雅培STARLIMS：质量保证及质量控制实验室中的数字转型

在过去的15年里，美国食品和药物管理局 (FDA) 和欧洲药品管理局 (EMA) 要求制药行业重新审视其开发和制造过程，并为无缝的、端到端通过设计质量 (QbD) 的方法建立基础，以实现制药产品的生命周期。体现在FDA 2004年的报告“21世纪的制药cGMP - 一种基于风险的方法”中，QbD是这样的一个概念，正如EMA所述：“通过在药物的设计、开发和制造过程中采用统计、分析和风险管理方法来确保药物的质量。”

实际上，QbD建立在对材料、开发和制造过程的属性和行为有全面理解的原则之上，并利用这种理解将质量过程构建到完整的产品生命周期中。最终，就能通过减少所有阶段的失败风险，提供一致的、更高质量的、安全的药物。

关于QbD，2016年FDA发布指南草案并邀请业内人士对其发表评论，即“行业数据完整性和遵守cGMP指南”，这是由于该机构已经见证了越来越多涉及数据完整性的cGMP违规行为。该指南草案旨在帮助行业阐明数据完整性在当前药品良好生产实践 (cGMP) 中的作用，如21 CFR第210、211和212部分所规定的那样。正如指南的介绍所述，“cGMP法规和指南允许采用可执行的和基于风险的策略来预防和检测数据完整性问题。企业应该基于对流程的理解和对技术和业务模型的知识管理，实施有意义和有效的策略来管理数据完整性风险。”

在当今QbD高通量、数据密集的实验室环境中，数据完整性原则应能够支持任何质量保证/质量控制（QA / QC）的相关功能和运营。实施了全面的、智能的信息基础设施，数据工作就不会那么繁琐沉重了。这种以实验室为中心的数字基础设施很可能建立在实验室信息管理系统（LIMS）功能的基础上，以协调测试计划，管理样本和自动化关键过程。今天的高端LIMS还将直接从测量和测试仪器中获取和传输分析数据，提供高级分析以支持趋势识别，并突出强调不符合要求的结果。

还有一些软件平台可以提供额外的日常管理运营，从安排仪器校准和维护，到连接到试剂和耗材库存，以及运营员培训和权限等。

减少对基于纸张的流程、日志和报告的依赖，可能有助于提高数据安全性、准确性和完整性。拥有为关键系统提供双向支持的LIMS解决方案，意味着分析人员无需将仪器面板上的结果转录到纸上或从纸上转录到另一种手动介质。这有助于确保数据完整性，并最大限度地减少错误，同时还可以消除数据冗余。雅培信息的STARLIMS解决方案为Empower和Chromeleon等色谱数据系统（CDS）以及SAP等企业资源规划（ERP）平台提供创造性的双向支持。

STARLIMS可以为大多数QA / QC实验室的关键流程提供自动化。该软件将生成计算结果、报告、工作流程、警报和提醒，并能触发重新测试。校准、环境和稳定性样本调度，同样可以通过STARLIMS实现自动化，而软件可以配置为在库存较低时发出购买请求。STARLIMS还支持样本外包，并为实验室提供可见性，以便快速识别需要发送给第三方的样本，同时允许人员跟踪样本以确保测试按时完成。这不仅仅是关于内部活动的管理。QA / QC实验室必须确保以与内部运营相同的勤勉程度管理任何外包分析工作。质量控制测试的某些方面，如微生物学，现在通常外包给专业实验室。从监管角度来看，QA / QC实验室进入和退出的无缝双向数据流程消除了容易出错的手动数据录入阶段，这些阶段可能会取消伴随数字系统提供的所有优秀软件。因此，合同伙伴需要具有相同级别的安全数据管理，并且理想地连接到用于双向、完全可追踪的数字数据输入和传输的管道。

STARLIMS通过与样本或批量相关的相关流程的可追溯性，结合安全样本管理功能、审计跟踪、电子签名、监管链和仪器集成，支持数据完整性的端到端保证。这最小化了人为错误和未经授权的数据更改的机会。实际上，所有数据都是可追溯的、安全的和值得信赖的。

智能平台支持从早期开发到制造的QbD概念。例如，在QA / QC设置中，实验室工作人员可以通过查看STARLIMS中生成的过程控制和趋势图来有效地提前并防止产品的一致性发生变化，从而识别可能影响制造过程或测试的变化或异常。

虽然缩略词类容易让人混淆，但将LIMS与科学数据管理系统（SDMS）以及电子实验室笔记本（ELN）功能相结合 - 无论是作为附加产品获得还是嵌入LIMS中 - 都将进一步减少手动传输数据发生错误的可能性，同时确保实验室能够一步步地遵守和遵循所有标准运营程序（SOP）。增加用于记录和报告实验和数据的ELN功能，意味着原则上所有工作流程和流程都可以在前端进行电子编排，并在后端进行记录。

这听起来很简单，但实际上，许多商业LIMS解决方案都依赖第三方供应商来提供额外但至关重要的功能。相比之下，STARLIMS产品包括完全集成的LIMS、ELN和SDMS解决方案。消除对第三方供应商的需求，意味着实验室不必再配置复杂的接口或集成，并能降低总体拥有成本。

使用单一平台优化数据管理、可访问性和完整性

作为端到端的解决方案，STARLIMS消除了那些不可避免地与多个供应商进行系统支持和问题解决相关的问责问题。实现单一的、整体的解决方案，还可以降低一个或多个模块或附加组件不能按预期运行的风险，这可能会影响验证工作和项目进度。完全集成解决方案的优势是多方面的。

现代LIMS将提供电子签名和安全审计跟踪以遵守21 CFR Part 11，安排设备验证、校准和维护，并验证个人用户是否具有执行分析程序所需的权限和级别的培训。将此功能与对样本、材料和过程的理解以及预测分析结合起来，平台可以发现趋势，突出异常值并将在批量放行之前指导或直接指令相关人员进行评估和运营和/或签字。

从整体的角度来看，理想的LIMS基础设施——无论是基于前提的还是基于云的——应该是直观的、用户友好的，并且符合实验室的业务规则。该系统应该为授权的实验室技术人员、实验室经理和业务主管提供方便的访问关键科学和业务决策数据的实时的、可理解的格式。数据越完整，对指导下一步、实现业务更改和维护顶级效率的实验室运营就越有帮助。

QA / QC实验室运营、数据采集、处理和管理的每个方面都可能受到监管审查，因此实验室应遵守数据完整性的主要原则，如数据完整、一致和准确，这些原则已经由FDA在2016年数据完整性草案指南中出来。实际上，所有数据都应该是“可归属的，易读的，同时是可记录的以及准确的，不管是原始的或真实的副本”（ALCOA），它已成为实现数据合规性的实验室口号，无论是通过电子数据管理还是基于纸张的数据管理。

虽然创建或获取的所有数据都可能受到监管检查，但无论数据来源、目的地或格式如何，在以电子方式获取数据时，更容易实现这些ALCOA原则。即便如此，正如2017年质量保证协会年会“制造质量协议”和“制药质量政策制定”中所述的那样，“纸质质量保证年会”和电子数据记录保存系统应遵守同样的要求。

整合，

以及大数据的“内容、位置和方式”。

将LIMS平台与分析或测量仪器直接集成在一起的必要条件非常简单的，且可以在数据生成时就从数据源捕获数据。仪器集成意味着，那些剪切和粘贴打印输出或打印数百页色谱图的日子已经成为过去式了。将足够的并行安全性配置到平台中，并将结果锁定在源头，以便在没有授权推理和结果的情况下时工作人员无法更改、删除或添加数据。STARLIMS的目的是与具有RS232和TCP / IP连接的仪器集成。连接到计算机的独立仪器的数据也可以通过STARLMS SDMS捕获，只要输出对人眼可读 - 例如以PDF或Word等格式。

大数据给数据存档和存储带来了压力。SDMS中的容量不是问题，但是存储和检索数据的“内容”、“位置”和“方式”使数据孤岛的配置和存储数据的格式变得至关重要。SDMS应该直观地搜索和轻松访问，并且有助于直接访问上下文信息和所有元数据，包括所用设备的相关信息，执行测试的分析员，使用的试剂和仪器。从监管角度来看，尤其是在QC环境中，数据和元数据之间的关系也应该具有安全性和可追溯性的基线保证。使用笔和纸记录几乎不可能达到所需的数据安全性、完备性和内在完整性。

QA / QC实验室必须能够在审核期间验证他们如何获得数据，以及将所有元数据固定到关键结果。使用手工系统非常耗时，访问人员和仪器的日志、工作流程、SOP和测量结果(从重量到pH值) 的记录是一项主要任务。想象一下，在调查或审计过程中，依赖于纸质记录，就必须收集与大量分析相关的所有数据。这项任务将包括收集所有记录了样本和标准制剂的实验室笔记本，记录有仪器信息的记录本，记录仪器校准和其他关键数据的所有表格。

轻松访问和实时监控

只需

当涉及手动数据输入时，错误几乎是不可避免的。根据发表在最终用户计算杂志上关于扩大最终用户开发的特刊的研究，“20% 到40%的电子表格包含错误”1。绝大多数错误都是无意的，但也有一些情况下，由于存在故意的不当处理数据的证据，检查已导致实验室收到警告信，甚至工厂关闭。这种错误处理可能包括数据操作或替换结果、回避特定结果、销毁记录、未能在执行活动时记录活动或删除原始数据。

授权和“老大哥”式监督

共享登录和不充分的访问授权步骤，属于法规关注的其他领域，法规遵循测试的实践也是如此，本质上是在出现故障或特定结果不典型/非典型之后重新测试批量样本，直到获得可接受的读数。实现安全的信息学基础设施，具有必要的以遵从性为重点的特性，并且在没有必要的授权和验证的情况下，几乎不可能操纵结果。

自动化系统同样会让“老大哥”了解谁在实验室做什么。从历史上看，如果用于执行测试运行的设备尚未校准，则管理员或技术人员将不得不返回并进行证明，或使所生成的数据无效，或执行其他测试以确认设备性能在可接受的参数范围内。这可能需要重新进行完整的批量测试，导致批量放行的显著延迟，并增加与使用试剂、耗材和收集样本相关的物理成本。

STARLIMS不允许技术人员或分析人员继续执行他们没有资格或接受过培训的任务，也不允许将样本分配到未经校准或应定期维护的仪器上进行测试。测试方法会在系统中进行定义，并且这些方法或程序的认证要求是已经定义好的。该系统可以智能地支持预防错误，而这些错误在以后可能会导致高昂的纠错成本，并可能需要接受长时间的调查。

变得更加积极主动

使用STARLIMS，实验室管理人员可以变得主动而不是被动，并将时间集中在增值任务上，同时最大限度地减少或完全否定对手动和纸质流程和系统的依赖。 STARLIMS提供的高级分析使管理人员能够监督实验室的健康状况，深入了解运营数据，以获得更深入的见解，发现趋势，并确定负面趋势的根本原因，从而支持影响评估并帮助更快地制定决策。

利用信息平台管理员工、设备、试剂和耗材可以显著改善资源管理，并优化现有系统和实验室资源的使用。任何实验室最宝贵的资产都是员工，从技术人员到管理人员和行政人员。STARLIM允许员工更加专注于履行各自的主要职责，而不是花时间手动输入数据，处理和管理数据以确保合规性，进一步帮助实验室最大化运营效率并充分利用员工的专业知识。

参考文献:

1.    “What We Know About Spreadsheet Errors”, Raymond R. Panko, University of Hawai’I, College of Business Administration. http://panko.shidler.hawaii.edu/SSR/ Mypapers/whatknow.htm

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