胡雪丹，李菁，孫敏捷

（中國藥科大學(xué)藥劑學(xué)教研室，江蘇 南京 210009）

質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（quality by design，QbD）理念在21世紀(jì)初由美國食品和藥品管理局（FDA）引入制藥行業(yè)[1]。隨后，人用藥品注冊技術(shù)要求國際協(xié)調(diào)會（ICH）出臺了藥物開發(fā)（Q8）[2]、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理（Q9）[3]和藥物質(zhì)量體系（Q10）[4]等相關(guān)指南，詳細(xì)闡述了QbD理念。作為一種系統(tǒng)的藥物開發(fā)方法，QbD以預(yù)定義的產(chǎn)品目標(biāo)為起點(diǎn)，以科學(xué)和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)對產(chǎn)品和過程的理解及過程控制[2]。QbD對于制藥行業(yè)來說是一個機(jī)遇，為藥品帶來價(jià)值，為制藥行業(yè)、監(jiān)管部門和患者帶來利益[5]。

盡管QbD的理念和優(yōu)勢已被廣泛接受，但其在制藥行業(yè)中的應(yīng)用尚未被完全開發(fā)。受資金、時間和經(jīng)驗(yàn)的限制，制藥行業(yè)對QbD方法的實(shí)施和基礎(chǔ)知識的掌握仍有欠缺[5-7]。Grangeia等[5]的調(diào)查研究顯示，QbD方法主要應(yīng)用于常規(guī)劑型，如速釋片。然而對于高端制劑或藥物遞送系統(tǒng)開發(fā)，對其工藝如何影響產(chǎn)品質(zhì)量的理解還不足，產(chǎn)品開發(fā)階段相當(dāng)復(fù)雜，需要大量的知識積累且耗費(fèi)時間[8]。QbD將是一種有效的策略，增強(qiáng)對處方和工藝的理解，優(yōu)化復(fù)雜給藥系統(tǒng)。因此本文結(jié)合QbD方法實(shí)施案例，展開介紹了QbD的主要元素、實(shí)施步驟及輔助工具；以緩控釋制劑、納米制劑、生物技術(shù)產(chǎn)品為主，介紹了QbD在高端制劑開發(fā)中的應(yīng)用及優(yōu)勢，以期為國內(nèi)制藥行業(yè)更好地實(shí)施QbD提供思路；此外，分析方法作為藥品研發(fā)中質(zhì)量控制的手段，其QbD方法的實(shí)施也將加以介紹。

1 質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的執(zhí)行步驟與工具

QbD的執(zhí)行步驟如圖1所示。

圖1 質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（QbD）的執(zhí)行步驟[9]Figure 1 Sequence of steps for conducting quality by design (QbD)

1.1 目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量概況和關(guān)鍵質(zhì)量屬性

明確目標(biāo)藥品的質(zhì)量概況是實(shí)施QbD的第一步。ICH Q8將目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量概況（quality target product profile，QTPP）定義為“從理論上達(dá)到對藥品質(zhì)量特性的前瞻性總結(jié)，確保預(yù)期的質(zhì)量，同時兼顧藥品的安全性和有效性[2]”。FDA發(fā)布了簡略新藥申請（abbreviated new drug application，ANDA）的QbD：分別選取緩釋制劑[10]和速釋制劑[11]的實(shí)例，介紹了開發(fā)早期由原研藥品的特點(diǎn)、說明書、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及臨床給藥特點(diǎn)等方面總結(jié)QTPP的方法。同樣的，在開發(fā)高端藥物制劑過程中，QTPP可以從劑型、規(guī)格、給藥途徑、藥動學(xué)、穩(wěn)定性等方面入手[10]。以上這些質(zhì)量要求被稱為質(zhì)量屬性（quality attributes，QAs），其中受制劑處方或生產(chǎn)工藝的變動而受到影響的關(guān)鍵質(zhì)量屬性（critical quality attributes，CQAs）是藥物開發(fā)過程的研究重點(diǎn)[12]。

Sipos等[13]開發(fā)了一種無增黏劑和防腐劑的美洛昔康（meloxicam）鼻腔給藥聚合物膠束凍干粉針，其再分散性好，2 s內(nèi)復(fù)溶為液體產(chǎn)品，作為滴鼻劑或噴霧劑可隨時使用。該產(chǎn)品QTTP被定義為基于Soluplus?（聚乙烯己內(nèi)酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物）的含美洛昔康的聚合物膠束，具有合適的粒徑及分布、最佳的物理化學(xué)特性、適當(dāng)?shù)娜芙庑院蜐B透性，以便通過鼻內(nèi)給藥到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，作為一種非甾體抗炎藥用于成人患有神經(jīng)退行性疾病的治療。風(fēng)險(xiǎn)評估將可能影響最終產(chǎn)品的潛在因素分為材料特性、生產(chǎn)方法、產(chǎn)品特性和治療期望。產(chǎn)品的CQAs為平均粒徑、多分散性、zeta電位、溶出時間、包封率、溶解性和滲透性、穩(wěn)定性、毒性/刺激性，對聚合物膠束的質(zhì)量和療效影響大，由此進(jìn)行控制，指導(dǎo)產(chǎn)品和工藝開發(fā)，以確保所需的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)評估

在建立了期望產(chǎn)品的QTPP和CQAs后，需要對處方變量和工藝參數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定關(guān)鍵物料屬性（critical material attributes，CMAs）和關(guān)鍵工藝參數(shù)（critical process parameters，CPPs）。風(fēng)險(xiǎn)評估是實(shí)施QbD的重要工具，也是質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理過程的第一步，這一過程包括識別、分析和評估，用于識別風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性及其后果和嚴(yán)重程度[3]。常見的風(fēng)險(xiǎn)評估工具包括：石川圖/魚骨圖、失效模式及后果分析（failure mode and effects analysis，F(xiàn)MEA）、故障樹形圖分析、危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)排序和過濾等[3]。其中，以FMEA[14-15]和石川圖[16-17]最為常用。

QbD的開展需要進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)評估，包括CQAs確定前、風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)控制完成后[9]。Mohammed等[9]演示了QbD方法的實(shí)施流程（見圖1），過程中使用了3次FMEA，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（design of experiments，DoE）完成后進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估確定風(fēng)險(xiǎn)是否降低。如果風(fēng)險(xiǎn)沒有降低，那就說明可能使用了錯誤的CPPs或CMAs，應(yīng)查明這些風(fēng)險(xiǎn)因素的可能性和潛在嚴(yán)重性以及由此產(chǎn)生的失效模式，從而減輕風(fēng)險(xiǎn)因素。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)空間和控制策略

DoE是QbD常用工具，用于確定影響過程的輸入因素（如CMAs、CPPs）和該過程的輸出（即CQAs）之間的關(guān)系，最終確定最佳工藝條件和設(shè)計(jì)空間[18]。DoE一般包括篩選和優(yōu)化設(shè)計(jì)。Plackett-Burman設(shè)計(jì)是常用的篩選設(shè)計(jì)，僅用于篩選關(guān)鍵因素[19]。響應(yīng)面法是一種廣泛使用的優(yōu)化方法，包括中心復(fù)合設(shè)計(jì)[20]、Box-Behnken設(shè)計(jì)[17]等，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和統(tǒng)計(jì)分析方法，考察各變量或變量之間的交互作用對關(guān)鍵質(zhì)量屬性的影響，從而獲得最優(yōu)條件。在藥品的整個生命周期中，DoE對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的選擇、穩(wěn)健的商業(yè)生產(chǎn)流程、設(shè)計(jì)空間和總體控制策略均至關(guān)重要[21]。

合理的DoE將有效減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，降低研究成本并確保結(jié)果可靠。Prentice等[22]在單抗純化過程中，基于QbD方法，先后運(yùn)用全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（包括2個中心點(diǎn)），依次評估了使用辛酸鈉進(jìn)行宿主細(xì)胞蛋白還原沉淀的7個工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量（沉淀產(chǎn)物和產(chǎn)品中的宿主細(xì)胞蛋白雜質(zhì)、單體純度、電荷變化）和工藝性能（步進(jìn)收率和過濾性能）的影響。相比于單一多變量全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，本研究的兩步DoE，在不影響工藝?yán)斫獾那闆r下，將實(shí)驗(yàn)總數(shù)由128個減少到32個。通過工藝建模和模型擬合分析最終獲得設(shè)計(jì)空間和控制策略：沉淀步驟中辛酸鈉濃度≤1%（m/v）、pH 5.0 ～ 6.0可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的宿主細(xì)胞蛋白含量小于0.01%、沉淀步驟產(chǎn)率≥90%的預(yù)期目標(biāo)。沉淀步驟pH 5.0 ～ 5.3則可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的宿主細(xì)胞蛋白含量小于0.007%。

設(shè)計(jì)空間內(nèi)的處方、工藝可最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品所需的CQAs。Hales等[20]通過QbD開發(fā)了用于結(jié)腸靶向的負(fù)載姜黃素聚合物微粒（Col-CUR-MPs）口服給藥系統(tǒng)。通過中心復(fù)合設(shè)計(jì)確定輸入變量[pH依賴性腸溶性聚合物Eudragit?FS比例、姜黃素濃度和聚合物混合物（Eudragit?FS-聚己內(nèi)酯）濃度]和響應(yīng)（粒徑和粒徑分布、載藥量和包封率、收率、體外釋放）之間的函數(shù)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效性和回歸模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合度通過擬合優(yōu)度（R2）、預(yù)測精度和方差分析來驗(yàn)證。設(shè)計(jì)空間被描述為二維等高線圖。在設(shè)計(jì)空間內(nèi)、外各選擇了一個配方制備Col-CUR-MPs，結(jié)果顯示，設(shè)計(jì)空間內(nèi)的配方所制備的產(chǎn)品，其CQAs均達(dá)到期望，而設(shè)計(jì)空間外的配方，除粒徑分布外，所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果均在期望范圍之外。Kim等[23]運(yùn)用QbD將替米沙坦和氨氯地平雙層片開發(fā)成單層片（TA），隨著DoE模型的開發(fā)和驗(yàn)證，最終通過多維組合CMAs和CPPs對每個響應(yīng)的單獨(dú)接受區(qū)域得到最佳設(shè)計(jì)空間。在設(shè)計(jì)空間內(nèi)制備的TA與雙層市售產(chǎn)品Twynstar?具生物等效性，但TA尺寸減少了50%，且無需再使用雙層壓片機(jī)，簡化了工藝，實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)雙層片（90% ～95%）更高的單層片產(chǎn)品產(chǎn)量（95% ～ 100%）。綜上，實(shí)施QbD的目的不僅限于得到某一最佳處方或工藝最優(yōu)解，關(guān)鍵在于建立一種可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)偏差以保證產(chǎn)品質(zhì)量的處方和工藝，即設(shè)計(jì)空間。在對產(chǎn)品和工藝的理解上，建立控制策略，確保生產(chǎn)的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)空間設(shè)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，并進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控和改進(jìn)，保證產(chǎn)品在生命周期內(nèi)質(zhì)量一致。

1.4 過程分析技術(shù)

過程分析技術(shù)（process analytical technology，PAT）也是QbD開發(fā)中一個重要工具。常用的過程分析儀有拉曼光譜、近紅外光譜、傅里葉變換紅外光譜、熒光光譜和紫外/可見光譜等[24-25]。PAT通過對藥物制造和生物加工過程進(jìn)行實(shí)時近線、在線或線內(nèi)測量，快速、無損地提供化學(xué)和物理性質(zhì)信息，必要時有可能對參數(shù)立即進(jìn)行調(diào)整，以糾正錯誤，增強(qiáng)對過程的控制[26-27]。

Gavan等[28]采用微近紅外光譜技術(shù)，結(jié)合DoE和多元數(shù)據(jù)分析，對含2種活性藥物成分產(chǎn)品的流化床造粒過程的關(guān)鍵造粒參數(shù)——顆粒水分含量進(jìn)行線內(nèi)監(jiān)測。該研究根據(jù)配方的特殊性對工藝參數(shù)進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在設(shè)計(jì)空間內(nèi)的維護(hù)，消除了材料相關(guān)的變異性，并提供了一個用戶友好的過程控制策略。Won等[29]在運(yùn)用QbD方法開發(fā)由緩釋層中的高劑量鹽酸二甲雙胍（metformin）和速釋層中的低劑量酒石酸艾格列?。╡vogliptin tartrate）組成的雙層片劑過程中，采用近線透射拉曼光譜，實(shí)時測量雙層片中小劑量藥物的含量均勻性。該研究基于QbD和PAT解決了2種藥物劑量差異較大的情況下，對CQA（如藥物含量均勻度）的負(fù)面影響。

2 基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的緩控釋制劑開發(fā)

FDA發(fā)布的ANDA中緩釋制劑的實(shí)例[10]，設(shè)計(jì)為速釋顆粒、延遲釋放包衣微丸和外加緩沖劑及其他輔料一起壓制的刻痕片，為緩釋口服固體制劑研發(fā)中實(shí)施QbD提供了經(jīng)驗(yàn)和知識。Kanwal等[30]通過合理使用QbD方法和工具，成功開發(fā)了苯磺酸氨氯地平（amlodipine besylate）和辛伐他汀（simvastatin）差速釋放固定劑量復(fù)方片，Eudragit?RSPO-磷酸二鈣共混物是控制藥物釋放的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)片劑中2種藥物的差異釋放。Patel等[31]運(yùn)用QbD方法制備供兒童患者使用的頭孢泊肟酯（cefpodoxime proxetil）雙釋微丸型干混懸劑。該過程構(gòu)建魚骨圖確定CQAs，再用FMEA定量評估速釋微丸和緩釋微丸的初始風(fēng)險(xiǎn)變量的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先級數(shù)。預(yù)實(shí)驗(yàn)確定HPMC K100M濃度和Eudragit?RSPO濃度是影響藥物釋放的關(guān)鍵。HPMC K100M濃度和Eudragit?RSPO的濃度被選為32全因子實(shí)驗(yàn)中的自變量，Q2（2 h藥物累積釋放量）、Q10（10 h藥物累積釋放量）、t50（藥物釋放50%所需時間）和t90（藥物釋放90% 所需時間）為因變量，通過響應(yīng)面分析確定設(shè)計(jì)空間，并制定雙釋微丸的控制策略：滾圓速度（1 200 r · min-1）、滾圓時間（15 min）、擠出速度（55 r · min-1）、擠出時間（10 min）、混合時間（5 min）、干燥時間（10 ～ 15 min）和黏合劑濃度（1% ～ 3%）。

Shinde等[17]采用QbD法開發(fā)了聚乙二醇包衣的琥珀酸美托洛爾（metoprolol succinate）微丸型緩釋片。該研究以微丸片的含量、釋放度和硬度作為CQAs；通過石川圖和FMEA分別定性、定量評估影響藥品質(zhì)量的潛在風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)；采用Plackett-Burman設(shè)計(jì)（七因素兩水平）篩選顯著因素，選擇羥丙甲纖維素、乙基纖維素、固化時間進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)優(yōu)化變量范圍。該羥丙甲纖維素微丸型緩釋片的開發(fā)通過最少的實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)所需的藥物釋放特性，從而減少開發(fā)時間、成本和勞動力，最終配方和工藝在設(shè)計(jì)空間內(nèi)能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3 基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的納米制劑開發(fā)

制藥行業(yè)普遍重視開發(fā)納米藥物產(chǎn)品以提高藥物的治療性能，拓展臨床應(yīng)用[32]。然而也由于納米藥物設(shè)計(jì)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和在納米尺度上的制藥特性使得納米工程藥物的質(zhì)量和安全性更難控制，限制了其工業(yè)生產(chǎn)和臨床應(yīng)用[32]。因此有必要以一種更可控和更一致的方式開發(fā)納米藥物。QbD及產(chǎn)品CQAs的識別和規(guī)范對于藥物納米材料的設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)至關(guān)重要[33]。

廣泛定義的CQAs一般包括納米材料的形態(tài)、尺寸、多分散性、表面電荷、載藥量、藥物包封率、體外藥物釋放曲線、藥代動力學(xué)性能、藥物穩(wěn)定性等[32-36]。以脂質(zhì)體為例，Németh等[35]基于QbD通過薄膜水合法制備了不含活性藥物成分的脂質(zhì)體制劑“中間體”，QTPP為球形、大的單層囊泡。QbD提供了一個實(shí)用的決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)未來需要的預(yù)定目標(biāo)，即活性成分、劑型和給藥途徑的要求，改變脂質(zhì)體性質(zhì)，快速得到質(zhì)量穩(wěn)定的目標(biāo)產(chǎn)品。Lu等[36]將QbD方法用于含有親水活性藥物成分的脂質(zhì)體產(chǎn)品的制備。該研究選用局麻藥布比卡因（bupivacaine）作為模型化合物，定義并評估了多囊脂質(zhì)體藥物產(chǎn)品的3個CQAs：粒徑、形態(tài)和藥物包封率，使用風(fēng)險(xiǎn)評估來監(jiān)控顯著影響包封率和粒徑的處方和工藝過程，證明了QbD用于多囊脂質(zhì)體系統(tǒng)的可行性和優(yōu)勢。

Rapalli等[15]基于QbD方法開發(fā)含有低表面活性劑濃度的酮康唑（ketoconazole）納米立方液晶的外用水凝膠。該納米立方液晶由彎曲的雙連續(xù)的三維脂質(zhì)雙分子層和2個互穿但不接觸的水相納米通道組成，立方體中間相的分隔作用可用于引入親水、親脂和兩親性的客體藥物[37]?；赒bD方法開發(fā)的納米立方液晶比前人的方法[38]具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和更低的表面活性劑含量，實(shí)現(xiàn)了配方的優(yōu)化，且在批量擴(kuò)大研究中成功應(yīng)用。

4 基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的生物技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)

據(jù)Ter Horst等[6]統(tǒng)計(jì)，2014—2019年通過歐盟全面申請?zhí)峤徊⑹褂肣bD開發(fā)的大多數(shù)醫(yī)藥產(chǎn)品是小分子產(chǎn)品，而生物技術(shù)產(chǎn)品只占少數(shù)。生物技術(shù)產(chǎn)品及其制造過程復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量依賴于生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和耐受性以及全過程控制，因此，對生物技術(shù)產(chǎn)品實(shí)施QbD仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)[39]。生物技術(shù)產(chǎn)品CQAs可分為以下類別：與產(chǎn)品相關(guān)的變體和雜質(zhì)、宿主細(xì)胞雜質(zhì)、設(shè)施相關(guān)的屬性，以及與確定生物療法的特性和效力相關(guān)的屬性[14]。

糖基化是許多抗體產(chǎn)品的CQA，抗體糖基化修飾決定了抗體產(chǎn)品的特性和效力[40]。Agarabi等[41]在細(xì)胞培養(yǎng)中實(shí)施QbD，以穩(wěn)定的高質(zhì)量抗體產(chǎn)量為目標(biāo)，利用Plackett-Burman設(shè)計(jì)篩選出影響單克隆抗體糖基化譜的關(guān)鍵因素為培養(yǎng)溫度和非必需氨基酸的補(bǔ)充，展示了一個能預(yù)測性改變單克隆抗體聚糖結(jié)構(gòu)的單克隆抗體平行生物反應(yīng)器培養(yǎng)模型。這項(xiàng)研究可用于指導(dǎo)未來的實(shí)驗(yàn)工作，篩選細(xì)胞培養(yǎng)參數(shù)，在產(chǎn)品產(chǎn)量和關(guān)鍵生化質(zhì)量屬性的一致性之間更好地取得平衡。

Rathore[14]介紹了QbD在一個生物類似藥——粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor，GCSF）的純化過程中的應(yīng)用。該研究主要圍繞受下游工藝步驟影響的CQAs：與產(chǎn)品相關(guān)的變體和雜質(zhì)，如氧化、還原、聚集和甲酰甲硫氨酸化。運(yùn)用DoE篩選和優(yōu)化了蛋白質(zhì)折疊步驟、pH調(diào)節(jié)步驟和單一色譜步驟（基于PAT的混合模式色譜），為色譜步驟開發(fā)創(chuàng)建高通量過程開發(fā)平臺，最終產(chǎn)品回收率可達(dá)90.0%，純度水平大于99.0%。對比GCSF商業(yè)工藝，基于QbD的工藝不僅使工藝產(chǎn)量提高了近3倍，而且使工藝時間縮短至原來的1/3，從而使工藝的總體生產(chǎn)率提高了近10倍。

綜上，在生物技術(shù)產(chǎn)品的上、下游工藝中使用QbD方法，圍繞產(chǎn)品CQAs，展開實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，獲得了穩(wěn)健的設(shè)計(jì)空間。雖然有些步驟仍難以實(shí)現(xiàn)放大生產(chǎn)，但是增強(qiáng)了研究者對生物加工過程和產(chǎn)品的理解，并為QbD導(dǎo)向的生物技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)提供了先驗(yàn)知識。

5 基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)的分析方法開發(fā)

在藥品研發(fā)和評價(jià)過程中，使用QbD和生命周期管理原則進(jìn)行分析方法開發(fā)，能確保在整個生命周期內(nèi)獲得可靠、準(zhǔn)確和一致的性能方法，并確保原料藥和制劑的安全性和質(zhì)量[42]?；赒bD的分析方法開發(fā)（analytical quality by design，AQbD）方法實(shí)施步驟如圖2所示[43]，工具與QbD類似。

圖2 基于QbD的分析方法開發(fā)（AQbD）工作流程的主要步驟[43]Figure 2 Main steps of the analytical quality by design (AQbD) process

AQbD方法被廣泛用于色譜方法開發(fā)。Tol等[44]運(yùn)用AQbD方法，成功開發(fā)了一種高效液相色譜（HPLC）方法，同時測定阿巴卡韋（abacavir）、拉米夫定（lamivudine）和多替拉韋（dolutegravir）組合的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒制劑中的有關(guān)物質(zhì)。該復(fù)方制劑中存在近30個峰，包括3種原料藥、11種已知雜質(zhì)和其他輔料，其相關(guān)物質(zhì)的分析非常具有挑戰(zhàn)性。最初采用一次一因素（one-factor-at-a-time，OFAT）方法來開發(fā)，結(jié)果需要用2種不同的HPLC法測定有關(guān)物質(zhì)。因此建立了AQbD方法：分析目標(biāo)是分離所有的臨界峰并達(dá)到足夠的選擇性。在OFAT實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定拉米夫定羧酸雜質(zhì)的保留時間和2個阿巴卡韋雜質(zhì)之間的分離度是最重要的2個關(guān)鍵方法屬性（critical method attributes，CMA）。選擇柱溫、流動相B組成、緩沖液pH為關(guān)鍵因素，通過中心復(fù)合設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析，發(fā)現(xiàn)緩沖液pH是對2個CMA影響最大的因素。由于2個CMA的最優(yōu)pH區(qū)域不同，因此建立并驗(yàn)證了2個設(shè)計(jì)空間，每次忽略2個CMA中的一個。引入三元梯度程序解決了pH敏感問題。進(jìn)行了蒙特卡羅模擬，在設(shè)計(jì)空間內(nèi)識別出具有低故障風(fēng)險(xiǎn)和高質(zhì)量保證的正常工作范圍，建立了確定穩(wěn)健色譜分離區(qū)域的方法可操作區(qū)域（method operable design region，MODR）。與2種單獨(dú)的分析方法相比，該方法減少了約50%的分析時間、資源和溶劑消耗，給制劑分析帶來更多的便利和更高的成本效益。

Nompari等[45]首次應(yīng)用AQbD方法建立了一種快速、靈敏的超高效液相色譜法測定疫苗上清中乙型腦膜炎抗原，用于乙型腦膜炎疫苗（Bexsero）的常規(guī)分析。Iliou等[46]基于AQbD開發(fā)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法，最短的分析時間內(nèi)完成雷貝拉唑原料藥中2種潛在基因毒性雜質(zhì)的定量分析。AQbD方法在超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[47]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[48]、超臨界流體色譜[49]中也有應(yīng)用，用于鑒定、含量測定、穩(wěn)定性研究、含量均勻度和雜質(zhì)研究。在分析方法中運(yùn)用QbD，從整體的角度來考慮方法的穩(wěn)健性以及過程和產(chǎn)品的可變性，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制的方法穩(wěn)健性和在生命周期中的調(diào)節(jié)靈活性。

6 結(jié)語與展望

QbD在制劑研發(fā)、分析方法開發(fā)和生物制藥等制藥領(lǐng)域越來越重要。合理運(yùn)用QbD方法進(jìn)行高端制劑處方、工藝開發(fā)/驗(yàn)證或分析方法開發(fā)/驗(yàn)證，可以為未來中試/工藝放大提供可靠的信息和先驗(yàn)知識，從而使研發(fā)產(chǎn)品更好地在生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)化，確保能夠持續(xù)生產(chǎn)出安全、有效、高質(zhì)量的藥物。

高端制劑開發(fā)中QbD的成功實(shí)施不僅需要建立在對QbD概念和工具的良好理解掌握上，還需要克服產(chǎn)品或分析方法系統(tǒng)的復(fù)雜性。因此，研發(fā)早期對產(chǎn)品特性的充分理解、足夠的資本和技術(shù)支持也格外重要。從長遠(yuǎn)來看，在高端制劑研發(fā)中實(shí)施QbD，建立能滿足產(chǎn)品質(zhì)量且工藝穩(wěn)健的設(shè)計(jì)空間，有利于提升產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成功率、生產(chǎn)工藝靈活性和制藥企業(yè)的成本效益。同時，QbD輔助藥物遞送系統(tǒng)的優(yōu)化將促進(jìn)個性化醫(yī)療的發(fā)展，使患者用藥得到保障。