Overview of quality control process Juree Charoenteeraboon, Ph.D. Faculty of Pharmacy, Silpakorn U.

Quality control of Biological products Research Process Production In-process control Finishing product control Lot release control (Certificate of lot release for biological product) National Control laboratory: NCL Post-marketing Survillance) (Cold chain system)

Quality control of Biological products Research Development Traceability Production GMP In process control

Quality control in production process Factors must be control for production process Microorganism strain (Seed lot control) Substrate for propagation (Animal, Tissue culture / Transform cells) -type Horse, sucking mouse, monkey Primary or Continuous cell line Human, animal or insect cell -Contamination (Bacteria, yeasts and fungi, Mycoplasmas or viruses) Media Container

Quality control in Production process Awareness Endogenous viruses Residual cellular DNA in vaccines Transforming proteins Material from Human origin : HIV and hepatitis B virus contamination Residual antibiotics from culture media : allergy ?

Quality control of Biological products Finished product Identity Potency Safety Toxicity test Sterility Inactivation test Non virulent test Pyrogen test Host residue: Protein, DNA, virus Physical-Chemical test etc.

2. The clinical phases of vaccine development 1. Pre-clinical phase immunogenicity, tolerability and protective efficacy studies when appropriate animal models exist 2. The clinical phases of vaccine development 2.1 Pre-licensure (Requirement: Products were product under GMP) Phase I Phase II Phase III Safety, Dose ranging Protective/potency efficacy Preliminary immunogenicity Consistency lots 20-80 hundreds hundreds to thousands Ref: Nalin DR. Evidence based vaccinology. Vaccine. 20 (2002) 1624–1630

2. The clinical phases of vaccine development 2.2 Post-licensure Phase IV Phase V Expanded safety, New claims field effectiveness and local licensure studies Manufacturing enhancement Post-marketing surveillance Safety studies (case-control, linked database,etc.) Studies in subgroups excluded from licensure package (individuals with immune-suppression, liver disease, renal failure, obesity, the elderly, smokers, etc.) Ref: Nalin DR. Evidence based vaccinology. Vaccine. 20 (2002) 1624–1630

Test used in Quality control in Biologicals product Different from chemical drug Exp. เติมโดยกำหนดเป็นปริมาณโปรตีน แต่ตรวจหา protective activity มีความเฉพาะเจาะจงแต่ละวัคซีน บางครั้งไม่สามารถใช้วิธีเดียวกันในวัคซีน ชนิดเดียวกัน ที่ผลิตด้วยวิธีต่างกัน บางครั้งต้องการมากกว่า 1 วิธีทดสอบเพื่อยืนยันผล วัคซีนชนิดเดียวกัน มีข้อกำหนดในการทดสอบที่แตกต่างกันได้ ขึ้นกับ ขั้นตอนในการผลิต

Test used in Quality control in Biologicals product ต้องมีการควบคุมคุณภาพในวิธีการทดสอบ เช่นเดียวกับในการผลิต : GLP, ISO etc. Validation for test method Calibration of instrument Certified material Uncertainty อื่น ๆ

Quality control of Biologicals products:Techniques Microbiological assay Propagation/cultivation Count: bacterial count, Plaque assay Titer: Cytopathic effect of virus

Quality control of Biologicals products:Techniques Immunological assay Heam agglutination, Precipitation, Rocket immunization, Immunoblot, RIA, ELISA etc. Monoclonal antibody, Polyclonal antibody Cell culture techniques: cultivate of virus, adventitious virus

Quality control of Biologicals products:Techniques Biochemical assay Electrophoresis, Flow cytometry, protein analysis, etc. Molecular biological assay: DNA sequencing, PCR/QPCR etc. Physical and Chemical technique pH, titration, UV, IR, NMR, MS, centrifugation, filtration, etc. Chromatography: HPLC, GC, LC, etc.

Examples Hepatitis B vaccine (rDNA)

Hepatitis B vaccine (rDNA) Antigens: complete structure (protein, lipid, carbohydrate) Morphology: electron microscopy Density of antigen particle: gradient centrifugation Characterize the antigenic epitopes Primary structure of protein Amino acid composition, peptide mapping BP 2013

Examples Hepatitis B vaccine (rDNA) BP 2013

Examples Hepatitis B vaccine (rDNA) BP 2013

Hepatitis B vaccine (rDNA) Antigen content and identification Quanlity and specificity of HBsAg Immunological assay; RIA, ELISA, Immunoblot, single radial diffusion Antigen/protein ratio Molecular weight: SDS-PAGE Reference vaccine BP 2013

Hepatitis B vaccine (rDNA) Antigenic purity: LC or SDS-PAGE Content determination for proteins, lipids, nucleic acids and carbohydrates BP 2013

Hepatitis B vaccine (rDNA) DNA residue Caesium residue BP 2013

Examples DTP vaccine Identity Potency Safety

Examples JE vaccine Identity Potency Safety

Live attenuated Polio vaccine Neurovirulent test Ten monkeys with seronegative for virus O.5 ml inject into the thalamic region Amount of virus: not less than a single human dose Observed 17-21 days for symptoms paralysis and other evidence of neurological involvements

Polio vaccine Test residual live poliovirus inoculation each monovalent virus (1500 human doses) on suitable cell cultures Cells used: monkey kidney cells (Macaca, Cercopithecus or Papio), Hep-2 cells. Observe the cell cultures for at least 3 weeks The end of 2nd and 3rd week No sign of poliovirus multiplication is present in the cell cultures.

Rabies vaccine Residual infectious virus Inoculate a quantity equivalent to not less than 25 human doses of vaccine into cell cultures A passage every 7 days and maintain the cultures for a total of 21 days then examine the cell cultures for rabies virus using an immunofluorescence test. The vaccine complies with the test if no rabies virus is detected

ISO/IEC17025:2005 specifies the general requirements for the competence to carry out tests and/or calibrations, including sampling. It covers testing and calibration performed using standard methods, non-standard methods, and laboratory-developed methods. Not cover the regulatory and safety requirements on the operation of laboratories 

ISO/IEC17025:2005 Scope Normative reference Term and definitions Quality Management Requirements Technical Requirements

ISO/IEC17025:2005 Quality Management Requirements Quality system Organization Quality system Document control Review of requests, tenders and contracts Purchasing services and supplies Service to the client Complaints Control of nonconforming testing and/or calibration work Corrective action Preventive action Control of records Internal audits Management reviews

ISO/IEC17025:2005 5.Technical Requirements General Personnel Accommodation and environment conditions Test and method validation/uncertainity Equipment Measurement traceability Sampling Handling of test and calibration items Assuring the quality of test and calibration results Reporting the results

Method validation Accuracy Precision/Repeatability Specificity Detection limit Quantitative limit Linearity Range Robustness

Measurement Uncertainty ค่าความไม่แน่นอนในการวัด ตัวอย่าง สารละลาย A วิเคราะห์ความเข้มข้นด้วยการดูดกลืนแสง ตรวจวัดแล้วเกิดค่าขึ้นมา เป็นค่าประมาณของค่าจริง ซึ่งค่านี้มีความคลาดเคลื่อน ของการวัดที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้ง ซึ่งมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ซึ่งหากการ ควบคุมไม่ดี ความแตกต่างในการวัดแต่ละครั้งจะสูง ครั้งที่ ค่าการดูดกลืนแสง 1 0.459 2 0.570 3 0.530

Error and Uncertainty Error Uncertainty เป็นค่าที่แตกต่างจากค่าจริง หรือค่าที่ผิดพลาดไปจากค่าจริง เช่น ชั่งน้ำหนักได้ 35.70 กรัม มีค่าผิดพลาด +0.05 กรัม ดังนั้น ค่าจริงเท่ากับ 35.70-0.05กรัม Uncertainty ค่าความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นในการวัด โดยบอกช่วงของผลการวิเคราะห์ที่มีความเป็นไป ได้ เช่น ชั่งน้ำหนักได้ 35.70 กรัม แต่มีค่าความไม่แน่นอนของการวัด ±0.05 กรัม ดังนั้น ค่าที่ชั่งได้อยู่ในช่วง 35.70 ±0.05 กรัม หรือเท่ากับ 35.65 - 35.75 กรัม เป็นต้น

Specified Upper limit Specified Lower limit

Specified Upper limit Specified Lower limit

Uncertainty ใช้ในการวัดเชิงปริมาณที่ประมาณช่วงค่าที่นักวิเคราะห์เชื่อว่าให้ค่าผลการ ทดสอบ ดังนั้นค่าจริงจะอยู่ในช่วงของการวัดที่บวกค่าความไม่แน่นอนแล้ว

Uncertainty ความสำคัญ หากผลการทดสอบอยู่ในช่วง Limit ใช้ในการประเมินคุณภาพของผลการทดสอบ ในห้องปฏิบัติการที่มีระบบคุณภาพ ยิ่งน้อย ยิ่งดี แสดงถึงความสามารถในการสอบกลับได้ของระบบการวัด ลดข้อโต้แย้ง เมื่อเกิดความไม่สอดคล้องผลการตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ ต่างกัน ISO/IEC 17025 (2005) กำหนดไว้ในข้อ 5.4.6 Estimation of uncertainty of measurement มีการตั้งมาตรฐานเพื่อเป็นแนวทางในการหาความไม่แน่นอนในการวัด (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM))

ประเภทของความไม่แน่นอน Type A uncertainty เกิดจาก Random error ความไม่แน่นอนชนิดนี้หาค่าได้ด้วยการทำซ้ำ และประเมินด้วยวิธีทางสถิติ Type B uncertainty Systematic error ความไม่แน่นอนที่เกิดจากค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัด หรือวัสดุที่ใช้ ไม่สามารถประเมินได้จากสถิติหรือการทำซ้ำ ประเมินได้จากการสอบเทียบเครื่องมือ หรือเอกสารรับรองวัสดุ เป็นต้น

การหาความไม่แน่นอน 1. “Bottom-up” Approach ตามวิธีของ GUM: 1993 พิจารณาทุกปัจจัยที่เกี่ยวข้องและมีผลต่อค่าการทดสอบ (แผนภูมิก้างปลา) และนำค่า uncertainty ของการวัดมารวมกัน แนวทางนี้มีรูปแบบที่ชัดเจนในโครงสร้าง และการกำหนดค่าความไม่แน่นอน นำไปสู่การพัฒนาทางเทคนิคการทดสอบ โดยใช้หลักการลด-เพิ่มค่าความไม่ แน่นอนในแต่ละปัจจัยได้

Certified material air ค่าการดูดกลืนแสง Balance uncertainty humidity pressure temperature ค่าการดูดกลืนแสง repeatability uncertainty Balance

การหาความไม่แน่นอน 2. Top-down Approach การประมาณค่าความไม่แน่นอนจากการนำค่าความผิดพลาดทั้งเชิง ระบบ และเชิงสุ่ม คือ Bias, repeatability และ reproducibility มา พิจารณาหาค่าความไม่แน่นอน ได้จากการทำซ้ำ และนำมาหาค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของความทำซ้ำได้ (Standard deviation of reproducibility, SR) ในทางจุลชีววิทยานิยมใช้ทางนี้ เนื่องจากปกติไม่สามารถประเมินค่า จริงได้ และ ค่าเบี่ยงเบนทางจุลชีววิทยาที่ยอมรับได้มีค่าสูง

Thank you