隧道烘箱确认的现场检查发现问题分析及改进对策探讨

聂希霖

武汉生物制品研究所有限责任公司

李茜

武汉生物制品研究所有限责任公司

宋弘

国药奇贝德(上海)工程技术有限公司

王卫*

武汉生物制品研究所有限责任公司

隧道烘箱是药品包装容器干燥灭菌的主要设备[1]，也是药品无菌保障的重要环节，特别是对于疫苗、血液制品等非最终灭菌的生物制剂而言尤为重要。隧道烘箱承担着烘干和干热灭菌的功能，最大限度地控制可见异物和不溶性微粒的带入[2]。

热风循环隧道烘箱常用于生物制品的生产，主要由预热段、加热灭菌段、冷却段组成。需要加热的西林瓶由网状传送带承载依次穿越预热段、加热灭菌段和冷却段。其中，加热灭菌段采用层流热风灭菌的方式，将洁净空气加热至高温后，对西林瓶进行灭菌和去除热原处理，同时使灭菌后的西林瓶处于层流保护之中。处理后的西林瓶内细菌内毒素含量应降低至少3 个对数单位[3-4]。

1 隧道烘箱确认项目概述

为了持续生产出安全、有效、质量一致的产品，药品生产设备需要经过设计确认、安装确认、运行确认和性能确认，以保证其参数的稳定性和可靠性。其中，设计确认是为了确保设备的设计符合预定用途和要求；安装确认是为了确保设备的安装符合设计标准；运行确认是为了确保设备的各组件和设备整体在实际运行中各项技术指标的可靠性；性能确认是各项确认中最关键的，是为了确保设备在模拟正常生产的状态下，能够满足企业工艺要求，并具备适用性和稳定性。对于疫苗生产企业而言，隧道烘箱确认的关键项目为空载热分布、满载热分布、满载热穿透、生物指示剂挑战试验、细菌内毒素挑战试验、烘箱内部悬浮粒子、网带运行速度、冷却段出口西林瓶温度等。

在隧道烘箱性能确认过程中，空载热分布和满载热分布测试是为了考察灭菌腔体内不同位置的温度偏差，确定可能存在的冷点。满载热穿透试验是在满载热分布测试的基础上，确定装载中的最冷点，并通过温度探头记录的温度和保持时间，确认该点位在灭菌设定时间内能够保证的灭菌效果。细菌内毒素挑战试验是在满载条件下进行，将细菌内毒素标准物质放置在经热穿透试验验证出的最冷点，按照日常生产时设定的条件运行隧道烘箱，考察设备干热灭菌过程是否达到去除热原的效果。验证用细菌内毒素标准物质一般为大肠埃希菌内毒素指示剂，含量不低于103单位，细菌内毒素含量应降低至少3 个对数单位。由于隧道烘箱出瓶口直接面向灌装线，烘箱内部加热灭菌段和冷却段的洁净度要求为A级，需满足相应的悬浮粒子要求。网带运行速度的验证是为了考察西林瓶在加热灭菌段、冷却段的停留时间，保证其能够得到充分的加热和冷却，降低微生物污染风险。冷却段出口西林瓶温度应降至50℃以下，确保药液在灌入西林瓶时不会出现爆瓶的情况。

2 现场检查发现的问题分析及改进对策

2.1 世界卫生组织现场检查发现的问题

2.1.1 隧道烘箱内压差不满足要求

被检查企业隧道烘箱内压差缺陷具体表现为：运行中的隧道烘箱冷却段的压差目标仅高于其所处的10 万级洁净区（D 级洁净区）房间5 帕斯卡（Pa），而《世界卫生组织无菌药品良好生产规范》（WHO Good Manufacturing Practices for Sterile Pharmaceutical Products）中 对于不同级别的清洁区通常预期的压差为10～15Pa[5]。

2.1.1.1 问题分析

世界卫生组织已参照欧盟《人用和兽用药品生产质量管理规范指南》（Guidelines for Good Manufacturing Practice for Medicinal Products for Human and Veterinary Use）附录1《无菌药品生产》（Manufacture ofSterile Medicinal Products）（以下简称欧盟GMP 附 录1）修订了《世界卫生组织无菌药品良好生产规范》（WHO Good Manufacturing Practices for Sterile Pharmaceutical Products）。其规定：不同洁净度等级的相邻房间的气压差应至少为10Pa（指导值）。在制药企业生产车间，一般会在高等级洁净区和低等级洁净区之间设置并保持正向压差[5-7]，使高等级洁净区的空气只能向外流动，防止外部空气对洁净区的污染。普遍认为，10Pa 的压差可以保证洁净区内空气的洁净。因此，在世界卫生组织现场检查中，检查员认为该企业现有的5Pa 的压差无法保证隧道烘箱冷却段内的西林瓶不受外界环境污染。

2.1.1.2 改进对策

若企业隧道烘箱冷却段中放置了刚刚经过清洗和灭菌除热原的西林瓶，瓶口均朝上且未加塞。如果D 级洁净区的空气漏入冷却段，则可能污染西林瓶，使最终产品存在较大风险。针对该问题，应从以下几方面着手整改。首先，进行风险评估，评估压差为5Pa时生产的产品是否存在污染风险，可以通过对样品可见异物、不溶性微粒和无菌检验等检验结果进行统计和分析，证明产品的安全性。其次，通过培养基模拟灌装试验的培养结果，判断该压差条件下的无菌保障风险。最后，联系隧道烘箱生产厂家和企业工程技术部门，对隧道烘箱各个部分压差进行统一调校，以满足相关法规要求。

2.1.2 隧道烘箱细菌内毒素挑战试验存在不足

被检查企业隧道烘箱细菌内毒素挑战试验的缺陷具体表现为：与在隧道烘箱中处理的西林瓶相比，使用细菌内毒素挑战安瓿瓶时没有被证明具有最坏情况下的加热特性。

2.1.2.1 问题分析

细菌内毒素是广泛存在于革兰氏阴性菌细胞壁中的致热原，在细菌死亡或分解时会大量释放，其主要化学成分为脂多糖。脂多糖由特异性多糖、非特异性核心多糖和脂质A 三部分构成，具有极强的耐热性[8]。注射剂中如果含有细菌内毒素，可能导致患者发烧甚至死亡[9]。干热灭菌可以有效去除玻璃和金属制品中残留的细菌内毒素，灭菌温度越高，去除效率就越高。根据对相关企业药品生产过程中干热灭菌参数的统计，加热灭菌段温度一般不低于350 ℃，灭菌时间不少于6min。欧盟GMP 附录1[10]规定，在隧道烘箱确认过程中应使用添加了细菌内毒素的容器，容器应能代表正常生产的材料。当企业进行细菌内毒素挑战试验时，应将细菌内毒素标准物质置于与生产制剂相同的包装材料中，这样才能真实反映实际生产过程中的灭菌水平。在现场检查中，该企业实际生产所用的包装材料为西林瓶，而细菌内毒素标准物质被放置在安瓿瓶中。安瓿瓶的内径大小和玻璃厚度与西林瓶相比均存在差异，可能导致验证结果与实际情况有差异。

2.1.2.2 改进对策

针对上述问题，建议要求细菌内毒素标准物质生产厂家依据不同企业的包材使用情况，个性化生产不同包装规格的细菌内毒素标准物质。如果定制个性化细菌内毒素标准物质到货周期较长，也可以将现有的细菌内毒素标准物质分装至企业生产所用的西林瓶中（注意避免对实际生产环境与物流的污染）。分装时应重点关注西林瓶的清洗及灭菌处理，尽量将空瓶中的细菌内毒素本底水平降至最低。此外，细菌内毒素标准物质的分装应在生物安全柜或者同等级别的环境中进行，应对分装完毕的细菌内毒素标准物质随机抽样进行效价测定，确定标示值。

2.1.3 隧道烘箱内环境监测工作存在不足

被检查企业隧道烘箱内环境监测工作的缺陷具体表现为：除了隧道烘箱确认期间，在隧道烘箱洁净度为A 级的冷却段没有对浮游菌和悬浮粒子等进行日常监测。

2.1.3.1 问题分析

生产环境是保证药品安全性的关键因素。外界环境中浮游菌和悬浮粒子等的种类和数量会随着季节和气候的变化而变化，因此为了确保药品生产过程中的无菌保障，对生产环境进行持续监控是非常必要的。根据《世界卫生组织无菌药品良好生产规范》（WHO Good Manufacturing Practices for Sterile Pharmaceutical Products）规定，对于A 级洁净区，悬浮粒子监测应在关键工序的整个过程进行，包括设备组装过程[5]。企业在进行隧道烘箱确认时不可能涵盖日常生产中的所有可能性，如不同的批量、不同的包装材料规格等，因此相关数据无法完全反映实际生产时的无菌保障风险。

2.1.3.2 改进对策

为了更好地控制生产过程中的无菌保障风险，相关企业应加强对隧道烘箱A 级洁净区的日常环境监测，包括悬浮粒子、浮游菌、沉降菌等。例如，可以参照GB 50457—2019《医药工业洁净厂房设计标准》附录B 中的要求，在日常状态下，对隧道烘箱A 级洁净区每月进行1 次悬浮粒子监测，每周进行1 次浮游菌监测，对沉降菌的监测随生产班次进行，并将上述监测结果进行回顾，找出可能的风险点，在下一次隧道烘箱确认过程中重点考察。此外，在制定隧道烘箱确认方案时，企业还应考虑到生产中的实际情况，进行更全面的验证和考察[11]。

2.2 我国监管部门现场检查发现的问题

2.2.1 隧道烘箱细菌内毒素挑战试验存在不足

部分企业的隧道烘箱细菌内毒素挑战试验中，操作人员在一般生产区用研钵将装有细菌内毒素标准品的安瓿瓶砸碎，经研磨放入西林瓶中，再用锡箔纸进行封口，放于白色塑料盒中转移至洗瓶间（D 级洁净区）的隧道烘箱中进行试验。企业未对该试验方法进行风险评估，以证明此种方式的可操作性。

2.2.1.1 问题分析

检查员在现场检查时认为该企业存在如下问题：一是操作人员在一般生产区对包装细胞内毒素标准物质的安瓿瓶进行碎瓶操作时，可能会引入新的污染，且研磨过程也会对细菌内毒素标准物质造成一定的损失，导致最终无法计算出准确的细菌内毒素去除效率。二是企业将含有玻璃碎片的细菌内毒素标准物质放入西林瓶中进行细菌内毒素挑战试验，未考虑玻璃碎片是否会影响加热效率和瓶内热分布，可能导致试验失败。针对上述问题，企业应当通过全面的风险评估来消除各个环节对细菌内毒素挑战试验的影响。

2.2.1.2 改进对策

根据《世界卫生组织质量风险管理指南》（WHO Guidelines on Quality Risk Management），在对细菌内毒素挑战试验进行风险评估时应考虑如下基本问题：可能会产生的风险类型、潜在风险的性质、风险发生的概率及检测难度、风险后果（如严重程度）[12]。

企业在开展隧道烘箱细菌内毒素挑战试验时，可能出现的问题为在一般生产区进行已包装细菌内毒素标准物质的碎瓶过程中引入环境中新的污染，或者碎瓶后无法全量回收细菌内毒素标准物质，导致其实际值与标示值不一致；细菌内毒素标准物质含量的不准确会导致其挑战试验的结果不能正确反映隧道烘箱的除热原效率；一般生产区的微生物及尘埃粒子控制水平远低于A 级洁净区，发生细菌内毒素标准物质被污染的概率较高，采用研钵破碎装有细菌内毒素标准物质的安瓿导致细菌内毒素含量损失的概率同样较高，对于微生物和细菌内毒素可以通过培养或检测手段发现，但微生物检测周期较长，可能无法及时发现问题。由于细菌内毒素挑战试验的成立条件为细菌内毒素含量应降低至少3 个对数单位，细菌内毒素标准物质在碎瓶和分装过程中可能引起的含量变化对最终结果影响较小，在后续的成品检验中很少发现微生物污染的情况，风险基本可控，通常将严重程度评估为微小。需要注意的是，尽管风险较小，但相关企业仍需要进一步规范和完善细菌内毒素挑战试验中的操作，确保标准物质的准确性。

2.2.2 隧道烘箱气流流型试验

部分企业的隧道烘箱内冷却段气流流型试验结果不足以评估冷却段对加热灭菌段、冷却段对灌装机无菌隔离系统（RABS）的气流状态。

2.2.2.1 问题分析

欧盟GMP 附 录1 规定，对于干热灭菌和去热原隧道烘箱，应设置维持气流从较高级别区域到较低级别区域通过的压力差和气流，从而保证A 级洁净区的完整性和效果[10]。企业应评估任何气流变化的影响，以确保维持灭菌曲线。然而，部分企业隧道烘箱的冷却段连接着上游的加热灭菌段和下游的RABS，尽管3 个区域均为A 级洁净区，但由于各区域的风险程度不同，仍需要用压差控制气流方向。对于加热灭菌段，需要保持恒定的温度以保证除菌效果。该区域相较于冷却段应当保持正向压力，防止冷空气进入。RABS 是产品无菌保障的核心区域，应阻止外界气流的进入。该区域相较于冷却段也需要保持正向压力。总之，气流流型试验中的气流状态应当符合上述压差要求。

2.2.2.2 改进对策

气流流型试验中烟雾发生器的布置位点、发烟速率和发烟方向等均会影响试验结果。对此，企业应当参照相关法规和标准，如ISO 14644-3《洁净室及相关受控环境-第3 部分：测试方法》（Cleanrooms and Associated Controlled Environments-part 3:Test Methods），重新制定气流流型试验方案并严格实施。

3 讨论

隧道烘箱的主要用途为在A级洁净区层流送风的保护下，对药品包装容器进行干燥、灭菌和除热原。因此，对隧道烘箱的确认应当主要关注环境监测和灭菌及除热原能力。

由于隧道烘箱内部环境需要保持A 级洁净度，因此在确认过程中需要重点关注高效过滤器检漏确认、过滤器出口风速确认。对于过滤器出口风速，A 级洁净区要求为0.36～0.54m/s，但由于隧道烘箱内部温度极高，可能会影响风速测定，因此一般将风速定为0.6～0.8m/s。此外，需要重点关注各个区域的压差。尽管隧道烘箱内部均为A 级洁净区，但为了保证加热灭菌段温度的恒定，相较于预热段和冷却段，加热灭菌段应当保持正向压力，即外部的冷空气不应影响加热灭菌段的温度。

《药品生产质量管理规范（2010 年修订）》附录1《无菌药品》规定，生产无菌药品的洁净区空气净化系统应当保持连续运行，维持相应的洁净级别。生产企业应在连续生产的间歇期保持洁净区的空调系统处于运行状态，尤其是A 级和B 级区域[13]。有企业认为，在连续生产的间歇期关闭空调系统，生产之前再开启，可以降低能耗和成本，且通过提前开启空调系统同样可以保持生产所需的洁净级别。然而，如果频繁采取关机的方式，可能会导致空调管道内微生物的增长。空调系统的持续运行可以保证管道内微生物负载一直处于较低水平。如果停机，微生物会在短时间内大量繁殖。当再次开启空调系统时，现有的参数设置可能无法将微生物完全去除，最终导致洁净区不达标。隧道烘箱内部的加热灭菌段和冷却段相对封闭，如果滋生微生物则很难去除，因此需要持续进行环境监测。

细菌内毒素具有很强的耐热性，需要180℃加热2h、250℃加热1h 或350℃加热6min 方可杀灭。隧道烘箱属于连续式加热灭菌设备，需要对灭菌时的温度和时间进行验证，一般采用细菌内毒素挑战试验。企业在设计验证方案时需要注意，包装细菌内毒素标准物质的容器应当与产品所用容器相同，这样才能保证验证结果与生产过程的一致性。此外，隧道烘箱加热灭菌段面积较大，存在温度的热点和冷点，在进行细菌内毒素挑战试验时，还应当考虑在温度最冷点时的试验效果。