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1、摘要：结合厂房设施和设备以及无菌原料药的生产工艺特点，从方案设计和实施过程中的注意事项两个方面，阐述了无菌原料药的无菌工艺模拟试验要点，以期为无菌原料药生产企业实施无菌工艺模拟试验提供参考。关键词：无菌原料药；无菌工艺模拟试验；验证；方案设计O引言在制药行业，对于用无菌工艺生产的无菌药品，尚没有直接的方法可用于测定物料的无菌性，一般通过成品的抽样检验、无菌系统自身的验证、环境监测和无菌工艺模拟试验来保证药品的无菌性。对于无菌原料药，其生产批量通常较大，无菌生产工艺既包含液体状态，又包含固体状态，模拟物的选择往往跟生产工艺特点和设备的耐受性有关，无菌工艺模拟试验中部分工艺受污染的风险要远高于正常
2、生产工艺。无菌工艺模拟试验，既是对无菌工艺保证水平进行验证，也是对工艺设备的保存时限进行验证。1 厂房设施和设备特点无菌原料药生产设施必须使用不同洁净级别的工艺设备，如配制罐、除菌过滤系统、结晶罐、过滤洗涤干燥机、干燥器、磨粉机、混粉机和分装机。无菌生产工艺的核心操作通常在B级背景下的A级环境下完成，如加晶种、无菌取样、无菌连接、分装、混粉时其他物料的加入、无菌器具保存等。如果生产过程中使用隔离器技术，可在C级或D级的背景环境下完成。2 无菌原料药的生产工艺特点无菌原料药的生产工艺特点如下：（1）工艺设备非标准化。（2） 一般包含液体和固体两种状态。（3）多采用除菌过滤方式来实现物料的无菌化处
3、理，在最终无菌处理（如过滤）前，应严格控制微生物限度。（4）无菌生产工艺中的高风险点较多，如人员干预：加晶种、无菌取样、环境监测；设备密闭：灭菌和密闭保存、无菌组装、各工序转移的无菌连接；内包材：无菌处理、传递等。（5）无菌生产工艺过程所用的工器具及任何与产品接触的设备表面必须使用经过验证的灭菌工艺进行处理。（6）对人员素质要求高。（7）对环境要求高。（8）尽可能采用密闭工艺，任何开放操作都属于高风险操作。（9）对干预（固有干预和纠正干预）有严格控制。（10）最终产品都必须进行严格密封。（三）对储存和运输过程要求严格，对容器也有很高要求。方案设计3 .1无菌生产工艺风险评估无菌生产工艺的设计基
4、于对产品特性、工艺技术和无菌保证措施的认知和经验的积累，在设计无菌工艺模拟试验方案前，应对无菌生产过程开展系统性风险评估，以充分识别无菌生产过程中潜在的风险点。常用鱼骨图、故障模式影响分析等风险评估工具进行风险评估。表1为无菌工艺风险故障模式影响分析示例。3.2模拟范围无菌工艺模拟试验应从第一步无菌操作开始，即经除菌过滤或其他方法获取无菌药液，直至无菌产品完全密封结束。4 .3模拟试验频次新建无菌生产线在正式投产前，每班次应当连续进行三次合格的模拟试验。正常生产中，每班次每半年应至少进行一次模拟试验。4.4 模拟灌装数量和持续时间无菌工艺模拟试验的灌装数量应足以保证评价的有效性，应保证完成模拟
5、方案中设计的各种干预活动不低于正常生产数量，应通过风险评估对所设计的灌装数量、持续时间、模拟方式、预期收率做出合理说明。例如，采用铝听材料包装，每批正常生产数量为1215桶，则模拟时的灌装数量应超过最大包装数量15桶；模拟时间应综合考虑工艺、人员参与批次要求、保留时间等因素进行确定；模拟时的灌装体积不一定与实际灌装体积一样，考虑到培养基的可生长性，以及培养基可通过振荡等方式接触到灌装容器表面，CFDA无菌工艺模拟试验指南（无菌原料药）第二次征求意见稿推荐：灌装体积应能达到容器体积的1/31/2。在计算模拟投料量时，不仅要考虑灌装数量和灌装体积，还应通过搅拌、部分使用CIP管路喷淋等方式，保证模
6、拟物料与各工艺设备内表面充分接触，不需要模拟物料的体积与实际体积一致。4.5 模拟方式的选择无菌原料药生产工艺通常由多个工艺单元构成，可采用分段模拟或连续模拟方式进行模拟试验。模拟试验应包括无菌生产工艺的各单元操作系统以及各单元间的转运。4.6 模拟物料的选择模拟物料的选择应考虑物料与无菌工艺的适宜性，如物料状态（液体或固体粉末）、无抑菌性、可清洁性等。无菌原料药的试验挑战通常是由液体开始的，在无菌过程中转换为固体，全过程如果使用单一的物料应考虑到设备对不同状态物料的耐受度。如果粉体设备不能耐受液体物料，则在后期需采用粉体物料进行试验。模拟物料以可过滤性、澄清度、灭菌方式来划分，一般包括促进微
7、生物生长的培养基、安慰剂物料等，一般情况下推荐使用培养基（如TSB）o如果产品需充入惰性气体并在无氧条件下储存，无菌操作在严格的厌氧环境中进行时（即氧气浓度低于0.1%）,应考虑采用厌氧培养基，如硫乙醇酸盐液体培养基（FTM）。如果在厌氧的无菌工艺环境监控中反复发现厌氧微生物或在产品无菌检查中发现厌氧微生物时，需评估增加厌氧培养基。模拟物料的处理方式也非常重要，无菌工艺模拟试验的目的不是挑战除菌过滤器的无菌保证水平。因此，在除菌过滤前应确保模拟物料的微生物负荷在过滤器的承受能力范围内，应控制滤前液的微生物负荷，建议模拟物料经灭菌或降低微生物负荷处理。模拟物料的处理过程要进行试验，比如乳糖或培养
8、基在采用辐照灭菌后，外观应没有变化，辐照均匀，培养基促生长试验符合要求。如果采用安慰剂作为模拟物料，最终它们也是需要溶解或分散至培养基中进行培养的，这些安慰剂要事先在培养基中进行溶解性试验。无论是培养基，还是安慰剂，它们对工艺系统来说都是一种“污染”，应确保它们在随后处理中很容易被移除出去，以防止对随后进入系统的生产物料产生污染。4.7 干预无菌工艺模拟试验中的一个基本要求是，应包含日常生产工艺操作中遇到的类似频率、水平的干预。干预可分为固有干预和纠正性干预。固有干预是指常规的有计划的无菌操作；纠正性干预是指对无菌生产过程的纠正或调整。模拟试验中的干预设计应与实际生产活动保持一致，模拟试验不应
9、挑战不合理的干预，以证明其合理性。在模拟试验方案中应制定干预清单和实施计划，模拟试验时按照计划逐一实施并记录。通常固有干预及经常发生的纠正性干预应在每次模拟试验中都得到实施，偶发性干预可进行周期性模拟。无菌取样过程应考虑分布在分装的前、中、后阶段，调整装量、取样、重复密封过程均应考虑进行模拟试验，并为生产过程中处理该类问题提供参考。对影响产品无菌性的干预，可在每批次中进行多次模拟，保证每个班次人员都能参与。如加品种操作，每批次实施多次，使每个实施该操作步喉的人员都能参与进来。对于灌装操作，为了保证每班次人员都能参与，可增加灌装数量，每批次都有各班次的人员参加。3. 8参与人员无菌工艺模拟试验的
10、参与人员应包括日常参与到无菌生产的全部人员，如生产操作、取样、环境监测和设备设施维护人员、QA人员。注意应考虑以上人员交叉作业、班次轮换、更衣、夜班疲劳状态等因素。3.9 最差条件无菌工艺模拟试验中的一些“最差条件”如下：（1）将无菌加工区域的设施、设备、器具、容器放置至消毒或灭菌的最长保留时间及最长工艺保留时间再使用。（2）在批工艺生产中参与的人员数量最大，如有意安排当班次所有人员参与，增加取样、监测或维修人员。（3）在无菌工艺模拟试验中使用促生长的培养基或安慰剂，而不是抑制性物料。（4）在完成集中生产的最后批次后实施工艺模拟测试。（5）无菌原辅料工艺模拟试验的实施通常包括对其生产的干预活动
11、与操作，这些增加的步骤引入了比固有日常生产工艺更高的潜在污染，存在模拟失败的可能。（6）最差条件的选择应根据不同工艺风险来确定，如单一规格的灌装线不存在装量的变化，而多规格灌装线存在最大装量带来单支产品暴露时间长的风险。冻干产品则在最终密封前产品的暴露时间会更长。（7）最差条件通常发生在接近操作空间边界的情况下，某些情况也可能在操作空间之外，但不建议选择在明知会出问题的情况下进行挑战，如层流断电情况。（8）需注意，即使在最差条件下的无菌工艺模拟试验是合格的，也不能将其作为在日常生产时某些参数超标的放行依据。能否放行在这种“超标”条件下生产的产品，质量部门仍然需要做充分的调查，这种“超标”条件属
12、于偏差的范畴。3.10 可接受标准可接受标准存在定性和定量两种方式，定性标准意味着模拟试验只接受零污染的结果，适用于任何模拟试验可接受标准的设定，排除了定量标准中识别微生物污染来源的困惑和潜在的不确定性风险。定量标准就是测定在物料中的菌落形成单元数量，可以基于所模拟产品的最小原辅料批量以及最大成品容器预计最坏条件下的污染率。如果预计污染率为10000个成品剂量单元不超过1（或不大于0.0001CFU/单元），无菌工艺模拟测试则通过。举例：最小生产批量为200kg,最大成品药品装量为5g,选择安慰剂批量为60kg,模拟中检测到菌落总数为5CFU,经计算污染率为0.000125CFU/单元，超过“
13、不大于0.0001CFU/单元”的限度，则该工艺模拟测试失败。4实施过程注意事项4. 1培养基培养基的配制应在试验前在实验室进行工艺摸索，如搅拌转速、溶解时间、溶解温度等，防止在实际配制罐配制过程中出现搅拌过快导致起泡无法观察培养基是否溶解完全、溶解时间不够、过滤器堵塞等情况。配制后的培养基应尽快灭菌或除菌过滤，宜进入无菌储罐或容器储存备用。培养基在模拟试验前应恢复至室温，即用型无菌液体培养基储存条件和使用条件应遵循生产厂商要求。4.2灌装数量的控制在分装前如果能通过地秤或者其他方式对待分装的物料体积进行计量，就更容易控制分装的体积和总数量。1.1 3额外的除菌过滤器灭菌和转移由于在模拟过程中
14、需要使用大量的模拟物料，有些物料可采用另一种方式证明其无菌性，即可通过适当的无菌过滤器系统将微生物转移至滤膜上，之后将滤膜浸入培养基内进行培养。最常见的就是在过滤洗涤干燥机的母液排放管路上增加一个除菌过滤器，将后续不需使用的模拟介质经过滤后排出，再将过滤器中的滤芯进行培养。在这个过程中，增加的过滤器一般采用在线灭菌方式，在A级环境保护下拆除，放入事先准备好的装有培养基的容器中。注意应在试验前对在线测试的参数和测试效果进行确认。4.4 灭菌后灌装容器的存放考虑到培养基数量较大，应事先找到经验证的培养室，保证有足够的空间进行存放。4.5 文件考虑到无菌工艺模拟试验与日常生产工艺不同，增加了大量的取样和干预活动，应仿照批记录的形式编制无菌工艺模拟试验记录。另外，涉及到多部门协作时，应事先编制一个实施计划表，列出试验时间、模拟操作步骤、参与人员、工具，该表格应充分考虑员工吃饭和换班时间。通过该表格，可对灌装过程中使用的工具、衣服、取样用具等提前做好准备，计算其使用数量，制定消毒时间。5结语每个无菌原料药生产企业的生产工艺不同、设备不同，需要根据实际情况进行无菌工艺模拟试验设计，无菌工艺模拟试验需要做大量的准备工作以及多部门的协调，因此，人员培训和模拟试验计划的编制至关重要。此外，模拟试验还要根据法规和公司制度进行再验证。
