淺談除菌過(guò)濾器在疫苗制備領(lǐng)域的作用及前景

2022-11-04 20:48:02

作者：未知

【摘要】過(guò)濾除菌技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物制藥領(lǐng)域，根據(jù)相關(guān)的疫苗特性選擇合適的除菌過(guò)濾器，并結(jié)合自身的工藝特點(diǎn)及條件在使用前后對(duì)其除菌效率進(jìn)行充分的驗(yàn)證是保證疫苗達(dá)到相應(yīng)無(wú)菌水平的必要條件。下面就除菌級(jí)過(guò)濾器在疫苗制備領(lǐng)域的作用及如何降低疫苗生產(chǎn)中無(wú)菌質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)做一綜述。
　　【關(guān)鍵詞】除菌級(jí)過(guò)濾器的原理；驗(yàn)證；使用中如何降低無(wú)菌風(fēng)險(xiǎn)；以及在疫苗制備領(lǐng)域的應(yīng)用前景及展望
　　【中圖分類號(hào)】R95 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-0019（2014）03-0545-01
　　目前需要過(guò)濾技術(shù)的制藥行業(yè)：生物制品血制品、疫苗、重組藥物、制劑和灌裝工藝的灌裝過(guò)程。中國(guó)和西方醫(yī)藥監(jiān)管部門，在總結(jié)長(zhǎng)期制藥實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)各種認(rèn)可的藥品滅菌方法進(jìn)行了規(guī)定，并對(duì)制藥企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行選擇，在基于風(fēng)險(xiǎn)的原則上，提出了決策判斷的順序和原則。新版GMP 在 “第十一章滅菌工藝”中規(guī)定：“可采用濕熱、干熱、或過(guò)濾除菌的方式進(jìn)行滅菌。”該條的規(guī)定，明確了“除菌過(guò)濾”是一種可選擇的滅菌方法。
　　1 除菌過(guò)濾器的除菌前提、基礎(chǔ)和原理
　　1.1 除菌過(guò)濾是指在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，（即：不得因與產(chǎn)品發(fā)生反應(yīng)、釋放物質(zhì)或吸附作用而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響。直接與產(chǎn)品接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面不得因與產(chǎn)品發(fā)生反應(yīng)、釋放物質(zhì)或吸附作用而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響）過(guò)濾去除流體中微生物的工藝過(guò)程。流體可以是液體，也可以是氣體，本文將僅限于應(yīng)用于液體的情況進(jìn)行闡釋。
　　1.2 除菌過(guò)濾是利用細(xì)菌不能通過(guò)致密孔濾材的原理以除去氣體或液體中微生物，經(jīng)常用于因?yàn)楫a(chǎn)品、中間體或者其他過(guò)程料液具有不穩(wěn)定性，不能采用包括熱滅菌在內(nèi)的最終滅菌方法，而采用的過(guò)濾除菌方法，并要求濾出液保證無(wú)菌的情況；目前生物制藥領(lǐng)域中采用的除菌濾膜孔經(jīng)一般為0.1μm或0.2μm。
　　2 除菌過(guò)濾器的驗(yàn)證檢測(cè)
　　2.1 完整性檢測(cè)：對(duì)于除菌級(jí)過(guò)濾器雖然定義的方式是按照微生物的截留效率來(lái)進(jìn)行的，但是微生物挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)是破壞性的方法，對(duì)符合GMP 要求的生產(chǎn)場(chǎng)地和將用于藥品生產(chǎn)的過(guò)濾器而言，都是污染性的，因而不可能在日常的生產(chǎn)中，作為監(jiān)控手段使用。因此，作為截留效率“指示器”的完整性檢測(cè)，其重要性就不言而喻了。
　　新版GMP規(guī)定：非最終滅菌產(chǎn)品的過(guò)濾除菌應(yīng)當(dāng)符合以下要求：
　　已滅菌的過(guò)濾器的完整性，需要使用適當(dāng)?shù)姆椒?，在過(guò)濾前進(jìn)行確認(rèn)，并需要在使用后立刻進(jìn)行確認(rèn)，并且宜安裝第二只已滅菌的除菌過(guò)濾器再次過(guò)濾藥液，對(duì)此的解釋為：過(guò)濾器的完整性應(yīng)當(dāng)在使用前而且在滅菌后，和使用后均進(jìn)行完整性檢測(cè)。
　　常用的膜過(guò)濾器完整性檢測(cè)和過(guò)濾材料類型：
　　破壞性檢測(cè)：顆粒挑戰(zhàn)、細(xì)菌挑戰(zhàn)
　　非破壞性檢測(cè)：前進(jìn)流、壓力衰減、泡點(diǎn)、水侵入，
　　過(guò)濾材料按與水的關(guān)系分為親水性（水可浸潤(rùn)的）和疏水性（水不浸潤(rùn)）兩種。親水性的過(guò)濾材料主要應(yīng)用在水或水和有機(jī)溶液混合的過(guò)濾；疏水性過(guò)濾材料是通過(guò)水被截流或“引導(dǎo)”進(jìn)入濾膜，主要應(yīng)用在溶劑、酸、堿和化學(xué)品過(guò)濾。
　　下面對(duì)我常用的親水性完整性檢測(cè)類型：泡點(diǎn)的檢測(cè)步驟和原理做一說(shuō)明：
　　步驟：首先安裝過(guò)濾器、充分潤(rùn)濕濾芯、過(guò)濾器與完整性檢測(cè)系統(tǒng)連接、設(shè)置好所需數(shù)據(jù)選擇并執(zhí)行適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。
　?。?/span>2）原理：充分潤(rùn)濕的重要性：潤(rùn)濕液體通過(guò)界面張力的分子引力被牢牢鎖定在微孔間隙中，氣體擴(kuò)散穿透潤(rùn)濕的濾膜足夠大的氣體壓力下，液體被擠出微孔，泡點(diǎn)壓力和開(kāi)孔孔徑成反比，意味著越小的孔徑，對(duì)應(yīng)越高的泡點(diǎn)，即定義為泡點(diǎn)壓力。
　　2.2 兼容性驗(yàn)證：過(guò)濾器在制藥領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于流體的除菌、除病毒、去除顆粒等。在各種不同的應(yīng)用中，過(guò)濾器的性能都和藥品的品質(zhì)密切相關(guān)，尤其是除菌應(yīng)用，直接關(guān)系到藥品的安全性。如果在藥品生產(chǎn)過(guò)程中采用無(wú)菌灌裝，那么工藝說(shuō)明文件應(yīng)當(dāng)包含過(guò)濾器對(duì)該藥物的截兼容性驗(yàn)證資料，并且應(yīng)當(dāng)說(shuō)明過(guò)濾器對(duì)藥品成分的影響（例如對(duì)保護(hù)劑或內(nèi)毒素、異體蛋白和抗生素等）。
　　從廣義上來(lái)說(shuō)，兼容性是證實(shí)除菌過(guò)濾器和工藝流體之間沒(méi)有發(fā)生負(fù)面影響，即一方面要考慮工藝流體對(duì)過(guò)濾器的性能影響，另一方面要考慮過(guò)濾器是否會(huì)污染產(chǎn)品，比如析出物、顆粒釋放等。過(guò)濾器對(duì)工藝流體的品質(zhì)影響通常采用溶出物驗(yàn)證的概念，可以通過(guò)殘留物檢測(cè)、溶出物和顆粒物分析等方法，以評(píng)估產(chǎn)品是否被過(guò)濾器所污染。制藥領(lǐng)域中的兼容性驗(yàn)證一般考察工藝流體對(duì)過(guò)濾器的性能影響，如果特定的工藝流體、工藝條件對(duì)特定的除菌過(guò)濾器兼容，說(shuō)明該工藝流體及其工藝條件對(duì)該過(guò)濾器的特定性能沒(méi)有產(chǎn)生負(fù)面影響。通常，過(guò)濾器的性能包括過(guò)濾器的物理強(qiáng)度（在一定溫度下，能耐受一定的壓差）、允許流體通過(guò)的能力（即通透性，如流速和通量）和去除流體中粒子的能力（即截留性能，如細(xì)菌、病毒或顆粒）。過(guò)濾器的整體完整性（包括濾膜、濾殼、O 型圈等）都可用于評(píng)估過(guò)濾器是否受到影響以決定濾出液的品質(zhì)。完整性測(cè)試是法定的非破壞性除菌過(guò)濾器除菌效率的確認(rèn)方法。過(guò)濾器廠商通過(guò)對(duì)過(guò)濾器細(xì)菌挑戰(zhàn)和完整性檢測(cè)，由于這些限值是通過(guò)和細(xì)菌挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)直接或間接關(guān)聯(lián)后得到的，如果過(guò)濾器通過(guò)了完整性檢測(cè)，則可確認(rèn)該過(guò)濾器等同于已經(jīng)驗(yàn)證了細(xì)菌截留性能的過(guò)濾器，從而確認(rèn)其細(xì)菌截留效率。因此，完整性檢測(cè)成為兼容性驗(yàn)證中的一個(gè)主要關(guān)鍵方法。
　　3 除菌級(jí)過(guò)濾器使用過(guò)程中如何降低疫苗生產(chǎn)中無(wú)菌質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)
　　一般情況下，除菌過(guò)濾器的使用時(shí)間不應(yīng)超過(guò)一個(gè)工作日。在除菌過(guò)濾器下游的出液端與其它裝置相連接時(shí)應(yīng)在百級(jí)環(huán)境下完成并在火焰掩護(hù)下保持高度無(wú)菌操作，濾器和濾膜在使用前應(yīng)進(jìn)行潔凈處理，并用合適的高壓蒸汽進(jìn)行滅菌121℃、30min濾芯材料聚丙烯在160°C熔融以免溫度過(guò)高破壞濾芯的完整性。出口連接處正確包裹應(yīng)使用單層透蒸汽材料，除菌過(guò)濾器在滅菌鍋內(nèi)垂直放置并打開(kāi)排氣閥，除菌過(guò)濾器管道長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，出現(xiàn)多次反復(fù)滅菌時(shí)，過(guò)濾器及濾芯的耐受性，應(yīng)記錄總耐高壓高溫時(shí)常，滅菌結(jié)束后拿出過(guò)濾器關(guān)閉排氣閥并放置在冷、干燥的環(huán)境中。液體通過(guò)濾芯應(yīng)注意流速確保在濾芯的通過(guò)性及過(guò)濾性范圍之內(nèi)，并在許多情況下都應(yīng)該考慮使用雙重除菌級(jí)過(guò)濾器。使用后沖洗并進(jìn)行完整性檢測(cè)確保完整性良好。然后從濾殼內(nèi)取出濾芯，將濾芯濾殼轉(zhuǎn)移至潔凈區(qū)干燥保存。當(dāng)然，在無(wú)菌生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中最為重要的還是工藝衛(wèi)生，工藝衛(wèi)生是保證無(wú)菌生產(chǎn)的生命，所以在我們有熱滅菌和除菌過(guò)濾兩大環(huán)節(jié)保證的前提下，每日進(jìn)行潔凈區(qū)沉降菌監(jiān)測(cè)，每月進(jìn)行浮游菌監(jiān)測(cè)，并定期進(jìn)行潔凈區(qū)的大消毒，確保生產(chǎn)環(huán)境為萬(wàn)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，超凈臺(tái)內(nèi)為百級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境控制要求。降低無(wú)菌生產(chǎn)環(huán)境和人員和設(shè)備造成污染的風(fēng)險(xiǎn)。　　除菌級(jí)過(guò)濾器驗(yàn)證過(guò)程是一個(gè)集技術(shù)、管理與法規(guī)于一體的要求很高的工作，必須嚴(yán)格按照規(guī)定程序進(jìn)行，并進(jìn)行完整詳細(xì)的記錄。對(duì)這些記錄要有充分的分析與評(píng)估，同時(shí)在藥品生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵照已驗(yàn)證的工藝參數(shù)進(jìn)行操作，不允許超過(guò)已驗(yàn)證工藝參數(shù)的上限，這正是除菌過(guò)濾驗(yàn)證的指導(dǎo)意義所在。
　　除此之外，為進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)，在除菌過(guò)濾時(shí)，被過(guò)濾藥品總的微生物污染水平應(yīng)控制在規(guī)定的限度內(nèi)，相關(guān)的設(shè)備、物品應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行滅菌，并防止再次污染。通過(guò)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格控制，采用經(jīng)驗(yàn)證確認(rèn)的除菌過(guò)濾工藝，藥品的無(wú)菌是能夠得到保證的。
　　4 除菌級(jí)過(guò)濾器在生物制藥領(lǐng)域應(yīng)用前景及展望
　　制藥行業(yè)作為關(guān)系國(guó)民直接人身健康的行業(yè)，安全性尤為重要。面對(duì)國(guó)內(nèi)新版GMP的出臺(tái)，將加強(qiáng)制藥企業(yè)對(duì)安全使用過(guò)濾器的意識(shí)。對(duì)可能會(huì)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的工藝點(diǎn)的過(guò)濾器，非常有必要在使用前后做完整性檢測(cè)和詳細(xì)記錄并考察其溶出物，進(jìn)而進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。對(duì)過(guò)濾器而言，其可能的溶出物水平及種類與其制造工藝、質(zhì)量控制直接相關(guān)，因此，在過(guò)濾器的使用中，選擇質(zhì)量可靠的供應(yīng)商至關(guān)重要。而過(guò)濾器在使用中產(chǎn)生的可能進(jìn)入產(chǎn)品的溶出物因過(guò)濾器使用條件的不同有較大的差異，因此，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證并正確使用過(guò)濾器是降低風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵?？梢灶A(yù)見(jiàn)，過(guò)濾器的完整性驗(yàn)證、溶出物驗(yàn)證也將成為國(guó)內(nèi)藥品生產(chǎn)商在考慮藥品純度、安全性等問(wèn)題時(shí)的必要風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估手段。
　　濾芯的孔徑>0.45 μm時(shí)主要是控制生物的負(fù)載，為澄清過(guò)濾
　　濾芯的孔徑為0.2 μm or 0.1 μm時(shí)為除菌級(jí)過(guò)濾
　　濾芯的孔徑精確為0.1 μm時(shí)可用于支原體的控制
　　濾芯的孔徑 < 0.1 μm 達(dá)到nm的孔徑（即10億分之一米）可用于病毒的去除
　　作為一名疫苗生產(chǎn)工作者我們所生產(chǎn)的病毒活體疫苗現(xiàn)在還不能用除菌過(guò)濾作為終端級(jí)過(guò)濾，現(xiàn)在只能對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所用的液體和原輔材料這些流體采用除菌過(guò)濾，在終端產(chǎn)品上仍然要采用每種組份無(wú)菌檢測(cè)、無(wú)菌混合檢測(cè)、熱穩(wěn)定性和支原體的檢測(cè)。疫苗類產(chǎn)品的終端除菌過(guò)濾技術(shù)仍有待研究，總之除菌過(guò)濾在生物制藥、疫苗生產(chǎn)領(lǐng)域中還有很大的發(fā)展前景，需要相關(guān)科研人員不斷的探索和完善，來(lái)保證這個(gè)直接關(guān)系到國(guó)民人身健康的行業(yè)能健康有序的發(fā)展造福所有中國(guó)人。
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