生物环境试验（如药品稳定性试验、医疗器械气候适应性试验等）是确保产品质量与安全性的关键环节，其依赖的计算机系统（如环境箱控制系统、数据采集与监控系统、电子记录系统等）需通过严格验证，以保证试验数据的准确性、可靠性及合规性（符合GMP、GLP、21 CFR Part 11等法规要求）。本文聚焦生物环境试验中计算机系统的验证流程与管理要求，为行业实践提供可操作的专业指引。

生物环境试验计算机系统的验证范围界定

验证前需通过风险评估明确范围，避免过度验证或遗漏关键环节。需验证的系统通常包括：直接控制试验条件的设备（如恒温恒湿箱的PLC控制系统）、数据采集与监控系统（SCADA）、电子数据记录与存储系统（EDC），以及与试验结果直接关联的分析软件（如稳定性试验数据统计软件）。

风险评估可采用FMEA（失效模式与影响分析）方法：判断系统对试验结果的影响程度——高风险系统（如直接调节温度的控制器）需全面验证；中风险系统（如数据备份软件）可简化验证；低风险系统（如办公用Excel）仅需供应商资质审查。例如，某疫苗稳定性试验中，环境箱的温度控制系统是高风险，需完整验证；而用于数据汇总的Excel因不直接修改原始数据，仅需确认软件版本的稳定性。

验证流程的核心步骤：从需求到性能确认

验证流程需遵循“用户需求→设计确认→安装验证→运行验证→性能验证”的逻辑，每一步均需形成可追溯的文档。

首先是用户需求说明（URS）：需明确系统的功能、性能及合规性要求。例如，某药品稳定性试验的URS可能包括：温度控制精度±0.5℃、湿度控制精度±2%、数据每15分钟采集一次、存储时间≥10年、支持审计追踪功能。URS需由用户、质量部门、技术部门共同签字确认，作为后续验证的基准。

其次是设计确认（DQ）：审查供应商的系统设计是否符合URS。例如，若URS要求“系统支持冗余通信”，则需核对设计文档中的通信架构（如采用Modbus RTU+以太网双链路）；若URS要求“数据存储为不可修改的PDF格式”，则需确认设计中是否禁用了PDF的编辑功能。DQ需形成《设计确认报告》，记录设计符合项与不符合项，不符合项需要求供应商整改。

第三、安装验证（IQ）：确认硬件与软件安装符合设计要求。例如，核对传感器的型号、数量是否与设计一致，校准证书是否在有效期内；检查系统布线是否有清晰标识（如“温度传感器1#”），避免混淆；确认软件是否安装在指定服务器上，授权用户是否符合权限要求（如仅质量人员可修改系统参数）。IQ需附《硬件清单》《校准证书复印件》《软件安装记录》等支持文件。

第四、运行验证（OQ）：测试系统在正常与边界条件下的运行能力。例如，设置温度为25℃（正常条件），测试温度波动是否≤±0.5℃；设置温度为27℃（上限），测试系统是否触发报警，且报警记录准确；测试数据采集频率是否为15分钟/次，无遗漏。OQ需覆盖所有功能模块，例如“数据导出功能”需测试导出的CSV文件是否包含完整的时间戳与原始数据。

最后是性能验证（PQ）：确认系统在实际试验条件下的持续符合性。例如，模拟为期14天的加速稳定性试验（温度40℃、湿度75%），连续运行并采集数据，检查每天的温度波动≤±0.5℃、湿度波动≤±2%，数据记录完整无篡改。PQ需模拟真实试验场景，例如使用实际试验用的样品架（而非空箱），确保系统在负载条件下仍能达标。

电子数据可靠性的验证要点

生物环境试验的核心是数据的可靠性，需重点验证“数据生成→存储→检索→追溯”的全流程。

数据生成的准确性：验证传感器输出与系统显示的一致性。例如，用标准温度计测量环境箱内的温度，与系统显示值对比，误差需≤±0.1℃；测试数据采集的同步性，例如多个传感器的采集时间差≤1秒，避免数据错位。

数据存储的完整性：验证系统是否防止数据篡改。例如，开启审计追踪功能后，故意修改一条温度数据，检查系统是否记录“修改人（张三）、修改时间（2024-03-15 14:30）、修改原因（纠正笔误）”，且原始数据未被覆盖。此外，需验证数据存储格式的不可修改性，例如PDF文件的“只读”属性是否锁定。

数据检索与恢复的可靠性：验证数据查询的准确性与备份恢复的完整性。例如，查询“2024-03-01至2024-03-07的温度数据”，需确保结果完整无遗漏；随机选取一份备份数据（如2024-02-28的全备份），恢复到测试系统，检查数据的完整性与准确性（如某时间点的温度值与原始数据一致）。

计算机系统的管理要求：文档与变更控制

文档管理是验证的核心支撑，需确保“每一步验证都有记录，每一条记录都可追溯”。

文档需包括：验证主计划（VMP，明确验证范围、职责、时间表）、URS、DQ报告、IQ报告、OQ报告、PQ报告、操作手册（SOP）、维护记录。例如，操作手册需详细说明“系统登录步骤”“试验参数设置方法”“报警处理流程”，便于操作人员使用；维护记录需记录“传感器校准日期”“软件升级时间”“故障处理情况”，确保系统状态可追溯。所有文档需归档保存，保存期限≥试验数据的保留期限（如药品稳定性试验数据需保存至药品有效期后1年）。

变更控制需遵循“评估→审批→验证→记录”的流程。例如，系统软件从V1.0升级到V1.1，需先做变更影响评估：新版本是否修改了温度控制算法？是否影响数据采集频率？若评估结果为“影响温度控制精度”，则需重新做OQ（测试温度波动）与PQ（模拟稳定性试验）；若评估结果为“仅优化了界面，未修改核心功能”，则需做差异验证（测试界面操作的准确性）。变更后需形成《变更记录》，记录变更原因、审批人、验证结果。

人员能力的管理要求：培训与考核

人员能力直接影响系统的正确使用与维护，需建立“分层培训+定期考核”的机制。

验证人员需培训：法规知识（如GMP附录11《计算机化系统》、21 CFR Part 11）、系统原理（如PLC编程、传感器校准）、验证方法（如如何编写URS、如何执行OQ测试）。例如，某企业的验证人员需参加“GMP计算机化系统培训”并通过笔试，考核内容包括“URS的核心要素”“IQ的检查要点”等。

操作人员需培训：系统操作技能（如“如何设置试验参数”“如何导出数据”“如何处理报警”）、数据可靠性知识（如“禁止修改原始数据”“必须使用电子签名”）。例如，操作人员需通过实操考核：设置一个温度25℃、湿度60%的试验，导出最近7天的数据，处理一次“温度超限”报警，确保操作准确。

维护人员需培训：硬件维护技能（如“如何更换传感器”“如何校准温度控制器”）、软件维护技能（如“如何备份数据”“如何恢复系统”）。例如，维护人员需通过故障处理考核：模拟“传感器损坏”场景，要求在30分钟内更换传感器并校准，确保系统恢复正常运行。

所有培训需形成记录：培训日期、培训内容、考核结果、培训讲师。例如，《培训记录》需记录“张三，2024-03-01，参加‘系统操作培训’，实操考核合格”。定期（如每年一次）需重新考核，确保人员能力持续符合要求。