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1  引言

    目前，隨著藥品生產(chǎn)的國際化合作和藥品商品國際化發(fā)展步伐的加快，對藥品生產(chǎn)過程控制的要求也是越來越高。而過程自控系統(tǒng)（PAS，Process Automation System）作為制藥生產(chǎn)過程設(shè)備中的關(guān)鍵部分，對它的要求在最近幾年里有了相當(dāng)大的提高。正是由于計算機化系統(tǒng)和自控系統(tǒng)在制藥企業(yè)中的使用，使得計算機控制系統(tǒng)的硬件和軟件需要進(jìn)行驗證。所以，如何有效的進(jìn)行計算機化系統(tǒng)驗證（CSV，Computerized System Validation），使它符合FDA、EU以及TGA等官方組織機構(gòu)的要求，就成為一個關(guān)鍵的問題。

    美國FDA定義CSV為“通過檢查和提供客觀證據(jù)證實計算機系統(tǒng)規(guī)格符合用戶需要和使用目的，并能始終如一的滿足所有需求”。這就是說，驗證過程自控這樣的計算機化系統(tǒng)的時候，需要建立一系列的文件證據(jù)，證明過程自控系統(tǒng)根據(jù)經(jīng)批準(zhǔn)的需要執(zhí)行工作，而該系統(tǒng)能在其生命周期內(nèi)始終如一的滿足這些要求。這通常是一個困難而又“昂貴”的提議。因為CSV中最具挑戰(zhàn)性的是應(yīng)用軟件的測試和驗證，盡管FDA、ISPE以及國內(nèi)有關(guān)官方機構(gòu)已經(jīng)發(fā)表了許多指南來幫助制藥企業(yè)進(jìn)行CSV驗證，由于種種原因，國內(nèi)大多數(shù)制藥企業(yè)在進(jìn)行具體PAS驗證實踐時，仍然感到無從下手。本文在結(jié)合由FDA發(fā)表的21CFR Part 11有關(guān)要求，通過具體項目的實現(xiàn)，利用計算機控制系統(tǒng)生命周期模型（Life Cycle Model）“V-Model”，詳細(xì)介紹了整個PAS驗證的實踐過程。

2   CSV范圍

    由于GMP對計算機化系統(tǒng)的要求越來越高，當(dāng)計劃在一個GMP車間內(nèi)使用計算機控制系統(tǒng)時，擺在人們面前的就是一個個需要解決的問題：該系統(tǒng)是否需要驗證（Validation）？僅確認(rèn)（Qualification）可以嗎？軟件是否需要驗證？如何驗證？等等。計算機化系統(tǒng)需要驗證的級別和范圍由許多因素決定，它們包括：

?  FDA GxPs的要求（GCP，GLP，GMP等）；

?  其在開發(fā)、生產(chǎn)中的使用，或由FDA管理和生產(chǎn)的藥品監(jiān)督活動；

?  在應(yīng)用和解釋規(guī)則時，機構(gòu)的耐風(fēng)險水平等。

    確定系統(tǒng)是否需要進(jìn)行驗證的第一步取決于系統(tǒng)需要執(zhí)行什么樣的功能以及它對產(chǎn)品“質(zhì)量特性”的影響程度。GxP系統(tǒng)如果認(rèn)為無需驗證，則必須要有生產(chǎn)管理部門人員及與PAS驗證相關(guān)的QA人員雙方批準(zhǔn)的書面理由和證據(jù)。用戶可在項目初始階段，依據(jù)有關(guān)要求、因素和實際情況，建立 “高級GxP風(fēng)險分析（High Level GxP Risk Assessment）”與“功能風(fēng)險分析（FRA，F(xiàn)unctional Risk Assessment）”文件，作為系統(tǒng)是否需要驗證的一個文件證明。當(dāng)然，即使經(jīng)過“風(fēng)險分析”后無需驗證的系統(tǒng)，檢查人員可能仍要求制藥企業(yè)根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一些基本的測試。

    “風(fēng)險分析”一旦完成，就應(yīng)該評估驗證的級別，這里制藥企業(yè)最關(guān)心的，也是難度最大的就是軟件驗證。于1997年8月生效的FDA最新版21 CFR Part 11詳細(xì)規(guī)定了電子記錄和電子簽名應(yīng)用于計算機化系統(tǒng)中的具體定義、范圍和要求。這里人們可以用簡單而又實用的方法來判斷控制系統(tǒng)（DCS、PLC等）的驗證中是否需要進(jìn)行其軟件的驗證：看系統(tǒng)是否具有21CFR Part 11相關(guān)性，如果系統(tǒng)與Part11相關(guān)，則需要進(jìn)行軟件驗證，否則不需要。一個正確合理的21 CFR Part 11相關(guān)性評估是極其關(guān)鍵的，一方面在它大大簡化了驗證的過程和內(nèi)容的同時，它也能滿足FDA、TGA等官方檢查的要求。

3   V-Model

    任何系統(tǒng)的驗證都需要供應(yīng)商（開發(fā)商）和用戶（包括驗證專家）雙方的合作才能完成。在GAMP4中，生命周期驗證具體分為兩個系統(tǒng)：嵌入式系統(tǒng)和獨立系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)包括PLC或具有控制/監(jiān)視一個生產(chǎn)/分析設(shè)備等單一功能的PC，如灌裝機、包裝機和粒子計數(shù)器等。獨立系統(tǒng)是指定制的或者裝配的整套系統(tǒng)，是自動化生產(chǎn)工藝應(yīng)用的一部分，包括控制部分工藝的多路控制器或PLC、SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)、DCS及BMS等。根據(jù)系統(tǒng)生命周期（SLC）的同一個基本原理，兩個系統(tǒng)的驗證都可以遵循如圖1所示的V-Model進(jìn)行。

    圖1同時也顯示了各單獨驗證階段與在這些驗證階段期間所執(zhí)行的有關(guān)活動之間的關(guān)系。理解V-Model的基本要點是，當(dāng)整個工作流程從“V”字形的左邊向下，再從右邊向上時，右邊不同的測試階段和左邊特定的開發(fā)活動有著某種緊密的聯(lián)系。

4  驗證步驟

    驗證是一個連續(xù)的過程，而不是某個特定事件或一系列事件。它在項目啟動時就開始，并必須貫穿整個系統(tǒng)的計劃和開發(fā)過程以及接下來的維護(hù)活動。驗證過程確保建立了文件化證明，來描述一個計算機化系統(tǒng)已在受控方式下進(jìn)行了開發(fā)并釋放用于生產(chǎn)。進(jìn)一步說就是驗證過程確保系統(tǒng)準(zhǔn)確而又始終如一的按“已定義和文件規(guī)定”的要求運行。

    PAS驗證包括“確認(rèn)”執(zhí)行軟件應(yīng)用的硬件，“驗證”已經(jīng)確認(rèn)過的硬件上的具體應(yīng)用；以及軟件代碼與運行情況驗證（如果需要）。詳細(xì)步驟如圖2所示。

    這里需要指出的是，用戶需求標(biāo)準(zhǔn)（URS，User Requirements Specification）是整個驗證活動中的基礎(chǔ)，它的內(nèi)容應(yīng)該清晰而又簡潔，可以使非專業(yè)人員都能輕易理解。由于驗證活動中一個最重要的因素是可追溯性，因此用戶需求應(yīng)該在功能描述和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中得到反應(yīng)，并在整個測試內(nèi)容的所有步驟中都應(yīng)該有它的存在。這里，URS是性能確認(rèn)（PQ）的依據(jù)，而運行確認(rèn)（OQ）的依據(jù)則是功能風(fēng)險分析（FRA）中的部分內(nèi)容，同時，F(xiàn)RA的部分內(nèi)容也是PQ的依據(jù)。另一方面，驗證的過程也是文件編制的過程，文件記錄作為驗證活動的證明，應(yīng)和驗證活動同步進(jìn)行。總之，PAS驗證的“產(chǎn)品”就是一套完整的文件系統(tǒng)。

5  結(jié)語

    由于國際醫(yī)藥食品管理機構(gòu)的新規(guī)則規(guī)定的要求越來越高，國際間技術(shù)合作的交流越來越頻繁，以及國內(nèi)制藥企業(yè)GMP水平的日益提高，包括過程控制系統(tǒng)和實驗室檢測系統(tǒng)在內(nèi)的計算機化系統(tǒng)的驗證，也必將被廣大制藥企業(yè)所熟悉。本文在結(jié)合傳統(tǒng)驗證方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)最新GxP要求與實踐，提出了包含更多新內(nèi)容和新理念的新型系統(tǒng)生命周期模型“V-Model”。它不但適用于生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，同時也適用于醫(yī)藥企業(yè)的實驗室計算機檢測系統(tǒng)驗證和IT系統(tǒng)的驗證。

參考文獻(xiàn)

    [1]  Electronic Records; Electronic Signatures 21 CFR Part 11, March 1997.

    [2]  Guidance for Industry, 21CFR Part 11; Electronic Records; Electronic Signatures Validation, August 2001.  

    [3]  Guidance for Industry, Part 11, Electronic Records; Electronic Signatures-Scope and Application, August 2003.