無菌保障：生物制藥制劑生產(chǎn)的GMP管理全攻略

       在生物類藥物生產(chǎn)管理中，制劑生產(chǎn)管理至關(guān)重要，其中無菌生產(chǎn)管理更是核心環(huán)節(jié)。本文從生產(chǎn)工藝特性、環(huán)境控制、生產(chǎn)管理及無菌控制、質(zhì)量監(jiān)控等方面，闡述了在GMP體系下確保生物制藥制劑無菌生產(chǎn)的具體措施，以保障藥物生產(chǎn)的安全性、有效性和質(zhì)量一致性。

       基于GMP體系，生物制藥的制劑生產(chǎn)管理顯得尤為重要[1-2]。通過實施GMP標準，企業(yè)能夠確保產(chǎn)品的安全性、有效性和質(zhì)量一致性，進而提高患者的用藥安全。

       (一) 生物制藥制劑生產(chǎn)工藝特性

       生物制藥制劑的生產(chǎn)工藝特性涉及多個方面，包括生產(chǎn)工藝的復雜性、質(zhì)量控制要求及特定的環(huán)境和設備要求等。

       1.1 工藝復雜性

•        技術(shù)手段多樣：通常采用基因工程、細胞培養(yǎng)、發(fā)酵等生物技術(shù)手段。如基因工程藥物是通過重組DNA技術(shù)將目標蛋白表達基因植入宿主菌（細胞）中，再進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。

•        流程環(huán)節(jié)眾多：一般包括原料的選擇、原料的預處理與保存、生物催化劑的制備、設備與培養(yǎng)基的滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵及工藝控制、產(chǎn)物的分離純化、成品的檢驗與包裝等環(huán)節(jié)。

       生物制藥制劑生產(chǎn)工藝流程（圖片來源：作者繪制）

       1.2 質(zhì)量控制嚴格

•        檢測指標多樣：除了常規(guī)的理化檢驗指標外，更要有生物活性檢驗指標，如電泳法檢測蛋白質(zhì)純度、HPLC法檢測物質(zhì)純度和肽圖、細胞法、病毒法檢測物質(zhì)的活性特征等。

•        各環(huán)節(jié)嚴格把控：每一個生產(chǎn)步驟都需要進行嚴格的檢測，以確保產(chǎn)品的純度、安全性和有效性。例如在制劑生產(chǎn)中，要對原液的配制、分裝、貯存等過程進行微生物限度檢測等。

       1.3 無菌生產(chǎn)要求高

•        生產(chǎn)環(huán)境潔凈：大多數(shù)生物制藥產(chǎn)品需要在無菌環(huán)境下生產(chǎn)，通常在潔凈室內(nèi)進行，不同級別的潔凈區(qū)有不同的要求，如A級潔凈區(qū)屬于高風險區(qū)域，如灌裝和無菌配制區(qū)，其清潔標準極高。

•        采用無菌技術(shù)：采用無菌過濾、滅菌技術(shù)等，如除菌過濾作為一種常見的微生物控制手段，能夠有效去除液體中包括細菌和支原體在內(nèi)的微生物。

       1.4 溫度和環(huán)境控制精準

•        溫度敏感：生物制藥產(chǎn)品中的活性成分對溫度極為敏感，如許多蛋白類藥物在高溫條件下容易發(fā)生變性而失活，因此在生產(chǎn)過程中需要精確控制溫度，以保持產(chǎn)品的活性。

•        其他環(huán)境因素：pH值、氧濃度等環(huán)境因素也需要精確控制，以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

       1.5 穩(wěn)定性和儲存要求特殊

•        配方工藝復雜：生物制藥制品通常需要復雜的配方工藝以提高其穩(wěn)定性，如添加合適的輔料、調(diào)節(jié)pH值等。

•        特定儲存條件：一般需要在特定的條件下儲存，如冷藏或冷凍，以防止產(chǎn)品變質(zhì)或失效。

       1.6 生產(chǎn)成本較高

•        設備投入大：需要大量的專業(yè)設備和先進的技術(shù)，如發(fā)酵罐、純化設備、凍干機等，這些設備的購置和維護成本較高。

•        質(zhì)量控制成本高：由于生產(chǎn)工藝復雜且質(zhì)量控制要求嚴格，需要進行大量的檢測和驗證工作，增加了生產(chǎn)成本。

       (二) 生物制藥制劑生產(chǎn)環(huán)境控制

       2.1 潔凈區(qū)劃分

       根據(jù)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品要求，將生產(chǎn)車間劃分為不同級別的潔凈區(qū)，如A級、B級、C級、D級等。不同潔凈區(qū)之間應有合理的氣流組織和壓差控制，防止空氣交叉污染。

       2.2 空氣凈化

       采用高效的空氣凈化系統(tǒng)，如HEPA過濾器、紫外線滅菌器等，對潔凈區(qū)的空氣進行過濾和消毒。定期對空氣凈化系統(tǒng)進行維護、檢查和驗證，確?？諝鉂崈舳确弦?。

       2.3 溫濕度控制

       生物制藥制劑生產(chǎn)對溫濕度要求較為嚴格，一般溫度控制在18-26℃，相對濕度控制在45%-65%。通過空調(diào)系統(tǒng)對潔凈區(qū)的溫濕度進行控制和調(diào)節(jié)，定期對溫濕度監(jiān)測設備進行校準和維護。

       (三) 無菌制劑生產(chǎn)管理及無菌控制

       所有從事無菌藥品生產(chǎn)的人員都應經(jīng)過培訓，包括生產(chǎn)操作人員、生產(chǎn)輔助人員等。除此之外，還需要重點關(guān)注物料與耗材管理、設備管理、廠房設施管理、無菌工藝管理等方面內(nèi)容。

       3.1 物料與耗材管理

•        質(zhì)量標準與放行檢測：無菌藥品生產(chǎn)的相關(guān)原輔料必須有相應的微生物限度控制標準和細菌內(nèi)毒素質(zhì)量標準。每批次物料在放行檢測過程中，微生物指標需符合要求后才可用于生產(chǎn)。對于無菌制劑生產(chǎn)的包裝材料，尤其是內(nèi)包裝材料，如果是即用型包材，不但要嚴格審核其質(zhì)量標準，而且要確認其達到質(zhì)量標準所采取的控制手段及措施。

•        使用前處理與控制：對于物料，使用前需要確認放行檢測結(jié)果是否符合標準、包裝是否完好、取樣是否具有代表性。對于包材，尤其是內(nèi)包材，如果采用的是即用型包材，使用前需要核對其成分分析報告，確認其放行檢測結(jié)果符合質(zhì)量標準，此外，使用前還需確認其包裝的完整性。對于與藥品直接接觸的關(guān)鍵耗材，如果要進行清洗、滅菌，需要進行清洗效果確認或驗證。

       3.2 設備管理

•        選型與設計：在設備選型時，要從產(chǎn)量、生產(chǎn)產(chǎn)品種類、后期運維及能耗等角度出發(fā)確定大方向，同時充分考慮后期生產(chǎn)的無菌保障。在設備進行設計確認過程中，需要充分考慮人員操作的便捷性，還要考慮對A級區(qū)等關(guān)鍵區(qū)域的氣流影響。

•        維護與維修：對于無菌制劑生產(chǎn)設備，出現(xiàn)異常時，需由經(jīng)過專業(yè)培訓的設備工程師進行維修。維修時要遵循相應的GMP規(guī)范，盡量通過手套或已滅菌的工具進行相應維修，維修過程動作要輕緩，減少對氣流的阻擋。維修結(jié)束后，需要對維修區(qū)域及其周圍區(qū)域進行相應的清潔消毒，清潔消毒完成后，還要等A級區(qū)環(huán)境進行自凈，自凈結(jié)束后才可恢復生產(chǎn)。

       3.3 廠房設施管理

•        布局：廠房設施布局要根據(jù)藥品生產(chǎn)中發(fā)揮的功能進行分區(qū)，不同功能區(qū)域要求布局合理，既要減少人員、物料的交叉，又要防止不同功能區(qū)域的污染及交叉污染。對于不同潔凈級別的功能區(qū)，其壓差至少要大于等于10Pa；對于同一潔凈級別的不同功能區(qū)，也應設置一定的壓差梯度，通常設置為5Pa。

•        設計：廠房設計時要考慮日常監(jiān)控和參觀的需求，盡可能多設置觀察窗、參觀走道等。從低級別區(qū)域進入高級別潔凈區(qū)宜設置緩沖間，盡量避免跨級別進入?？鐫崈艏墑e的管路需要做好密封，跨潔凈級別的傳遞窗、緩沖間需要監(jiān)控壓差。在滿足工藝需求的前提下，盡量減少潔凈區(qū)用水點，潔凈區(qū)要減少地漏的布置，下水口要密封，需要設置空氣阻斷裝置防倒灌。

       3.4 無菌工藝管理

•        除菌過濾及無菌灌裝工藝設計：對于生物制劑，一次性技術(shù)的應用越來越廣泛，尤其是對于除菌過濾及無菌灌裝工藝來說。一個好的設計通常要考慮系統(tǒng)無菌性能、簡單便于操作、藥液損耗低等因素。在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，選擇合適的一次性耗材廠家，根據(jù)自身設備特點，和供應商一起設計符合自身無菌工藝要求的一次性系統(tǒng)。

•        無菌工藝模擬：無菌工藝模擬是驗證無菌生產(chǎn)工藝是否可靠的最直接最有效的方式。在無菌工藝模擬實施前，先要完成風險評估，包括無菌工藝模擬干預情況評估、無菌工藝模擬時限考察評估、無菌工藝模擬環(huán)境菌選擇、無菌工藝風險點識別與評估等。實施過程中需要模擬最差條件，如最大最小灌裝速度，物料滅菌后存放的最長時間等。

       無菌制劑生產(chǎn)管理流程（圖片來源：作者繪制）

       (四) 生物制藥制劑生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控

       4.1 微生物監(jiān)測

       定期對潔凈區(qū)的空氣、表面、人員手部等進行微生物監(jiān)測，包括沉降菌、浮游菌、表面微生物等檢測項目。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，評估潔凈區(qū)的微生物污染水平，及時發(fā)現(xiàn)和解決微生物超標問題。

       4.2 無菌檢查

       對無菌制劑產(chǎn)品進行無菌檢查，采用薄膜過濾法、直接接種法等方法，檢測產(chǎn)品中是否存在微生物。無菌檢查應在符合要求的無菌檢查室進行，檢查人員應經(jīng)過專業(yè)培訓，熟悉無菌檢查的操作規(guī)程和質(zhì)量標準。

       4.3 熱原與細菌內(nèi)毒素檢測

       生物制藥制劑中的熱原和細菌內(nèi)毒素可能引發(fā)患者的不良反應，因此需要對產(chǎn)品進行熱原與細菌內(nèi)毒素檢測。采用鱟試劑法等方法進行檢測，確保產(chǎn)品中的熱原和細菌內(nèi)毒素含量符合質(zhì)量標準。

       生物制藥制劑生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)測級方法（圖片來源：作者繪制）

       (五) 總結(jié)

       在GMP體系下，確保生物制藥制劑的無菌生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程，需要從人員、設備、環(huán)境、工藝、質(zhì)量監(jiān)控等多方面進行嚴格管理和控制。只有將這些環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，才能有效降低微生物污染風險，確保生物制藥制劑的質(zhì)量和安全性，為患者提供安全有效的藥品。

       參考資料：

       [1] Sampathkumar K, Kerwin BA. Roadmap for Drug Product Development and Manufacturing of Biologics. J Pharm Sci. 2024 Feb;113(2):314-331.

       [2] EU-GMP, Annex 2B Manufacture of biological medicinal substances and products for human use.

       作者簡介：

       Sophia，主要從事生物醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展研究、藥物科普等方面工作。