对灭菌工艺的看法-之（三）无菌保证值和无菌保证水平

引言：

有朋友对“对灭菌工艺的看法-之（一）误区”中提出的F0值的解释感到不解，对于PNSU也表示没有用过，用的比较多的是SAL值，这三者间到底有什么样的的关系，分别代表了什么，我们来一起再探讨一下。

正文：

首先还是对SAL和PNSU进行解释说明，SAL：Sterility Assurance Level，指的是无菌保证水平；PNSU：Probability of a Nonsterile Unit，指的是无菌保证值。由于上一次疏忽，没有对SAL值进行进一步的解释，这里先对SAL进行表述：SAL表述的是一个灭菌程序能够杀灭或者去除细菌的能力水平，针对的主体是灭菌程序，反映的是一个方法的有效水平；而PNSU在上次就已经明确表述了，其表述的是任何无菌产品的无菌保证值，适用于不论采用什么手段获得的无菌产品，PNSU反映的是产品的无菌水平，针对的主体是产品。SAL和PNSU两个术语翻译成汉语虽然没差几个字，但表述的主体其实完全不同。

先讲一个案例，之前遇到过的比较有意思的事情：坐标北京，一家CRO公司的制剂总监亲自坐镇指挥一个据说是很重要的注射剂项目，起草了试验方案洋洋洒洒有五页之多，看了之后真没什么兴趣，一个仿制药处方都真真的写着，还要考察辅料用量，想不通为什么。在那个方案中最让人无语的是灭菌工艺开发依据，居然是“欧洲灭菌决策树”，具体怎么解释的给大家复述一下：不管什么处方什么性质，上来先按着121.1℃、15min灭菌，不行的话再115℃、30min灭菌，再不济还有流通蒸汽“灭菌”。后来在很多场合发现很多CRO公司对于无菌制剂的灭菌工艺开发依据都是“欧洲灭菌决策树”！我真的想问问，为什么不采用美国注射剂协会（PDA）的“湿热灭菌工艺决策树”呢？难道是嫌弃美国的这个湿热灭菌决策树是2007年的比较古老吗？说这么多废话就是活跃一下气氛，言归正传，其实我个人认为欧洲灭菌决策树没有任何问题，跟美国湿热灭菌决策树表述的理念是一致的（除了纠结F0与8min之间的关系）。气氛活跃后言归正传，欧洲灭菌决策树没有问题：能采用过渡杀灭程序的坚决采用过渡杀灭程序，对热具有一定承受能力的尽量采用湿热灭菌程序，确实没有耐热能力的用除菌过滤，万般无奈用无菌生产工艺来兜底。问题出现在人对灭菌决策树的理解上：上述CRO公司对于无菌制剂灭菌工艺开发的理念是：F0＞12就比8≤F0＜12获得的产品的无菌水平更高，湿热灭菌就比除菌过滤获得的产品无菌水平更高。对这样的理念，我想到一个非常霸气的并且非常生动的词语对这个理念进行评价—“鬼扯“！

上述案例是典型的把灭菌工艺的无菌保证水平和产品无菌保证水平混淆的结果，明明一个是过程参数，一个是产品质量，非要捏在一起必然导致错误！再强调一遍，无菌制剂我管你采用什么手段，产品的无菌保证值就要做到至少百万分之一的水平！这就是注射剂的硬性要求！那采用不同的灭菌程序其SAL不一样，怎么保证产品的PNSU一致呢，那也只能是加强生产过程中的环境控制的手段了。下图表示了环境对污染风险（或者环境对无菌可靠性）的关系，无菌制剂的生产环境至少满足RABs要求，针对不同的灭菌程序其SAL值不同，获得PNSU至少百万分之一的产品，就要求对环境的控制程度不同。

我们简化某些步骤，先来对比一下采用F0＞12湿热灭菌程序生产的注射剂和除菌过滤生产的注射剂的设备设施要求：两者都采用O-RABs（Open-Restricted Access Barrier System 开放式限制接触隔离系统），湿热灭菌生产线的配制、灌装和轧盖均可以在C级操作背景下的A级环境中完成，非最终灭菌生产线除菌过滤后药液需要在B级操作背景下的A级环境中完成，且轧盖工序需要也需要在B级操作背景下的A级环境中完成，原因很简单，过度杀灭法的湿热灭菌程序SAL值能够达到10E-6水平，除菌过滤后药液不再进行灭菌，SAL值无法达到10E-6水平，对环境就需要严格控制，从沉降菌、浮游菌的控制差异上以及培养基模拟灌装也能反映出B+A的要求更苛刻，采用这种方式来保证产品的无菌。为什么除菌过滤的产品轧盖也要在B+A环境中进行，因为轧盖了才认为是密封，轧盖前只压塞的小瓶，不认为它是密封的。下边两张图片为O-RABs。

上边说采用O-RABs的B+A生产线SAL值不能达到10E-6水平，那怎么能够达到呢，于是出现了密闭性更好的设备C-RABs（Closed-Restricted Access Barrier System 封闭式限制接触隔离系统），C-RABs的密闭性更好，在B级区采风经HAVC高效过滤器和均流膜进入RABs内部，回风一部分经过滤器排放到操作背景环境，一部分重新经HAVC高效过滤器进入RABs内部（如果是高生物活性药物或毒性药物，回风不排放到室内也不会再重新利用，通过bag in bag out过滤器直接排放到室外），可以使其内部相对于操作背景环境的压差的控制更精确，C-RABs的清洗和灭菌比O-RABs更复杂，生产前需要进行密封性测试或者完整性测试，确定设备的工作状态是否良好。下两张图为C-RABs：

然后继续提高设备的密封性出现了Isolator（隔离操作器），Isolator包括无菌隔离器、毒性隔离器（排风PUSH-PUSH过滤器）和无菌毒性隔离器（排风bag in bag out过滤器），作为完全密闭系统，保证Isolator系统内外完全隔离。这里说无菌隔离器和无菌毒性隔离器，通过控制环境作为对产品的保护手段，隔离器严格进行完整性测试，进行培养基模拟灌装，采用VHP蒸汽灭菌，保证系统内为无菌环境，采用该设备的SAL值达到了10E-6水平。隔离器自带完善的新风、排风系统，其将生产环境与操作背景环境完全隔离，当生产过程中有泄露或者是无菌毒性隔离器有破损怎么办？无菌隔离器的作用是保证产品质量，会自动增加风量保持正压压差，防止操作背景环境的气体进入隔离器内部，无菌毒性隔离器生产过程中起两重作用，保护产品也保护人，当正常生产时，系统内正压，出现破损的时候则出于对人员的保护，系统内迅速切换成负压模式，防止系统内气体携带有毒或高活性药物扩散到操作背景环境，此时系统内被污染，产品就只能报废掉了。关于这个话题将来会专门讨论，此处不再多讲。下边两张图为Isolator：

对于F0＞12和8≤F0＜12或者说F0就比8都小的最终灭菌，不同的灭菌程序SAL值不同，最终保证PNSU达到百万分之一，就要对环境进行控制，F0越小，风险越高，越需要对环境的把控严格，生产过程中环境的监控也越严格，人员的操作和执行力要求也越难。不知这次的表述大家是不是理解了，有意见或看法欢迎留言讨论，大家共同进步、学习。