准，最后完成方法的记录（包括从 APPQ 中学到的知识），完成 ACS 后进行建档。

APPQ 的目的为评估该方法，以确定其是否能持续生成符合 ATP 标准的报告值，并符合预期的目的。在通则<1220>中，APPQ 含盖了其他文献和指南中描述的鉴定，确认、验证和方法转移等活动［1］。对这些理念进行扩展，将其集成至分析方法的生命周期，包含在以 ATP 为目标的过程中。通则<1220> 中给出了对 APPQ 设计方案应具有内容的基本要求：①方法的 ATP；②满足 ATP 和方法特异性的性能特征所需质量限度标准，可考虑引用在第一阶段收集的数据，而非简单依赖重复实验；③对分析方法的描述（或参考）及初始分析方法包括系统适应性要求的质控［1］。

实验设计可包括不同的噪声因子，以证明在常规使用下的可接受性能。对涉及多个产品和样品通用或一般方法的操作平台，可根据先前的验证研究减少实验。第一阶段期间生成的数据可用于验证（如稳健性）。在按照 APPQ 设计方案完成验证研究后，应进行评估以确定相关分析是否符合 ACS 的标准，得出有关分析方法是否适合预期用途的结论。若该研究不符合预设的接受标准，应考虑在重新进入第二阶段前，返回第一阶段执行开发新的分析方法。

2. 3. 3 第三阶段 该阶段为持续的方法性能验证（continued procedure performance verification，CPPV），即对所建立方法在常规应用过程中持续进行监控和验证，从而确保方法性能持续符合 ATP 标准。该阶段包括两方面内容：①使用控制图进行常规监控；②发现方法无法满足 ATP 标准后，对分析方法进行变更评估和管理。

2. 3. 3. 1 常规监控 对分析方法进行有效监控有助于确认生成的报告值持续符合目的。监控包括跟踪分析方法的性能属性，如系统适应性结果、批分析数据趋势（包括分析方法导致的超标准或超趋势结果）等。监控范围应基于与相应质量属性和分析方法相关的风险，应根据所检测的次数定期评估监控的数据和信息。若有迹象表明分析方法不能受控，应进行调查并采取纠正和预防措施。常规监控的技术工具是控制图（control chart），这是一个描述响应变量与时间的关系图。方法监控一般使用在方法中所用的分析控制样品（analysis control sample），如采用已知结果的样品、标准品或加标准品的样品对系统适用性进行控制，以判定方法是否符合 ATP 标准。其监控的主要方法属性（指标）包括：①方法的适应性指标，包括系统的精密度、分析方法的信号噪音比等，这些特性直接与 ATP 相关；②方法的检测结果，即报告值；③方法的某些操作属性可能与 ATP 无直接关系，但对其进行监控有助于在样品分析之前识别风险及采取行动，如 HPLC 法中的峰对称性、峰分离度等，可分析柱子是否需要更换。

2. 3. 3. 2 分析方法变更 在生命周期中可能需对分析方法进行变更，包括通过常规监控确定需要的变更、采用新技术、ATP 更改及实验室变更（方法转移）等。应对变更的影响进行风险评估，确定所需的应对措施。通则<1220>中给出了更为详细的要求和示例［1]（具体内容略）。

三小 结

分析方法在生物制品研发和质量控制中发挥关键作用。《美国药典》［1］通则<1220>首次提出分析方法的生命周期管理，包含了 ATP、风险管理、控制策略和知识管理等理念，将分析方法的开发设计、确认、持续监控等活动形成一个动态闭环，目的是保证分析方法持续符合预设目标。生物制品分析方法具有变异度大的特点，更加凸显了对分析方法质量控制的要求。现代方法学研究已将理化方法和生物活性方法从方法学上进行了统一。在实际应用中，建议对新制品新建的分析方法或传统制品的新建方法，基于生命周期管理的理念，遵循《中国药典》三部（2020 版）［3］通则<9401>，结合参考《美国药典》［1］通则<1032>、<1033>的相关要求进行研究，以提升分析方法的科学性、准确性和可靠性。