醫藥潔凈廠房空調系統確認和環境監測取樣點選取探討

任杏珠

（中國電子系統工程第四建設有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

醫藥工業潔凈廠房和空調系統主要為藥品的生產環境提供潔凈要求，從而保證所生產的藥品安全、有效和質量可控，滿足患者需求。

中國GMP 附錄1，無菌藥品第三章第九條明確提出，潔凈區的設計必須符合相應的潔凈度要求，包括達到“靜態”和“動態”的標準；第十條要求應對潔凈區的懸浮粒子進行動態監測；第十一條要求應當對微生物進行動態監測。

從以上要求可以看出，潔凈廠房和空調系統設計后需進行“靜態和動態”確認，而日常需進行動態環境監測。但對于確認和日常監測期間懸浮粒子和微生物采樣點數量和位置的選擇一直是大家討論的話題。本文將針對該問題，結合國內外不同法規和指南建議進行重點對比闡述。

來自ISO14644-1 2015 版的靜態定義：潔凈室或潔凈區已經建成，生產設備已經安裝好，并以指定的方式運行，但沒有人員在場。

來自ISO14644-1 2015 版的動態定義：潔凈室或潔凈區按照規定的方式和既定的條件運行，有設備運行和規定數目的人員在場的狀態。

1 靜態原則

確認過程中的取樣點和位置

1.1 靜態塵埃粒子

ISO14644-1 ∶2015（E） 和GB/T 16292 2010《醫藥工業潔凈室（區） 懸浮粒子的測試方法》中分別給出了2 種不同的確定采樣點數量和位置的方法。

1.1.1 ISO14644-1：2015（E）

（1） 根據潔凈區（室） 面積確定最少采樣點數量。

與潔凈區面積相關的采樣點數量見表1。

表1 與潔凈區面積相關的采樣點數量Table 1 Sampling locations related to cleanroom area

由表1 可以看出，當潔凈室或潔凈區面積＞1 000 m2的時候，取樣點最小數量計算式如下：

式中：NL為待評估的取樣點最小數量，上舍入臨近整數；A 為潔凈室的面積，m2。

最少采樣點數量即95%置信區間來保證至少潔凈區或潔凈室90%面積不超過分類限度。

（2） 采樣點的位置布點原則。

根據以上最少采樣點數量，將潔凈區（室） 分為NL等份，從每個等份中選擇采樣點作為該等份中的特征代表。在對房間進行等分時，需兼顧房間的布局。在每個等份中，將計數器的探頭放在工作平面或者其它指定點。

1.1.2 《醫藥工業潔凈室（區） 懸浮粒子的檢測方法》GB/T 16292-2010

（1） 根據潔凈區（室） 面積確定最少采樣點數量，計算式如下。

式中：NL為最少采樣點數（四舍五入為整數）；A為潔凈室或潔凈區的面積，m2。

按照以上方法計算的采樣點數與ISO14644-1進行對比，2 種不同的標準計算后采樣點數量對比見表2。

表2 2 種不同的標準計算后采樣點數量對比Table 2 Comparison of the number of sampling points after two different standard calculations

國標方法計算的采樣點數，從潔凈室（區） 面積＞8 m2開始，均＜ISO14644-1∶2015（E） 中的要求。

ISO14644-1∶1999（E） 中關于取樣點的相關描述如下：

B4 取樣

B4.1 采樣點的建立

B4.1.1 根據式（2） 計算最小采樣點數量，計算式如式（2）

B4.1.2 確保取樣位置均勻的分布在整個潔凈室（或潔凈區內），位于工作活動面的高度。

如果客戶指定額外的取樣點，其位置和數量也應指定。

《醫藥工業潔凈室（區） 懸浮粒子的檢測方法》GB/T 16292-2010 中關于懸浮粒子取樣的原則完全參考了ISO14644-1：1999（E） 中的要求。

（2） 采樣點一般在離地面0.8 m 高度的水平面上均勻布置；采樣點＞5 點時，也可以在離地面0.8～1.5 m 高度的區域內分層布置。同時給出了一個具體的布點方式，可參照進行布點。布點的總體原則上基本一致，均為平均分布。但細分位置描述不如ISO14644-1∶2015（E） 中更具參考意義。采樣點布局示意圖如圖1 所示。

圖1 采樣點布局示意Fig.1 Sampling point layout diagram

1.2 靜態沉降菌最少采樣點數和采樣位置

《醫藥工業潔凈室（區） 沉降菌的測試方法》GB/T 16294-2010 5.4.1.1 中規定最少采樣點數和采樣位置均可參考GB/T 16292-2010，同時增加了在滿足最少采樣點數的同時，還應滿足最少培養皿數的要求。最少培養皿數列表見表3。

表3 最少培養皿數列表Table 3 Minimum number of petri dishes list

1.3 靜態浮游菌最少采樣點數和采樣位置

《醫藥工業潔凈室（區） 浮游菌的測試方法》GB/T 16293-2010 5.4.1.1、5.4.1.2 中規定最少采樣點數和采樣位置均可參考GB/T 16294-2010。

按照ISO 14644-1 2015(E)中懸浮粒子的計算方法確定的最少采樣點數，至少保證了95%置信區間來保證至少潔凈區或潔凈室90%面積不超過分類限度，數量合理，方法更優于國標的計算方式。

通過國標中對沉降菌、浮游菌的取樣點和取樣位置，參考懸浮粒子。對于沉降菌和浮游菌采樣點數、位置也可參考ISO 14644-1 2015(E)中對于懸浮粒子的要求。

2 動態原則

動態測試期間，需模擬正常生產狀態最差條件下的人員和可能的動作。

2.1 塵埃粒子及沉降菌和浮游菌取樣點數和位置

參考靜態測試時潔凈區（室） 面積確定最少采樣點數量；根據物料暴露區，人員干預區，人員更衣區，房間的特殊布局位置，選擇增加額外的取樣點，他們的數量和位置應該被批準和說明。此外無菌操作間和背景環境（A 級/B 級） 的取樣位置應該考慮所有關鍵操作區，如位于灌裝點的膠塞振動盤。關鍵工序取樣點應基于書面的風險評估，以及對該區域進行的工藝和操作的知識。

2.2 表面微生物

2.2.1 采樣點數對于同一潔凈區，每個相同的取樣物體在其不同的地方至少采2 個樣。

2.2.2 取樣點布局

潔凈室的大小、設備管路等的復雜程度；生產活動的重要性、易受污染的部位。具體位置應評估確定，考慮包含門、門把手、地板、墻壁（不易被清潔/消毒的部位，至少2 點）、公用介質的管路（不易被清潔/消毒的部位）、生產設備的關鍵部位和五指手套等。

3 監測標準

3.1 懸浮粒子

3.1.1 中國GMP2010 版

中國GMP2010 版附錄1 中對于確認過程中的粒子要求，其中中國藥典2020 年版，也同樣執行以上規定。中國藥典中懸浮粒子的標準見表4。

表4 中國藥典中懸浮粒子的標準Table 4 Standards for suspended particles in Chinese pharmacopoeia

A 級潔凈區空氣懸浮粒子的級別為ISO 4.8，以≥5.0μm 的懸浮粒子為限度標準（所以每個采樣點的采樣量不得少于1 m3）。

B 級區（靜態） 的空氣懸浮粒子的級別為ISO 5，同時包括表中2 種粒徑的懸浮粒子。測試方法可參照ISO 14644-1。

3.1.2 歐盟GMP2020 年

歐盟GMP2020 年附錄1 草案，無菌藥品中則提出了新的標準。

歐盟GMP 附錄1 中懸浮粒子標準見表5。

表5 歐盟GMP 附錄1 中懸浮粒子標準Table 5 Standard for suspended particles in Appendix 1 of EU GMP

潔凈室分級，對于靜態A 級和B 級區域，分級測試應包括對≥0.5 μm 的顆粒進行測量；但可考慮使用更大的第二個粒徑，如符合ISO 14644 的1 μm。該測量應在靜態和運行狀態下進行。

3.1.3 ISO 14644-1

ISO 14644-1 中對潔凈室分級確認時的要求，通過粒子濃度進行的空氣潔凈度ISO 分級見表6。

表6 通過粒子濃度進行的空氣潔凈度ISO 分級Table 6 ISO Classes of air cleanliness by particle concentration

續表

由表6 可以看出以下3 點。

（1） 低濃度粒子，存在取樣和統計的局限性，會造成分級不當。

（2） 由于取樣系統潛在的粒子損失，粒子在低濃度和粒徑大于1μm 時樣品收集的局限性，使得該粒徑下的潔凈度級別不適用。

（3） 為了規定ISO 5 級的粒徑，大粒子M 描述符可能適用于至少一種其他粒徑聯合使用。

通過對分級確認過程中不同標準所參考的粒徑以及濃度進行對比分析，其中歐盟GMP 附錄1 中的分級確認要求與ISO 14644-1 2015(E)保持一致，與我國確認時的要求存在差距。為了滿足不同客戶銷售市場法規的要求，建議在進行確認時，同時對0.5μm、1.0μm 和5.0μm 進行監測。

3.2 微生物

3.2.1 中國GMP2010 版

中國GMP2010 版附錄1 中對于“動態”確認過程中微生物的要求。中國GMP 附錄1 中微生物的控制標準見表7。

表7 中國GMP 附錄1 中微生物的控制標準Table 7 Chinese GMP Appendix 1 microbiological control standards

由表7 可以看出以下2 點。

（1） 表中各數值均為平均值。

（2） 單個沉降碟的暴露時間可以少于4 h，同一位置可使用多個沉降碟連續進行監測并累計計數。

3.2.2 中國藥典2020 版9205

中國藥典2020 版9205 對于“動態”確認過程中微生物的要求。中國藥典2020 版9205 中微生物的標準見表8。

表8 中國藥典2020 版9205 中微生物的標準Table 8 Microbial standards in The Chinese Pharmacopoeia 2020 Edition 9205

由表8 可以看出以下2 點。

（1） 表中各數值均為各取樣點的測定值。

（2） 單個沉降碟的暴露時間可以少于4 h，同一位置可使用多個沉降碟連續進行監測并累計計數。如果試驗時間少于4 h，則仍應使用表中的限度。

3.2.3 歐盟GMP2020 年附錄1 草案

歐盟GMP2020 年附錄1 草案無菌藥品中則提出了新的標準。潔凈室的微生物濃度應為潔凈室確認的一部分。采樣地點的數量應基于文件化的風險評估，評估依據包括潔凈室分級結果，氣流流行研究以及對該區域要執行的過程和操作的了解。確認需要在靜態和動態分別進行。歐盟GMP 無菌附錄1 中微生物的標準見表9。

表9 歐盟GMP 無菌附錄1 中微生物的標準Table 9 European Standards for microorganisms in Appendix 1 of GMP sterility

由表9 可以看出以下2 點。

（1） 歐盟附錄1 中明確要求A 級區的微生物不得生長，中國GMP2010 版附錄1 和中國藥典2020 版中均為＜1；其中中國GMP 和中國藥典2020 版表格中要求的內容描述不同，藥典中要求的數值為測定值，GMP 中為平均值，這樣理解，藥典規定實際上和歐盟GMP 附錄一致，不得生長，只是表述方式不同。而GMP 中所要求的可能會存在，當某取樣點放置多個取樣碟時，在進行均值計算時會掩蓋微生物生長的現象。

（2） 各國法規中均明確了動態的測試標準，靜態標準。

可參照動態標準升一個級別，如C 級動態沉降菌為50cfu/4 h，靜態可設置為B 級的動態5cfu/4 h。

根據確認過程中的歷史數據。

和動態標準保持一致。

需進行空調系統確認的條件有以下4 條。

（1） 當潔凈廠房和空調系統發生變更或較大的維修后，可能對潔凈區的環境產生影響時，需重新進行確認。

（2） 法規中有明確規定的需要定期進行再確認的項目。

（3） 在日常的環境監測過程中，發現連續超出行動限，且經分析是由于系統原因所致，需對系統進行再確認。

（4） 停工時間較長，且期間未對系統進行預防性維護檢修，再次使用前，需對系統進行再確認。

4 日常環境監測過程中的取樣點和位置

4.1 環境監測靜態及動態要求和取樣點位置和數量

日常環境是否進行靜態和動態監測及環境監測取樣點的位置和數量的確定原則如下。

（1） 中國GMP 2010 版無菌附錄1：第三章第十條，應當按以下要求對潔凈區的懸浮粒子進行動態監測；第十一條，應當對微生物進行動態監測，評估無菌生產的微生物狀況。

（2） 歐盟2020 年2 月無菌附錄1（草案）：9.5 條潔凈區、潔凈空氣設備和人員的日常監測應在動態條件下貫穿所有關鍵階段，包括設備裝配。

（3） 無菌工藝模擬試驗指南（無菌制劑）2018 年10 月，其中6.12.1 環境監控方案設計中給出了如下要求：應通過風險評估確定日常生產環境監控的各要素，如取樣點、取樣對象、取樣頻率、警戒和糾偏標準、實施方法等。

（4） USP<1116>中也有相關的描述：監測點應當根據風險評估確定。

（5） 歐盟2020 年2 月無菌附錄1（草案）：9.4 為了建立一個全面的環境監測方案，應進行風險評估，即采樣地點、監測頻率、使用的監測方法和培養條件（例如時間、溫度、有氧和/或厭氧條件）。

通過以上法規、規范的描述看出，日常環境監測時沒有對靜態監測進行特殊要求，其中動態監測時取樣點和取樣位置需根據風險評估的結果確定。

4.2 如何對取樣位置和取樣點數量進行風險評估

根據產品的生產工藝流程，確定在每個房間內所進行的生產活動，房間的潔凈等級，生產操作細節和具體的操作流程，持續的時間，對產品可能造成的污染方面（懸浮粒子和微生物）。

4.2.1 房間風險等級分類

根據房間的潔凈等級和生產活動性質確定目標房間的污染等級，一般分為嚴重、高、中和低。

房間風險等級列表見表10。房間評估示例分析見表11。

表10 房間風險等級列表Table 10 List of room risk levels

表11 房間評估示例分析Table 11 Room evaluation sample analysis

4.2.2 關鍵監測點的確定原則

針對風險評估為高、中的房間，需確定房間內的關鍵監測點，選擇實施動態監測或連續監測。監測點的數量需包含所有的風險區域。監測點的評估要求列表見表12。

表12 監測點的評估要求列表Table 12 List of assessment requirements for monitoring sites

監測點評估示例分析見表13。

表13 監測點評估示例分析Table 13 Sample analysis of monitoring point evaluation

4.2.3 監測方式和頻次的確定

根據確定的風險分級情況，采取相應的監測方式和頻次。定義監測方式和頻次見表14。

表14 定義監測方式和頻次Table 14 Define monitoring mode and frequency

5 結 語

潔凈區、空調系統確認過程和日常的環境監測屬于2 個不同的階段。其中確認過程是對系統在靜、動態（模擬最差條件） 條件下，是否能夠滿足生產過程所要求的潔凈級別的測試過程，確定系統的能力，并形成文件化證據。而環境監測，是監控生產過程中環境的潔凈度是否能夠滿足產品生產的要求，從而保證所生產的產品安全、有效，滿足患者的要求。這是一個最直觀的因素，為產品的放行提供了有力的數據支持。本文通過對比這2 個階段國內、外相關法規中的要求，提出了對于確認需根據市場需求選擇合適的采樣點數量和位置，而對于日常環境監測采樣點的位置和數量需根據風險評估確定，風險評估的方式也在文中進行了相應的描述，給醫藥行業的實施提供了參考。