包裝系統(tǒng)密封性，又稱容器密封完整性，包裝系統(tǒng)密封性研究是藥物開發(fā)的重要組成部分。本文重點(diǎn)論述了生物制品的包裝系統(tǒng)密封性研究的總體考慮及其生命周期的管理，以供研究者參考。
生物制品是當(dāng)前創(chuàng)新藥的重要發(fā)展領(lǐng)域，系指以微生物、細(xì)胞、動(dòng)物或人源組織和體液等生物材料為起始原材料，利用基因工程、細(xì)胞培養(yǎng)等生物學(xué)技術(shù)制成，用于預(yù)防、治療和診斷人類疾病的醫(yī)療制劑，其活性成分多為多糖、多肽或蛋白質(zhì)，相較于普通的化學(xué)藥品其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通常具有高度特異性[1]。 生物制品在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中具有重要地位，尤其在治療復(fù)雜疾病方面展現(xiàn)了巨大潛力。 隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物制品的種類逐漸增多。 近年來重組蛋白類產(chǎn)品、細(xì)胞治療產(chǎn)品、基因治療產(chǎn)品等新型生物制品不斷面世，生物制品的范圍不斷擴(kuò)充，種類和性質(zhì)也愈加復(fù)雜。 這些產(chǎn)品本身的差異度較大，缺乏經(jīng)驗(yàn)積累，其生產(chǎn)制備、質(zhì)量控制、上市后管理等都存在挑戰(zhàn)。
包裝系統(tǒng)密封性是無菌制劑研究和評(píng)價(jià)過程中的一項(xiàng)重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。 無菌制劑的包裝系統(tǒng)應(yīng)能保證藥品在貨架期內(nèi)和使用過程中持續(xù)滿足相應(yīng)的理化及微生物質(zhì)量要求[2]。 《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》2010 年修訂版[3] 明確規(guī)定，無菌藥品包裝容器的密封性應(yīng)當(dāng)經(jīng)過驗(yàn)證，避免產(chǎn)品遭受污染。 《化學(xué)藥品注射劑仿制藥質(zhì)量和療效一致性評(píng)價(jià)技術(shù)要求》指出，對(duì)于無菌產(chǎn)品，需進(jìn)行包裝系統(tǒng)密封性驗(yàn)證（納入生產(chǎn)工藝驗(yàn)證部分），并且方法需經(jīng)適當(dāng)?shù)尿?yàn)證。
國家藥品監(jiān)督管理局藥品審評(píng)中心（Center forDrug Evaluation,CDE）發(fā)布的《化學(xué)藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南（試行）》[4] 以及國家藥典委員會(huì)發(fā)布的《無菌藥品包裝系統(tǒng)密封性指導(dǎo)原則（征求意見稿）》[5]，主要針對(duì)化學(xué)藥品的包裝系統(tǒng)密封性。 生物制品與普通的化學(xué)藥品相比，存在一定的特殊性。 又由于不同種類的生物制品的包裝和穩(wěn)定性差異較大，上述包裝系統(tǒng)密封性指導(dǎo)原則不能完全適用于各種類型的生物制品。 因此，本文參考 CDE、《中華人民共和國藥典》及 USP1207 的相關(guān)文件[6-12]，針對(duì)生物制品的一些特點(diǎn)，對(duì)此類產(chǎn)品的包裝系統(tǒng)密封性進(jìn)行探討。
Part.01、總體考慮
包裝系統(tǒng)密封性，即容器密封完整性（container closure integrity,CCI），也稱為包裝完整性（package integrity），是指藥品的包裝系統(tǒng)防止微生物侵入以及維持藥品各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)持續(xù)符合安全和質(zhì)量要求的能力，即包裝系統(tǒng)防止內(nèi)容物損失、微生物侵入、影響產(chǎn)品質(zhì)量的氣體（氧氣、空氣、水蒸氣等） 或其他物質(zhì)進(jìn)入的能力[6-8]。 包裝系統(tǒng)密封性檢查 ( package integrity test,PIT ) 或稱為密封完整性檢查（container?closure integrity test, CCIT），是指檢測任何破裂或縫隙的包裝泄漏檢測（包括理化或微生物檢測方法），一些檢測可以確定泄漏的尺寸和/或位置[8]。
對(duì)于大多數(shù)的包裝類型而言，即使是密封很好的密閉系統(tǒng)，也會(huì)存在一定的泄漏，但并不是所有的泄漏都會(huì)對(duì)藥品的質(zhì)量（理化特性和無菌屬性） 產(chǎn)生影響，因此 CCI 并不是要求絕對(duì)無泄漏，而是要確保包裝不存在任何影響藥品質(zhì)量的泄漏，即包裝系統(tǒng)不存在超過最大允許泄漏限度（maximum allowa?ble leakage limit,MALL）的泄漏[7]。 所以考察 MALL 是否可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)于評(píng)估泄漏風(fēng)險(xiǎn)及評(píng)價(jià)包裝系統(tǒng)密封性更具實(shí)際意義。 MALL 是指在特定的包裝系統(tǒng)中，產(chǎn)品允許的最大泄漏率或泄漏尺寸，即在這個(gè)泄漏率或泄漏尺寸下，泄漏對(duì)藥品質(zhì)量沒有任何影響。 有研究表明，剛性包裝上直徑約0.1 μｍ 的孔徑，液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)很小；直徑 0.3 μｍ的孔徑會(huì)有微生物侵入的風(fēng)險(xiǎn)。 產(chǎn)品剛性包裝可采納的 MALL 為 6 × 10- 6 mbar·L- 1·s- 1，相當(dāng)于直徑介于0.1~0.3 μｍ 的孔[7-9]，選擇這個(gè)保守的 MALL 可確保較低的微生物侵入及液體泄漏風(fēng)險(xiǎn)，即如果包裝系統(tǒng)的泄漏不大于 MALL，可認(rèn)為包裝具有良好的密封性。
CCIT 適用于各種包裝的無菌制劑，包括：塑料或玻璃安瓿、西林瓶、注射器、卡式瓶、注射袋、其他藥械組合的包裝等。 生物制品比較常見的包裝包括西林瓶、注射器、卡式瓶、凍存袋等。 與普通化學(xué)藥品多數(shù)為常溫陰涼保存不同，生物制品通常需低溫保存，比如抗體類產(chǎn)品通常 2~8 ℃ 保存，而細(xì)胞類產(chǎn)品則需要 -80 ℃ 或液氮條件下保存。 細(xì)胞治療產(chǎn)品常見使用柔性材質(zhì)的包裝（如凍存袋、凍存管等），其微生物侵入或液體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)還未明確，需要進(jìn)行包裝系統(tǒng)密封性研究驗(yàn)證。 同時(shí)，該類柔性材質(zhì)接口較多，低溫保存可能會(huì)存在包裝系統(tǒng)密封性下降風(fēng)險(xiǎn)，因此需要特別關(guān)注。
產(chǎn)品生命周期的包裝系統(tǒng)密封性研究驗(yàn)證的思路，重點(diǎn)是對(duì)包裝系統(tǒng)密封性檢查方法的選擇和驗(yàn)證，包括：① 至少采用 2 種方法（其中 1 種推薦微生物挑戰(zhàn)法）進(jìn)行密封性驗(yàn)證，保證微生物屬性和理化特性。 ② 2 種方法進(jìn)行比較研究，采用陽性樣品驗(yàn)證靈敏度。 ③ 其中 1 種經(jīng)驗(yàn)證的方法用于商業(yè)化密封性檢查。 ④ 上述方法可用于無菌檢查的替代和補(bǔ)充。
Part.02、包裝系統(tǒng)密封性研究驗(yàn)證及生命周期的管理
對(duì)包裝系統(tǒng)密封性的評(píng)估和監(jiān)測應(yīng)從產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)管理角度出發(fā)，貫穿產(chǎn)品的生命周期。 包裝系統(tǒng)密封性的保證不是僅僅通過最終產(chǎn)品抽樣檢查或在線檢查控制，還與包裝系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)、選擇、生產(chǎn)，產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制，貯藏運(yùn)輸管理等有關(guān)。 不同的包裝系統(tǒng)，在包裝系統(tǒng)組件的開發(fā)和加工及組裝驗(yàn)證階段，需確定包裝系統(tǒng)的固有包裝完整性，基于質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（quality by design,QbD）的理念，應(yīng)關(guān)注組件選擇的匹配性以及工藝參數(shù)的設(shè)定和優(yōu)化；在產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，當(dāng)產(chǎn)品、包裝設(shè)計(jì)、包裝材料或生產(chǎn)加工條件發(fā)生變更時(shí)，需考慮密封性的重新評(píng)價(jià)并在變更實(shí)施前完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；在藥品穩(wěn)定性考察初期和末期進(jìn)行無菌檢查，其他時(shí)間點(diǎn)可采用包裝系統(tǒng)密封性檢測替代，監(jiān)測產(chǎn)品貯存過程中的質(zhì)量變化。 在產(chǎn)品生命周期中的各個(gè)階段不斷積累密封性評(píng)估和控制的知識(shí)、歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，制定有效的密封性控制策略，有利于持續(xù)可靠地確保密封性符合預(yù)期要求[5]。
2.1 生物制品包裝系統(tǒng)密封性研究關(guān)注點(diǎn)
生物制品密封性檢查應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注研究方法的選擇和驗(yàn)證，是確保產(chǎn)品無菌性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟。 包裝密封性檢查應(yīng)考慮包裝系統(tǒng)的類型及其包裝材料、預(yù)期控制要求，并根據(jù)藥品自身特性、生產(chǎn)工藝（如密封工藝）和藥品生命周期的不同階段，結(jié)合檢查方法的靈敏度和準(zhǔn)確性等，基于環(huán)境條件與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，選擇合適的密封性檢查方法[7-8]。
密封性檢查方法優(yōu)選能檢測出產(chǎn)品 MALL 的確定性方法，如方法靈敏度無法達(dá)到產(chǎn)品 MALL 水平或產(chǎn)品 MALL 不明確，建議至少采用 2 種方法（其中 1 種推薦微生物挑戰(zhàn)法）進(jìn)行密封性研究[7-8]。
密封性檢查的方法需進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆椒▽W(xué)驗(yàn)證。方法學(xué)驗(yàn)證項(xiàng)目應(yīng)包括：檢測設(shè)備確認(rèn)、線性范圍、靈敏度、檢測限、定量限、準(zhǔn)確性、特異性、重復(fù)性、中間精密度、耐用性。 方法學(xué)驗(yàn)證的重點(diǎn)在于通過挑戰(zhàn)性重復(fù)測試，確認(rèn)方法在存在和不存在泄漏缺陷的包裝上的性能，以確保方法的可靠性和準(zhǔn)確性，確認(rèn)方法靈敏度，并要求設(shè)置陽性對(duì)照。 靈敏度是指該方法能夠可靠檢測的最小泄漏率或泄漏尺寸，目的在于找出微生物侵入或液體泄漏風(fēng)險(xiǎn)與泄漏孔隙類型/尺寸之間的關(guān)系，進(jìn)而明確檢測方法檢出能力與微生物侵入或液體泄漏風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。 陰性對(duì)照品（不存在已知泄漏孔隙的包裝容器） 和陽性對(duì)照品（采用激光打孔、微管/毛細(xì)管刺入等方法制造已知泄漏孔隙的包裝容器）可采用正常工藝處理的組件，按待測產(chǎn)品的典型方式進(jìn)行組裝[7]，例如：制備至少 3 個(gè)不同尺寸孔徑的打孔樣品，并要求測定打孔樣品實(shí)際的泄漏孔徑。 例如：某產(chǎn)品的包材為西林瓶與膠塞包裝，內(nèi)容物是液體，采用色水法進(jìn)行CCIT，需對(duì)該檢測方法進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證，采用色水法和微生物侵入法對(duì)激光打孔的內(nèi)徑為 2，5，10，15，20 μｍ 的各 10 支陽性樣品進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示，孔徑為 10，15，20 μｍ 時(shí)，采用色水法所有供試品均顯色，采用微生物侵入法所有供試品均呈陽性；孔徑為 5 μｍ 時(shí)，采用色水法 80％ 供試品顯色，采用微生物侵入法 50％ 供試品顯陽性；孔徑為 2 μｍ 時(shí)，采用色水法供試品均未顯色，采用微生物侵入法供試品均未顯陽性；因此，認(rèn)為色水法的靈敏度與微生物侵入法相當(dāng)或更優(yōu)， 可采用色水法對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行CCIT。 當(dāng)內(nèi)容物為注射用無菌粉末，色水法的靈敏度驗(yàn)證無法采用與微生物侵入法對(duì)比的方式進(jìn)行，若色水法實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果中可保證10 μｍ 以下陽性樣品的檢出率為 100％ ，則可認(rèn)為靈敏度與微生物侵入法（通常認(rèn)為在 10 μｍ 左右）相當(dāng)或更優(yōu)，可采用色水法對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行 CCIT。
對(duì)于細(xì)胞治療產(chǎn)品常用的大容量軟袋等柔性材料包裝，不適用于激光打孔制備陽性樣品，可采用無菌操作下穿刺柔性材料并插入內(nèi)徑為 2，5，10 μｍ 等的聚酰亞胺導(dǎo)管制備陽性樣品。 在開展 CCI 研究時(shí)，應(yīng)根據(jù)生物制品自身的產(chǎn)品特點(diǎn)，考慮所有可能對(duì)容器產(chǎn)生的不良影響，選擇合適的試驗(yàn)條件，制定試驗(yàn)方案。 試驗(yàn)條件應(yīng)該充分考慮到產(chǎn)品的低溫貯存、運(yùn)輸以及使用過程中可能遇到的情況[1]。 例如：對(duì)于多次使用的產(chǎn)品包裝，應(yīng)以實(shí)際使用情況為參考進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確保產(chǎn)品在多次使用后其密封性仍符合標(biāo)準(zhǔn)要求。 對(duì)于需要冷凍保存的原液、中間產(chǎn)物，均應(yīng)考察并驗(yàn)證其在多次反復(fù)凍融條件下產(chǎn)品質(zhì)量的變化。 對(duì)于需要冷鏈保存和運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)輸條件進(jìn)行模擬，充分考慮運(yùn)輸時(shí)可能遇到的最差條件，通過試驗(yàn)確保運(yùn)輸過程中產(chǎn)品的密封性，并應(yīng)盡可能對(duì)產(chǎn)品脫離冷鏈的溫度、次數(shù)、總時(shí)長等參數(shù)制定相應(yīng)的要求。 如果產(chǎn)品對(duì)光照、振動(dòng)、氧化等條件比較敏感，也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的試驗(yàn)條件進(jìn)行考察[1]。 對(duì)于低溫貯存的生物制品應(yīng)充分關(guān)注穩(wěn)定性末期的包裝系統(tǒng)完整性。
2.2 商業(yè)化產(chǎn)品的包裝系統(tǒng)密封性檢測方法要求
應(yīng)采用經(jīng)過驗(yàn)證的方法對(duì)商業(yè)化產(chǎn)品的密封性進(jìn)行檢查。 擬定生產(chǎn)階段的密封性檢查應(yīng)采用經(jīng)過驗(yàn)證的方法進(jìn)行，測試條件需保持一致。
熔封的產(chǎn)品（如玻璃或塑料安瓿等）應(yīng)當(dāng) 100％進(jìn)行密封性檢測，其他包裝容器的密封性應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)的操作規(guī)程進(jìn)行抽樣檢查。 《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（2010年修訂）也提出無菌藥品包裝容器的密封性應(yīng)當(dāng)經(jīng)過驗(yàn)證，避免產(chǎn)品遭受污染；應(yīng)當(dāng)對(duì)熔封的全部產(chǎn)品（如玻璃安瓿或塑料安瓿） 做檢漏試驗(yàn)，其他包裝容器的密封性應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行抽樣檢查[3-13]。
對(duì)于生物制品常見的包材，如西林瓶、預(yù)填充注射器（prefilled syringe,PFS） 等，除了以上列舉的色水法，若內(nèi)容物為液體，并且電導(dǎo)率滿足要求，可使用高壓放電法，并可實(shí)現(xiàn) 100％ 的在線全檢。 另外，真空衰減法也是常用的非破壞性檢測方法，并沒有內(nèi)容物為電導(dǎo)性液體的限制，隨著技術(shù)的發(fā)展，真空衰減法目前也可實(shí)現(xiàn)在線全檢，但其不適用于細(xì)胞治療產(chǎn)品常用的大容量軟袋。
對(duì)于使用大容量軟袋包裝等風(fēng)險(xiǎn)較高的產(chǎn)品，建議在工藝驗(yàn)證中增加密封性檢查的樣品量，確認(rèn)擬定的包裝材料、生產(chǎn)工藝的可行性；在商業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，科學(xué)制定取樣計(jì)劃，增加取樣的數(shù)量和頻次；具備條件的需進(jìn)行 100％ 密封性檢查。 對(duì)于驗(yàn)證的包裝樣品，其批次和數(shù)量主要基于包裝產(chǎn)品的復(fù)雜性、產(chǎn)品的質(zhì)量需求和生產(chǎn)廠家之前的經(jīng)驗(yàn)積累，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果制定[8]。
2.3 上市后包裝系統(tǒng)密封性研究要求
產(chǎn)品上市后要求，仍需根據(jù)產(chǎn)品特性和生產(chǎn)質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行密封完整性抽樣檢查。 開發(fā)和后續(xù)驗(yàn)證的目的是保證采用可靠的工藝，在規(guī)定的運(yùn)行參數(shù)下，持續(xù)生產(chǎn)品質(zhì)可靠的產(chǎn)品（包括其包裝），與密封性有關(guān)的工藝參數(shù)應(yīng)經(jīng)過確認(rèn)并進(jìn)行適當(dāng)控制。 當(dāng)包裝設(shè)計(jì)、包裝材料和/或生產(chǎn)工藝條件等變更可能影響包裝密封性時(shí)，應(yīng)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)估，并考慮對(duì)產(chǎn)品包裝系統(tǒng)密封性進(jìn)行再評(píng)估和再驗(yàn)證。
包裝系統(tǒng)密封性生命周期的管理，在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中持續(xù)進(jìn)行，是產(chǎn)品生命周期包裝泄漏和密封質(zhì)量測試結(jié)果的持續(xù)數(shù)據(jù)庫，可作為確保最終產(chǎn)品包裝完整性的風(fēng)險(xiǎn)管理工具，可提供產(chǎn)品包裝系統(tǒng)密封性相關(guān)的組件、材料、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分配及穩(wěn)定性變化的完整性信息。
Part.03、小結(jié)
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物制品的種類和功能不斷豐富和擴(kuò)充，使用的包裝容器也可能隨之發(fā)生變化和更新，包裝系統(tǒng)密封性可能面臨新的問題與挑戰(zhàn)。 與之相關(guān)的技術(shù)要求需要不斷完善和更新，以滿足各種生物制品不斷發(fā)展的質(zhì)量控制的需求。
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