您如何在GMP洁净室中防止真菌滋生?


发布时间:

2025-11-22

我们最近再次探讨了洁净室等污染控制环境中真菌和微生物病原体的问题,并欣喜地发现该话题引发了广泛的讨论。我们社群的主要讨论点之一是选择和应用最有效的消毒剂来阻止真菌入侵,将它们从不应存在的地方清除出去。因此,本周我们将再次探讨这一话题,研究洁净室中可能存在的真菌种类,如何选择最有效的消毒产品,以及如何最大限度地发挥这些化学品的功效。让我们直接进入正题——首先回顾一下真菌污染的潜在致命性……

2012年,新英格兰配药中心(NECC)发生了一起臭名昭著的污染事件,导致全美20个州的64人死亡,800多人患病。我们在之前的文章《配药药房:探究卫生/不卫生难题》中对此事件进行了详细阐述,并强调了保护公众健康免受那些往往容易被忽视的病原体侵害的重要性。虽然其他污染源,例如腐烂、变质或害虫滋生的微生物,通常比较容易识别并追溯来源,但导致NECC悲剧性脑膜炎爆发的真菌孢子却难以检测。正如我们从Pharmaceutical Online发表的一篇入门文章中了解到的,“微生物存在于大多数环境中。”这包括土壤、水、植物、动物、温泉、深海、食物、饮料、皮肤和毛发。(1) 由于它们无处不在,因此也具有很强的适应性和易传播性,无论是直接传播还是间接传播。但它们究竟是什么呢?在《应用微生物学杂志》上发表的一篇论文中,第一作者R. Vijayakumar对这些微生物的描述如下:“真菌(霉菌和酵母)是一类重要的微生物。真菌是多种感染的罪魁祸首,尤其容易感染免疫功能低下的宿主。除了其医学上的重要性之外,这些微生物还会导致表面污染以及药品、化妆品和食品的变质。药品受到真菌污染不仅会给生产商造成严重的经济损失,还会导致消费者出现严重的健康问题。”(2) 事实上,最后一点正是我们前面提到的。

为了能够对抗真菌污染的潜在影响,了解一些真菌的微生物学知识,进而了解真菌的传播范围,是非常重要的。

据《研发世界》(R&D World)杂志发表的一篇文章称,在约10万种真菌中,只有约200种是致病菌。霉菌和酵母菌被归类为“真核生物”(具有细胞器和由膜保护的细胞核的细胞生物),是造成洁净室污染的两大主要真菌类群。霉菌通常以相互连接的丝状体簇状生长,通过产生孢子进行繁殖,其特征是“培养基上方有棉絮状、羊毛状、蓬松状或粉状的气生菌落”。(3) 相反,酵母菌则不然,它们更倾向于以单细胞形式进行无性繁殖,通过“出芽”产生“不透明、乳状或糊状的菌落”。(4) 无论是霉菌还是酵母菌,真菌孢子的大小范围都在1-50微米之间。作为参考,1微米(µm)等于1×10⁻⁶微米,而常用的测量单位——人类头发,其单根宽度约为50至100微米。简而言之,真菌孢子确实非常微小。

虽然它们体积可能较小,但其危害却不容小觑。Vijayajumar等人指出,“大多数真菌污染产品召回事件是由透明真菌(如曲霉属和镰刀菌属)污染造成的”,但这些真菌并非唯一能进入洁净室的真菌,也并非最具破坏性的真菌。(5) 据肠外药品协会 (PDA) 称,霉菌入侵尤其难以预防和控制:“表面污染物会随空气传播,因此污染源可能是通过脚或车轮带入的。监测设备存放不当和擦拭程序不规范也可能是原因之一。已知没有高效空气微粒过滤器 (HEPA) 排气装置的监测设备是污染源。泄漏后墙壁内霉菌滋生、HEPA 过滤器损坏或密封件上霉菌生长都可能导致空气中霉菌的出现。追踪霉菌的来源并绘制其传播路径至发现区域也至关重要。”死角(例如,洁净室中由于 HEPA 过滤器位置的原因,空气无法被清除)、回风口以及洁净室和屏障系统的集成,可能会使污染物长时间滞留。(6)

此外,如果你认为真菌污染只是小型、甚至有些“不正规”的企业洁净室才会出现的问题,那么或许应该重新考虑一下。例如,2018 年,人们发现像美国国家航空航天局(NASA)这样规模庞大、历史悠久的机构也存在微生物污染问题。根据发表在《科学》杂志上的一篇文章,NASA 约翰逊航天中心(JSC)位于德克萨斯州休斯顿的一间用于储存陨石样本的洁净室,可能并非真的那么干净。它被大量陆地真菌污染。这些微生物——大多来自常见的青霉菌属——可能会干扰在地球外样本中寻找生命的工作,而实验室正准备接收来自火星和富含碳的小行星贝努的样本。(7) 存储区本身被设计为 ISO 6 级设施,考虑到在任务中对最大限度减少地球污染的重视程度,未来存放地外样本的地方最终可能会滋生污染物,这或许更令人担忧。

或许,像我们其他人一样,航天局也可以重新审视一下在受控环境中如何采取有效的控制策略来防止真菌和微生物污染的引入和传播。据《医药在线》报道,一些最基本的无菌操作最佳实践包括:确保无菌物品不暴露于非无菌物品或环境,绝不“打破第一道防线或将手伸到暴露的产品、组件或灌装线上方”,并始终使用无菌组件和合适的个人防护装备(PPE),例如不掉毛的防护服和贴合的手套。(8) 正如您所看到的,重点在于最大限度地减少员工作为污染传播媒介的影响。这是因为,作为人类,“我们难免会携带一些有害微生物。事实上,有超过200种不同的细菌与人类相关,存在于肠道、眼睛、鼻子、口腔、头发和皮肤中。”信不信由你,干燥的皮肤每平方毫米可能含有数千个微生物! 人不仅是污染源,也是将污染传播到可能对产品构成风险的场所的媒介。(9) 当然,洁净室工作人员并非自愿成为传播媒介,但“洁净室中的人为错误甚至可以追溯到更衣室,操作人员在进入更衣区之前会聚集在那里。操作人员需要在这里确保正确洗手和消毒。公司应该制定标准操作规程,列出其卫生和清洁标准。”(10) 此外,这些标准操作规程还应防止真菌通过其他多种来源侵入环境,例如“踢脚板、袋子、箱子、标记物、干预设备、手推车轮、天花板瓷砖、维护不善的地板,以及在某些情况下,用于喷洒杀菌剂的高压冲击式喷洒设备。” ( 11)

 

 

在受控环境中发现真菌孢子,无疑表明预防措施已失效,因此必须采取措施消除问题。市面上用于消毒、灭菌、杀菌和一般清洁的产品种类繁多,令人眼花缭乱,《美国药典》(USP)<1072>是消毒剂和防腐剂方面的权威信息来源。根据USP指南,虽然消毒液的基本有效性取决于其自身特性(例如pH值、浓度和强度),但其他因素也必须考虑在内。就卫生消毒而言,表面类型、有机物含量以及污染物种类/数量都会对消毒过程的成败产生重大影响。此外,应用和技术问题也至关重要,因为产品对接触时间(即产品在清洁表面上发挥作用的“湿润时间”)都有具体的指导原则,而这会因污染物的不同而有所变化。此外,使用的应用方法(例如喷洒、擦拭等)以及技术人员的知识和勤勉程度都会影响清洁效果。最后,还需考虑环境因素,例如环境温度、湿度、气流、真菌孢子/颗粒的来源土壤类型、水质(硬水还是软水?)以及总体生物负荷。

《洁净室技术》杂志近期发表的一篇文章探讨了微生物污染、消毒剂测试、生产设施和监管机构的责任,以及旨在维持无污染洁净室环境的持续性流程等问题,您现在可以按行业细分,找到最适合您洁净室的产品。从口罩、地垫、拖把、袜子到棉签,我们很可能拥有您所需的设备。“我们深知选择合适的特定应用耗材的挑战,以及这一决策对于维持无污染洁净室环境的重要性。”

 

根据 Gerbig 的文章,悬浮液测试有助于确定在特定情况下最合适的消毒产品。该测试将真菌样本悬浮于室温下“适当稀释的测试消毒剂”中,从而揭示微生物数量显著减少所需的时间。(12) 另一方面,载体测试则侧重于表面材料本身——玻璃、不锈钢、乙烯基等——以确定合适的消毒产品。关于这两组结果的统计比较,Gerbig 建议在目标环境中全年重复进行测试,以考虑真菌/微生物颗粒类型和数量的季节性变化。简而言之,与真菌入侵洁净室的斗争是一场持续不断的战斗——但正如 NECC 的悲剧所表明的那样,我们在这场战斗中绝不能掉以轻心。