Usp 약전 보는법 - usp yagjeon boneunbeob

아래는 2002년도 충북대학교 약학대학 생약실 석사과정 이선아 학생이 USP 일반시험법중 Validation of compendial methods를 해석한 것 입니다.

해석이 잘 못 된 부분이 있으므로, USP의 원문을 보실 때 참조 하시기 바랍니다. 혹시 틀린 부분이나 해석이 정확하지 않는 부분이 있으면 메일로 강신정()에게 의견 주시기 바랍니다.
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의약품의 품질 수준을 평가하기 위한 검사과정에는 다양한 요구가 있다. Federal Food, Drug, and Cosmetic Act의 501항에 의하면 USP와 NF의 각조에 분석법과 규격은 법적 기준을 포함하고 있다. 현재 GMP 규정은 의약품이 규정된 규격에 일치하는지 여부를 평가하는데 사용되는 실험방법은 정확성과 신뢰도의 적당한 기준에 일치할 것을 요구하고 있다.

또한, 이들 규정에 따라 USP와 NF에 기술된 분석방법을 사용하는 자에게 이들 분석법의 신뢰도와 정확도를 보증하는 것은 요구하지 않고, 다만, 실제적 사용 조건하에서 그들의 적합성을 단순히 증명하는 것이 요구된다.  USP와 NF의 기준에 대한 법적 지위를 인식하게 되면, 새로운 일반분석법 혹은 개정된 일반분석법의 채택을 위하여 제안할 때는 그들 분석법의 타당성을 문서로 증명하는 충분한 실험실적 data의 지원이 필연적이다.

이 정보를 제공하는 장의 본문은 삼부로 나누어진 국제조화회(ICH)의 문서 분석과정의 입증과 방법론의 확장된 본문과 가능한 정도까지 조화를 이루고 있는데, 이문서는 EC, Japan, USA에서 제시된 등록신청부분으로 포함된 분석과정과 관계가 있다. 이 장의 일부를 형성하는 양상들(용출시험, 약물방출)은 ICH 문서로 통과하는데 관련하여서만 다루어졌기에 앞으로 논의될 것이다.

부분적으로 용어의 다른 사용 때문에 완전한 조화는 불가능하였다. 예를 들면 “procedure”라는 용어가 USP-NF에서는 특별하고 다른 의미로 사용되었는 반면 ICH 용어에서는 어려움을 표현한다.

일반으로의 개진

새로운 분석방법 혹은 개정된 분석방법을 일반시험법으로의 개진은 제안된 과정의 상대적 장점을 미국약전개정위원회가 평가할 수 있도록 충분한 정보를 함유하여야 한다. 대부분의 경우 평가하는데는 분석방법의 명료성과 완벽성에 대한 판단, 분석법의 필요성, 분석법을 적절한 방법으로 보증한 근거서류가 필요하다.  정보는 분석법이 어떤 형태냐에 따라 달라질 것이다. 그러나 대부분의 경우 다음의 부분 들로 구성될 것이다.

이유 : 이 장에는 제안한 방법의 필요성이 확인되어야 하고, 제안된 특수한 방법의 능력과 다른 방법보다 나은 이유가 기술되어야 한다. 개정과정을 위하여 제안된 방법에 의하여 제공되어지는 이익과 현행 일반시험법의 한계를 나타내는 비교가 도출되어야 한다.

제안된 분석 과정  이장에서는 그 분야에서 숙련된 사람이 반복할 수 잇도록 충분하게 자세히 분석방법을 완벽하게 기술하여야 한다. 중요한 모든 분석적 요인들이 게시에 포함되어야 하고, 시약의 조제, 시스템 적합성의 실행, 공시험의 묘사, 기술,

검증
분석법의 검증은 실험실적 연구에 의해서 설정되어진 절차이며, 이방벙에 의한 실시의 특징은 의도된 분석작업을 위한 요구와 충족된다. 이 자료에 있어서 분석 형태의 검증에 고려되어야 하는 전형적인 분석 수행의 특징은 Table 1에 나타나 있다.  용어와 사용에 관하여 의견이 다를 수 잇기에, 전형적인 방법 혹은 측정되는 방법의 묘사에 따라 이장의 다음 부분에서 정의되어 진다. 일반시험법의 경우에 재검증이 다음의 경우에는 필요하다. 분석방법의 개정을 USP에 요구할 경우, 신물질 혹은 원료를 확립된 일반시험법으로 사용. ICH 자료는 다음의경우에 재검증을 위한 필요성에 대한 안내를 해주고 잇다.  의약품의 구성성분의 변화, 분석과정의 변화

정확성, 정밀성, 특이성, 검출한계, 정량 한계, 선형성, 범위
판단이 기술과 사용에 대한 관점과 다른 경우 각각의 작업 특징은 전형적인 방법의 설명 과 함께 이 장의 다음에서 정의된다.

compendial방법의 경우, 재확인은 다음의 경우에 필요하다.; 개정된 분석법에 대한 USP의 의뢰, 또는 새로운 제품으로 설정된 일반적인 방법의 사용
ICH서류는 다음의 상황에서 재확인의 필요에 대한 길잡이를 마련해준다. ; 약물제품의 조성에 대한 변화, 분석과정에서의 변화

분석작업 특성
정확성(Accuracy)
정의 - 분석법에서 정확성은 참값을 얻기 위한 방법에 의한 시험 결과들의 근접성이다. 분석법의 정확성은 그것의 범위 내에서 설정되어져야한다.
측정  약물물질의 정량법인 경우, 정확성은 알고있는 순도(reference 표준품)의 분석물질에 대한 분석법의 조작에 의해서, 또는 이 분석 방법과 두 번째 분석방법-이미 그 정확성이 알려져서 정의되어 있는 잘 특성화된 방법-과의 결과들을 비교함으로서 결정할 수 있다.

      제형화된 제품의 약물 분석의 경우 정확성은 분석 방법의 범위 내에 가해진 이미 알고 있는 양의 약품성분의 합성 혼합물에 대한 분석법의 조작을 통하여 측정한다. 만약 모든 약품의 성분시료를 구할 수 없다면, 약품에서 분석성분을 알고있는 양만큼 가하거나(spike) 이미 그 정확성이 알려져서 정의 되어있는 잘 특성화 된 두 번째의 실험방법에서 얻어진 실험 결과들과 비교해도 된다.

      불순물의 정량 분석법의 경우, 알고있는 양 만큼의 불순물을 시료(약품 원료나 약제품)에 가해서 정확성을 평가할 수 있다. 어떤 불순물이나 분해된 물질 시료를 얻기 불가능한 곳에서 개별적인 방법에 의해 얻어진 결과들과 비교해야 한다. 다른 정보가 없다면 약품 원료의 결과와 비교해서 얻어진 불순물의 양을 계산하는 것이 필요할 것이다. 불순물과 약물성분의 동일한 양의 반응비를(response factor) 알고 있다면 이를 사용해야 한다..

      정확성은 시료에서 알고있는 양의 분석물질을 첨가해 분석을 하여 그 회수 % 혹은, 신뢰 구간에서 평균값과 받아들여진 참값의 차이로서 계산된다.
      ICH 문서에서 정확성은 특정한 범위를 포함하는 최소 3가지 이상의 농도와 최소 9번 이상 측정하여 평가하도록 하고 있다.(즉, 3가지 농도와 각각의 농도에서의 3번 반복)

정밀성(Precision)
정의 - 분석법에서 정밀성은 균질한 샘플을 가지고 반복적으로 여러번 채취하여 적용한 각각의 실험 결과사이의 유사성의 정도를 말한다. 분석법의 정밀성은 일반적으로 각 측정 시리즈에서의 표준 편차 또는 상대표준편차(변수 계수)로 표현된다. 정밀성은 재현성의 정도나 보통의 조작 조건하에서 분석법의 반복성의 측정이다. 이 상황에서 재현성은 공동연구인 경우, 다른 실험실에서의 분석 과정을 이용할 때로 한다. Intermediate precision은 서로 다른 날에, 실험실 내에서의 변수를 나타내거나, 같은 실험실 내에서 다른 실험자나 실험 기구로 실험하는 것을 나타낸다.

        반복성은 실험실 내에서 짧은 기간동안 동일한 실험자가 동일한 기구를 사용하여 분석과정을 이용할 때로 한다. 대부분의 경우, 비록 실험실간의 재현성이나 intermediate precision이 약전에 승인받기 이전에 표준화된 과정으로 받아들일지라도 반복성은 USP 분석과정에서 표준이 된다.

측정 - 분석법에서 정밀성은 표준편차나 상대표준편차(변동 계수) 같은 통계학적 수치를 계산할 수 있도록 동일한 시료를 충분한 수만큼 분석을 함으로써 측정한다. 이 글에서 분석법은 시료를 처음 시료처리에서 최종적으로 시험 결과를 얻는 분석과정 전체를 함에 있어서독립적으로 분석을 한다.
        ICH 규정에서 반복성은 규정된 범위에서 최소 9번 측정해서 평가해야 한다고 밝이고 있다. (즉, 3가지 농도와 각 농도당 3번 반복 또는 100% 시험농도에서 최소 6번 측정)

특이성(Specificity)
정의 - ICH규정에서 특이성은 불순물, 분해산물, 기질물질과 같이 예상할 수 있는 구성성분의 존재하에서 분석물질을 확실하게 분석하는 능력이라고 정의된다. 개별적인 분석 과정에서 특이성이 부족하면 다른 보충 분석과정으로 보충할 수 있다. [Note -다른 권위있는 서적(IUPAC, AOAC)에서는 “selectivity"라는 용어는 그 분석과정이 완전히 선택적일 때 ”specificity"라고 제한적으로 적용한다.] 아래의 실험 방법이나 분석법에서는 위의 정의를 따른다.

확인 시험 : 분석물의 본질을 확실하게 확인한다.
불순물 시험 : 분석물질에서 불순물의 함량을 정확하게 확인할 수 있는 분석 과정모두를 인정 한다.(예를 들면 성분실험, 중금속 한계실험, 유기 휘발 불순물 실험과 관계된 실험)
분석법 : 정확한 결과를 제공하며 이는 함량을 정확하게 표현하거나, 시료의 분석물질의 유효성을 표현한다.

측정 - 정성 분석(확인 시험)에서 존재하기 쉬운 밀접하게 관련있는 구조를 가진 성분들 사이에서 선택할 수 있는 능력이 밝혀져야 한다.
        이것은 분석물질을 포함하고 있는 시료로부터 긍정적인 결과를 얻고, 이와 동시에 분석물질이 포함되지 않은 시료와 분석물질과 구조적으로 유사하거나 밀접하게 관련있는 물질(알려진 기준의 물질과의 비교에 의해서)로부터는 부정적인 결과를 얻음으로써 확인할 수 있다.
        불순물의 분석과정에서 특이성은, 약물성분이나 적절한 수준의 불순물을 가진 약물을 가함으로써 확립할 수 있고, 이러한 불순물들은 적당한 정확성과 정밀성을 측정되는 것을 밝힌다.
        분석법의 경우, 특이성을 증명할 때에는 이 실험과정이 불순물이나 첨가물에 의해 영향을 받지 않는 다는 것을 보여줄 수 있어야 한다. 사실, 이것은 약물성분이나  적절한 수준의 불순물을 가진 약물 혹은 첨가물을 가함으로써 확립할 수 있고, 분석법의 결과가 외부물질에 의해 영향을 받지 않는 다는 것을 밝힌다.
        만약 불순물이나 분해 물질 표준품을 사용할 수 없다면, 특이성은 불순물을 포함한 시료들나 분해물질을 2번째로 잘 특성화되어있는 분석과정(예를 들면 약전이나 다른 검증 과정) 이러한 비교들은 적절한 가혹조건(예를 들면 빛, 열, 습도, 산/염기 가수분해, 산화 등)에서 보관된 시료를 포함해야 한다.
        이러한 분석의 경우에는 그 결과들은 반드시 비교해야 한다 ;  그로마토그래프의 불순물 실험의 경우 불순물의 데이터를 반드시 비교해야 한다.
         ICH에서는 크로마토그래피를 이용한 분석과정이 사용되었을 때, 선택성의 정도를 설명하기 위해 대표적인 크로마토그램이 나타나야하고, 피크는 적절하게 레이블링이 되어야 한다고 밝히고 있다. 피크 순도시험(예를 들면, diode array 또는 mass spectrometry)은 나타난 분석 크로마토그래픽 피크가 한 성분 이상 때문에 나타나지 않는 다는 것을 보여주는데 유용하게 사용될 수 있다.

검출 한계(Detection Limit)
정의-검출한계는 한계 시험을 특징으로 한다. 이것은 검출 될 수 있는 시료의 최소량을 의미하지만 실험 조건 하에서 정량적일 필요는 없다. 그래서, 한계 시험은 분석물질 양이 어떤 수준의 위 혹은 아래인지만 입증하면 된다. 검출 한계는 보통 시료의 농도로서(예 백분율percentage, ppb) 표현된다.
측정 - 기계를 사용하지 않는 방법에서는 검출 한계는 일반적으로 이미 농도를 알고 있는 시료를 가지고 분석하여 측정을 하거나 신뢰할 수 있게 검출된 최소의 양을 확립해서 측정한다. 기계를 사용하는 과정에서는 기계를 사용하지 않는 방법과 같은 방법이 사용되기도 한다. 공식적인 방법으로서 인정받은 방법에서는 대개 실제 검출 한계를 측정하지는 않는다.그러나, 검출한계는 알고있는 농도 이상의 시료와 필요한 검출 한계 이하의 시료를 가지고 분석을 함으로써 충분히 낮게 보여진다. 예를 들면, 검출하고자 하는 시료의 불순물이 0.1%이라고 할 때, 분석방법은 이 정도의 불순물을 확실히 검출 할 수 있어야한다.
      기계를 사용한 분석방법중 노이즈를 보이는 방법은 ICH에서는 일반적인 것으로 기술하며 이러한 방법은 공시료와 알고 있는 농도의 시료와의 신호를 비교한다. 확실히 검출 할 수 있는 최소의 농도가 정해진다. 일반적으로 얻을 수 있는 시료와 노이즈(S/N)의 비율은 2:1에서 3:1정도이다. 다른 방법으로는 검량선의 기울기를 구하는 방법과 결과의 표준편차 구하는 방법이 있다. 어떠한 방법을 이용하던지 검출 한계를 구할 때에는 알고있는 검출 한계에 가깝거나 준비되어 있는 검출한계의 시료를 충분한 수를 가지고 분석하여 검증한다.

정량 한계(Quantitaion Limit)
정의 - 정량한계는 대량 약물 원료에서 불순물이나 완제품 약물에서 분해물과 같은 동일한 시료에서 검출하고자 하는 물질을 낮은 농도에서 정량적으로 분석하는 것을 특징으로 한다. 이것은 일정 분석조건에서 적합한 precision과 accuracy를 가지고 측정할 수 있는 분석물질의 가장 낮은 양이다. 정량 한계는 샘플에서 분석물질의 농도 (percentage, ppb)로 표현된다.
측정 -  기계를 사용하지 않는 방법에서 정량 한계는 일반적으로 이미 농도를 알고 있는시료를 가지고 분석하여 측정을 하거나 accuracy와 precision을 가지며 측정이 가능한 최소 수준을 확립해서 측정한다.
      기계를 사용하는 과정에서는 기계를 사용하지 않는 방법과 같은 방법이 사용되기도 한다. 공식적인 방법으로서 인정받은 방법에서는 대개 실제 정량 한계를 측정하지는 않는다. 그러나, 정량 한계는 알고있는 농도 이상의 시료와 필요한 검출 한계 이하의 시료를 가지고 분석을 함으로써 충분히 낮게 보여진다. 예를 들면, 분석하고자하는 시료의 양이 1정당 0.1mg 이라고 할 때, 분석방법은 이 정도의 물질을 확실히 정량할 수 있어야한다.
      기계를 사용한 분석방법중 노이즈를 보이는 방법은 ICH에서는 일반적인 것으로 기술하며 이러한 방법은 공시료와 알고 있는 농도의 시료와의 신호를 비교한다. 확실히 정량 할 수 있는 최소의 농도가 정해진다. 일반적으로 얻을 수 있는 시료와 노이즈(S/N)의 비율은 10:1정도이다. 다른 방법으로는 검량선의 기울기를 구하는 방법과 결과의 표준편차 구하는 방법이 있다. 어떠한 방법을 이용하던지 정량 한계를 구할때에는 알고있는 정량 한계에 가깝거나 준비되어 있는 검출한계의 시료를 충분한 수를 가지고 분석하여 검증한다.

직선성과 범위 (Linearity and Range)
직선성의 정의 - 분석방법에서 직선성은 직접적 혹은 잘 정의된 수학적 변환을 통해 주어                   진 범위 내에서 시료중 분석물질 농도의 비율을 나타내는 시험 결과이다.
범위의 정의 - 분석방법에서 범위는 시료의 가장 높고 낮은 간격(그 농도를 포함하여)이며 쓰여진 분석 방법을 이용해 적당한 수준의 precision, accuracy 그리고 linearity를 가지고 측정된 것이다. 범위는 보통 분석방법에서 얻어진 시험 결과와 같은 단위로 나타낸다.(percent, ppm)
직선성과 범위의 측정- 직선성은 분석 과정의 범위를 확립해야 한다. 처음에는 분석물질 함량의 농도로서 보이는 신호의 점을 눈으로 검사하여 확립해야 한다. 만약 직선관계가 있는 것으로 보여지면 시험결과는 적절한 통계학적 방법에 의해 확립해야 한다.(예를 들면 최소자승법에 의한 추세선 계산). 어떤 경우에는 직선성은 분석물질의 농도와 신호 사이에서 얻는다. 시험 데이터는 수학적 변환을 해야만 한다. 추세선으로부터 얻은 결과는 그 자체고 직선성의 정도를 나타내는 수학적 평가는 내리는데 유용하다. 상관 계수(correlation coefficient) y-절편, 추세선의 기울기, 잔차 평방합(residual sumof squares)등을 제출해야 한다.
분석법의 범위는 분석방법이 분석 물질을 함유한 시료범위 내에서와 시료범위의 양 끝에 적용을 했을 때 precision, accuracy, linearity를 가짐으로써 검증이 된다.
ICH에서는 직선성을 확립하기 위해서는 일반적으로 최소 5개의 농도가 사용되어야 한다고 밝히고 있다. 이는 또한 최소한의 특정 범위가 따라야 한다고 밝힌다.

약품 원료(혹은 완제품)의 분석 : 80%에서 120%까지 시료 농도로 한다.
불순물의 측정 : 50%에서 120%까지를 시료 농도로 한다.
함량 균일성 시험의 경우 : 더 광범위하거나 더 적합한 범위가 있지 않다면 일반적인 제형 (눈금이 있는 흡입제)인 경우 최소 70%에서 130%까지 시료 농도를 맞춘다.
용출 시험의 경우 : 정해진 범위의 ±20%(예를 들면 규정에서 제어 방출형 제제는 1시간 이후에 20%가 방출되고, 24시간까지 90%가 방출된다면 검증된 범위는 0%에서 110%까지가 되어야 할 것이다.)

Ruggedness
정의 - 분석방법에서 ruggedness는 다양한 조건 하, 예를 들면 다른 실험실, 다른 실험자, 다른 기기, 다른 생산 로트의 시료, 다르게 겹치는 분석 시간, 다양한 분석 온도, 다른 날짜 등등, 에서 동일한 시료의 분석에서 얻어진 시험 결과의 재현성의 정도를 나타낸다. Ruggedness는 일반적으로 분석 방법이 환경과 조작의 변수의 결과에 영향의 정도를 표현한다. Ruggedness는 일반적으로 실험실과 실험실, 실험자와 실험 실간의 변화 조건에서 실험결과의 재현성을 측정하는 것이다.
측정 - 분석 방법에서 Ruggedness는 다른 실험실에서 다른 실험자가 다양하지만 분석의 변수가 규정된 내에서의 조작과 환경 조건을 이용하여 동일한 로트의 시료를 분석하여 측정한다. 실험 결과의 재현성의 정도는 분석 변수의 기능으로써 측정한다. 이러한 재현성은 일반적 상황에서의 분석의 precision과 이 분석 방법에서 얻어진 ruggedness를 비교한다.

Robustness
정의 - 분석방법에서 robustness는 일반적인 분석방법의 사용중 필요한 지시를 나타내고, 분석 방법에서의 작지만 우연치 않게 발생하는 변수에 의해 영향을 받지 않고 남아있는 정도를 측정한다.

시스템 적합성(System suitability)
만약 측정 기기들이 분석조건의 변수 때문에 의심스러우면 이 기기들을 적당하게 조절하거나 분석범에 적합한 상태에 있도록 예방해야 한다. Robustness와 ruggedness평가의 한가지 결과는 분석 방법의 검증이 언제 사용하든지 유지되어 있는 것을 확신할 수 있는 적합한 시스템 적합성과 한 시리즈가 되어야 한다. 대표적인 변수로는 분석 용액의 안정성, 다양한 기구, 그리고 다른 분석자들에 의한 변수가 있다. LC의 경우의 대표적인 변수로는 이동상의 pH, 이동상의 조성, 다양한 회사와 로트의 칼럼, 온도 그리고 유속이 있다. GC의 경우에 대표적인 변수로는 다양한 회사와 포트의 칼럼, 온도 그리고 유속이 있다. 시스템 적합성 시험은 기구, 전자 기계, 분석 조작, 시료를 분석하는 내부 시스템의 구성물도 이와 같이 평가할 수 있다는 생각을 기초로 하고 있다. 시스템 적합성 시험의 변수는 평가된 방법의 형태에 의해 개개의 방법으로 확립해야 한다. 이것은 그로마토그래피 방법에서 특히 중요하며 USP 에서는 Chromatography장의 일반시험법에서 System suitability부분의 조건을 맞추도록 하고 있다.

분석검증을 위해 필요한 데이터 요소
Compendial 분석 과정은 분석 측정이 매우 엄격한 것에서 평가가 그 속성상 주관적인 것 까지 다양하다. 이 분석의 다양성을 고려할 때 단지 논리적으로 다른 시험 방법은 다른 검증 설계를 요구한다. 이 장에서는 단지 대부분의 일반적인 범주에서의 검증을 요구하는 분석이다.
Category I -  대량 원료물질에서의 주 성분이나 완제품 의약품에서 활성 부형제(보존제 포함)를 정량하기 위한 분석 방법
Category II - 대량 원료물질에서 불순물의 검출이나 완제품에서의 성분의 분해를 측정하기 위한 분석 방법. 이러한 방법들은 정량 분석과 한계 시험을 포함한다.
Category III - 실험 수행 특징(예를 들면 용출, 약물 방출)을 측정하기 위한 분석 방법
Category IV - 확인 시험

각각의 분석 범주에서는 다른 분석 정보가 필요하다. Table 2 에는 이러한 분석 범주에 일반적으로 필요한 데이터 요소들을 적었다.
이마 일반적으로 확립되어 있는 분석과 실험(예를 들면 수분 측정을 위한 적정시험, 박테리아의 엔도톡신 시험)들도 새로운 제품이나 원료물질을 사용할 때 정확성을 확립하기 위하여(가능한 간섭을 없애고) 재 검증을 해야만 한다.
분석 방법의 검증은 단지 실험실적 연구에서만이 확립할 수 있다. 그러므로, 이러한 연구의 성공적인 완성의 문서화는 이러한 방법이 목적하는 의도에 적합한 방법인지를 측정하기 위해 기본적으로 필요하다. 승인된 방법은 새롭거나 개정된 분석 과정을 위한 어떠한 신청에도 사용될 것이다.