药品生产企业微生物实验室质量管理探析
微生物实验室质量管理是保障微生物检验结果准确性的关键。随着我国生物医药产业的发展和技术进步，药品生产企业微生物实验室不断强化全过程质量控制保障的理念，逐步从简单的终产品检验向全过程风险调查、风险评估、风险管理方向转变。微生物实验室人员管理、培养基和菌种管理、仪器设备管理、环境控制以及检验方法验证是微生物实验室实现全过程质量控制的关键要素。药品生产企业应正确处理微生物实验室质量管理与微生物检测的关系，遵循全面研判、规范运行、持续改进和过程控制原则，保障微生物实验室质量管理体系持续稳定运行。
药品质量事关人民身体健康和生命安全，而药品的质量控制不仅与其生产过程密切相关，也和实验室质量管理紧密相连。近年来，随着我国生物医药产业的发展和技术进步，药品微生物实验室不断强化全过程质量控制保障的理念，逐步从简单的终产品检验向风险调查、风险评估、风险管理方向转变［1］。实验室对人员管理、培养基和菌种管理、仪器设备管理、环境控制以及检验方法验证的质量控制逐步规范化。
微生物检测结果的真实可靠有赖于专业的检测人员、良好的培养基和菌种、经过确认的仪器设备、有效的检测方法以及符合要求的检测环境，这些都是微生物实验室质量管理的关键要素
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。
例如实验室培养基管理不到位造成培养基变质，使用该培养基进行的药品微生物检测结果就可能出现假阴性
;
洁净实验室环境温湿度和压差控制不合理，环境因素就会影响微生物检测结果
;
检测人员培训教育不到位，也可能导致微生物检测结果出现偏差。
药品微生物检测需要综合考虑检测方法适用性、培养基和菌种有效性、检测人员专业性以及检测环境确认等。
因此，优化微生物实验室质量管理体系是提高药品微生物检测结果准确率的前提和基础，药品生产企业应正确处理好微生物实验室质量管理与微生物检测的关系，做好人员、培养基、菌种、仪器设备、环境和检测方法等关键要素的质量控制，为检测提供有效保障。
微生物实验室质量管理体系持续稳定运行，要遵循全面研判、规范运行、持续改进和过程控制原则。全面研判是要对微生物检测全过程的关键要素和风险点进行深入分析，找出关键步骤并合理规划，建立全方位立体化的质量管理体系; 规范运行是实验室应构建完整的质量管理体系，建立质量管理制度、仪器设备操作规程和人员岗位职责规范文件等，并贯穿到实际工作中，切实提高实验室质量管理水平; 持续改进是质量管理体系运行过程中要通过实验室自查、纠正和预防措施的实施，不合格与潜在不合格产生原因的分析、偏差处理、确认与验证等活动的开展，促进质量管理体系不断改进;过程控制强调从实验设计到结果报告要关注每一个步骤、每一台设备和每一个人员的控制，而制度化的管理和标准化的检测是过程控制的关键。
微生物实验室应该有足够的能胜任工作、具有相应教育背景、经过培训且掌握一定技术知识和工作经验的人员。实验室应根据企业实际需要设置管理岗位和技术岗位人员，并通过职责文件对岗位职责进行清晰描述。实验室管理人员应确保所有从事检验、校准、验证及确认的技术人员具备微生物学或相应专业知识的教育背景、工作经历以及操作仪器设备或其他设施的能力。对于专业性和安全性要求较高的设备，如压力灭菌器、隔离器、生物安全柜等设备，技术人员应经过专门的培训并获得上岗证后方可使用和操作。
微生物实验室应按照岗位职责制定岗前培训计划和岗位培训计划，培训内容应包括微生物基础、消毒灭菌、生物安全等基本内容，与微生物检验相关的技术知识、仪器设备操作知识以及校准、验证和确认等。岗位培训还应根据法规的调整和科技的发展进行持续更新和拓展。考核评价是评估技术人员能否胜任其岗位的重要手段。对于知识类的培训，可采用培训后测试法，考查参训人员的知识掌握度; 对于技能类和操作类培训，可采用现场实际操作测试法［3］。所有培训考核资料应归档保存。
微生物实验室应采取一系列风险防范措施以减少因意外接触而造成的生物安全风险。主要措施包括建立健全生物安全操作规程及管理制度，如生物安全柜使用操作规程、个人安全防护管理制度、废弃物处理规程等; 加强技术人员生物安全防范意识，自觉遵守生物安全操作流程; 掌握生物安全设备使用方法、消毒灭菌方法以及阳性废弃物处置方法等; 实验室还应制定应急预案，对于已经造成的生物安全危害采取紧急措施，使伤害降到最低。如有必要，还可成立专门的生物安全管理小组，负责进行生物安全风险评估、生物安全知识培训、制度的制定和监督执行以及生物安全设备维护管理等工作［4］。
培养基的制备和使用是微生物实验室检测工作的重要环节，培养基的质量直接关系到微生物检测结果的准确性。近年来，商品化的脱水培养基、预制培养基发展迅速，加之生产企业微生物实验室使用的培养基种类较常见，目前大多数实验室不再使用自制培养基。因此，本文所指培养基均为商品化的脱水培养基、预制培养基。
我国商品化培养基的生产起步较晚，生产规模不大，不同生产厂家的质量差异较大。因此，培养基采购应选择产品市场信誉度高、有质量保证能力和服务保证能力的企业，企业是否通过了ISO9001－2015 国际质量管理体系认证是较为客观的评价指标。采购的培养基应建立培养基档案，包括采购计划、到货日期、到货数量、厂家提供的质检报告及到货验收单等。验收应包含品名、批号、数量、生产厂家等基本信息确认，密封性、标签说明书等外包装检查以及培养基颜色、状态、有无结块霉变等物理性状检查。培养基要经验收合格后，方可加贴信息标签，并交由专人保管和使用。对于已开瓶的干粉培养基，若短期内未用完，应做好储存管理，避免因环境温湿度影响造成结块、变质的情况，可在标签上注明开瓶有效期、储存条件等。
培养基的配制应按照标签说明书要求的方法操作，一般使用纯化水或蒸馏水作为溶剂。大量配制的培养基应进行充分混匀溶解后再分装，可通过水浴加热或电热辅助加热的方式促进溶解，但应注意控制温度和时间，不可过度加热，以免对培养基质量造成影响。为保证实验所使用的培养基可追溯，应建立培养基配制记录，详细记录名称、配制批号、干粉培养基批号、数量、配制方法、日期及操作人等信息，领用时也应记录领用日期、领用数量、领用人等信息。培养基的灭菌一般采用湿热灭菌技术，灭菌程序应经过验证。应关注灭菌后培养基的pH值，若超出允许范围，应使用灭菌或除菌后的试液进行调整。灭菌后的培养基若非现配现用，其储存方式和储存期限也应经过验证［5］。
培养基应进行适用性检查以保证其质量符合微生物检查要求。培养基适用性检查依据培养基特性采取适宜的方法，通常无菌检查用培养基进行无菌性检查和灵敏度检查［2］157，微生物计数用培养基参比对照培养基进行促生长试验［2］162，控制菌检查用培养基进行促生长能力、抑制能力及指示特性的检查［2］166。如果培养基配制、灭菌、储存过程均受控且经过验证，同一批商品化培养基可只做一次适用性检查。
标准菌株是微生物检测必不可少的标准物质，对微生物检测过程控制和结果评价都有十分重要的作用。因此，标准菌株必须从有明确来源的权威机构购买。目前，国内微生物实验室标准菌株主要来自中国医学细菌保藏管理中心(CMCC) 、中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 、美国典型菌种保藏中心(ATCC) 以及其他具有资质的商业机构［6］。
从菌种保藏机构购买的标准菌株一般为第0代，使用时应先将标准菌株按要求进行复活和复壮。经复活和复壮后的菌株生长最活跃，特征最典型，可作为标准储备菌株分装后采用适宜的方法保存以备日常检验使用，低温冷冻干燥有利于菌种的保存。由于标准菌株在运输和储存过程中的不确定因素影响，标准储备菌株在使用前应进行纯度和特性确认。可通过平板划线接种观察菌落形态特征、革兰氏染色镜检、特征生化反应、检测试剂盒等方法进行确认，有条件的企业也可通过微生物全自动鉴定仪进行确认［7］。另外，为避免过度传代导致菌种退化和变异，菌种的传代一般不超过5代。
菌种应指定专人管理，保存场所应采取一定的措施保证菌种安全。菌种从采购到销毁全环节均要建立记录，如菌种购买记录、传代记录、领用记录、鉴定确认记录、销毁记录等，保证微生物检测所使用的菌种全程可追溯。标准储备菌株和工作菌株应进行编号管理，编号应能直观反映菌种的名称、传代时间、代数以及传代支数等信息。为避免菌种储存过程中造成混淆，应采用适宜的方法在菌种管上标注详细信息。使用过的菌种应采用适宜的方式及时销毁，避免对人员和环境造成危害。
设备是实验室的物质基础，是不可缺少的硬件，微生物实验室应该有必要的仪器设备和其他装置，以便正确地开展微生物检测实验。仪器设备的购买应选择能够提供完全技术支持和维护的供应商，新购置的仪器设备应按照操作要求的环境进行组装、调试、校准、验证、确认并定期维护。为保证所有仪器设备受控管理，实验室可建立设备管理台账，对设备名称、型号、唯一性编号、安装位置、技术状况、校准验证时间等进行记录，并指定专人负责仪器设备管理。
培养箱主要用于菌种和微生物的培养，为菌种和微生物生长提供精确恒定的环境。冰箱用于菌种和培养基等的储存，包含冷藏、冷冻、超低温冰箱等。培养箱应进行安装、运行和性能验证，确认箱内温度波动和温度分布符合培养要求。如果某些特殊菌种和培养基的储存对温度有精确要求，冰箱性能也应进行验证。冰箱、培养箱最主要的控制参数是温度，因此在日常使用过程中，应采用校准合格的温度监测装置记录使用温度。微生物实验室应配备备用的培养箱和冰箱，以保证微生物培养和菌种保存的连续性，同时应定期进行清洁消毒，避免造成污染和交叉污染。
生物安全柜是微生物检测实验的主要设备，能有效保护操作者本人和实验室环境，为实验提供无菌无尘安全的环境。实验室应制定生物安全柜使用操作规程和维护保养规程，并指定专人负责管理。生物安全柜主要通过垂直风幕、高效过滤器和柜体起保护作用，因此，生物安全柜除出厂检测外，在安装、移动及使用一定时间后须做风速、高效过滤器完整性、柜体防漏等项目检测［8］。微生物检测实验前后应采用适宜的消毒剂对柜体进行彻底消毒。另外，在生物安全柜内应尽量避免使用明火，因为开放的火焰会引起气流紊乱，干扰柜内洁净气流吹过操作台面的供风模式。可使用小型电子炉来进行微生物接种环和接种针灭菌，也可使用一次性无菌接种环。
压力灭菌器因设计不同有多种类型，微生物实验室常用重力下排型和预热真空脉动型，灭菌原理都是利用高温饱和水蒸汽在一定时间内使微生物的蛋白质变性导致微生物死亡的功效，达到对耐湿耐热物品进行灭菌的目的。高压蒸汽灭菌具有灭菌速度快、穿透力强、灭菌效果可靠等优点。由于压力灭菌器的灭菌效果受蒸汽压力、灭菌时间、加热速度、灭菌物品包装及摆放方式等因素影响较大，微生物实验室应定期对压力灭菌器的安全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关附属仪器仪表进行定期校验、检修，对灭菌器性能进行验证。另外，生物指示法可直接准确地反映灭菌器的灭菌效果，实验室可定期采用嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示剂检查灭菌器的灭菌效果［9］。
微生物实验室的设计和布局应综合考虑微生物检测、设施设备安装、实验室安全等因素，是一个复杂的协调与组合的过程。微生物实验室整体设计与布局应围绕洁净技术与实验室检测要求展开，对空间进行合理限定、分割和定性，遵循平面布置合理、严格划分区域、防止污染与交叉污染、方便试验操作等原则。
微生物实验室环境污染包括非生物污染和生物污染，其中非生物污染是指灰尘、污渍等污染，生物污染主要是沉降菌、浮游菌以及表面微生物等污染。实验室应采取一系列清洁消毒措施保证实验室的洁净度。人作为最大的污染源，进出洁净实验室应穿戴灭菌合格的洁净服，佩戴一次性灭菌手套和口罩，并严格按照规定流程进入。实验物品应通过消毒剂擦拭后在传递窗经紫外线消毒灯消毒后进入洁净区，紫外线消毒灯的消毒效果应经过验证并定期更换灯管。由于紫外线消毒灯在使用一段时间后，其消毒能力会逐渐下降，日常使用时，应记录紫外线消毒灯的累计使用时间，定期更换灯管以保证消毒效果。另外，洁净实验室在使用前后都要进行清洁消毒，消毒剂的消毒效果应经过确认并定期更换。
应定期对微生物实验室的洁净环境进行监测，以确保环境处于受控状态，监测项目包括空气悬浮粒子、浮游菌、沉降菌、表面微生物等。实验室可通过采集洁净区中的环境微生物进行鉴定分析，形成有利于质量管理的环境微生物信息库，从根本上降低污染风险，避免环境菌株影响检品的检验结果，以保障药品检验的准确性［10］。实验室应依据国家标准制定相应的操作程序和监测频率。微生物实验过程中也应对检测环境同步进行动态的沉降菌监测。值得关注的是，在进行悬浮粒子、浮游菌、沉降菌、表面微生物监测前，应首先确定环境温度、相对湿度、压差、换气次数等是否符合要求，因为只有确定上述指标在规定范围内，才能保证悬浮粒子、浮游菌、沉降菌、表面微生物监测结果准确有效。
方法学验证是确认所采用的方法是否适用于该药品的微生物检查，以保证实验的可靠性、准确性及检验结果的完整性。2005 年版《中国药典》首次明确提出所有用于药品质量控制的微生物检验方法，必须首先进行方法验证，以避免方法不合理而造成的漏检、误判。2005 年10 月《国药典发［2005］98 号》文进一步规定，药品在进行无菌检查及微生物限度检查时，应首先进行方法学验证，否则不能出具“符合2005 年版中国药典的规定”的结论［11］。自此开始，药品微生物检查方法验证逐步规范化和标准化。
在方法学验证中，重点关注样品的前处理方法应不影响污染菌的检出，处理后的样品应保留原样品所有的微生物学特征。可根据药品剂型、水溶性等特性选择适宜的方法处理。水溶性样品可直接采用适宜的缓冲液溶解稀释; 水不溶性非油脂类样品可通过加入表面活性剂使样品分散均匀; 油脂类样品可通过适宜温度加热搅拌乳化和增加表面活性剂等方式溶解样品。对具有抗菌活性的抗生素等药品，若通过增加稀释液的体积仍无法达到预期效果，还可以通过加入中和剂或灭活剂消除干扰物的抑菌活性后再进行常规处理。中和剂和灭活剂的选择主要取决于干扰物的类型，如β－内酰胺类抗生素可选用β － 内酰胺酶作为灭活剂［2］164。另外，若检验方法已经过验证，在引入检测前，实验室应对该方法进行确认，以保证实验室人员能正确运用该方法。微生物实验室作为药品生产企业的重要基础建设，其作用和意义是显而易见的。生物科技突飞猛进，制药工艺日新月异，这为微生物实验室发展带来先进技术和硬件支持的同时，也在管理上提出更高的要求。药品生产企业须高度重视微生物实验室质量管理体系建设，创新质量管理方法，加强微生物实验室各环节、各要素的科学化、精细化建设和管理，为企业在新时代实现高质量发展提供高效、精准的检测保障。
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撰稿人 | 梁玉琴、黎鹏、李国琼
责任编辑 | 胡静
审核人 | 何发
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