無菌注射劑污染控制策略

李棟蕓(南京新百藥業(yè)有限公司，江蘇 南京 210038)

0 引言

無菌注射劑是指法定藥品標準列有無菌檢查項目的注射劑，其質量保證的重點在于無菌保證、細菌內毒素和微粒污染的控制，也需要特別關注防止混淆和交叉污染[1]。依據(jù)生產(chǎn)工藝不同，分為最終滅菌工藝和無菌生產(chǎn)工藝，能耐受高溫的注射劑首選最終滅菌工藝，但有些熱敏性的藥品，高溫下容易發(fā)生變性或有關物質增加，只能采取無菌生產(chǎn)工藝，采用無菌生產(chǎn)工藝的劑型常見的有無菌灌裝注射劑、無菌分裝粉針劑和凍干粉針劑等。

無菌注射劑是所有藥品中風險最高的劑型，常見給藥途徑有皮下注射、皮內注射、肌內注射、靜脈注射、脊椎腔注射等。熱原或細菌內毒素不合格的藥品會使人體出現(xiàn)發(fā)冷、寒戰(zhàn)、體溫升高、身痛、出汗、惡心嘔吐等不良反應，微?；虍愇锏奈廴緯l(fā)患者出現(xiàn)微循環(huán)的栓塞，嚴重的將危及性命。必須在生產(chǎn)管理中采取有效措施，旨在最大限度地降低藥品生產(chǎn)過程中污染、交叉污染以及混淆、差錯等風險，確保持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合預定用途和注冊要求的藥品[2]。

本文主要以無菌生產(chǎn)工藝注射劑為研究對象，根據(jù)風險分析，考慮無菌藥品生產(chǎn)過程中各種接觸品的潛在污染，制定污染控制策略，以降低微生物、細菌內毒素和微粒污染的風險。

1 污染控制策略概述

1.1 污染控制策略的定義

歐盟GMP給出的污染控制策略(CCS)的定義，是來自于現(xiàn)行產(chǎn)品和工藝理解，為確保工藝性能和產(chǎn)品質量，所計劃的一套對微生物、熱源和微粒的控制。這些控制包括原料藥、輔料、藥品的材料和組分、設施和設備操作條件、過程控制、成品質量標準相關的參數(shù)和屬性，以及相關的監(jiān)測和控制的方法及頻次。

1.2 污染控制策略的目標

有效控制整個藥廠和最終產(chǎn)品中微生物、細菌內毒素和微粒污染；確認公用設施、清潔和消毒、工藝驗證、廠房設計等控制和監(jiān)測措施對控制最終產(chǎn)品中的污染風險總體有效；通過采用監(jiān)控措施及對收集的數(shù)據(jù)進行趨勢分析，制定持續(xù)改進計劃以改進質量體系。

1.3 污染來源分析

污染控制最重要的是要明確污染是什么。歐盟GMP無菌附錄中談到的污染控制策略，聚焦于對微生物、細菌內毒素和微粒的控制。GMP無菌藥品附錄中指出，無菌藥品應當最大限度降低微生物、各種微粒和熱原的污染。不管是歐盟GMP還是中國GMP，都認為微生物、細菌內毒素和微粒是無菌注射劑的重要污染源。

微生物和細菌內毒素，都屬于外源性污染，即消除后不會再出現(xiàn)、只會由其他污染源帶入的污染；微粒既屬于外源性污染，也屬于內源性污染，即消除后隨著時間、使用操作不當?shù)冗€會再次出現(xiàn)的污染。

微生物和細菌內毒素的來源主要有人、機、料、法、環(huán)幾個方面。人是最主要的污染源，大多情況下甚至是唯一的污染源，人身上的微生物如果進入到產(chǎn)品中，富集到一定程度，可能導致細菌內毒素的增加；設備本身不會產(chǎn)生微生物，但是會成為微生物的滋生地，富集到一定程度，可能導致細菌內毒素的增加；物料是僅次于人員的第二大污染源；不科學的操作和清潔消毒程序，有可能導致微生物污染的增加或擴散，進而產(chǎn)生細菌內毒素；環(huán)境則是維護無菌狀態(tài)的重要環(huán)節(jié)，環(huán)境中的微生物富集到一定程度，會導致細菌內毒素增加。

2 污染控制策略實施

2.1 微生物的控制

控制微生物污染，做好兩方面的措施，一是減少或消滅微生物負荷；二是保持滅菌后的無菌狀態(tài)。

2.1.1 人員的控制

無菌藥品生產(chǎn)中，人員帶來的污染是最大的微生物污染，占潔凈區(qū)空氣傳播污染的80%，且最難控制，因此人員的控制尤其重要。

(1)培訓和資質確認

無菌注射劑生產(chǎn)對無菌操作人員的要求極高，只有經(jīng)過培訓且更衣確認合格的人員才能允許進入無菌生產(chǎn)潔凈區(qū)。無菌操作人員應定期接受藥品生產(chǎn)相關法規(guī)、生產(chǎn)質量管理規(guī)范(GMP)、無菌生產(chǎn)操作、微生物知識、更衣程序、人員/物料進入無菌生產(chǎn)潔凈區(qū)、無菌模擬灌裝及其他相關的培訓，并進行必要的考核和資格確認。

進入A/B級區(qū)域的人員按照規(guī)定的程序進行更衣操作，初次受訓者需經(jīng)過3次更衣確認并合格，非初次合格人員每年需經(jīng)過1次更衣確認，人員表面微生物監(jiān)測結果應符合要求；并且每年至少參加一次成功的無菌工藝模擬試驗，方可被授權進入無菌灌裝間，參與正常的無菌生產(chǎn)關鍵操作。每天或每批生產(chǎn)時應對操作人員手套和潔凈服表面取樣監(jiān)測微生物。非無菌生產(chǎn)潔凈區(qū)的人員和外來者特殊情況需進入者，必須經(jīng)過批準，并由本區(qū)有資質的人員指導其更衣及在無菌區(qū)的活動。

(2)規(guī)范無菌區(qū)操作行為

根據(jù)無菌生產(chǎn)潔凈區(qū)可能的生產(chǎn)操作活動，確定需要進入的人員數(shù)量，滿足最基本要求即可，而非滿足最高要求。

無菌區(qū)操作人員應保持整個身體在單向氣流通道外，身體站直以最小化破壞氣流，保持手臂在腰線或以上，不能倚靠設備或墻壁表面；使用無菌工器具接觸無菌物料，用不危害產(chǎn)品無菌性的方式進行必要的操作，避免在產(chǎn)品上游進行無菌操作，操作時動作緩慢而輕柔；在潔凈區(qū)內小心移動，避免不必要的動作，不能通過物料進出口或傳遞窗進行交流，避免不必要的談話；任何時候，雙手都不能觸摸地板，當有物品掉落，如果不會產(chǎn)生風險的話可以在日清潔時去除；每次接觸物品后應對雙手進行消毒，晾干后進行下步操作；定期檢查著裝，保證潔凈服穿戴緊密；無菌生產(chǎn)潔凈區(qū)內所有開、關門的操作，應盡量避免用手直接接觸，避免交叉污染等。

2.1.2 設備的控制

無菌區(qū)應選擇設計合理、容易清潔消毒且本身不產(chǎn)生顆粒污染的設備，所有接觸已滅菌的物料的設備應是密閉或相對密閉的體系，對于無菌產(chǎn)品而言，無菌保障能力，隔離器大于限制進入隔離系統(tǒng)(RBAS)，C-RBAS大于O-RBAS；無菌灌裝要求在B級區(qū)內的A級層流下進行，盡量采用自動化灌裝系統(tǒng)；通過氣流技術降低污染，盡量減少人為干預，最大程度減少污染風險；無菌灌裝區(qū)域最好配置在線監(jiān)測系統(tǒng)。

滅菌設備應運行穩(wěn)定，設計合理，維修方便，滅菌后物品的取出轉運方式很重要，特別是沒有呼吸袋包裹的，應制定詳細的轉運操作規(guī)程，避免滅菌后物料轉運中的二次污染，以及轉運操作不當對核心A/B區(qū)域可能造成的污染。滅菌設備應每年進行再驗證，確保滅菌工藝有效，設備能夠持續(xù)滿足滅菌工藝的要求。

2.1.3 物料的控制

物料是除了人員以外，潔凈區(qū)內的第二大污染源。其污染控制主要包含兩個方面：一是控制物料初始的微生物負荷；二是物料完成滅菌后的保護。從控制風險的角度，進入到A/B級區(qū)域的物料都應該經(jīng)過滅菌程序處理，實在無法進行滅菌的，可以用消毒的方式進行，但是應監(jiān)控這些物料的微生物負荷。

(1)原輔料

無菌分裝的原料藥質量控制項目應包含無菌檢查、熱原或細菌內毒素，無菌原料藥脫外包后，經(jīng)消毒劑、殺孢子劑、VHP處理等進行表面消毒后，使用密閉容器轉移至無菌分裝區(qū)，確保轉移過程不會污染無菌環(huán)境。無菌注射劑生產(chǎn)用的原輔料必須控制微生物、細菌內毒素等指標，在與無菌潔凈區(qū)相鄰的C級區(qū)配制藥液，除菌(冗余)過濾后通過密閉的管道進入無菌區(qū)。應在RABS中進行無菌分裝和容器密封，原料藥上料區(qū)域和灌裝區(qū)域采取A級層流保護，分裝過程中，關鍵區(qū)域在線連續(xù)監(jiān)控粒子及微生物情況，確認無菌環(huán)境受控。

(2)安瓿/管制瓶

安瓿/管制瓶經(jīng)洗瓶后通過連續(xù)傳遞的隧道烘箱，高溫滅菌后自動出瓶進入無菌生產(chǎn)區(qū)，滅菌后的轉移過程在A級無菌環(huán)境下，保持安瓿/管制瓶的無菌性。

安瓿通常采用300 ℃除熱原工藝，管制瓶采用320 ℃除熱原工藝，高溫段要確保FH≥1 365，結合熱穿透、熱分布及內毒素挑戰(zhàn)性試驗結果確定滅菌時長。定期監(jiān)控安瓿/管制瓶滅菌前的微生物負荷，每年對隧道烘箱除菌除熱原工藝進行驗證，確認網(wǎng)帶允許運行速度及有效滅菌參數(shù)，連續(xù)記錄并納入批生產(chǎn)記錄，并在年度回顧報告中進行回顧。

(3)膠塞

膠塞用于管制瓶注射劑生產(chǎn)，通常是放入膠塞清洗機進行清洗和滅菌、干燥后使用，膠塞采取121 ℃濕熱滅菌，建議F0≥12，然后出料轉移至加膠塞崗位用于產(chǎn)品密封。應監(jiān)測每批膠塞微生物負荷，滅菌后的膠塞采用A級層流下自動傳輸方式轉移，或者先轉入無菌密閉桶、多層無菌呼吸袋，再轉移至加膠塞崗位，轉移過程應避免二次污染。膠塞清洗機每年進行驗證，滅菌參數(shù)連續(xù)記錄并納入批生產(chǎn)記錄，在年度回顧報告中進行回顧。

(4)鋁蓋/鋁塑組合蓋

軋蓋區(qū)域工藝布局目前有兩種設計模式，一種將軋蓋設計在A/B區(qū)域，則鋁蓋/鋁塑組合蓋的控制措施參照“(3)膠塞”；另一種將軋蓋設計在A/C區(qū)域，鋁蓋/鋁塑組合蓋清潔后，經(jīng)VHP滅菌或濕熱滅菌用于軋蓋。應監(jiān)測每批鋁蓋/鋁塑組合蓋微生物負荷，使用壓塞檢測裝置確認壓塞效果，每批進行密封性測試，確認軋蓋后產(chǎn)品能夠保持無菌狀態(tài)。

(5)接觸產(chǎn)品的器具

包括濾芯、分液器、針頭、膠管、泵以及用于裝量檢測的針筒等，處理流程一般是清洗后進行濕熱/干熱滅菌，滅菌后物品使用多層呼吸袋包裝，存放于A級層流下，生產(chǎn)前將已滅菌器具按照詳細的轉運流程移至A/B區(qū)域，無菌裝配后使用。器具滅菌參數(shù)連續(xù)記錄并納入批生產(chǎn)記錄，并在年度回顧報告中進行回顧，確認滅菌工藝穩(wěn)定符合工藝要求。

(6)生產(chǎn)的輔助工具

A/B級區(qū)使用的工具和容器，根據(jù)材質不同，采用干熱/濕熱滅菌或者消毒方式進入B級潔凈區(qū)，轉移至使用區(qū)域；批生產(chǎn)記錄等，采用ERP系統(tǒng)，或者將紙質記錄裝入呼吸袋中濕熱滅菌，在B級區(qū)取出使用，應確認其裝載方式；不銹鋼器具使用雙扉凈化熱風循環(huán)烘箱，經(jīng)250 ℃、45分鐘滅菌后，在B級區(qū)取出使用；不能耐受濕熱滅菌的無菌袋有多層包裝，通過VHP傳遞窗，經(jīng)表面消毒及分步脫外包后，轉移進入A/B級區(qū)域。

(7)其他在A/B級區(qū)使用的物料

消毒劑或清潔劑：在C級區(qū)用注射用水配制后，經(jīng)除菌過濾進入B級區(qū)，每次過濾前后需對濾芯進行完整性確認，并定期監(jiān)測初始微生物負荷。

壓縮空氣/氮氣：進入無菌生產(chǎn)區(qū)或者和最終產(chǎn)品直接接觸的壓縮空氣/氮氣，應采用去除微生物、微粒的有效措施，如經(jīng)過除菌過濾，達到A級層流的微生物和粒子水平。除菌過濾器用純蒸汽進行SIP，定期或每批檢查濾芯完整性，每半年至一年對壓縮空氣/氮氣系統(tǒng)進行驗證，確認其供應能力和氣體質量符合標準。

2.1.4 消毒滅菌規(guī)范

滅菌是指應用物理和化學等方法，殺滅或除去一切存活的微生物繁殖體或芽孢，使之達到無菌的方法。使用不同的滅菌方式，都要保證其無菌水平[3]。常見滅菌方法有濕熱滅菌、干熱滅菌、除菌過濾、輻照滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌法等，前三種方法使用比較廣泛，根據(jù)滅菌的物料材質選擇；滅菌方法應經(jīng)過驗證，滅菌設備每年進行驗證。

潔凈區(qū)應當制定操作程序進行清潔和消毒，合理的清潔消毒程序，是維護A/B級環(huán)境的關鍵，不合理的清潔消毒程序和操作，會造成微生物的二次污染?；陲L險，對于RABS內部物料直接暴露的區(qū)域，適用于滅菌的概念，對于背景區(qū)域，適用于消毒的概念。新建無菌生產(chǎn)線，在正式投產(chǎn)之前，每班次應當連續(xù)進行3次合格的模擬試驗。正常生產(chǎn)期間應當按照每條生產(chǎn)線每班次每半年進行一次試驗[4]，證實無菌生產(chǎn)過程控制能夠達到無菌生產(chǎn)要求。

2.1.5 環(huán)境的控制

潔凈區(qū)的環(huán)境質量是確保藥品質量安全的重要條件。采取合理的清潔、消毒控制措施，定期對潔凈區(qū)的懸浮粒子、浮游菌、沉降菌、設施和設備表面的微生物及操作人員的衛(wèi)生狀況進行監(jiān)測，并定期對環(huán)境微生物進行種屬鑒定，監(jiān)測數(shù)據(jù)是評估和證明產(chǎn)品無菌保障的重要依據(jù)。

對于微生物污染，良好的設計和硬件，是控制的基礎；人員是主要因素，所以控制好人的行為非常關鍵。微生物的污染，是遞進的污染，所以非核心區(qū)域要控制微生物的負荷，關鍵區(qū)域要做好無菌管理。每月輪換消毒劑，并結合臭氧、VHP滅菌等方式，對環(huán)境進行周期性消毒，保持無菌環(huán)境。

生產(chǎn)過程中如果出現(xiàn)污染，應及時進行清潔。對于人員活動頻繁的區(qū)域，清潔頻次應該高于人員活動不頻繁的區(qū)域；對于產(chǎn)品直接暴露的區(qū)域或相鄰區(qū)域，清潔的頻率應該高于其他區(qū)域；這樣既保證了污染能夠得到及時的處理，又不浪費人員。

2.2 細菌內毒素的污染控制

細菌內毒素是熱原的一種，熱原污染的途徑主要有四個：一是注射用水；二是從原輔料帶入；三是從容器、用具、管道和裝置帶入；四是制備過程中的污染。注射劑細菌內毒素的污染也可能由于微生物控制不佳產(chǎn)生，因此對于細菌內毒素的控制，總體原則和微生物類似，大多數(shù)控制微生物的方式，對于細菌內毒素控制也適用。但是對于細菌內毒素，初始的控制更重要，因為微生物可以借助消毒、滅菌的方式進行去除和控制，但是細菌內毒素具有耐熱性強、可過濾性、不揮發(fā)性三大特點，去除的方法有限，除菌過濾和濕熱滅菌均不能有效去除細菌內毒素。

藥品生產(chǎn)應嚴格控制原輔料的熱原或者細菌內毒素，盡可能降低各工序污染物水平，生產(chǎn)過程防止引入新的污染，采取適當?shù)脑O備清潔、干燥和儲存設施，通過控制物料、器具的存放條件或者改變清洗、滅菌工藝，減少微生物的滋生，降低內毒素的產(chǎn)生，去除細菌內毒素的物料盡可能封閉保護，有效控制微生物污染水平和細菌內毒素的污染水平。對于存在內毒素污染的物料和器具，可選擇加熱、酸堿、蒸餾、吸附、超濾及其他方法去除，并應對去除方法進行驗證。

2.3 微粒的污染控制

注射劑中的微粒來源廣泛，如原輔料和包裝材料、生產(chǎn)環(huán)境、人員、生產(chǎn)設備、包裝材料的兼容性、藥液穩(wěn)定性等。微粒作為一種外源性和內源性污染結合的污染，比單純的外源性污染更難控制，除包裝材料兼容性和藥液穩(wěn)定性導致的顆粒污染應在產(chǎn)品設計、研發(fā)階段研究解決外，其余風險因素的控制與微生物污染的控制方法基本相同。

人坐著不動能產(chǎn)生10萬個微粒，走動能產(chǎn)生500萬個微粒，跑動能產(chǎn)生1 500萬個微粒，所以應規(guī)范人員行為，減少人員在潔凈區(qū)的活動，降低活動幅度，并且選擇耐清洗、不脫落纖維的潔凈服。選擇不脫落微粒、便于維護和清潔、無清潔死角的設備，避免維修時一些部件的破損產(chǎn)生微粒，盡可能采取封閉系統(tǒng)。所有和產(chǎn)品直接接觸的物料，都不應脫落或產(chǎn)生粒子，物料的處理過程如呼吸袋剪開后再包裝，本身不應該產(chǎn)生污染；清潔使用不產(chǎn)生微粒的清潔工具和無菌抹布，并考慮針對異物的處理，如對一些難清洗的且容易積累微粒的地方，定期打開進行處理，在進行維修、包裝操作時，要避免操作本身產(chǎn)生異物。在空氣凈化系統(tǒng)完整的前提下，環(huán)境本身不會帶來微粒的污染，但是不合理的設計，會導致微粒污染的擴散。

3 結語

污染控制策略的開發(fā)需要先進技術和工藝知識，需要藥品生產(chǎn)企業(yè)工程、設備、生產(chǎn)、QA、QC、物料管理相關人員甚至供應商的參與，結合產(chǎn)品的工藝流程和特點，從多方面分析污染來源，制定污染控制策略。污染控制策略不是一次性行為，應定期對偏差、不合格品、召回、投訴、環(huán)境監(jiān)測趨勢、模擬灌裝等進行回顧，并根據(jù)趨勢不斷改進相應的控制策略，降低微生物、細菌內毒素和微粒污染，才能持續(xù)提升注射劑的無菌保證水平，提高產(chǎn)品質量及用藥安全性。