通過在線分析降低制藥用水微生物風(fēng)險(xiǎn)

通過在線分析降低制藥用水微生物風(fēng)險(xiǎn)——若要生產(chǎn)出滿足安全、質(zhì)量和功效要求的產(chǎn)品，微生物污染是制藥企業(yè)所要應(yīng)對(duì)的首要風(fēng)險(xiǎn)。

制藥用水（包括注射用水WFI和純化水PW）是藥物生產(chǎn)過程中的重要組成部分。為保證其達(dá)到水質(zhì)要求，世界各國在藥典規(guī)范中都制定了相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。生物污染是制備過程的重點(diǎn)監(jiān)控內(nèi)容，需將其控制在規(guī)定限值內(nèi)——只有符合規(guī)定限值的制藥用水才可供制藥企業(yè)的生產(chǎn)部門及其他部門使用。

在制藥用水系統(tǒng)中，出現(xiàn)微生物污染的原因有很多，包括但不限于：

● 純化、存儲(chǔ)和分配過程存在不足；

● 維護(hù)不當(dāng)；

● 消毒頻次不夠、消毒方法低效產(chǎn)生的污染風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于制藥公司而言，必須要避免制藥用水受到污染，否則會(huì)：

● 影響產(chǎn)品安全、質(zhì)量和功效；

● 因產(chǎn)品報(bào)廢、召回和額外的調(diào)查，造成財(cái)務(wù)損失；

● 觸犯法律。

目前，微生物檢測(cè)通常采用平板培養(yǎng)法，這也是法規(guī)認(rèn)可的可以作為放行標(biāo)準(zhǔn)的方法。同時(shí)，也不斷會(huì)有新的解決方案出現(xiàn)，如加強(qiáng)過程控制，持續(xù)監(jiān)控制藥用水系統(tǒng)的狀況，提升工藝控制并降低風(fēng)險(xiǎn)的在線解決方案。

平板培養(yǎng)法及其局限性

平板培養(yǎng)技術(shù)自誕生以來，已有超過125年的使用歷史，其原理為：通過從水系統(tǒng)收集水樣，使用薄膜培養(yǎng)法檢測(cè)水樣。

監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)專家均認(rèn)為該方法存在一定的局限性，因此需要更具創(chuàng)新性的方式來克服這些不足。平板培養(yǎng)法的局限性包括：

人為差錯(cuò)

人為差錯(cuò)通常會(huì)影響到培養(yǎng)結(jié)果，易造成如假陽性等問題，為對(duì)數(shù)據(jù)作更進(jìn)一步的判斷，需重復(fù)實(shí)驗(yàn)流程，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)周期延長(zhǎng)。

結(jié)果滯后

一般需要5～7天的時(shí)間才可獲得培養(yǎng)結(jié)果，這會(huì)導(dǎo)致該水涉及的產(chǎn)品處于風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，或者延誤相關(guān)產(chǎn)品的放行。

方法缺陷

首先，平板培養(yǎng)法計(jì)算菌落數(shù)的單位（CFU）太過籠統(tǒng)，操作員主觀影響較大。其次，很多因素會(huì)影響培養(yǎng)結(jié)果，這些因素包括培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)條件、微生物所處的生長(zhǎng)階段等。有活性但不可培養(yǎng)的微生物（VBNC）是一種常見形態(tài)，處于這種狀態(tài)的微生物不會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中形成肉眼可見的菌落。最后，由于微生物的分布不均勻，可能會(huì)出現(xiàn)富集現(xiàn)象并形成生物膜，生物膜的形成和遷移是一個(gè)非常復(fù)雜且無規(guī)律過程（如圖1所示）。取樣的方式無法有效捕捉到生物膜對(duì)制藥用水系統(tǒng)的影響。往往發(fā)現(xiàn)之后已出現(xiàn)無法挽回的局面。

圖1 生物膜的形成與脫落

在線實(shí)時(shí)過程監(jiān)控

過程分析技術(shù)（PAT）在提出至今已深入制藥行業(yè)的方方面面。過程控制的引入和應(yīng)用不但大大節(jié)省了人力，提高了生產(chǎn)效率；而且更重要的是，可以大大降低生產(chǎn)制造風(fēng)險(xiǎn)，使人們?cè)庥霎惓Ｇ闆r時(shí)能夠更快速地做出響應(yīng)，將危害和損失降到最低。

在線微生物監(jiān)控，利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)（LIF），實(shí)時(shí)、連續(xù)地測(cè)量制藥用水中微生物數(shù)量，無需培養(yǎng)和耗材。幾乎可以克服傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的所有不利因素。

將設(shè)備與制藥用水系統(tǒng)取樣口相連后，水便以恒定流量通過測(cè)量池。這時(shí)，在線微生物分析儀（如圖2所示）將使用特定波長(zhǎng)的激光對(duì)其進(jìn)行照射，激發(fā)微生物的特定代謝物（NADH和核黃素）產(chǎn)生熒光。然后，通過光學(xué)模塊檢測(cè)熒光信號(hào)，以確定微生物的最終個(gè)數(shù)（非CFU）。

圖2 梅特勒-托利多7000RMS在線微生物分析儀

在線微生物分析儀是一種過程控制設(shè)備，能夠顯著降低傳統(tǒng)的平板培養(yǎng)法所存在的風(fēng)險(xiǎn)，并消除其局限性，其優(yōu)勢(shì)在于：

消除人為差錯(cuò)

作為一種有效的PAT工具，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，因此能夠顯著降低人為操作導(dǎo)致的誤差。

快速響應(yīng)污染事件

可以以秒為單位實(shí)時(shí)更新結(jié)果，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)制藥用水系統(tǒng)的異常情況（如圖3所示），將影響降到了最低。

圖3 實(shí)時(shí)顯示微生物限度，直觀指示異常情況

實(shí)時(shí)監(jiān)控

通過持續(xù)監(jiān)控獲取完整的微生物趨勢(shì)，及時(shí)了解水系統(tǒng)的情況，進(jìn)而優(yōu)化日常操作。某用戶制藥用水系統(tǒng)狀態(tài)及趨勢(shì)數(shù)據(jù)，如圖4所示。如果采用傳統(tǒng)方法，則獲取的數(shù)據(jù)非常有限。在線分析儀提供的持續(xù)數(shù)據(jù)可幫助客戶確保水質(zhì)的可控性。

圖4 某用戶制藥用水系統(tǒng)狀態(tài)及趨勢(shì)數(shù)據(jù)

高靈敏度

以微生物個(gè)數(shù)作為單位，替代籠統(tǒng)的菌落數(shù)。因此，在線微生物技術(shù)可以更加精確地反映制藥用水系統(tǒng)中的微生物限度情況。

結(jié)論

制藥用水系統(tǒng)中的微生物污染會(huì)給制藥企業(yè)帶來災(zāi)難性的后果。如果藥品在安全、質(zhì)量和功效方面出現(xiàn)問題，不僅會(huì)帶來巨大的財(cái)務(wù)損失，還會(huì)導(dǎo)致公司面臨法律層面的處罰。盡管平板培養(yǎng)法已被制藥企業(yè)廣泛接受，但技術(shù)本身存在諸多局限性。在線微生物技術(shù)是一種過程控制技術(shù)，有助于顯著降低制藥用水系統(tǒng)的微生物污染風(fēng)險(xiǎn)。這一技術(shù)可實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)報(bào)告結(jié)果，有利于提升過程透明度。借助在線分析儀，企業(yè)可以確保所生產(chǎn)的產(chǎn)品符合法規(guī)的安全、質(zhì)量和功效要求，同時(shí)降低遭受財(cái)務(wù)損失及執(zhí)法處罰的風(fēng)險(xiǎn)。