淺談無菌檢查用隔離器

陳穎

（杭州默沙東制藥有限公司，浙江 杭州 310000）

無菌檢查是評估產品是否符合無菌要求的關鍵手段，無菌檢查技術是確保無菌檢查結果準確可靠的重要保障。隔離器（isolator）技術是無菌制藥領域廣泛應用的無菌檢查保障手段。19世紀80年代中期就開始使用隔離器來建立一個無菌檢查工作環境。由于隔離器系統從根本上避免了分析人員與物品的直接接觸，再加上測試前隔離器內用滅菌劑滅菌，無菌隔離器內環境的生物負載達到GMP規定最大A級潔凈度?？梢哉f，隔離器技術降低了分析人員與測試物品的交叉污染并避免環境污染，同時也保護分析人員不受有毒有害物質的傷害。與傳統的潔凈區相比，隔離器技術在無菌檢查中的運用，不僅明顯降低成本，更為重要的是大大降低無菌檢查中發生假陽性結果的概率。

1 無菌檢查用隔離器法規與技術背景

隨著無菌隔離器在無菌檢查中越來越廣泛的運用，相應的法規要求也越來越明朗。

中國藥典2020年版9206無菌檢查用隔離系統驗證和應用指導原則詳細說明無菌隔離器的具體要求，從結構、安裝位置到驗證，再到應用。

美國藥典USP 1117 ＜Microbiological best laboratory practices＞中提到隔離器技術對于無菌檢查的利好—“Isolators have been shown to have lower levels of environmental contamination than manned clean rooms，and therefore， are generally less likely to produce false-positive results.”一方面確保環境可靠性，另一方面是避免化學消毒引發的假陰性結果。USP 1208＜STERILITY TESTING—VALIDATION OF ISOLATOR SYSTEMS＞中詳細介紹無菌隔離器的歷史、設計結構、驗證等內容。

國際藥品認證合作組織 PIC/S PI 012-3 ＜Recommendation on Sterility Testing＞中提到隔離器技術用于無菌檢查，同時PIC/S PI 014-3＜Recommendation on Isolators used for aseptic processing and sterility testing＞也介紹無菌檢查用隔離器。

美國食品和藥物管理局關于無菌產品的行業指導＜FDA guidance for industry on sterile products produced by aseptic processing＞明確提到使用隔離器系統有助于保護產品且降低污染風險—“Use of an isolator system further enhances product protection”，“A process conducted in an isolator can have a low risk of contamination because of the lack of direct human intervention and can be simulated with a lower number of units as a proportion of the overall operation”，“The use of isolators for sterility testing minimizes the chance of a false positive test result”，同時有單獨的附錄1介紹無菌過程隔離器。

2 無菌檢查用隔離器的結構簡介

無菌隔離器為不銹鋼與玻璃結構，外部結構自左往右分別為設備電柜及操作面板、傳遞艙（傳遞艙可根據需求選配）、操作艙。隔離器內部集成蒸汽滅菌系統、無菌測試泵、環境監測用塵埃粒子計數器和浮游菌采樣器。采用單向層流風提供A級潔凈級別的局部潔凈區，內室采用正壓設計，能夠更好地保證無菌環境要求。所有進入和排出隔離器的空氣均通過過濾系統過濾，如H14高效過濾器（HEPA）。

3 隔離器系統的驗證

在使用隔離器用于無菌檢查前，必須完成隔離器的驗證。隔離器作為大型設備設施，從完成制造到釋放使用前包括工廠驗收測試（FAT）、調試（commissioning）、安裝確認（IQ）、運行確認（OQ）、滅菌循環開發與有效性確認（CD&MBQ）、性能確認（PQ）等測試驗證環節。不同生產廠家對隔離器不同階段測試驗證內容會有所不同，值得注意的是，FAT內容不完全等同于IOQ，甚至有些在FAT執行的關鍵活動不在IOQ重復。因此，在隔離器FAT前通過隔離器的工藝流程圖（P&ID）依據工作原理及用途識別關鍵部件的驗證活動，確保這些關鍵活動發生在IOQ階段。此外，還應提早明確隔離器數據可靠性的要求，在FAT和commissioning階段進行數據可靠性的確認便于提早識別任何潛在的偏離，及時在IOQ驗證活動前進行調整或修正可以很好地避免驗證活動中數據可靠性的例外發生。在IOQ完成后，PQ活動前應進行滅菌循環開發并對滅菌參數的有效性進行確認，滅菌參數的有效性確認MBQ也可以認為是PQ活動的一部分，本文將CD與MBQ合并為單獨的驗證活動。

3.1 安裝確認（IQ）

IQ階段著重于隔離器外觀（尺寸、結構、所用材質）、硬件（各個儀表如溫濕度傳感器）、計算機軟件、隔離器相關文檔等內容的確認。

3.2 運行確認（OQ）

OQ階段確認重在確認隔離器系統的運行是否符合設計的功能要求。包括隔離器的儀器儀表的校準、報警功能確認、隔離器完整性檢測（即泄漏測試）、滅菌階段確認（準備階段、條件確認、滅菌階段、排風階段）、數據可靠性確認等。目前最常用的是過氧化氫蒸汽進行隔離器內部表面滅菌，滅菌劑蒸汽均勻分布在隔離器艙體內，在一定濃度及時間的條件下進行滅菌，使得隔離器內部環境的微生物負載達到GMP規定A級潔凈區要求。其中保持過氧化氫的濃度不低于過氧化氫的冷凝點是關鍵。隔離器滅菌階段內部過氧化氫濃度和濃度分布也是重點。因此，IOQ之后需要進行滅菌循環的開發。

3.3 滅菌循環開發和滅菌參數有效性確認（CD&MBQ）

CD&MBQ旨在獲得PQ及日常無菌檢查過程使用的滅菌參數，實現滅菌值達到6log且具有重現性。滅菌效果受滅菌劑濃度與濃度分布影響。隔離器內滅菌劑濃度與隔離器內部的溫度、濕度有關，因此，有隔離器溫度分布、濕度分布的研究，而基于隔離器內部空間的大小及數據收集統計分析，目前這兩項研究基本為可選項。隔離器內滅菌劑濃度分布與隔離器內部裝載有關，因此，CD&MB的先決條件是隔離器內的最大/最差裝載（worst-case loading）確定，對應滿載下得到相應的滅菌參數。對隔離器內滿載物品的擺放情況應詳細描述并以圖片文字形式記錄。

通過布點化學指示劑對滅菌劑濃度分布狀態進行監測，確認無菌隔離器內的滅菌劑是均勻分布，且達到滅菌所需有效殺滅濃度；通過布點生物指示劑對滅菌劑殺滅物品表面微生物的效力進行檢測，確認無菌隔離器的滅菌對表面微生物的殺滅是有效的。滅菌循環研究最終通過生物指示劑挑戰試驗和/或化學指示劑的變化獲得最終參數。

表面滅菌常使用的滅菌劑過氧化氫具有強腐蝕性、強氧化性，使用過程注意安全。目前市場上有使用催化分解裝置，加速過氧化氫分解成水和氧氣。配有該裝置的隔離器從背景環境的取風可以回到背景環境，減輕空調系統壓力，不過，要注意出風口應安裝高效過濾系統。

3.4 性能確認（PQ）

PQ階段確認隔離器系統滿足日常無菌檢查的要求。PQ活動主要包括包裝完整性確認（package integrity study）、產品抑菌性檢查（bacteriostasis&fungistasis）、隔離器內部無菌環境維持（hold time study）。包裝完整性確認（package integrity study）主要研究滅菌劑在物料包裝表面造成的滲透，特別針對具有無菌檢查的產品及微生物生長能力的物料，如瓶裝培養基、環境監控用的平皿。通過對產品初級包裝材料內增加菌株進行滅菌循環并培養，確認隔離器滅菌循環不會對產品包裝內微生物產生影響，不會影響產品內微生物的檢驗檢出限；滅菌劑滲透到培養基中，可能會造成假陰性結果，通過驗證證明滅菌過程不會影響包裝內部物料的促生長能力?？紤]到日常設備故障或其他異常情況，一般直接檢查兩個滅菌循環后包裝完整性。

產品抑菌性檢查（bacteriostasis&fungistasis）發生在包裝完整性確認后，目的在于檢查產品本身抑菌能力是否受到滅菌劑的滲透影響。

隔離器內部無菌環境維持（holding time study）研究的是在一個無菌周期內，隔離器系統保持內部環境無菌的能力。通過隔離器內部可集成塵埃粒子計數器和浮游菌采樣器，加上接觸采樣進行環境監控。

4 結語

就無菌隔離器技術而言，能夠為無菌檢查提供一個可靠的無菌環境，該環境能夠很好地防止微生物對測試用物料的污染，避免出現假陽性的結果。前提是有賴于操作者良好的行為習慣的保持以及對無菌隔離器定期的維護，實現這兩點就需要建立穩定的無菌檢查流程和完整的培訓體系。需要對操作者進行關于隔離器專門程序培訓，做好日常隔離器清潔、維護，并定期進行隔離器系統再驗證，確保隔離器系統有效、持久而穩定地使用。