環(huán)境監測風(fēng)險評估

　　環(huán)境監測描述了在潔凈區或控制區內，為了監測微生物數量和菌落生長(cháng)的變化趨勢而進(jìn)行的微生物檢測。所測結果房間物理結構、空調凈化系統性能、人員衛生、更衣活動(dòng)、設備和清潔操作相關(guān)信息。

　　在過(guò)去十年里，環(huán)境監測已經(jīng)變得更加復雜，正在從初的任意取樣，到房間內假設一個(gè)網(wǎng)格然后監測每個(gè)網(wǎng)格，一直到現階段注重風(fēng)險評估并使用風(fēng)險評估工具來(lái)確定佳合適的環(huán)境監測方法。

　　本文從以下幾個(gè)重要方面探討了將風(fēng)險分析應用于環(huán)境監測的現有趨勢：

　　· 確定監測頻率：按照風(fēng)險分析理念，確定不同類(lèi)型潔凈區的監測周期。

　　· 風(fēng)險評估工具：運用風(fēng)險分析工具建立環(huán)境監測的方法。

　　· 量化的方法：使用無(wú)菌灌裝操作和案例分析來(lái)說(shuō)明如何使用量化的方法去評估風(fēng)險數據。

　　使用案例來(lái)自無(wú)菌藥品生產(chǎn)工廠(chǎng)，其中大多數集中于無(wú)菌灌裝;然而，理念和工具也同樣適用于其他類(lèi)型生產(chǎn)和包裝操作的環(huán)境監測。

　　確定監測頻率

　　合理的環(huán)境監測項目應當平衡利用資源和監測頻率這二者的關(guān)系，只有這樣才有意義。在歐洲，關(guān)于監測頻率方面的指導資源非常有限，USP規定的監測頻率不一定適用于所有的設備?？梢詮腎SO標準獲取一定的指導：主要是ISO 14644 and ISO 14698. 然而，這些標準不一定符合法律指導性文件，因為它們適用于多個(gè)行業(yè)的受控環(huán)境，不僅僅是標準更高的藥品行業(yè)(Jahnke, 2001)。

　　在確定環(huán)境控制程序時(shí)，不同控制區域的監測頻率可以基于每個(gè)功能區的“關(guān)鍵因子”來(lái)確定。

　　關(guān)鍵因子

　　監測頻率所基于的臨界機制目的在于監控關(guān)鍵工序步驟。因此，同相對封閉的初階段生產(chǎn)工序而言，終制劑工序所接受的監控更多。

　　使用關(guān)鍵因子是一種基于各個(gè)關(guān)鍵區域風(fēng)險分析以確定監測頻率的方法。風(fēng)險評估涉及到任何風(fēng)險對產(chǎn)品的潛在影響。如，室溫下開(kāi)放式操作區域，暴露時(shí)間，存在水，這些將構成高風(fēng)險并影響更高的風(fēng)險。相反地，密閉工藝的區域，溫度較低的區域形成更低的風(fēng)險及相關(guān)風(fēng)險。

　　從1到6，“1”為關(guān)鍵的，而“6”為不關(guān)鍵的，無(wú)菌灌裝操作為1分;終制劑工序為2分，開(kāi)放式操作工藝為3分等等。每位使用者都必須在特定區域使用該打分表并使用支持性理由來(lái)定義?；谠u分表的監測頻率的舉例見(jiàn)圖表1，其應用舉例見(jiàn)圖表2.

　　每個(gè)控制區域都將針對設定參數進(jìn)行評估并使用使用一系列指導性問(wèn)題來(lái)確定監測頻率。確定標準要考慮兩個(gè)主要區域：更多監測點(diǎn)的區域和更高監測頻率的區域。這些要素的例子如下：

　　–給予更多監測點(diǎn)的區域包括

　　· “較臟”活動(dòng)在潔凈活動(dòng)鄰近的室內進(jìn)行，即使是后期工序是潔凈活動(dòng)。

　　· 人員流動(dòng)較多的區域(假設人是主要的微生物污染源)?？赡馨ㄗ呃群透率?。

　　轉移通道

　　接受物料進(jìn)入的區域

　　物料準備活動(dòng)和放置活動(dòng)持續時(shí)間(如：一個(gè)30分鐘的工序相比一個(gè)6小時(shí)的操作，關(guān)鍵因子更低)

　　– 需要更高的監測頻率

　　相比寒冷區域的溫暖或室溫區域。

　　相比干燥、室溫區域的有水或水池的區域。

　　相比短時(shí)間敞開(kāi)或封閉工序(取決于產(chǎn)品風(fēng)險暴露時(shí)間)的開(kāi)放性操作工序或開(kāi)放式工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)。

　　終制劑步驟，純化，分裝，產(chǎn)品灌裝等。

　　一旦確定了每個(gè)控制區的監測頻率，就應當定期回顧?；仡櫩赡馨l(fā)現房間狀態(tài)的變化從而需要改變監測頻率或改成這個(gè)房間內使用不同的取樣方式。比如回顧一年暑假后，部分房間的表面取樣結果高于空氣取樣結果。在這種情況下，微生物學(xué)家可能選擇改變監測頻率并更多地做表面取樣?；谶@些數據，將更多地關(guān)注清潔消毒行為和頻率(Sandle, 2004b)。

　　如果兩種類(lèi)型的監測結果計數都較少，那么風(fēng)險偏向于空氣取樣。這是因為空氣取樣是工序質(zhì)量的直接顯示并可以確定工序的控制，而表面取樣顯示清潔和消毒情況。如果根據趨勢分析，表面取樣結果普遍令人滿(mǎn)意，那么要么減少取樣點(diǎn)數，要么減少取樣頻率。如果之后的數據顯示計數增長(cháng)，則恢復原有監測頻率。確實(shí)，按照調查需求，可適當地增加各種類(lèi)型取樣的頻率。因此，關(guān)鍵因子法不僅對房間做出要求，也可以用作改變房間的取樣類(lèi)型(Ljungqvist 和Reinmuller, 1996)。

　　風(fēng)險評估工具

　　一旦確定了每個(gè)房間的狀態(tài)，就需要使用風(fēng)險評估來(lái)確定環(huán)境監測的位置。ISO 14698使用基于風(fēng)險的方法，藥政當局也會(huì )增加詢(xún)問(wèn)制藥企業(yè)這方面的問(wèn)題。

　　基于風(fēng)險的方法包括失效模式和影響分析(FMEA)、故障樹(shù) (FTA)和危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP), 所有這些都要求使用打分的方法。(其他方法包括：失效模式、影響效果和關(guān)鍵因素分析(FMECA)、危害可操作行分析(HAOP); 定量微生物風(fēng)險評估(QMRA); 模塊化工序風(fēng)險模型(MPRM); 系統風(fēng)險分析(SRA); 風(fēng)險限制方法;和風(fēng)險概要分析。)

　　現在，無(wú)定義方法，不同的方法在工序和復雜程度方面有所不同。然而常用的兩種方法是應用于食品行業(yè)的危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)，及應用于設備工程的失效模式和影響分析(FMEA)(Whyte和Eaton, 2004a)。

　　各種分析工具的相同之處在于都包括以下內容：

　　編制工作流程圖

　　標出高風(fēng)險區域

　　確定污染的潛在來(lái)源

　　確定合適的取樣方法

　　協(xié)助確立警戒限和行動(dòng)限

　　考慮工序和季節性活動(dòng)的變化。

　　這些風(fēng)險評估方法不僅僅和環(huán)境監測位置的選擇相關(guān)。它們將環(huán)境監測系統用以確保設備、操作和行為符合規定的潔凈室操作完整審核相結合。這些方法識別風(fēng)險，評估風(fēng)險，之后確定計劃以小化，控制和監測風(fēng)險。風(fēng)險監測將幫助確定環(huán)境監測的頻率、位置分布和(如：詳細舉例參見(jiàn)Sandle的文章 [2003a])。

　　本文列舉了3種不同方法的例子：

　　使用圖表使風(fēng)險簡(jiǎn)單概念化

　　HACCP 危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)

　　FMEA 失效模式和影響分析

　　圖表法

　　圖表3為使用簡(jiǎn)單圖表分析環(huán)境監測風(fēng)險舉例。

　　HACCP危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)

　　HACCP分析的七大原則包括：

　　這7點(diǎn)每一點(diǎn)都是風(fēng)險評估的關(guān)鍵步驟

　　在實(shí)施HACCP前，培訓所有工序相關(guān)人員和采用多學(xué)科團隊是非常重要的。比如評估團隊可以由來(lái)自生產(chǎn)、工程、QC、QA、驗證等部門(mén)的人員組成。

　　FMEA失效模式和影響分析

　　FMEA體系在其方法、計分和分類(lèi)方面有所不同。所有方法都采用數值法。這里的例子，基于無(wú)菌檢測隔離器，給以下每個(gè)類(lèi)別都設定了分值(從1到5)：

　　通過(guò)問(wèn)一系列的問(wèn)題，潔凈間或隔離器系統的每個(gè)主要部分可以被分組或分級成關(guān)鍵部件。

　　這些問(wèn)題包括：

　　分值是1(非常好)至5分(非常差)。因此，嚴重性高為5分，可能性高也為5分;但是好的檢測系統將打分為1分。

　　用這些標準，得出終的FMEA分數：

　　嚴重性得分x 可能性得分 x 可檢測性得分

　　進(jìn)一步行動(dòng)決策取決于所得分數。在那些行動(dòng)應給予多少分方面沒(méi)有公開(kāi)的指南可供參考。盡管如此，27是采取行動(dòng)所建議的分數。27分是基于三個(gè)類(lèi)別的分數都是中等分數來(lái)打分的(例如：數值“3”應用于嚴重性得分3x 發(fā)生次數得分3 x 檢測得分3)，假設中等級(或更高的數值)為所有三個(gè)類(lèi)別計分，那么即使在小值，系統也應該更詳細地檢查。

　　數值法

　　風(fēng)險評估方法第三個(gè)要素是一旦事件發(fā)生立即評估風(fēng)險。然后使用大量數據驅動(dòng)的工具確保其重復性和重現性。以下使用無(wú)菌灌裝工序的例子顯示個(gè)別標結果和與操作相關(guān)的數據是如何檢查的。隨后將探討不同工序的總體評估的實(shí)例。數值法可以應用于保持決策間的一致性。

　　個(gè)體評估

　　以下部分詳述了用于量化制藥企業(yè)潔凈間污染風(fēng)險的方法。所列模型基于Whyte 和 Eaton (2003a and b)的工作成果。

　　使用沉降碟計數評估產(chǎn)品風(fēng)險

　　該方法應用于*區灌裝點(diǎn)沉降碟的評估。從以下等式中可以評估出對產(chǎn)品可能的污染率。

　　皮氏培養皿的面積是個(gè)固定值，為90mm培養皿、64 cm2。

　　沉降菌計數法舉例

　　皮氏培養皿面積= 64 cm2

　　沉降菌計數= 1 cfu

　　產(chǎn)品截面積= 1 cm2

　　產(chǎn)品暴露時(shí)間= 1 min

　　暴露時(shí)間= 240 min

　　將數值代入公式：

　　當將產(chǎn)品截面積設定為常量1時(shí)，公式可以應用于產(chǎn)品過(guò)濾監測。

　　關(guān)于風(fēng)險的百分比并無(wú)定則。一些業(yè)內人士使用0.03%。這是基于注射用藥協(xié)會(huì )PDA關(guān)于無(wú)菌灌裝的調查(2002), 藥品生產(chǎn)行業(yè)通常在培養基模擬灌裝試驗中允許0.03%肉湯培養基瓶的細菌生長(cháng)作為“警戒限”(0.03% = 1/3,000, 3,000為培養基灌裝的平均尺寸)。行動(dòng)限通常定為3/3,000瓶or 0.1%。 這將構成高風(fēng)險。從邏輯上，0.03到0.1之間為中等風(fēng)險(Whyte和 Eaton, 2004c).

　　因此，在沉降碟上檢測到的微生物風(fēng)險, 當瓶子暴露在單向流中(UAF)中時(shí)小于0.1%可能殘留在瓶頸處，風(fēng)險類(lèi)別見(jiàn)圖表5.

　　五指法取樣評估

　　公式可以很好地應用于*相關(guān)的操作，例如：過(guò)濾連接、灌裝設備與罐連接、灌裝活動(dòng)和凍干機進(jìn)料。當操作人員只在B級區且對*操作沒(méi)有影響的情況下，如果沒(méi)有其他特別因素，自動(dòng)視為低風(fēng)險。(低風(fēng)險并不意味著(zhù)不采取行動(dòng)或不評估。盡管如此，它的目的在于就對批的潛在風(fēng)險方面使結果概念化。

　　可以使用以下公式：

　　在五指法取樣評估舉例中，位置、干預活動(dòng)、持續時(shí)間需要作為重點(diǎn)。適用于位置、干預活動(dòng)、持續時(shí)間類(lèi)別的等級的邏輯舉例見(jiàn)表格6,7和8。

　　五指法評估實(shí)例

　　使用鑷子灌裝點(diǎn)操作持續時(shí)間1分鐘五指法取樣菌落數為1 cfu。

　　微生物數量x 位置 x 干預方法 x 操作持續時(shí)間

　　1 x 2.5 x 0.5 x 1 = 1.25

　　根據標準風(fēng)險評估類(lèi)別給分值定級：

　　這些風(fēng)險等級部分基于實(shí)例?；谶^(guò)去6個(gè)月的歷史數據，*的高記錄為2 cfu: 使用鑷子扶起倒瓶，并持續過(guò)120秒。得分為7.5, 屬于中等風(fēng)險類(lèi)別。用戶(hù)應當制定符合自己工廠(chǎng)實(shí)際情況的標準(Whyte和Eaton, 2004b).

　　表面取樣評估

　　以下公式可以應用于灌裝和過(guò)濾活動(dòng)：

　　微生物數量x 風(fēng)險因素A x風(fēng)險因素B x 風(fēng)險因素C

　　風(fēng)險因素A=關(guān)鍵區域的接近程度

　　風(fēng)險因素B=微生物擴散難易程度

　　風(fēng)險因素C=控制措施的有效性

　　使用接觸碟和擦拭法取樣都應在操作結束之后進(jìn)行。

　　可以使用以下方法確定風(fēng)險因素：

　　*步是基于與關(guān)鍵區域的接近程度(灌裝產(chǎn)品)確定為風(fēng)險因素A。圖表9所顯示的邏輯可以用來(lái)確定風(fēng)險因素A。

　　第二步是基于微生物擴散或轉移難易程度確定風(fēng)險因素B。支持風(fēng)險因數B的分析理論舉例，見(jiàn)圖表10。

　　第三步是通過(guò)評估控制方法的有效性評估風(fēng)險因素C。圖表11為該評估案例。

　　表面取樣案例：

　　傳送帶上檢測為2(灌裝機非接觸產(chǎn)品位置)

　　使用公式：

　　微生物數量x風(fēng)險因素A x風(fēng)險因素B x風(fēng)險因素C

　　2 x 1 x 1.5 x 1 = 3

　　根據以下風(fēng)險評估類(lèi)別，給風(fēng)險分類(lèi)：

　　分數表是基于憑借直接接近關(guān)鍵區域或產(chǎn)品的高風(fēng)險與產(chǎn)品接觸位置的污染程度。

　　1 cfu菌落數的產(chǎn)品接觸位置分數為9.4. 在多數的灌裝區和潔凈區，產(chǎn)品接觸位置的取樣結果預計為每1000個(gè)樣品中有999個(gè)樣品的菌落數為0.然而，非產(chǎn)品接觸位置菌落數為3，歸為中等風(fēng)險類(lèi)別。

　　空氣取樣評估

　　使用數值系統的空氣樣品風(fēng)險分析可采用多種方法。然而，相關(guān)的公式計算起來(lái)非常復雜，因為通常不是所有的信息都是可獲得的，活性粒子評估，如影響速度并不是可計算的。所以，數值評估如數值方法舉例更為合適。

　　數值方法舉例：

　　空氣微生物數量(cfu /m3) x 空氣微生物沉降速度(cm/s) x 產(chǎn)品暴露面積(cm2) x 暴露時(shí)間(s)

　　或者，基于接近程度和操作，可以使用非數值風(fēng)險分析方法。舉例見(jiàn)圖表12.

　　確定灌裝間的風(fēng)險因素

　　灌裝區內高生物負荷的位置通常菌落數含量更大?？梢愿鶕渑c關(guān)鍵區域的接近程度、擴散或轉移的難易程度和控制方法的有效性，對位置進(jìn)行風(fēng)險評估。

　　圖表13中的表格可以作為風(fēng)險分析的工具，并用于協(xié)助調查。該表格作為之前所探討的風(fēng)險分析工具的補充。

　　整體評估

　　整體評估所采用的方法包括操作歷史檢查并設定合格值。95%分離點(diǎn)被視為合適的分離點(diǎn)。

　　關(guān)鍵性得分

　　關(guān)鍵性得分是一種評估環(huán)境監測期間總體結果的一種方法。例如它可能是一批灌裝產(chǎn)品。檢查期間的數據每個(gè)出預先設定的警戒限或行動(dòng)限的點(diǎn)要加分。之后將總分相加，將所獲結果對照不合格標準。

　　根據在合理的時(shí)間段內(如一年)產(chǎn)生的歷史數據評估預設。舉例如下：

　　*

　　檢查灌裝操作產(chǎn)生的結果(活性粒子數量和灌裝期間平均塵埃粒子數量)。根據圖表15和圖表16中的標準，得出每個(gè)結果的分數，其等于或出警戒限或行動(dòng)限。圖表15和圖表16列出了*條件下的標準。

　　B級

　　檢查灌裝操作產(chǎn)生的結果(活性粒子數量和灌裝期間平均塵埃粒子數量)。根據圖表17和圖表18中的標準，得出每個(gè)結果等于或出警戒限或行動(dòng)限的分數。

　　如果警戒或行動(dòng)限設定相同的菌落數，那么應當在警戒限和行動(dòng)限二者中做出選擇。這就產(chǎn)生了B級區分數。為產(chǎn)生關(guān)鍵性總得分，將兩個(gè)分數相加(*+B級)。

　　一旦產(chǎn)生數據，確定臨界值(大約95%的數據在該值之下，5%的數據在該值之上)。該值用于評估“不合格”灌裝操作。

　　圖表19簡(jiǎn)單呈現了這種評估方法。對于數值設定，臨界值經(jīng)計算得出，為25，是樣品灌裝數據的95%。

　　圖表19顯示，在一特定時(shí)間段內，部分灌裝操作的嚴重程度值出了臨界值(見(jiàn)灌裝數12到15)。經(jīng)過(guò)糾偏措施后，灌裝得分減少(見(jiàn)灌裝數16到29)，情況恢復控制狀態(tài)。

　　結論

　　風(fēng)險分析方法是現行GMP中關(guān)于微生物環(huán)境監測的重要議題。本文列舉了風(fēng)險評估方法的可行工具;然而，每種潔凈室或隔離器都會(huì )有小的差異。微生物家必須考慮環(huán)境的各個(gè)方面并確定適合系統的監測，之后驗證方法和所選擇的位置。

　　所采用的方法應當以書(shū)面形式細化并經(jīng)高層管理人員批準。在此之后，將建立一個(gè)嚴謹的系統以滿(mǎn)足管理需求并協(xié)助用戶(hù)評估環(huán)境監測情況或結果的風(fēng)險。

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