Biosaasys in der USP - Zwei Kapitel erlangen im Frühjahr 2027 Gültigkeit

Bereits im September 2024 und im Januar 2025 haben wir im Newsletter über die Entwürfe der USP-Kapitel zum Thema Bioassays berichtet. Nach dem aktuellen Stand sollen die finalen Kapitel <1032> und <1034> im April nächsten Jahres offiziell Gültigkeit erlangen.

Zielsetzung und Hintergrund

Die Kapitel USP <1032> und <1034> behandeln zwei zusammenhängende Schritte bei relativen Bioaktivitätsassays: die Entwicklung einer geeigneten Methode und die statistische Auswertung ihrer Ergebnisse. Bioassays bestimmen die biologische Wirkung eines Arzneimittels mithilfe biologischer Systeme und vergleichen dabei üblicherweise eine Prüfsubstanz mit einem Standard.
Der Hintergrund ist die natürliche Variabilität biologischer Systeme. Eine Potenzangabe im Vergleich zu einem Standard ist daher meist aussagekräftiger und weniger variabel als eine absolute Messung. Sie ist jedoch nur sinnvoll, wenn Prüfsubstanz und Standard biologisch hinreichend vergleichbar sind. Eine statistische Ähnlichkeit der Messkurven unterstützt diese Annahme, beweist sie aber nicht allein.

Inhalt der beiden Kapitel

USP <1032> - Design and Development of Biological Assays beschreibt, wie ein Bioassay so geplant und entwickelt wird, dass er für seinen vorgesehenen Einsatz geeignet ist. Die Leistungsanforderungen sollen aus dem Verwendungszweck abgeleitet und in den Methodenlebenszyklus eingebettet werden. Das Kapitel behandelt, wie Versuchsdesign, Randomisierung und die Berücksichtigung von Gruppen bzw. systematischen Einflüssen Verzerrungen begrenzen können. Es führt zudem durch Entwicklung, Qualifizierung, Validierung, laufende Überwachung und Änderungsmanagement und enthält praktische Designbeispiele. Die biologische Wirkungsweise des Produkts soll - soweit möglich - im Assay abgebildet werden; andernfalls kann die Relevanz durch Beziehungen zu anderen Assays oder nichtklinischen bzw. klinischen Ergebnissen gestützt werden. Die Auswahl bleibt eine Abwägung biologischer, statistischer und praktischer Gesichtspunkte.

USP <1034> - Analysis of Biological Assays erläutert, wie Bioassay-Daten statistisch ausgewertet werden, um relative Potenz und Unsicherheit zu bestimmen. Es verknüpft Dosis-Wirkungs-Modelle mit Kriterien für System- und Prüfsubstanzeignung, Ähnlichkeitsprüfungen, Ausreißerbehandlung sowie Potenz- und Konfidenzintervallberechnung über einzelne und wiederholte Läufe. Dabei soll Ähnlichkeit nicht bloß durch fehlende statistische Signifikanz angenommen werden: Empfohlen werden Äquivalenzprüfungen mit sachlich begründeten Grenzen. Ausreißer sind zu untersuchen und nicht automatisch allein aufgrund eines statistischen Tests zu entfernen; auch Gruppen-Ausreißer und ihre Folgen für die Auswertung werden berücksichtigt.

Abgleich mit dem ersten Entwurf

Die im unseren o.g. News zum ersten Entwurf beschriebenen Entwicklungsziele finden sich in den aktuell überarbeiteten Fassungen weitgehend wieder. Besonders deutlich sind dabei die stärkere Einbettung in den Methodenlebenszyklus, die Orientierung der Leistungsanforderungen am Verwendungszweck und die Ergänzung praktischer Versuchsdesign-Beispiele. Auch die angekündigte engere Abstimmung wird greifbar: <1032> verknüpft Entwicklung, Eignung und Überwachung mit der Auswertung in <1034>; zugleich werden die USP-Empfehlungen an ICH Q14 und Q2(R2) ausgerichtet.

Die damals angesprochenen Punkte zu systematischen Fehlern, Gruppen und Ausreißern sind ebenfalls konkretisiert. Das Design soll Quellen gemeinsamer Variation durch Randomisierung, Blockbildung und eine angemessene Modellierung von festen und zufälligen Effekten berücksichtigen. Die laufende Überwachung soll Trends und Drift erkennen. Ausreißer werden nicht automatisch entfernt, sondern untersucht; neben Einzelbeobachtungen behandelt <1034> auch Gruppen-Ausreißer und verweist auf die allgemeinen Grundsätze aus <1010>.
Bei Äquivalenzgrenzen wird die Intention präzisiert: Äquivalenztests werden empfohlen, die Grenzen sollen sich daran orientieren, ob eine Abweichung die Verzerrung oder Interpretation der Potenz wesentlich beeinflussen würde. Es gibt damit keine pauschale, für alle Produkte geltende Grenze; sie ist methoden- und produktspezifisch fachlich zu begründen. Die logarithmische relative Potenz spielt bei der Ergebniszusammenführung und bei Änderungen bzw. Vergleichen von Methoden eine Rolle. Zur Varianzbehandlung sind gewichtete Modelle nicht ausgeschlossen, aber die Transformation der Messwerte wird als bevorzugter Ansatz hervorgehoben; <1034> behandelt gewichtete Analysen nicht als Standardweg.

Die in 2025 angesprochenen Besonderheiten neuartiger Produkte, etwa Zell- und Gentherapien, bleiben fachlich relevant. Die Kapitel geben dafür jedoch keine einheitliche "Matrixlösung" vor, sondern betonen die produktspezifische Wirkungsweise, gegebenenfalls mehrere oder orthogonale Prüfverfahren und eine belastbare Verknüpfung mit der beabsichtigten Funktion.

Schlussfolgerung

Die generelle Richtung der Überarbeitung, die anhand des Entwurfs beschrieben wurde, bleibt zutreffend. In den aktuellen Fassungen sind diese Ziele aber zu einem stärker lebenszyklusorientierten, praktisch umsetzbaren Rahmen ausgebaut. So soll <1032> einen zweckgeeigneten und gegen systematische Einflüsse abgesicherten Bioassay ermöglichen, während ?1034? für eine statistisch nachvollziehbare Auswertung, einschließlich Äquivalenz- und Eignungsprüfungen sorgen soll. Für die Praxis folgt daraus: Die Grenzen und Kontrollen müssen aus Produktbiologie, Verwendungszweck und Daten begründet werden - eine generische Potenzmessung allein reicht insbesondere bei komplexen Biologika nicht aus.

Weitere Informationen zu den Kapiteln kann man nach vorheriger kostenpflichtiger Anmeldung auf der USP-NF Webseite erhalten. Wer tiefer in das Thema eintauchen möchte, dem bietet sich bei PharmaLab 2026 in einem 2-tägigen Tracks zu Bioassays bzw. Potency Assays die Möglichkeit die neuen Kapitel mit Vertretern der USP und anderer europäischer Behörden zu diskutieren.