合理设计严密验证达标运行
——谈注射用水系统的微生物控制
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今年7月1日起执行的《中华人民共和国药典》（2005年版）,对于注射用水提出了具体的微生物限度,即“取本品至少200毫升，采用薄膜过滤法处理后，依法检查，细菌、霉菌和酵母菌总数每100毫升不得超过10个”。而该检查项目在2000年版中国药典中没有提及。那么，企业应该如何理解微生物控制？从哪些方面来有效地控制注射用水的水质？这些问题需要广大制药企业给予高度重视。
新增“关卡”：微生物控制限度
注射用水既是注射剂、滴眼剂、无菌冲洗剂等药品的一种重要原料，也是灌装无菌产品的包装容器、生产中使用的相关设备、管道等的最后洗涤用水。因此，其具有原料和清洗用水的双重身份。其质量的好坏，对无菌产品质量的影响是至关重要的。
世界上许多国家和地区的药典都对注射用水的质量有明确规定。值得关注的是，2005年版中国药典与2000年版相比，对注射用水、纯化水中的微生物提出了量化指标：“取本品至少200毫升，采用薄膜过滤法处理后，依法检查，细菌、霉菌和酵母菌总数每100毫升不得超过10个”。同时，提出了如下原则要求：
注射用水必须在防止内毒素产生的设计条件下生产、贮存及分装；
为保证注射用水的质量，必须随时监控蒸馏法制备注射用水的各生产环节，定期清洗与消毒注射用水制造与输送设备；
一般应在无菌条件下保存，并在12小时内使用。
对用于制备注射用水的纯化水，“由于各种生产方法存在不同污染的可能性，因此对各生产装置要特别注意是否有微生物污染，对其各个部位及其流出的水应经常监测，尤其当这些部位停用几小时再使用时”。并且，GMP第34条也规定“纯化水、注射用水的制备、储存与分配应能防止微生物的滋生和污染”。
强调动态管理
目前，欧美药典均设立了注射用水（包括纯化水）的警戒水平和纠偏限度的监控措施，其目的是建立各种规程，以便当监控结果显示某种超标风险时，可实施这些规程，从而确保制水系统始终达标运行，生产出合格的水。它可被理解为制水系统的“运行控制标准”，体现了动态管理的基本思想。
所谓警戒水平是微生物的某一污染水平，其表明系统有偏离正常运行条件的趋势。警戒水平通常属企业的内控标准，达到警戒水平时尚不需采取纠正措施，但要引起注意。
而纠偏限度是微生物污染的某一限度。监控结果超过此限度时，表明系统已偏离正常的运行条件，需立即采取纠偏措施，使系统回到正常的运行状态。
对于警戒水平和纠偏限度的制定，一般应根据所积累的足够多的数据，从技术和产品的角度综合考虑，建立在工艺和产品规格标准的范围之内。因此，超出警戒水平和纠偏限度并不意味着整个工艺过程已造成产品质量问题，因为它已经考虑了产品的安全因素，但这也并不是说监控数据超标不影响产品出厂，可以放任注射用水系统在超过纠偏限度的条件下运行，这样不仅违背了设定限度的初衷，而且也从根本上违背了GMP准则。因此，一旦发现监控状况出现偏差，即应调查原因，采取有效措施，使系统始终处于适当的受控状态。一般认为合适的纠偏限度为：纯化水为100CFU/毫升，注射用水为10CFU/100毫升（USP24），其中CFU为菌落数。
严控两大因素：微生物、内毒素
新版中国药典明确规定注射用水是由纯化水经蒸馏所得的制药用水，其对水质主要有物理的、化学的、内毒素和微生物四方面的要求。前二者在各种制水系统，尤其是纯化水系统被适当处理后，各种离子、有机化合物、微粒等已不再是污染注射用水水质的主要因素，因此，影响注射用水系统水质的主要风险因素是微生物和内毒素。
热原是可引起恒温动物体温异常升高的微量物质的总称，是菌体死亡时崩解而游离出来的，主要由微生物产生的代谢产物——内毒素组成。内毒素同活的微生物或其尸体的碎片相连，也可以以游离态分子存在，由细胞表面释放。它来自制水系统中形成菌落的生物膜，或者由进料水带入制水系统中。总之，内毒素与微生物的存在密切相关。但是，如制水系统仅达到无热原要求，而对微生物不加控制的话，还是远远不够的。因为注射用水的存贮和配送过程实际上仅处于巴氏消毒控制状态（并非灭菌状态），或者在药液配制过程中，虽经最终灭菌过程可达到无菌要求，但留有大量细菌尸体，仍可有热原存在。
另外，即使对微生物加以控制，但对容易在低营养条件下形成生物膜的革兰氏阴性菌未有特殊控制要求，而其形成的生物膜是除进料水外产生内毒素的另一重要污染源。再者，即使制水系统的水质达到无菌要求，但这也仅是概率意义上的无菌，且也不能保证贮存、分配系统就是无菌的，更何况注射用水系统是一个连续生产、循环输送、随时使用、不断混合的过程，只要条件合适，少量的微生物仍可不断繁殖，以至达到一定数量时，产生内毒素。因此，对于注射用水中热原的控制，一方面在注射用水制备过程中要严格控制其内毒素含量必须小于0.25EU/毫升，同时还要通过避免微生物进入注射用水系统和严加控制注射用水整个
系统内的微生物繁殖来将内毒素降至最低程度。
一般而言，注射用水系统的污染可分为两类，即纯化水及系统外部原因带入系统内的污染，常称为外源性污染；另一种为系统运行过程中产生的污染，常称为内源性污染。从污染物的属性来看，二者有相同之处，均包括微生物、内毒素及有机物和微粒的污染，但它们产生的途径有所不同。
纯化水的污染是注射用水最主要的外源性污染，其中危害注射用水系统的污染菌主要是革兰氏阴性菌，因其在低营养条件下易形成生物膜，此为内毒素的主要污染源。而纯化水的水质由于其进料水，即饮用水的水质随季节及水源污染程度的变化而变化，因此对进料水的污染应加以监控。其他的外源性污染主要是系统的排气口、排水口或由于系统存在泄漏而与外界接触所引起的污染，例如贮罐的排气口无保护措施，使用了不合格或不恰当的洁净呼吸阀，安装有泄漏、不完整；注射用水从被污染的出口倒流；由于设备泄漏、外部不洁，冷却水对制水系统形成交叉污染等。
内源性污染是注射用水系统运行过程中所致的污染。它与设计、选材、安装、运行、维护、贮存和使用等因素密切相关，也与外源性污染有关。例如纯化水系统的微生物污染有可能导致注射用水细菌内毒素的增加，使其水质波动；用于制备注射用水的蒸馏水机选型不当、产品有质量问题或是操作不当，热原会被未汽化的水滴带入注射用水中。最主要的内源性污染因素则是水处理单元设备、贮存与分配系统的设计、安装不当，产生利于微生物生存、繁殖的生物膜。该生物膜可在设备内表面、管道内表面、阀门和其他区域生成，从而成为持久性的污染源。
如果其中某些微生物从生物膜脱落并被冲入制水系统的其他区域，那么在它的下游就能形成菌落。微生物也可吸附于像细微炭粒一样的悬浮粒子上，从而成为其下游制水系统的污染源。该生物膜的形成，往往是由于人们没注意到注射用水系统的设计与安装细节，结果由于管内流速过低、管壁粗糙、管路存在盲管，选用了结构不适当的阀门、管道不恰当的连接方式等，使微生物可依此客观条件存在和繁殖。生物膜中的微生物受到生物膜的保护，一般消毒剂对它不起作用，虽然使用浓度达百万分之三百（游离氯）的氯水能消除生物膜，但它同时也会对设备、管道表面造成损伤，其内表面的粗糙又会利于生物膜的形成，这与要尽量减少生物膜形成的初衷是相违背的。对此，最好的办法是尽量防止生物膜的形成。此外，当选用不合理的材质，材质不达标准或在加工安装过程中不符合规定工艺要求时，会出现材质粒子的浸出、局部腐蚀、长菌、金属离子进入注射用水系统，造成微粒污染。
内源性污染还包括系统未处于消毒灭菌过程中的微生物的滋生和繁殖，大量微生物的存在不仅造成无菌产品灭菌困难，而且它更是内毒素的主要产生源。
■硬件是基础软件是“灵魂”
要获得质量合格的注射用水，不能单靠批检验来保证，而要通过合理设计、精心安装并采用经过验证的程序来控制。这涉及系统的硬件、软件。其中，硬件是基础，软件是“灵魂”，只有两者融为一体，才能达到效果。也就是说，硬件方面的合理设计、精心建造、严密验证、达标运行、有效监控与及时维护，必须得到相关软件，如生产工艺规程、岗位操作、标准操作规程的支持，并将执行情况在运行记录中得到反映。软件是指挥、管理及维护注射用水系统生产出合格注射用水的各类文件，它必须具有系统性、适用性、动态性和可追溯性，缺一不可。并且，合格的硬件设施只有由具有一定素质的人员，严格按相关软件要求来认真
操作和管理，才能体现出其应有的优势，制造出合格的注射用水。
（王志敏）