[BIOLOGICS] 「essentical QbD」の進め方からバイオ医薬品におけるプロセス開発(QTPP/ CQA/CPP/PPA/IPQA/PC/PPQ batchの位置づけも含めて),日本と米国との違い [2025/04/09]

各要素に対する「重要度ランク分類」の例

要素重要度ランク分類の目的
CQA最終製品の品質に与える影響に基づき「Critical / Non-Critical」などに分類(非公式にKey/Non-Keyとする例も)
CPPプロセス変動がCQAに影響する度合いで「Critical / Key / Non-Key」に分類し、制御戦略を立案
IPQACQAとの相関や工程中での制御価値に基づいて「Critical / Key / Non-Key」分類(PAT対応など含む)
PPA工程の性能とCQAへの影響可能性に基づいて分類(前述)
原材料特性(Material Attributes)変動がCQAやCPPに影響するかどうかで「Critical Material Attribute(CMA)」などに分類

よく使われる分類名称(用語のばらつきに注意)

分類カテゴリよく使われる用語(例)
高リスクCritical, High Risk, Tier 1
中リスクKey, Moderate Risk, Tier 2
低リスクNon-key, Low Risk, Tier 3

なぜ重要度分類が必要か?

FDAやICH(特にQ8、Q9、Q10)では、開発・バリデーション・市販後の品質保証において、

「リスクベースアプローチ(Risk-Based Approach)」

を推奨しており、リスク(=重要度)の評価と分類は全ての品質・工程要素に対して実施するべきものです。

バイオ医薬品(例:抗体製剤、CHO細胞培養など)のIPQAの例

工程IPQAの例関連するCQAとの関係(例)
培養
(Upstream)
細胞密度(VCD)
比活性(specific productivity)
溶存酸素(DO)
グルコース濃度
pH
高すぎる細胞密度 → 糖鎖異常や産生物凝集などに影響
精製(Downstream)蛋白質濃度(A280)
導電率(conductivity)
pH(バッファー置換)
溶出パターン(クロマトグラフィー)
過剰な塩濃度やpH変化 → 純度や安定性に影響
製剤化濃度均一性
pH
浸透圧
ろ過時の流速
投与安全性、安定性、無菌性への影響

Process Characterization (PC)

PCは,FDA PV アプローチにおける核心部であり,開発したプロセスの頑健性を評価する試験群である.

主な活動内容:

  • DoE(Design of Experiments): 因果関係とバランスの評価
    • PP (process parameter)⇔PA (performance attribute)⇔CQA (Critical Quality Attributes)の因果関係 (リスク評価・DoE・相関分析)
    • その結果CPPとCPAを科学的根拠に基づいて特定 (PP ⇨ CPP/PA ⇨ CPA を分類)
  • リスク評価(FMEAなど):
    • 影響度 (Severity) : CQAへどの程度影響を与えるか
    • 発生頻度 (Occurrence) : 工程上で変動が起きやすいか
    • 検出性 (Detectability) : 逸脱時に即座に検出できるか
  • パラメータ–CQAの関係モデル化
  • 初期の設計空間構築

各工程には操作パラメータ(process parameter: PP)があり,このPPの組み合わせによりperformance attributeに影響を与える.PPの値とperformance attributeとの因果関係とバランスについて確認される.

確認する方法は,small-scaleおよびpilot-scaleでのPC試験が用いられる.その試験法としてOFATまたはdesign of experiments(DoE)がある.試験結果から重要度を評価する.これらの結果は「commercial-scale」の製造条件として評価するのであるから,そのsmall-scaleやpilot-scaleは適格性が検証されていなければならない.PC試験の結果が不良である場合,プロセスの再設計も検討する必要性もあり得る.

バイオ医薬品の例:CPP / CPAの特定例(培養工程)

項目PP/PA分類評価理由
培養温度PPCPPタンパクの構造・糖鎖修飾に影響(CQAと強く関連)
発現量(生産量)PACPA or Key PA歩留まりや供給の安定性に関連(CQAとは間接的)
溶存酸素(DO)PPKey PP一定の範囲内で制御されていれば問題ない場合も
培地pHPPCPP酵素活性、タンパク質安定性に直結(CQAに影響)


(2) プロセス検証

このステージでは,管理戦略の設計も含まれる.

前ステージまでにperformance attribute (PP)が設計されている.この基準がcommercial-scale製造において適合しているかを「process performance qualification (PPQ)」という製造バッチで検証する.不備が確認されれば,プロセスの再設計も検討する.

  1. PPQの実施 (実証的検証) : 特定されたCPP/CPAの管理方法を評価
  2. 結果を検証する

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