快速无菌检测仪在生物制药领域的发展与应用

快速无菌检测仪在生物制药领域的发展与应用

 近年来，随着一些创新药物的出现，经典方法已不能很好地适应新形势新情况。CAR-T 细胞为近年来创新药物中的明星品种，是一种特异性细胞免疫治疗，将患者自体T 细胞通过基因修饰加上肿瘤特异性的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor，CAR)，使得被修饰的T细胞能够靶向识别肿瘤细胞并对其进行攻击，从而起到治疗目的。

与传统无菌生物制品相比，CAR-T 细胞制品在质量属性和无菌生产工艺上存在诸多特殊性，其个体差异大、产量少、效期短、临床需求紧迫，终产品需要快速放行；而在生产过程中，因细胞本身无法过滤除菌，无菌生产工艺要求更高，对过程控制要求也更高。在这类创新药物工艺的近实时控制和成品快速放行中，耗时的传统质控方法显然已不适用，需寻求快速、微量的新方法。这些新方法不少是源自基础科研、临床等领域，最初并非按制药业的要求开发，因此需要经过评价验证，证明其性能不劣于药典法定方法后，才能用于创新药物的质量控制。

无菌检测是产品质量是细胞治疗等领域保证的关键检测项目。基于中国药典的无菌检查法需要历经14天，并且培养期间需要逐日观察，经过肉眼判读后记录结果。具有周期长、手工环节多、人为因素影响大、数据完整性欠缺等不足。随着科学技术的发展，药品或治疗产品的种类也逐渐丰富起来，尤以短效期药品和细胞治疗产品的出现，将无菌检测的时间和准确性提高到了一个新的高度，伴随着药品记录与数据管理规范的加强，数据完整性也成为不可忽视的一个问题，这些问题的出现给质量控制部门带来了新的挑战。

2010 年后，各国药典针对微生物检验替代方法的评价和验证推出了一系列指导原则，但在传统制药领域，快速替代方法的探索实例相对较少，而实际应用于上市产品的案例目前更属罕见，业内经验积累较少；但随着创新药品上市，这些快速替代方法将会得到广泛应用。

药品无菌检查是药品质量中对微生物*的最高要求，任何微生物的存活对于用药者而言都可能是致命的。近年来屡屡曝出的药害事件也使无菌制剂的无菌保障问题成为公众关注的焦点。药典(1953 年版)就收载了无菌检查法，在以后的历次药典改版中，对培养基种类及质量要求、样品的分类及检验量、检验方法等均进行了不断改进。目前，无菌检查法仍采用逐日观察，培养14 d。根据培养管浑浊产生的情况判定样品是否合格，在执行过程中存在一些问题，如逐日观察的规定会导致无法及时发现阳性结果，无菌检查的检验结果均为实验人员手工记录，实验结果缺乏一定的可追溯性等。当前，商品化的快速微生物检查法(RMM)以其快速、操作简便、准确和检测结果的可追溯等优点，充分满足了质量保证所提出的更高要求，同时，也为过程分析技术(PAT)的实现提供了技术上的支撑。

为了适应技术发展的需要，中国药典也于2010年版在指导原则中收载了替代方法验证的有关内容。相关的规范性文件的出台为快速微生物检查法的评价提供了理论依据和指南支持。

符合中国药典中无菌检测替代方法：【9201 药品微生物检验替代方法验证指导原则】

解决问题

1.  自动化每10分钟检测一次，24小时连续监测

2.  90%阳性标本可在12小时内被检测

3.  99%的阳性标本可在36小时内可检测

4.  平均检出时间小于10小时

5.  假阳性率小于0.1%

6. 由传统的14天降低到4天

7. 一个CFU的微生物可以被检测出

9201 药品微生物检验替代方法验证指导原则有以下4个方面。

目前有两家快速无菌检测系统已经被FDA 批准用于细胞治疗药物以及基因治疗药物。在国内，该系统也被用于是否为商业无菌产品的检验，全血及成分血的无菌试验[，以及临床血液、无菌体液的病原学诊断参照中国药典2010 版附录药品微生物检验替代方法验证指导原则的有关内容，分别考察专属性、检测限、重复性以及耐用性这4 个方面与现行版中国药典无菌检查法相比是否存在差异。

评价对于单一品种无菌检查采用快速无菌检测系统替代药典无菌检查法的可行性，为该方法作为产品放行检验和过程控制的技术手段提供依据。药典方法和替代方法实现严格厌氧环境的原理是不同的，前者是通过化学手段，而后者是物理手段。因此，在实验过程中发现，对于严格厌氧菌的检查，替代方法在操作过程中需要保证操作环境的严格厌氧。实验考察了替代方法在2 种操作环境下(普通生物安全环境和严格厌氧环境)，生孢梭菌的专属性试验结果。试验结果表明，就培养体系促生长试验来看，操作环境是否严格厌氧对于测定结果没有影响，但对于样品存在的专属性试验结果影响则十分显著。分析原因，由于样品存在的专属性试验需要接种10 mL的样品，在普通操作环境下导入的氧气量会明显增多，由于操作环境没有隔绝氧气，对试验结果的影响就会凸显出来，而当接种量较少时，比如培养体系促生长试验，这种影响就会被弱化。因此，在进行样品检测时，需在厌氧的环境下接种样品至厌氧瓶，保证严格厌氧菌能被有效检出。验证结果表明，替代方法与药典方法基本相当。但是验证试验不可能覆盖所有的微生物，由于2 种方法的培养基体系不*相同，因此不能排除对于某些微生物的促生长能力2 种方法可能不相当。

BD BACTEC FX40 仪器是一种用于检测临床样本中是否存在微生物的自动系统。已植入的瓶放在仪器瓶位中。门关闭后，将通过瓶中专门设计的传感器测量荧光水平，从而监控瓶中微生物代谢活动随时间的变化情况。此操作由测量子系统执行。算法子系统分析测量子系统发出的信号以确定是否存在微生物生长（即阳性）证据。搅拌操作由支持有机体生长的搅拌子系统执行。数据存储和检查通过数据管理子系统进行管理。如果发生孵化失败、搅拌故障或测量系统故障等警报条件，瓶位将显示为不可用。

用户界面子系统包括与仪器工作流程有关的所有仪器功能：首先将瓶插入到仪器中进行测试、然后移除阳性瓶，最后移除阴性瓶。可以向系统中输入统计信息并以报告形式输出。可以通过专为单手操作而设计的条形码阅读器输入瓶信息，也可以通过屏幕键盘手动输入。通过在对瓶进行扫描后立即将该瓶插入到瓶位，可以将瓶与特定的瓶位相关联；这会激活瓶位的瓶驻留传感器。您可以查看由仪器处理的瓶的相关信息、请求打印报告或与 EpiCenter 系统通信。仪器前面的 LED 指示灯和每个瓶位上方的其他指示灯可传递状况信息。每个工作流程事务完成时，仪器会提供确认性的音频和视频反馈。

可以将 1 至 4 个 BACTEC FX40 仪器连接到单个平板电脑上，并可以共享一台打印机和条形码阅读器。此群集可以连接到一个 BD EpiCenter 系统以形成一个在 BACTEC FX40 群集和 BACTEC FX 仪器之间具有*连接的更大安装。

快速无菌检测系统采用简单转接、连续震荡孵育检测技术，降低了无菌操作污染的风险，实现了检测结果及时反馈，区别于传统无菌检查的繁琐操作、静态培养以及人为的浊度判读法，有其结果报告的实时性、可追溯性以及避免人员干扰的优势。

替代方法和药典方法无菌检查都是基于培养的，因此实验结果是否为“无菌生长"在一定程度是基于标准规定的培养天数，也就是说14 d“无菌生长"并不一定意味着15 d 仍是“无菌生长"。因此，缩短无菌检查的培养天数是有风险的。通过替代方法的验证试验，可以认为快速无菌检测系统作为某一具体品种用于过程控制是可行的。

参照 2015 年及 2020 年版中国药典四部通则<9201>药品微生物检验替代方法验证指导原则的有关内容，对 BACTEC FX 全自动系统与中国药典的无菌检查法进行了系统比较。同时选取特定品种，全面评估 BACTEC FX 全自动系统与中国药典的无菌检查法在专属性、检测限、重复性以及耐用性是否存在差异。为该品种是否能采用 BACTEC FX 全自动系统进行无菌快速检测提供依据。

注：文章摘自当前发布的文献，欢迎咨询。