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크로마토그래피 생체시료분석에서 내부표준물질 반응의 평가: 질의응답

Evaluation of Internal Standard Responses During Chromatographic Bioanalysis: Questions and Answers

분야
FDA
단계
최종
발행일
2019년 9월 4일

제약바이오의 정석이 제공하는 FDA 가이던스 한글 번역본이며, 원문과 차이가 있으면 원문을 우선시합니다. 가이던스는 법적 구속력이 없는 FDA의 현재 견해입니다.

이수혁 선생님의 Summary

이 가이던스는 LC-MS 같은 크로마토그래피 생체시료분석에서 내부표준물질(IS) 반응이 검체마다 흔들릴 때, 그게 농도 결과의 정확성에 영향을 주는지 어떻게 판단하는지 FDA가 정리한 2019년 질의응답 문서예요.

판단의 기준은 단순해요. 시험대상자 검체의 IS 반응 범위가 같은 런의 검량선 표준시료(Cal)·정도관리 시료(QC)와 비슷하면 영향이 적고, 그 범위를 벗어나면 영향이 있을 수 있다고 봐요.

Q1~Q5에서 IS를 쓰는 이유, 변동의 원인(사람의 실수·기기 문제·매트릭스 효과), 괜찮은 경우와 문제가 되는 경우를 그림 1~5의 예로 차례로 보여 줘요.

실무에서는 Q5를 가장 자주 찾게 될 거예요. SOP에 미리 정한 재분석 기준, 재분석 농도가 최초 결과의 20% 이내인지 보는 법, 일관되게 높거나 낮을 때의 매트릭스 영향 조사 방법이 여기 있어요.

이 가이던스는 이 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 나타낸다. 이 가이던스는 누구에게도 어떠한 권리를 만들지 않으며, FDA나 일반 대중을 구속하지 않는다. 적용 법률과 규정의 요건을 충족한다면 다른 접근 방법을 사용할 수 있다. 다른 접근 방법을 논의하려면 표지에 적힌 이 가이던스 담당 FDA 부서에 연락한다.

This guidance represents the current thinking of the Food and Drug Administration (FDA or Agency) on this topic. It does not establish any rights for any person and is not binding on FDA or the public. You can use an alternative approach if it satisfies the requirements of the applicable statutes and regulations. To discuss an alternative approach, contact the FDA office responsible for this guidance as listed on the title page.

1 이 가이던스는 FDA 의약품평가연구센터(CDER)의 시험완전성감시실(Office of Study Integrity and Surveillance), 제네릭의약품실(Office of Generic Drugs), 임상약리실(Office of Clinical Pharmacology)이 작성하였다. 이 가이던스에 대한 의견은 언제든지 제출할 수 있다. 의견은 공개 의견 수렴 문서번호(docket) FDA-2017-D-6821(https://www.regulations.gov/docket?D=FDA-2017-D-6821)로 제출한다. 이 가이던스와 그 밖의 레벨 2 가이던스에 대한 의견 제출 방법은 해당 docket 의 안내를 참조한다.

1 This guidance has been prepared by the Office of Study Integrity and Surveillance, the Office of Generic Drugs, and the Office of Clinical Pharmacology in the Center for Drug Evaluation and Research at the Food and Drug Administration. You may submit comments on this guidance at any time. Submit comments to Docket No. FDA-2017-D-6821 (available at https://www.regulations.gov/docket?D=FDA-2017-D-6821). See the instructions in that docket for submitting comments on this and other Level 2 guidances.

I. 서론I. INTRODUCTION

이 가이던스는 임상시험계획(IND), 신약 허가신청(NDA), 제네릭의약품 허가신청(ANDA), 생물의약품 허가신청(BLA) 및 변경신청(supplement)으로 제출되는 크로마토그래피 분석 데이터에서 내부표준물질(internal standard, IS) 반응2의 변동성에 관하여 의뢰자, 신청자 및 수탁기관(CRO)에 권고사항을 제공한다. 크로마토그래피 분석법은 허가 신청 자료를 뒷받침하기 위해 비임상시험 및 임상시험 검체 중 분석물질 농도를 정량하는 데 흔히 사용된다. IS 반응 변동성은 그 원인에 따라 분석물질 농도 측정의 정확성에 영향을 줄 수 있다. 이 질의응답(Q&A) 문서는 IS 반응 변동성과 그것이 분석물질 농도 측정의 정확성에 미칠 수 있는 영향에 관한 FDA의 현재 견해를 제공한다.

This guidance provides recommendations to sponsors, applicants, and contract research organizations regarding internal standard (IS) response2 variability in chromatographic analytical data submitted in investigational new drug applications, new drug applications, abbreviated new drug applications, biologics license applications, and supplements. Chromatographic analytical methods are commonly used to quantitate analyte concentrations in samples from nonclinical and clinical studies to support regulatory submissions. Depending upon its source, IS response variability may impact the accuracy of analyte concentration measurements. This question and answer (Q&A) document provides the Agency’s current thinking on IS response variability and its potential impact on the accuracy of analyte concentration measurements.

또한 이 Q&A는 관찰된 IS 반응 변동성이 데이터의 정확성에 영향을 줄 가능성이 있어 근본 원인에 대한 추가 조사가 필요한지를 판단하는 접근 방법을 제시한다.

This Q&A also suggests approaches to determine whether observed IS response variability is likely to impact the accuracy of the data such that further investigation into the root cause(s) is warranted.

일반적으로 FDA 가이던스 문서는 법적 강제력이 있는 책임을 정하지 않는다. 가이던스는 특정 규정이나 법률 요건이 인용되지 않는 한 어떤 주제에 관한 FDA의 현재 견해를 설명하는 것이며, 권고사항으로만 보아야 한다. FDA 가이던스에서 should 라는 단어는 무언가를 제안하거나 권고한다는 뜻이며, 요구한다는 뜻은 아니다.

In general, FDA’s guidance documents do not establish legally enforceable responsibilities. Instead, guidances describe the Agency’s current thinking on a topic and should be viewed only as recommendations, unless specific regulatory or statutory requirements are cited. The use of the word should in Agency guidances means that something is suggested or recommended, but not required.

2 IS 반응이란 IS에서 나오는 신호를 측정한 값으로, 일반적으로 액체크로마토그래피-질량분석(LC-MS) 생체시료분석 중에 생성된다.

2 An IS response is a measurement of the signal from the IS, which is typically generated during liquid chromatography-mass spectrometry bioanalysis.

II. 질의응답II. QUESTIONS AND ANSWERS

Q1: 분석화학에서 내부표준물질이란 무엇이며, 생체시료분석에서 왜 사용하는가?Q1: What are internal standards in analytical chemistry, and why are they used in bioanalysis?

A1: 분석화학에서 IS는 대개 대상 분석물질의 구조 유사체 또는 안정동위원소 표지체이며, 검체 처리와 분석 과정의 변동성을 보정하기 위해 크로마토그래피 분석법에 흔히 사용된다. 크로마토그래피 생체시료분석에서 IS는 추출 전에 검량선 표준시료(Cal), 정도관리 시료(QC), 시험대상자 검체를 포함한 모든 검체에 첨가한다. 분석법에 선택하는 IS는 대상 분석물질과 비슷한 물리화학적 성질을 가져, 분석물질과 비슷하게 거동하고 검체 처리와 분석 중에 분석물질 측정에 생길 수 있는 변화를 반영할 수 있어야 한다.

A1: In analytical chemistry, ISs are usually a structural analog or stable isotope of an analyte of interest and are commonly used in chromatographic analytical methods to correct for variability in sample processing and analysis. In chromatographic bioanalysis, an IS is added to all samples, including calibration standards (Cals), quality controls (QCs), and subject samples prior to extraction. The specific IS selected for a method should have similar physicochemical properties to the analyte of interest so that it behaves in a similar fashion to the analyte and reflects any changes to the analyte measurement that may occur during sample processing and analysis.

Q2: IS 반응 변동성의 원인은 무엇인가?Q2: What are sources of IS response variability?

A2: 설계상 모든 검체에 같은 양의 IS를 첨가하는 것이 의도이다. 그러나 같은 런(run)에서 분석한 검체 사이에서도 검체 간 IS 반응의 변동이 때때로 관찰된다. IS 반응 변동성의 잠재적 원인으로는 검체 조제나 처리 중의 사람의 실수, 분석 중에 생길 수 있는 기기 문제, 매트릭스 효과가 있다.

A2: By design, the intention is to add the same amount of IS to all samples. However, variability in IS responses among samples is occasionally observed, even among samples analyzed in the same run. Potential sources of IS response variability include human errors made during sample preparation or processing, instrumental issues that may occur during analysis, and matrix effects.

Q3: IS 반응 변동성이 데이터의 정확성에 영향을 줄 가능성이 낮은 경우는 언제인가?Q3: When is IS response variability not likely to impact the accuracy of the data?

A3: 시험대상자 검체의 IS 반응 범위가 같은 분석 런의 Cal/QC의 IS 반응 범위와 비슷하면, IS 반응 변동성은 데이터의 정확성에 영향을 줄 가능성이 낮다. 예를 들어 다음과 같은 경우에는 시험대상자 검체의 IS 반응 변동이 데이터의 정확성에 영향을 줄 가능성이 낮다.

A3: IS response variability is not likely to impact the accuracy of the data when the range of IS responses for subject samples is similar to the range of IS responses for Cals/QCs in the same analytical run. For example, variability in the IS responses for subject samples is not likely to impact the accuracy of the data under the following circumstances:

예 1: 시험대상자 검체의 IS 반응이 같은 분석 런의 Cal/QC에서 관찰된 IS 반응과 비슷하다(그림 1 참조).

Example 1: IS responses for subject samples are similar to IS responses observed for Cals/QCs in the same analytical run (see Figure 1).

그림 1. 분석 런의 IS 반응 그래프: 시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC에서 관찰된 IS 반응과 비슷한 예Figure 1. Plot of IS responses in an analytical run, exemplifying IS responses for subject samples that are similar to IS responses observed for Cals/QCs

예 2: 시험대상자 검체의 IS 반응이 점진적인 드리프트나 반복되는 패턴을 보이지만, 시험대상자 검체의 IS 반응 범위가 같은 런의 Cal/QC의 IS 반응 범위와 비슷하다(그림 2 참조).

Example 2: IS responses for subject samples demonstrate a gradual drift or repeating pattern, but the range of IS responses for subject samples is similar to the range of IS responses for Cals/QCs in the same run (see Figure 2).

그림 2. 분석 런의 IS 반응 그래프: 시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC와 비슷한 점진적 드리프트나 반복 패턴을 보이는 예Figure 2. Plot of IS responses in an analytical run, exemplifying IS responses for subject samples demonstrating a gradual drift or repeating pattern similar to Cals/QCs

Q4: IS 반응 변동성이 데이터의 정확성에 영향을 줄 수 있는 경우는 언제인가?Q4: When can IS response variability impact the accuracy of the data?

A4: 시험대상자 검체의 IS 반응 범위가 같은 런의 Cal/QC의 IS 반응 범위와 다르면, IS 반응 변동성은 데이터의 정확성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어 다음과 같은 경우에는 시험대상자 검체의 IS 반응 변동성이 데이터의 정확성에 영향을 줄 수 있다.

A4: IS response variability may impact the accuracy of the data when the range of the IS responses for subject samples is different than the range of IS responses for Cals/QCs in the same run. For example, IS response variability for subject samples may impact the accuracy of the data under the following circumstances:

예 1: 하나 이상의 시험대상자 검체의 IS 반응이 대부분의 다른 시험대상자 검체의 IS 반응과 상당히 다르고, Cal/QC의 IS 반응은 비슷한 변동 패턴을 보이지 않는다(그림 3 참조).

Example 1: IS responses for one or more subject samples are substantially different from the IS responses for the majority of the other subject samples, and the IS responses for Cals/QCs do not demonstrate a similar variability pattern (see Figure 3).

그림 3. 분석 런의 IS 반응 그래프: 한 시험대상자 검체의 IS 반응이 대부분의 다른 시험대상자 검체 및 Cal/QC의 반응과 상당히 다른 예Figure 3. Plot of IS responses in an analytical run, exemplifying an IS response for a subject sample that is substantially different from the responses for the majority of the other subject samples and Cals/QCs

예 2: 시험대상자 검체의 IS 반응 범위를 넘어서는 점진적인 증가 또는 감소가 있고, 런의 영향받은 구역 사이사이에 QC의 IS 반응이 없다(그림 4 참조).

Example 2: There is a gradual increase or decrease extended beyond the range of the IS responses for subject samples, and there are no IS responses for QCs interspersed among the impacted segment of the run (see Figure 4).

그림 4. 분석 런의 IS 반응 그래프: 런의 영향받은 구역 사이사이에 QC의 IS 반응 없이 시험대상자 2 검체의 IS 반응이 점진적으로 감소하는 예Figure 4. Plot of IS responses in an analytical run, exemplifying a gradual decrease in IS responses for subject 2 samples without IS responses for QCs interspersed among the impacted segment of the run

예 3: 시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC의 IS 반응보다 일관되게 낮거나 높다(그림 5 참조).

Example 3: IS responses for subject samples are consistently lower or higher than IS responses for Cals/QCs (see Figure 5).

그림 5. 분석 런의 IS 반응 그래프: 시험대상자 2 검체의 IS 반응이 Cal/QC의 IS 반응보다 일관되게 높은 예Figure 5. Plot of IS responses in an analytical run, exemplifying IS responses for subject 2 samples that are consistently higher than IS responses for Cals/QCs

런의 모든 검체에 대한 IS 반응 산점도를 검토하면 데이터의 정확성에 영향을 줄 수도 있고 주지 않을 수도 있는 변동 경향을 파악하는 데 도움이 될 수 있다.

Reviewing the scatter plot of IS responses for all samples in the run might help identify variability trends that may or may not impact the accuracy of the data.

Q5: 의뢰자는 IS 반응 변동성에 관한 우려를 어떻게 해소할 수 있는가?Q5: How can sponsors address concerns about IS response variability?

A5: 시험대상자 검체의 IS 반응이 런 허용기준을 충족하는 Cal/QC에서 관찰된 범위를 벗어나면, 시험대상자 검체의 농도 측정값이 정확하지 않을 수 있다. 따라서 의뢰자는 이렇게 관찰된 차이가 시험대상자 검체 데이터의 정확성에 영향을 주는지 판단하여야 한다.

A5: When IS responses for subject samples are outside of the ranges observed for Cals/QCs that meet the run acceptance criteria, the subject sample concentration measurements might not be accurate. Therefore, sponsors should determine whether this observed difference impacts the accuracy of the data for subject samples.

런에서 IS 반응이 Cal/QC의 반응과 (표준작업지침서(SOP)에 미리 정한 기준으로 보아) 유의하게 다른 시험대상자 검체(그림 3 참조)는 미리 정한 재분석 기준을 따라야 한다. 재분석 기준은 타당성이 입증되어야 하며, 검체마다 재분석할 반복 횟수와 최종 보고값에 관한 절차는 시험 개시 전에 SOP로 정해 두어야 한다.

For subject samples with IS responses significantly different from the responses for Cals/QCs (as pre-defined in a standard operating procedure (SOP)) in a run (see Figure 3), pre-established criteria for repeat analysis should be followed. The repeat analysis criteria should be justified and the protocol for the number of replicates reanalyzed for each sample and final values reported should be established in an SOP before initiation of the study.

시험대상자 검체 사이에서 IS 반응의 점진적인 드리프트나 패턴이 관찰되고 런의 영향받은 구역 안에 Cal/QC의 IS 반응이 없는 런에서는, 비정상적인 IS 반응을 보이는 시험대상자 검체(그림 4 참조)를 재분석하여야 한다. 재분석에서 시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC의 IS 반응과 비슷하고, 재분석 런의 분석물질 농도가 각 검체의 최초 분석 결과의 20% 이내이면, 일반적으로 최초 변동의 원인을 더 조사할 필요는 없다. 보고할 검체 값은 미리 정한 절차를 따라야 한다. 그러나 재분석에서 시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC의 IS 반응과 비슷하지만 재분석의 분석물질 농도가 각 검체의 최초 분석 결과의 20% 이내가 아니면, 의뢰자는 재분석에서 얻은 분석물질 농도를 보고하여야 한다.

For runs where a gradual drift or pattern in IS responses is observed between subject samples and there are no IS responses for Cals/QCs within the impacted segment of the run, subject samples displaying the aberrant IS responses (see Figure 4) should be reanalyzed. If the IS responses for subject samples in the repeat analysis are similar to those of Cals/QCs, and if the analyte concentrations in a repeat run are within 20% of the original assay results of the individual samples, generally no further investigation into the cause of the initial variability is necessary. Sample values to be reported should follow a pre-established procedure. However, if the IS responses for subject samples in the repeat analysis are similar to those of Cals/QCs, but the analyte concentrations in the repeat analysis are not within 20% of the original assay results of the individual samples, then sponsors should report analyte concentrations from the repeat analysis.

시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC의 IS 반응보다 일관되게 낮거나 높으면(그림 5 참조), 시험대상자 검체 일부를 재분석하여야 한다. 재분석에서 시험대상자 검체의 IS 반응이 다시 Cal/QC의 IS 반응 범위 안에 들지 않고(즉, 최초 런의 IS 반응 차이가 재현되고) 재분석 농도가 여전히 최초 값과 비슷하다면, 검체 매트릭스의 차이(즉, 시험대상자 검체의 매트릭스와 Cal/QC의 매트릭스의 차이)가 분석물질 농도 측정의 정확성에 영향을 주지 않음을 입증하기 위해 추가 데이터가 필요할 수 있다.

When IS responses for subject samples are consistently lower or higher than IS responses for Cals/QCs (see Figure 5), a subset of subject samples should be reanalyzed. If IS responses of subject samples in the repeat analysis are again not within the range for those of Cals/QCs (i.e., differences in IS responses in the original run are reproducible), and repeat analyte concentrations are still comparable to the original values, additional data might be needed to demonstrate that the differences in sample matrices (i.e., matrices for subject samples vs. matrices for Cals/QCs) do not impact the accuracy of the analyte concentration measurements.

조사 접근 방법에는 영향받은 개별 시험대상자의 투약 전 매트릭스로 조제한 QC의 분석, Cal/QC 조제에 사용한 매트릭스를 이용한 영향받은 시험대상자 검체의 연속 희석, 또는 그 밖의 과학적으로 타당한 접근 방법이 포함될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

The approach(es) for investigation might include, but are not limited to, an analysis of QCs prepared in pre-dose matrix of individual impacted subjects, serial dilution of impacted subject samples using the matrices used to prepare Cals/QCs, or any other scientifically justified approach.

자주 묻는 질문

FDA IS 반응 가이던스는 어떤 문서인가요?

크로마토그래피 생체시료분석에서 내부표준물질(IS) 반응의 변동성이 분석물질 농도 측정의 정확성에 언제 영향을 줄 수 있는지, 그리고 근본 원인 조사가 필요한지를 어떻게 판단하는지에 대한 FDA의 현재 견해를 질의응답 5개로 정리한 2019년 가이던스입니다.

IS 반응이 흔들려도 데이터를 그대로 쓸 수 있는 경우는 언제인가요?

시험대상자 검체의 IS 반응 범위가 같은 분석 런의 Cal/QC의 IS 반응 범위와 비슷하면 정확성에 영향을 줄 가능성이 낮습니다. 점진적 드리프트나 반복 패턴이 있어도 그 범위가 Cal/QC와 비슷하면 마찬가지입니다(Q3, 그림 1·2).

드리프트 구간의 검체를 재분석했을 때 어떤 값을 보고하나요?

재분석에서 IS 반응이 Cal/QC와 비슷하고 분석물질 농도가 최초 결과의 20% 이내이면 일반적으로 추가 원인 조사는 필요 없고, 보고값은 미리 정한 절차를 따릅니다. IS 반응은 비슷하지만 농도가 20% 이내가 아니면 재분석 농도를 보고하여야 합니다(Q5).

시험대상자 검체의 IS 반응이 Cal/QC보다 일관되게 높거나 낮으면 어떻게 하나요?

시험대상자 검체 일부를 재분석합니다. 차이가 재현되고 농도가 최초 값과 비슷하면, 투약 전 매트릭스로 조제한 QC 분석이나 Cal/QC 매트릭스를 이용한 연속 희석 등으로 매트릭스 차이가 정확성에 영향을 주지 않음을 보이는 추가 데이터가 필요할 수 있습니다.