病毒类疫苗的无菌生产工艺布局.docx
摘?要：结合病毒类生物疫苗的生产工艺流程及设备分析，总结了不同生产工艺步骤的洁净室级别，针对不同生产工艺要求的病毒类疫苗的无菌生产，对其工艺布局进行了分析和优化，提出了经济、有效、可行性较高的工艺布局模式。
关键词：无菌生产；病毒类疫苗；工艺布局；生物反应器
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0?引言
无菌是生物技术中的一个重要概念。培养基、发酵设备等只有处于无菌前提下，微生物接种后，才能实现纯种培养，最终得到所需的产品。
生物疫苗可分为细菌类疫苗和病毒类疫苗。细菌类疫苗以培养、发酵工艺为主，病毒类疫苗以细胞培养、病毒扩增工艺为主，这两类疫苗的工艺生产具有相似性。
本文针对不同生产工艺的、非最终灭菌的病毒类生物疫苗产品，对其生产车间的工艺布局进行了分析，提出了更经济、更高效、更合理的工艺布局模式。
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1?生产工艺流程及设备分析
1.1?工艺流程分析
病毒类疫苗的生产流程（图1）可以分为以下几个阶段：
（1）细胞复苏培养及扩增，该生产过程为无毒生产过程；
（2）细胞扩增到一定程度后进行细胞洗涤，并加入病毒液接种，然后带毒培养，并不断洗涤；
（3）细胞培养好后，收集疫苗液；
（4）如果制作灭活疫苗则需要进行病毒灭活、制作过程，如果生产活疫苗则不需要该过程；
（5）配制疫苗原液；
（6）分装入库。同时，病毒接种前需要经过复苏培养及扩增阶段。
图1?病毒类疫苗生产流程
1.2?工艺设备分析
目前，病毒类生物疫苗的原液生产工艺主要包括：转瓶培养、细胞工厂培养以及生物反应器培养（罐培养）等。
转瓶培养技术是传统的细胞培养技术，工艺相对落后。现国内各企业通过工艺的优化升级，逐步将传统的转瓶培养工艺升级为细胞工厂培养或者生物反应器培养工艺。
细胞工厂培养技术，对贴壁细胞的大规模培养有着明显优势。首先，采用细胞工厂培养工艺，适用于扩大生产，无需添加生产设备，大大缩短了从研发到生产的时间。其次，细胞工厂培养工艺的一次性投入很少，无需大型昂贵设备，也无需复杂的管道设计。此外，细胞工厂培养工艺能够灵活地根据市场需求，安排生产规模。因此，越来越多的疫苗生产厂家采用细胞工厂培养技术大规模培养细胞。
生物反应器培养技术，作为现阶段比较先进的一种技术，与传统的转瓶培养技术以及细胞工厂培养技术相比，具有如下优点：
（1）单位体积内的有效工作细胞数量增加；
（2）全密闭、管道化的系统生产流程及过程自动化监控、控制技术，不仅减少了污染细胞的可能性，而且减轻了劳动力强度，减少了人为误操作因素的影响；
（3）生物反应器容积的扩大，提升了终端产品的均一性，结合后期纯化工艺，不但产品产量明显提高，产品质量也获得提升；
（4）生产疫苗所用劳动力和车间、水、电、原材料、能源等成本远低于传统的转瓶培养工艺，综合成本大大降低。
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2?不同生产工艺步骤的洁净室级别
某一工艺步骤需满足的洁净室级别取决于各工艺步骤的执行情况，主要有两种基本情况：开放系统的操作（开放工艺步骤）和密闭系统的操作（密闭工艺步骤）。
这两种情况的具体设计理念如下：密闭工艺步骤要求产品在整个工艺步骤持续时间内装在完全关闭、密封的容器（或罐等）中，需通过泄漏试验对容器（或罐等）进行气密性验证。如有必要的话，可以采用经完整性检测并且被用作阻挡容器（或罐等）外洁净室空气接触的屏障——除菌级通风过滤器对容器（或罐等）进行通风。如果在密闭工艺步骤中必须向产品中添加物质或取样，就需使用适当的无菌装置，例如蒸汽穿阀装置，一次性无菌连接、无菌取样系统或熔管器/密封器。如果满足这些前提条件，所有密闭工艺步骤可在D级环境下进行。D级是GMP指南中所定义的用于如CIP/SIP之前进行拆卸和组装设备的最低洁净室级别。
对于开放工艺步骤和系统，基于产品染菌风险，一般区分为两种情况：
情况1：如果产品明显暴露于洁净室空气中，就是完全开放的工艺步骤或系统。例如，产品置于瓶中，但瓶盖被移开进行取样；或产品置于罐中，但人孔（检修孔）盖被打开用于添加溶液。
情况2：关闭的但非密封的容器、罐等也被视为开放系统，相关工艺步骤也被定义为开放式步骤。例如，产品置于带盖的玻璃瓶中，但瓶和盖之间没有保证气密性的胶垫。但此种情况下的产品染菌风险远远低于情况1。
通常情况下，产品灭菌前的开放式工艺步骤应该在C级环境下完成。C级比D级高一个级别（D级适用于密闭工艺步骤），更重要的是，C级是第一个对动态粒子有要求的房间级别。
产品灭菌前，上述情况2的系统/工艺步骤可以在C级洁净室下进行，不需额外的保护处理。然而情况1的系统/工艺步骤，由于产品染菌的风险高，需要借助UAF（单向流）装置进行额外的局部保护。
产品灭菌后，情况1的开放式工艺，需在B+A环境下进行（或A级隔离器，二选一）无菌操作。情况2的开放式工艺，不适用于无菌产品生产，需确保A级环境外的产品容器完全密封。
需要注意的是