14天等不起？呼吸信号法为细胞类短效期产品无菌检查提速

从传统培养到实时监测、自动判读，快速无菌检查正在成为细胞治疗、基因治疗等短效期产品质量控制的重要技术路径。

对于普通无菌药品而言，等待14天培养结果或许只是时间成本；但对于效期短、产量小、临床使用窗口紧迫的细胞类制品来说，传统无菌检查周期可能直接影响产品放行与临床使用。

如何在保障检测灵敏度和无菌风险控制的前提下，更早发现微生物污染信号？呼吸信号法提供了一种可实时监测、自动判读的快速无菌检查方案。

《中国药典》1101无菌检查法指出，无菌检查法用于检查药典要求无菌的药品、医疗器械、原料、辅料及其他品种是否无菌。经典方法通常需要至少培养14天，再通过观察微生物生长情况判定结果。

这一方法应用成熟，但对于细胞类短效期产品，存在几个现实问题：

?产品效期短，可能无法在使用前完成全部培养； 

?单批产量较小，可供检验的样品数量有限； 

?生产、放行与临床使用衔接紧密； 

?传统人工观察方式难以实现连续、实时监测。

2024年3月施行的《9406 细胞类制品微生物检查指导原则》指出，在风险评估基础上，细胞类制品可有条件地采用快速微生物检查法替代经典无菌检查法，并可根据风险评估结果，有条件地应用于成品放行检查。

在该指导原则中，呼吸信号法被列为推荐方法之一。

微生物在培养过程中会持续生长、代谢，并产生二氧化碳等代谢产物。

呼吸信号法正是通过捕捉这些微生物生长代谢信号，判断供试品中是否存在活微生物。

??二氧化碳引起的底物显色变化； 

??荧光增强变化； 

??培养瓶顶空压力变化。 

其中，基于二氧化碳底物显色的检测技术，是细胞和基因治疗产品快速无菌检查中较为常见的技术类型。

与单纯依靠肉眼观察培养基浑浊度相比，仪器能够按照设定频率持续读取每个培养瓶的信号变化，使微生物生长过程由“终点观察”转变为“连续监测”。

传统方法往往需要等待较长培养周期后再进行结果判断，而呼吸信号法可以连续捕捉微生物代谢变化。

对于生长速度较快、代谢信号明显的微生物，系统能够在培养早期识别异常趋势，缩短阳性污染的发现时间。

部分细胞制品、生物制品或复杂基质样品本身具有颜色或浑浊度，容易影响人工观察。

呼吸信号法检测的是培养瓶底部感应器的颜色变化，而不是简单判断培养液是否浑浊，因此能够有效降低产品本底对结果判定的干扰。

系统能够自动完成信号采集、曲线分析、异常识别和结果判读，减少频繁人工观察带来的工作负担及主观误差。

根据附件中引用的USP 1071相关数据，呼吸代谢产物检测技术的样本量范围约为0.5～10 mL，检测限可达到1～10 CFU量级，更适合样品数量有限的短效期产品。

快速无菌检查并不是简单地将传统培养时间“压缩”，而是建立在充分风险评估和方法学验证基础上的替代检测技术。

在实际应用中，需要重点考虑以下问题。

含抗生素样品的假阴性风险

如果样品中含有抗生素或其他抑菌成分，可能抑制污染微生物生长，造成假阴性。

因此，需要结合产品特性选择适宜的培养基、培养瓶或中和措施，并验证方法的适用性。

慢生长微生物的检出能力

不同微生物的生长速度和代谢能力差异较大。快速方法验证时，除药典规定的标准菌株外，还应根据产品来源、生产工艺和历史污染情况，增加具有代表性的环境分离菌株。

尤其需要关注生产环境中获得的慢生长微生物，并尽可能鉴定到种。

完整的风险评估与方法验证

是否采用快速无菌检查法，应综合考虑：

??产品生产工艺； 

??无菌保障水平； 

??历史微生物污染情况； 

??慢生长微生物风险； 

??产品效期及临床使用窗口； 

??使用者获益与风险； 

??快速方法与经典方法的等效性或优越性。

因此，快速无菌检查的核心不仅是“快”，更是在经过科学验证后，实现更及时、更可控的质量决策。

泰林全自动无菌检查培养系统TECHLEAD AST系列采用基于二氧化碳显色反应的呼吸信号检测原理。

微生物代谢产生的CO?会引起培养瓶底部感应器颜色变化，系统通过比色检测和视觉图像分析，持续采集多个区域的变色情况，并将其转化为微生物生长信号。

在数据分析方面，系统采用序列分析判读算法，通过分析培养过程中信号曲线的变化趋势，并结合自适应参数估计，对不同菌种的生长曲线进行识别，实现自动化结果判读。

TECHLEAD AST系列包括AST-300、AST-180MF/D、AST-80等型号，可应用于生物医药生产、细胞药质量控制、疫苗生产、科研及检测服务机构的快速无菌检查。

部分阳性样品最快可在8小时内获得阳性判读结果，有助于企业提前发现污染风险，及时开展偏差调查和生产决策。

支持直接接种法和薄膜过滤法，能够适配不同产品及检测流程。

通过培养瓶底部感应器的颜色变化进行检测，有效避免浑浊检品对人工观察产生的干扰。

系统配置2～3个培养室，每个培养室具有双温模块，可满足：

??30～37℃高温培养； 

??20～25℃低温培养。 

能够覆盖更广泛的微生物培养条件，并支持环境分离菌株培养需求。

可配置专用培养瓶，降低抗生素残留对微生物生长的抑制作用，减少假阴性风险。

经验证的检出限可达到＜5 CFU。

支持三级权限、电子签名等功能，符合GMP计算机化系统管理及验证要求。

对于细胞类短效期产品而言，无菌检查不仅关系到产品质量，也直接影响临床使用窗口和患者用药安全。

呼吸信号法通过持续监测微生物代谢产生的CO?信号，将传统依赖人工观察的培养过程，转变为可记录、可分析、可追溯的动态监测过程。

在充分完成风险评估、方法适用性研究和验证的基础上，全自动快速无菌检查系统能够帮助企业：

??更早识别微生物污染； 

??减少人工判读误差； 

??提高检测自动化和信息化水平； 

??加快细胞类短效期产品的质量决策； 

??为快速无菌检查方法的落地提供完整技术支持。

快速，不是省略必要的培养与验证；而是让每一个微生物生长信号，都能更早被发现、更准确地被识别。