의약품 제조공정에서 품질을 안정적으로 확보하기 위해서는 공정 조건과 품질 특성을 정확히 정의하고 관리하는 것이 필수입니다. 이때 중심이 되는 두 가지 개념이 바로 CPP(Critical Process Parameter)와 CQA(Critical Quality Attribute)입니다. 본 글에서는 CPP와 CQA의 정의, 상호 관계, GMP 기준에서의 적용 방법과 글로벌 규제 트렌드까지 종합적으로 알아보겠습니다.
CPP와 CQA의 개념과 차이점
CPP(Critical Process Parameter)와 CQA(Critical Quality Attribute)는 품질 중심 의약품 생산 시스템의 핵심 구성요소입니다. CPP는 제조 공정 중 품질에 중대한 영향을 미칠 수 있는 공정 변수로 정의되며, 온도, 교반 속도, 압력, 시간 등과 같은 조절 가능한 공정 조건이 이에 해당합니다. CPP의 주요 목적은 생산 과정 중 품질의 일관성을 유지하기 위한 모니터링과 제어를 가능하게 하는 데 있습니다. 반면, CQA는 완제품의 품질을 대표하는 속성으로, 순도, 함량, 용출, 입자 크기, 점도, 안정성 등 물리·화학적 특성이 포함됩니다. 이들은 제품의 안전성과 유효성에 직접적인 영향을 주는 요소로, 의약품의 품질 사양(Quality Specification)을 정의하는 기준이 됩니다. CPP와 CQA는 상호 독립적인 개념처럼 보이지만, 실제 제조공정에서는 긴밀히 연결되어 있습니다. CPP가 관리되지 않으면 CQA에 이상이 발생하고, 이는 최종 제품이 품질 기준에 부적합하게 되는 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 제조 공정 설계 시 CPP를 식별하고 그 영향이 CQA에 미치는 정도를 평가해야 하며, 이를 통해 품질 리스크를 효과적으로 관리할 수 있습니다. QbD(Quality by Design) 접근법은 이러한 CPP와 CQA의 관계를 과학적으로 분석하여 공정 안정성과 품질 예측력을 동시에 확보할 수 있도록 도와줍니다. ICH Q8 가이드라인에서도 이 같은 접근이 강조되며, 품질 특성 중심의 공정 설계와 관리가 글로벌 기준이 되고 있습니다. 이처럼 CPP는 공정을 어떻게 조절할 것인지, CQA는 그 결과로 어떤 품질을 확보할 것인지에 대한 상호 보완적 개념으로, 의약품 제조에 있어 근간이 되는 두 축입니다.
GMP에서의 CPP·CQA 설정 기준 및 관리 전략
GMP 기반 품질 시스템에서는 CPP와 CQA의 정의, 설정, 관리가 핵심적인 역할을 수행합니다. 이 요소들은 제품 개발 초기부터 식별되고 정의되어야 하며, 그 과정에서 과학적 근거와 데이터에 기반한 QbD 접근이 필수적입니다. CPP는 공정 흐름도와 위험 평가 자료를 바탕으로 도출되며, DOE(실험계획법), FMEA(고장형태 영향분석), 공정능력분석 등의 도구를 활용하여 제품 품질에 중대한 영향을 미치는 공정 조건을 선별합니다. 이후 해당 변수의 허용 범위(Critical Limits)를 설정하고, 실제 제조 단계에서는 이를 지속적으로 모니터링하여 일탈을 방지합니다. 반면 CQA는 제품 개발 단계에서 환자 안전성과 유효성 확보를 위한 기준으로 정의되며, QTPP(Quality Target Product Profile)를 기반으로 도출됩니다. 이 과정에서는 다수의 시험 데이터를 기반으로 품질 속성을 설정하고, 이를 기준으로 제품의 품질 사양(Specification)을 수립하게 됩니다. GMP에서는 CQA 만족을 위해 전 공정이 통합적으로 관리되어야 하며, 작업자의 숙련도, 설비 적격성, 환경 조건 등 모든 요소가 포함됩니다. CPP가 설정된 허용 범위를 벗어날 경우, CQA에 영향이 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 실시간 공정 모니터링 시스템(SCADA, MES 등)의 도입이 확대되고 있으며, SPC 기반 데이터 분석을 통해 변동 원인을 사전에 감지하고 대응하는 시스템도 구축되고 있습니다. GMP 문서화 기준에 따라 모든 CPP·CQA 관련 사항은 SOP로 정의되고, 일탈 발생 시 변경관리나 CAPA 절차로 연계되어야 하며, 이 모든 절차는 규제기관 감사에도 대응할 수 있도록 체계적으로 정리되어 있어야 합니다. 이처럼 GMP 환경에서는 CPP와 CQA의 정의부터 추적, 평가, 개선에 이르는 전 과정이 체계적으로 연계되어야 하며, 이를 통해 품질 안정성과 규제 적합성을 동시에 확보할 수 있습니다.
CPP·CQA 통합 품질관리 체계와 글로벌 규제 기준
의약품 제조의 글로벌 트렌드는 과거의 경험 중심 품질관리에서 과학적 데이터 기반의 통합 품질관리로 변화하고 있으며, 그 중심에 CPP와 CQA가 있습니다. ICH Q8(R2)에서는 QbD 기반 품질 설계를 명확히 정의하고, 품질 속성(CQA)을 도출한 뒤 이를 확보하기 위한 공정 변수(CPP)의 설정과 관리가 품질 일관성의 핵심이라고 명시하고 있습니다. 이 외에도 ICH Q9에서는 리스크 기반 접근법(QRM)을 통해 CPP·CQA 관리가 고위험 제품이나 공정에 우선 적용되어야 한다고 강조하며, ICH Q10은 품질 시스템 운영과 지속적 개선을 위해 이들 항목을 전사적 품질 전략에 통합할 것을 요구합니다. 이러한 국제 가이드라인은 FDA, EMA, PMDA 등의 규제기관에 의해 실제 허가 및 GMP 감사에 반영되고 있으며, 허가 자료에는 공정 변수, 품질 속성, 허용 범위, 관리 전략 등이 과학적으로 제시되어야 합니다. 규제기관은 이 정보들을 기반으로 품질 리스크 평가를 수행하고, 후속 점검 시에도 일관된 품질관리 체계를 갖추고 있는지 확인합니다. 이에 따라 국내외 제약사는 CPP·CQA를 연계한 품질 라이프사이클 관리를 위해 PAT(공정 분석기술), CPV(지속적 공정 검증), eQMS(전자 품질 시스템) 등을 도입하고 있으며, 실시간 데이터 수집과 분석을 통해 공정 일탈 발생을 사전에 예측하고 대응할 수 있는 체계를 구축하고 있습니다. CPP와 CQA는 생산관리 요소로서 뿐 아니라, 글로벌 경쟁력 확보를 위한 전략적 요소로 평가되고 있으며, 규제 요구에 부합하는 품질 데이터를 기반으로 지속 가능한 의약품 생산 시스템을 구현하는 데 있어 가장 중요한 기준으로 자리잡고 있습니다.