浅谈基于风险管理——决策树的灭菌方法选择

无菌的定义是完全没有活的微生物存在的状态，当然这是一个绝对性的理论的标准，任何产品几乎不可能达到无菌的状态。而在实践中一般用生长培养基试验时无任何细菌的生长和繁殖来定义无菌的状态。而要检验无菌的状态就要采用一定的量化标准，目前普遍采用的标准是美国于1975年在制药工业中率先引入的“相对无菌标准”的概念，即对于最终灭菌产品，污染品存在概率（或微生物存活概率）P必须≤10-6，即无菌保证值（sterilityassurancelevel，以下称SAL）≥6（SAL=-lgP）；对于无菌灌装药品，SAL≥3，该标准目前已被美欧等世界各国药典所采用。无菌制剂的制备工艺过程中最重要的环节就是灭菌。常用的灭菌方法主要有湿热灭菌法、干热灭菌法、过滤除菌法、气体灭菌法和辐射灭菌法。各种方法各有优缺点，适用范围不尽相同，如何选择合适的灭菌方法值得研究探讨。1问题的导入一般来说，国内企业在选择灭菌方法的时候，都会根据产品实际、工艺需要和灭菌操作的特点进行选择。湿热灭菌法主要是通过饱和水蒸汽或流通水蒸汽凝固菌体的蛋白质而使微生物死亡，与干热方法相比，具有时间短、温度低、热效应好的优点，适用于耐湿、耐热物品的灭菌。湿热灭菌条件通常采用方式有3种，121℃×15min、121℃×30min或116℃×40min，也可采用其他温度和时间参数，但必须保证物品灭菌后的SAL≥6。对热稳定的物品，可采用过度杀灭法，其标准灭菌时间F0≥12，此时一般无需进行灭菌前污染微生物的测定，而热稳定性较差产品一般F0≥8。如产品的热稳定性很差时，可允许湿热灭菌的F0＜8，此情况下，应在生产全过程中，对产品中污染的微生物严加监控，并采取各种措施降低微生物污染水平，确保被灭菌产品达到无菌保证要求。干热灭菌方法也有其实用与特殊性，干热灭菌法适用于对耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品进行灭菌，如玻璃器具、金属材质容器、纤维制品、固体试药、液状石蜡等，使用时应选用穿透性好、耐热且不易发尘的包装材料。由于干热空气的穿透力弱且不均匀，比热低，与湿热灭菌相比，干热灭菌需要较高的温度（160～170℃）和较长时间（2～3h）才能达到灭菌目的，因此灭菌时间必须由灭菌物品全部达到该温度时开始计算。干热灭菌条件一般为（160～170）℃×120min以上、（170～180）℃×60min以上或250℃×45min以上，也可采用其他温度和时间参数。浅谈基于风险管理———决策树的灭菌方法选择刘枳岑梁毅（中国药科大学国际医药商学院，江苏南京210009）摘要：根据风险管理的要求，使用风险管理工具欧盟决策树的分析方法，就灭菌工艺的合理选择进行探讨。并认为：国内企业在灭菌方法乃至GMP管理其他环节中，都没有选择科学的风险管理控制工具，必须进行改进。关键词：灭菌方法；风险管理；决策树；GMP工艺探讨与系统设计◆GongyitantaoyuXitongsheji30此外，灭菌方法还有过滤除菌、气体灭菌、辐射灭菌等，尽管各种灭菌除菌方法在去除微生物的机制、操作参数、适用性方面各不相同，但这些方法也都有自身的特点和使用特性。而国内企业在进行灭菌方法选择的时候，基本都没有遵循一定的规律或规则，决策也停留在“拍脑袋”的阶段，没有依据也不可追溯。2灭菌工艺的选择方法研究实际上，药品的灭菌过程也是风险控制过程，微生物的情况、药品成分的性质（化学稳定性、热稳定性等）、所选灭菌方法的有效性、安全性和经济性（包括这三者的组合），构成了风险控制的主要内容。在灭菌方法选择过程中引入风险管理，可以使其方法选择更加科学。2.1灭菌方法选择的决策树欧盟于1999年8月正式开始执行灭菌方法选择风险控制的决策树，如图1与图2所示，决策树的作用是在考虑各种复杂因素的情况下辅助选择最佳的灭菌方法。决策树越往下，风险越大，需要提供的必要证据也越多。所以，为了达到较高的无菌保证水平，应当严格控制产品灭菌前的微生物污染限度。不耐热的包装材料不能作为产品选择无菌工艺制造的最终理由，应当根据产品成分选择合适的灭菌方法和相应的包装材料与容器。对于溶液型产品而言，应当首选湿热灭菌的方法，药典通常规定在湿热灭菌条件下采用121℃×15min、121℃×30min或116℃×40min的程序，这里以121℃×15min为例，当不能采用过度杀灭法时，可以适当降低标准，采用残存概率法，看其在标准灭菌时间F0＞8时能否达到无菌保证值SAL＞6。这里存在一个误区，即很多人误把F0＞8与SAL＞6等价，认为标准灭菌时间＞8min时一定可以达到微生物污染概率＜10-6。其实F0＞8只是工艺的参数表现，而SAL才是真正的标准。若残存概率法无法达到无菌要求，产品不适合采用最终灭菌法时，可考虑选用过滤除菌法或无菌生产工艺达到无菌保证要求，只要可能，应对非最终灭菌的产品作补充性灭菌处理（如流通蒸汽灭菌）。相应对于非溶液剂型、半固体或干粉产品，首选160℃×120min的过度杀灭法进行灭菌，若不行则采用残存概率法。若无法采用干热灭菌，则考虑采用辐射灭菌法，此时应当采用最小辐射吸收剂量进行灭菌，若需增大剂量则需经过验证。灭菌前，应对被灭菌物品微生物污染的数量和抗辐射强度进行测定，以评价灭菌过程赋予该灭菌物品的无菌保证水平。同样，当无法采用最终灭菌时则考虑除菌过滤与无菌工艺相结合或采用无菌工艺。在进行灭菌工艺选择研究过程中应该进行不同灭图2非溶液剂型、半固体或干粉产品灭菌方法选择的决策树图1溶液剂型产品灭菌方法选择的决策树GongyitantaoyuXitongsheji◆工艺探讨与系统设计31菌条件下样品质量变化的研究，选择灭菌工艺的过程也是平衡无菌保证水平和（样品质量）理化指标的过程，在产品有临床需求的情况下，灭菌工艺的选择应以其自身能达到的最高无菌保证水平为原则，优先采用最终灭菌。2.2灭菌方法的验证不管采用哪种方法，产品必须要经过无菌检查以证明所采用方法的效果，同时还要对灭菌方法进行验证。根据GMP管理标准，对于最终灭菌药品而言，热力灭菌法是目前应用范围最广的灭菌方法。灭菌程序验证应有热分布（灭菌设备空载无负荷热分布试验）、热穿透（负载热分布试验）和微生物挑战的3个必要的试验，且试验结果应符合工艺生产要求。热分布试验包括空载热分布和装载热分布试验，可以了解灭菌柜内温度的均匀性及灭菌介质的稳定性。通过比较各点温度与平均温度的差异确定冷点，并针对冷点温度对灭菌温度进行校正。最冷点与腔室平均温度差值应≤2.5℃，试验应连续进行3次。热穿透试验是在热分布试验的基础上进一步确定实际样品（或模拟样品）的冷点，并考查灭菌设备在执行特定灭菌工艺时赋予产品的F0值，了解灭菌条件对不耐热产品的适用性。对灭菌物的每一种装载形式和使用的每一种体积的装载容器与包装规格都要进行验证。微生物挑战试验是将一定量的已知D值的耐热孢子接种入待灭菌产品中，在设定灭菌条件下进行灭菌，以验证该灭菌条件是否满足产品的F0值。过度杀灭法的内涵是产品中的微生物下降12个对数，微生物挑战试验是证明微生物的残存概率≤10-6，因此过度杀灭法可以不进行微生物挑战试验，而残存概率法要对每批样品灭菌前药液进行微生物监测及控制并在验证中进行微生物挑战试验。2.3参数放行的引进灭菌方法选择也不能忽视对最终灭菌药品的检验环节。但基于统计学的取样方法存在很多的局限性，无菌检查检不到污染品的概率：P=（1原X）n式中X———产品的染菌率；n———每批检查样品数。从公式可以看出，批产品的染菌率越低，无菌检查的风险就会越大。虽然增加无菌检查的样品数可以在一定程度上提高无菌检查的可信度，但在实际污染率较低的情况下，增加样品数对于提高污染品检出率的作用不大，并且存在将阳性结果复检当作“假阳性”从而错失检出污染品的可能性。虽然我国药典规定需要对无菌检查方法进行验证，但是无论多么完善的方法都存在无法避免的基于统计学检验的弊端，因此仅凭无菌检查法的结果来判别批产品是否无菌并不能确保无菌药品的无菌质量。另外，无菌检查是一种破坏性的试验，并且需要建立无菌检测实验室，增加了产品的成本和检测成本。在无菌检查过程中，引入参数放行法可以克服上述弊端。“参数放行法”指在严格实施GMP的基础上，根据决策树风险控制过程和灭菌方法选择及过程所获得的质量控制参数，以及灭菌工艺验证的数据资料，对产品的灭菌过程进行评价，以确认达到药典规定的无菌保证水平，从而替代成品无菌检查的放行系统。1987年，美国FDA率先颁布了参数放行法规指南，经过20多年的发展，参数放行的理论与实践已被美欧等发达国家普遍接受。我国于2005年由国家食品药品监督管理局下发了《关于开展药品参数放行试点工作的通知》，明确了参数放行在我国药品生产质量管理中的地位和标准。3结语质量风险管理（QualityRiskManagement）近几年来倍受许多发达国家药品质量监管机构推崇，ICH也专门为此发布了指南Q9。质量风险管理主张按照风险的程度分配质量管理的资源，以期增强质量管理的针对性。在Q9中，风险被定义为危害出现的可能性（频率）和危害严工艺探讨与系统设计◆GongyitantaoyuXitongsheji32日益扩大的制剂生产规模与高级技工和技师等高级技能型人才的短缺产生了尖锐的矛盾。重庆市劳动和社会保障局决定，从2005年起，重庆市将加大对技能型人才的培训力度，使全市取得职业资格证书的人数每年递增20万。此时有针对性地设置药物制剂技术与设备专业，培养高素质的技能型人才，既满足了企业的用人需求，又解决了学生的就业问题，可谓一举两得。5结语总之，西部大开发需要大量药学人才，国家的方针政策鼓励各药学高职高专学校培养用人单位急需的专业人才，特别是培养既懂制剂技术又会设备使用、维修的专业技术人员。在学校开办药物制剂技术与设备专业教育能满足医药行业对相关人才的迫切需求，保证学生的就业率，符合可持续发展的人才培养理念。收稿日期：2009-07-17作者简介：艾继周（1954-），男，重庆市沙坪坝区人，副教授，研究方向：天然药物鉴定、分离与纯化。（上接第29页）重性的（程度）以及两者的组合。风险管理就是对过程中的危害进行识别并采取措施进行控制。药品的灭菌过程的风险是微生物的情况、药品的性质和灭菌方法以及3者的组合所产生的危害。因此，就必须对这个危害进行科学评估和控制。质量风险管理工具通过提供文件化的，用透明的和可重现的方法来完成质量风险管理程序的步骤，以提供一科学实用的决策制订方法。除了本文使用的决策树工具外，Q9推荐的工具还有失败模式和影响分析（FMEA）、影响和关键性分析（FMECA）、危害分析和关键控制点（HACCP）、危害与可操作性分析（HAZOP）等，如果我们在GMP管理的活动中能正确选择这些工具进行管理有关环节的风险控制工作，就一定能使GMP管理实施深化和标准化。［参考文献］［1］国家药典委员会.中华人民共和国药典：2005年版二部.北京：化学工业出版社，2005.附录168［2］李均.药品GMP验证教程［M］.北京：中国医药科技出版社，2002.89［3］Decisiontreesfortheselectionofsterilizationmethods，annextonoteforguidanceondevelop-mentpharmaceutics，CPMP／QWP／054／98［4］最终灭菌无菌制剂参数放行审批规定（讨论稿）［EB/OL］.，2004-12-10［5］梁毅.GMP教程［M］.第1版.北京：中国医药科技出版社，2003.126［6］胡谦谦等.无菌药品参数放行的优势及实施方法［J］.中国药业，2008，17（8）：17收稿日期：2009-08-17作者简介：刘枳岑（1986-），女，硕士研究生，研究方向：国内外药品注册与药品质量管理与监督。GongyitantaoyuXitongsheji◆工艺探讨与系统设计33