研發(fā)小故事
案件1：稀釋還是吸附？
某一天的中午，在沂蒙山革命老區(qū)茫茫的大山深處，有個充滿現(xiàn)代化的藥品研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，在一臺高效液相前，眾人凝視著彎彎曲曲的圖譜，像是在等待著命運(yùn)最后的裁決。
“高，高了”，在計算機(jī)結(jié)果出來前，有著豐富經(jīng)驗的分析老師激動的喊著，這涉及數(shù)十萬一次的放大生產(chǎn)，出現(xiàn)的每個異常事件都足以扣人心懸，含量終于合適了，眾人懸著的心終于放了下來。
中間產(chǎn)品100.12%的含量只經(jīng)歷了常規(guī)的除菌過濾，到達(dá)灌針只剩下了88.37%，針對這一異常事件，制劑、分析及車間立即展開了調(diào)查。
制劑：
（1）項目小試開發(fā)，濾器吸附評估實(shí)驗所使用的濾器與放大生產(chǎn)使用的一致，含量無吸附；
（2）項目小試開發(fā)，生產(chǎn)組件吸附評估實(shí)驗所使用的生產(chǎn)組件與放大生產(chǎn)使用的一致，含量無吸附；
（3）項目小試開發(fā)，藥液穩(wěn)定性實(shí)驗無異常，放大生產(chǎn)采用小試參數(shù)應(yīng)不會對藥液穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響，且其它理化結(jié)果無異常；
結(jié)論：濾器、生產(chǎn)組件對產(chǎn)品無吸附作用，在生產(chǎn)控制參數(shù)下不會對藥液的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響；
分析：
（1）含量測定采用的是進(jìn)口注冊標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)多批參比制劑和自制制劑檢測，從無出現(xiàn)過異?，F(xiàn)象；
（2）本次放大生產(chǎn)系統(tǒng)適應(yīng)性及對照無異常，且中間產(chǎn)品含量檢測也無異常；
結(jié)論：本次使用的含量分析方法不會對藥液的含量測定產(chǎn)生影響；
生產(chǎn)：
（1）重新核對原料藥信息、稱量及投料無異常，且中間產(chǎn)品含量結(jié)果已說明配制工序無異常；
結(jié)論：生產(chǎn)過程中的配制工序無異常；
問題分析：
通過從制劑、分析及生產(chǎn)過程中配制工序等全方位調(diào)查，最終鎖定到了過濾、灌裝工序。由于項目小試開發(fā)濾器吸附評估實(shí)驗所使用的濾器與放大生產(chǎn)使用的一致，含量無吸附，放大生產(chǎn)與小試即使在過濾壓力、過濾流速有所不同，但不至于會對含量產(chǎn)生如此顯著的影響，通過排查分析，將目光鎖定到了灌裝工序。
我們研發(fā)人員聯(lián)合質(zhì)量保證部（現(xiàn)場QA和QA主管）及車間同事從無菌儲罐到灌針進(jìn)行了全方位排查，發(fā)現(xiàn)灌裝罐（連接灌針的5L小罐）沒有安裝罐底閥，由于車間生產(chǎn)線是安裝過濾器后在線滅菌的，這樣的好處是保證產(chǎn)線的無菌保障水平，壞處是即使通過壓縮空氣的吹掃還是會有一定量的水殘留在管道中，導(dǎo)致打藥時藥液從無菌儲罐攜帶管道中的殘留水直達(dá)灌針，致使灌針處含量顯著下降至88.37%。
解決問題：
我們快速反應(yīng)，檢測灌裝開始0.5L、1L、1.5L、2L、5L樣品含量，含量依次為91.22%、98.64%、100.29%、99.85%、100.52%，通過含量結(jié)果分析，灌裝開始1.5L含量已恢復(fù)正常，為保證產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，降低風(fēng)險，設(shè)計棄藥2L再進(jìn)行罐裝。
產(chǎn)線改造及驗證：
（1）在灌裝罐設(shè)計罐底閥門，藥液到灌裝量再開始灌裝；
（2）驗證生產(chǎn)線滅菌后的吹掃時間，將管道殘留水降至可接受程度；
（3）通過灌裝開始的含量檢測，設(shè)計棄藥量；
引言
細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素是對無菌藥品質(zhì)量影響最大的兩個因素，若藥品的無菌和內(nèi)毒素?zé)o法保證會危及患者的生命安全，我國的《化學(xué)藥品注射劑滅菌和無菌工藝研究及驗證指導(dǎo)原則（試行）》對保證無菌藥品的無菌給出了詳細(xì)的策略和方法，但是如何采用科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝提高SAL（無菌保證水平）保證最終產(chǎn)品的PUSN（無菌保證值）達(dá)到≤10E-6 cfu，是值得我們每一個從業(yè)人員思考的問題。
本文就針對非最終滅菌產(chǎn)品所采用無菌生產(chǎn)工藝中的除菌過濾系統(tǒng)，通過產(chǎn)品的小試開發(fā)、放大生產(chǎn)及工藝驗證進(jìn)行系統(tǒng)性的考量，不足之處，還請業(yè)內(nèi)同仁指出，共同學(xué)習(xí)。
1、除菌過濾系統(tǒng)概述
除菌過濾系統(tǒng)是指采用0.22微米（更小孔徑或相同過濾效力，0.1微米的除菌級過濾器通常用于支原體的去除）的除菌級過濾器和輸送藥液的管道組成的無菌系統(tǒng)，常用于非最終滅菌的注射劑、無菌原料及滴眼劑的使用。
2、車間除菌過濾系統(tǒng)的設(shè)計
為降低產(chǎn)品除菌過濾的風(fēng)險，車間除菌過濾系統(tǒng)常采用的有減菌過濾系統(tǒng)、冗余過濾系統(tǒng)及減菌加冗余過濾系統(tǒng)，極少有企業(yè)會采用單一濾器除菌過濾系統(tǒng)。
2.1單一濾器除菌過濾系統(tǒng)
整個過濾系統(tǒng)只有一個除菌級過濾器，過濾前的微生物污染水平應(yīng)小于等于10cfu/100ml，過濾器應(yīng)安裝在接近無菌儲罐的位置，無菌儲罐與灌裝點(diǎn)距離應(yīng)較近。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）整個過濾系統(tǒng)只有一個除菌級過濾器，成本低且便于進(jìn)行無菌裝配；
缺點(diǎn)：
（1）對除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品抑菌性要求較高；
（2）對生產(chǎn)線的管道設(shè)計要求較高；
（3）無菌風(fēng)險大，不符合現(xiàn)有除菌過濾技術(shù)及應(yīng)用指南相關(guān)原則；
過濾器完整性：
除菌過濾器需通過過濾器完整性測試。
總結(jié)：
單一濾器除菌過濾系統(tǒng)無菌風(fēng)險較大且不具備普適性，不建議采用。
2.2減菌過濾系統(tǒng)
減菌過濾系統(tǒng)是在非最終滅菌工藝生產(chǎn)的無菌制劑的除菌過濾工序前端采用孔徑0.22(或以下)微米或0.45微米的過濾器，使產(chǎn)品除菌過濾前的微生物污染水平小于等于10cfu/100ml。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）除菌過濾工序前端采用孔徑0.22(或以下)微米或0.45微米的過濾器，使產(chǎn)品除菌過濾前的微生物污染水平小于等于10cfu/100ml，降低了工藝對原輔料的微生物負(fù)荷及中間產(chǎn)品抑菌性的要求；
過濾器完整性：
減菌過濾器和除菌過濾器都需通過過濾器完整性測試。
總結(jié)：
減菌過濾系統(tǒng)是為了保證產(chǎn)品除菌過濾前的微生物污染水平符合可接受標(biāo)準(zhǔn)，還需關(guān)注產(chǎn)品的細(xì)菌內(nèi)毒素控制策略，做到兩者兼顧，最大程度的降低產(chǎn)品的無菌及細(xì)菌內(nèi)毒素風(fēng)險。
過濾前可見異物較多的產(chǎn)品，減菌過濾建議采用0.45微米的過濾器，防止阻塞過濾器；
過濾前可見異物較少的產(chǎn)品，減菌過濾建議采用0.22(或以下)微米的過濾器；
2.3冗余過濾系統(tǒng)
冗余過濾系統(tǒng)是指在最終除菌過濾器前增加一個除菌級過濾器。增加的這個除菌級過濾器即為冗余過濾器，冗余過濾系統(tǒng)的首級濾器應(yīng)盡可能安置在無菌區(qū)域外且接近無菌儲罐，而第二級過濾器（主過濾器）應(yīng)接近灌裝點(diǎn)。
除菌過濾前的微生物污染水平應(yīng)小于等于10cfu/100ml，且兩個過濾器之間必須確保無菌。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）整個過濾系統(tǒng)有兩級除菌級過濾器，通過提高無菌生產(chǎn)工藝的無菌保證水平提高了最終產(chǎn)品的無菌保證值，使產(chǎn)品的無菌保證值遠(yuǎn)低于10-6 cfu；
缺點(diǎn)：
（1）對除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品抑菌性要求較高；
（2）過濾前產(chǎn)品的可見異物較多時，容易造成首級過濾器不同程度的堵塞，需控制原輔料的可見異物；
過濾器完整性：
主過濾器完整性測試通過，則冗余過濾器不需要進(jìn)行完整性測試；如果主過濾器完整性測試失敗，冗余過濾器必須通過完整性測試。
總結(jié)：
冗余過濾系統(tǒng)通過嚴(yán)控除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品的抑菌性，保證過濾前的微生物污染水平小于等于10cfu/100ml，兼顧了產(chǎn)品的細(xì)菌內(nèi)毒素控制，提高了最終產(chǎn)品的無菌保證值。
2.4減菌加冗余過濾系統(tǒng)
減菌加冗余過濾系統(tǒng)是指在冗余過濾系統(tǒng)前端增加孔徑0.22(或以下)微米或0.45微米的過濾器，使產(chǎn)品除菌過濾前的微生物污染水平小于等于10cfu/100ml，降低了工藝對除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品抑菌性的要求；
優(yōu)點(diǎn)：
（1）整個過濾系統(tǒng)有一個減菌過濾器和兩個除菌級過濾器，在降低工藝對除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品抑菌性要求的同時，通過提高無菌生產(chǎn)工藝的無菌保證水平提高了最終產(chǎn)品的無菌保證值，使產(chǎn)品的無菌保證值遠(yuǎn)低于10-6 cfu；
缺點(diǎn)：
（1）整個過濾系統(tǒng)共使用了三個過濾器，過濾成本較高；
過濾器完整性：
減菌過濾器需通過過濾器完整性測試。
主過濾器完整性測試通過，則冗余過濾器不需要進(jìn)行完整性測試；如果主過濾器完整性測試失敗，冗余過濾器必須通過完整性測試。
總結(jié)：
減菌加冗余過濾系統(tǒng)雖然可以顯著的提高最終產(chǎn)品的無菌保證值，但無法截留細(xì)菌內(nèi)毒素，在設(shè)計藥液存放時限時需兼顧產(chǎn)品的細(xì)菌內(nèi)毒素控制。
2.5過濾系統(tǒng)的選擇
單一濾器除菌過濾系統(tǒng)對過濾系統(tǒng)的設(shè)計要求較高、無菌風(fēng)險大，不符合現(xiàn)有除菌過濾技術(shù)及應(yīng)用指南的原則，不建議采用；
根據(jù)對除菌過濾前微生物污染水平及中間產(chǎn)品抑菌性的理解，科學(xué)合理的選擇過濾系統(tǒng)。
首選無菌工藝模擬試驗驗證過的過濾系統(tǒng)（法規(guī)要求）；
（1）當(dāng)中間產(chǎn)品過濾前微生物負(fù)荷小于等于10cfu/100ml且中間產(chǎn)品有一定的抑菌性，選擇冗余過濾系統(tǒng);
（2）當(dāng)中間產(chǎn)品過濾前微生物負(fù)荷大于10cfu/100ml，中間產(chǎn)品無抑菌性，選擇減菌過濾系統(tǒng)或減菌加冗余過濾系統(tǒng);
3、小試研發(fā)除菌過濾系統(tǒng)驗證
通過考察產(chǎn)品計劃轉(zhuǎn)入車間相應(yīng)生產(chǎn)線的除菌過濾系統(tǒng)來設(shè)計小試研發(fā)除菌過濾系統(tǒng)的相關(guān)驗證。
3.1驗證項目：
（1）除菌過濾系統(tǒng)對藥液含量的吸附：包括動態(tài)吸附和靜態(tài)吸附；
（2）除菌過濾系統(tǒng)對藥液理化性質(zhì)的影響：包括性狀、pH、溶液的澄清度與顏色、可見異物、不溶性微粒及有關(guān)物質(zhì)；
（3）除菌過濾系統(tǒng)對藥液微生物的影響：除菌過濾前微生物污染水平、除菌過濾后無菌（小試一般不驗證，由濾器廠家做細(xì)菌截留驗證；中試、工藝驗證做過濾前微生物污染水平，過濾后藥液及成品的無菌檢測）；
3.2驗證設(shè)計：
檢測標(biāo)準(zhǔn)：
（1）含量: 動態(tài)吸附及靜態(tài)吸附，與未過濾藥液含量相比，不得過2%；
（2）其他項目：符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不同取樣點(diǎn)應(yīng)無顯著差異（過濾前后藥液溶液的澄清度與顏色、可見異物、不溶性微粒除外）；
4、中試除菌過濾系統(tǒng)驗證
保證中試生產(chǎn)與小試驗證參數(shù)一致性，盡量保證中試放大與工藝驗證所用生產(chǎn)線一致性，這樣中試除菌過濾系統(tǒng)驗證既有小試參數(shù)做依據(jù)又為工藝驗證除菌過濾系統(tǒng)驗證提供參考。
4.1驗證項目：
（1）除菌過濾系統(tǒng)對藥液含量的吸附：動態(tài)吸附；
（2）除菌過濾系統(tǒng)對藥液理化性質(zhì)的影響：包括性狀、pH、溶液的澄清度與顏色、可見異物、不溶性微粒及有關(guān)物質(zhì)；
（3）除菌過濾系統(tǒng)對藥液微生物的影響：微生物污染水平、無菌（過濾前微生物污染水平，過濾后藥液及成品的無菌檢測）；
4.2驗證設(shè)計：
檢測標(biāo)準(zhǔn)：
（1）管道系統(tǒng)殘留水：降至可接受程度；
（2）除菌過濾前微生物污染水平：小于等于10cfu/100ml；
（3）過濾前后藥液理化性質(zhì)：與未過濾藥液相比，含量降低不得過2%；其他項目：符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，過濾前后應(yīng)無顯著差異（過濾前后藥液溶液的澄清度與顏色、可見異物、不溶性微粒除外）；
（4）棄藥體積：與未過濾藥液相比，棄藥后正常灌裝產(chǎn)品含量降低不得過2%；
（5）藥液存放時限：各檢測項目應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不同取樣點(diǎn)應(yīng)無顯著差異；
5、除菌過濾驗證
中試放大除菌過濾系統(tǒng)驗證結(jié)束后若無異常，需委托濾器廠家進(jìn)行除菌過濾工藝驗證。
除菌過濾工藝驗證一般包括化學(xué)兼容性試驗、可提取物或浸出物試驗、細(xì)菌截留試驗（含細(xì)菌生存性試驗）、產(chǎn)品潤濕的完整性測試，吸附評估（一般由制劑公司做）及安全性評估等內(nèi)容，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)及實(shí)際過濾工藝中的最差條件，對相關(guān)驗證進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計。
6、工藝驗證除菌過濾系統(tǒng)驗證
除菌過濾驗證通過后，依據(jù)中試放大除菌過濾系統(tǒng)驗證的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行工藝驗證除菌過濾系統(tǒng)驗證，驗證項目及驗證設(shè)計同中試除菌過濾系統(tǒng)驗證一致。
7、參考資料
1、化學(xué)藥品注射劑滅菌和無菌工藝研究及驗證指導(dǎo)原則（試行）
2、《中國藥典》（ 2020年版）中國醫(yī)藥科技出版社， 2020.
3、除菌過濾技術(shù)及應(yīng)用指南
4、無菌工藝模擬試驗指南（無菌制劑）
5、EU.GMP Annex 1 : Manufacture of Sterile Products(2020).
6、FDA Guidance for Industry Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing – Current Good Manufacturing Practice.
7、PDA technical Report No. 44 Quality risk management for aseptic processes(2008).
8、PDA Sterilizing Filtration of Liquids Report No. 26 (2008 Revision) of PDA.
