药品与微生物

药物生产与微生物控制药物生产与微生物控制为何要对药物生产进行微生物控制什么是微生物影响药物被微生物污染的原因微生物的污染途径与控制消毒与灭菌为何要对药物生产进行微生物控制？医药产品是人类与疾病斗争的工具。有些微生物能够治病，有些微生物则致病。在世界各国的医药实践中，因为药物中污染微生物而引起的悲剧时有发生。“欣弗事件”……”刺五加事件”……大量临床资料表白，注射剂（尤其是静脉注射剂）如污染了7~12μm的尘粒，可造成热原反应、肺动脉炎、微血栓或异物肉芽肿等，严重的还会致人死命，假如污染了微生物，经过微生物体及其分泌代谢产物造成机体过敏、中毒、感染等，严重的能够直接造成菌血症危及生命。另外，某些药物中污染微生物经过代谢活动变化药物构成、破坏有效成份而造成疗效变化或丧失。不能让客户有感染致病微生物的潜在危险！所以必须对药物生产加强质量控制，涉及微生物控制。为何要对药物生产进行微生物控制？什么是微生物？微生物是广泛存在于自然界的一群体形微小、构造简朴、肉眼看不见，必须藉助光学或电子显微镜放大数百至数万倍才干观察到的生物。（但有些微生物是能够看见的，像属于大型真菌的蘑菇、灵芝等。）微生物怎样分类？微生物按其生理构造及化学构成差别提成三大类：1.原核细胞型细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不很完善。此类微生物种类众多，有三菌：细菌、蓝细菌、放线菌，三体：支原体、衣原体、立克次氏体。微生物怎样分类？2.真核细胞型细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。真菌,原生动物,显微藻类属于此类型。微生物怎样分类？3.非细胞型没有经典的细胞构造，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖。体积微小，能经过除菌滤器。病毒,亚病毒(类病毒,拟病毒,朊病毒)属于此类型。1.体积小，面积大微生物有五大特点：为五大共性的基础。小体积大面积系统必然有一种巨大的营养物吸收面、代谢废物的排泄面、环境信息的接受面。2.吸收多，转化快以2023倍体重/h转化，为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础。大肠杆菌的代时为20分钟，以此计算，在最佳条件下8小时后，1个细胞可繁殖到200万上，10小时后可超出10亿。3.生长旺，繁殖快微生物具有极高的生长和繁殖速度，20min分裂一次。4.易变异，适应强微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”有惊人的适应能力，堪称生物界之最。微生物的个体一般都是单细胞、简朴多细胞或非细胞，一般都是单倍体，繁殖快，与外界环境直接接触，虽然变异的频率尤其低，也可在短时间内产生大量变异的后裔。最常见的变异形式是基因突变。5.分布广，种类多地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹。地球上有200万种生物，其中微生物有20万种之多。微生物在自然界的分布土壤中的微生物土壤具有保温性，土壤环境适合微生物的生长。水中的微生物水中溶解和悬浮有机、无机物，流动水有氧渗透可供微生物生长环境。空气中的微生物空气不是微生物生长繁殖的主要场合，但是空气中飘浮着许多微生物。在一般空气中，微生物达800~3500个/m3，在土壤中达1~500×108个/g，在严重污染的水中可达107个/ml。生物体内外的正常菌群人的头皮上有140万个/cm2，两手上约有4~40万个，1g指甲污垢有38亿个，1g粪便可达10~1000亿个。能够说微生物是无处不在，无处不有。极端环境条件下的微生物极端微生物是最适合生活在极端环境中的微生物的总称，涉及嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜压、嗜金、抗辐射、耐干燥和极端厌氧等多种类型。微生物在自然界的分布微生物的形态构造1．细菌（原核单细胞生物）细菌按形状可分为：球菌（0.5~2µm）、杆菌（长1~5µm，宽0.3~1µm）和螺形菌（大小与杆菌相同）。中档大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。按细菌的生活方式来分类，分为：自养菌和异养菌，其中异养菌涉及腐生菌和寄生菌。按细菌对氧气的需求来分类，可分为需氧（完全需氧和微需氧）和厌氧（不完全厌氧、有氧耐受和完全厌氧）细菌。按细菌生存温度分类，可分为喜冷、常温和喜高温三类。按革兰氏染色法染色的不同，分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。等等。有些细菌在一定的环境条件下能在细胞内形成一种圆形、椭圆型或圆柱型的休眠体，称为芽胞，又称为孢子。芽胞抵抗力强的原因：①芽胞含水量少，蛋白质受热不易变性。②芽胞具有多层致密的厚膜构造（尤其是芽胞壳）通透性低，能阻止化学物质等的渗透。③芽胞形成时合成某些较繁殖体有更大抗热性的酶。④芽胞内具有大量特有的吡啶二羟酸钙，它是在芽胞形成过程中合成的，同步芽胞也取得耐热性。细菌的细胞形态金黄色葡萄球菌大肠杆菌梭状芽孢杆菌绿脓杆菌单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。一般微生物的计数用菌落形成单位表达，即CFU（colonyformineunit）。细菌菌落常体现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正背面或边沿与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。可作为鉴定细菌种的根据。细菌的菌落1.溴化十六烷基三甲胺琼脂板上铜绿假单胞菌菌落形态。2.甘露醇氯化钠琼脂板上金黄色葡萄球菌菌落形态。3.麦康凯琼脂板上大肠埃希菌菌落形态。4.麦康凯琼脂板上铜绿假单胞菌菌落形态。不同的细菌在不同的鉴定培养基平板上呈现不同的菌落形态。微生物的形态构造2．霉菌（丝状真菌的通称，真核多细胞生物）霉菌是真菌的一部分，是丝状真菌的俗称，意即"发霉的真菌"，它们往往能形成份枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方，诸多物品上长出某些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。霉菌细胞呈狭长的管状，称为菌丝。菌丝直径比细菌、放线菌大，约2~10µm。菌丝分枝连接，交错集合在一起的总体称为菌丝体。

霉菌的孢子形态霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有利于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。霉菌的孢子因为霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有不足，其菌落可扩展到整个培养皿，有的种则有一定的不足，直径1-2厘米或更小。菌落质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密，不易挑取；菌落正背面的颜色和边沿与中心的颜色常不一致。霉菌的菌落多种曲霉的菌落微生物的形态构造3．酵母菌（真核单细胞生物，属真菌）酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，酵母菌是主要的工业微生物，用于酿酒，生产单细胞蛋白、B族维生素、核酸、辅酶A、细胞色素C等。酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌以单细胞存在，呈圆形、卵圆形和香肠形，比细菌大，细胞长5~30µm，宽1~5µm。酵母菌无鞭毛，不能游动。酵母菌的繁殖：

1、芽殖2、裂殖3、孢子生殖酵母的芽殖大多数酵母菌的菌落特征与细菌相同，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，轻易挑起，菌落质地均匀，正背面和边沿、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。酵母菌的菌落啤酒酵母的菌落红酵母的菌落白色假丝酵母的菌落

微生物的形态构造4．放线菌（原核单细胞生物）放线菌有生长发育良好的菌丝体，呈分枝状，菌丝宽为0.2~1.2µm，革兰氏阳性。菌落常呈幅射状，所以称放线菌。据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最经典的类群。链霉菌的一般形态和构造（模式图）

放线菌的孢子丝描绘图放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的经典放线菌菌落，因为基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正背面呈现出不同的色泽。

放线菌的菌落放线菌的菌落特征A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；E：小单胞菌；F：皱双孢马杜拉放线菌产抗菌素的放线菌的菌落特征

A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌微生物的形态构造5．病毒病毒是一类体积十分微小，构造简朴，只含一种核酸（DNA或RNA），没有产生能量的酶系统，只能在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。病毒是最常见的致病微生物，人类传染病中大约75%是由病毒引起的。噬菌体SARS病毒，冠状病毒

禽流感病毒爱滋病毒微生物生长的影响原因1．营养物：微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。

2．pH值：大多数细菌最适pH为6.8~7.4。3．温度：一般细菌最适温度为30~40℃，真菌为20~30℃。细胞生长的温度极限为-7℃～90℃。微生物生长的影响原因4．氧气：大多数细菌和全部霉菌都是需氧菌，少数细菌是厌氧菌，有些细菌和酵母菌是兼性需氧厌氧的5．渗透压：微生物细胞膜和全部生物膜一样是一种半透膜，可让水自由经过，对溶质则有选择性。6．表面张力：表面活性剂可降低表面张力，它是影响细菌生长的原因之一。微生物的产物1．热原质（Pyrogen）热原质即菌体中的脂多糖，大多是革兰氏阴性菌产生的。注入人或动物体内能引起发烧反应，故名热原质。热原质耐高热，高压蒸汽灭菌（121℃，20’）不能使其破坏，加热（180℃4h;250℃45';650℃1'）才使热原质失去作用。热原质可经过一般细菌滤器，但没有挥发性，所以，除去热原质最佳的措施是蒸馏。微生物的产物2．毒素细菌可产生内、外毒素，与细菌的致病性亲密有关。内毒素（Endotoxin）即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖，其毒性成份为类脂A。菌体死亡崩解后释放出来。外毒素(Exotoxin)是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至菌体外的蛋白质。具有抗原性强、毒性强、作用特异性强的突出特点。微生物的产物3.抗生素抗生素（antibiotics）是由微生物（涉及细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。抗生素的化学构造种类繁多，主要有糖类、肽类、蛋白质类、核苷类、多烯类、多醚类、内酰胺类、大环内酯类、四环类、安莎类等。抗生素主要用于治疗微生物感染和抗癌。

无菌制剂——不存在活的微生物的制剂（GMP指南）。非无菌制剂——所含活的微生物量符合卫生学原则的制剂（GMP指南）。药物生产洁净室（区）

空气洁净度等级[GMP1998]洁净度级别尘粒最大允许数（个/m3）微生物最大允许数0.5µm5µm浮游菌（个/m3）沉降菌（个/皿）100级3,50005110,000级350,0002,0001003100,000级3,500,00020,00050010300,000级10,500,00060,000－15水和某些物料的卫生学（法定）原则饮用水某些辅料#片剂胶囊剂%XX霜*细菌总数100/ml1000/g1000/g1000/g100/g霉菌、酵母菌数100/g100/g100/g10/g大肠杆菌3/100ml－－－NC沙门氏菌NCNCNCNC铜绿假单胞菌NCNCNC－金黄色葡萄球菌NCNCNC－注：#：涉及有乳糖、药用炭、淀粉、葡萄糖、糊精。%：XX胶囊属中药制剂，含胎盘粉，按中国药典2023版一部要求，还不得检出沙门菌。*：XX霜属中药制剂，用于创伤、烧伤，故要求细菌总数≤100个/g、霉菌数≤10个/g。阐明：－：表达每1g或每1ml不得检出。NC：表达无要求。可不检验。微生物的污染途径本身污染：因为患者和员工本身携带微生物而污染接触污染：因为和非无菌的用具、器械或人的接触而污染空气污染；因为空气中所具有微生物的沉降、附着或被吸入而污染其他污染：因为其他原因（如昆虫）而污染能繁殖的活细胞生物数量少而分布不均匀多数处于受损状态生存环境的多样性及复杂性药物中污染微生物的特殊性我们日常生活过程中会有吗？污染类型传播污染媒介造成污染的原因尘埃污染微生物污染残留物污染空气水表面人员原材料？内包装材料？设备与容器？生产环境？操作人员？生产过程？污染的起源与控制：空气、压缩空气存在的微生物类型来源影响因素监测方法措施与手段产芽孢的细菌：杆菌属、梭菌属的菌种不产芽孢的细菌：葡萄球菌属、链球菌属霉菌：青霉属、曲霉属的菌种酵母属：红酵母菌属的菌种尘埃人的皮肤人的贴衣服水滴附着的微粒大小空气的湿度决定的沉降系数浮游菌监测沉降菌监测过滤层流技术化学消毒紫外线污染的起源与控制：水存在的微生物类型来源影响因素监测方法措施与手段革兰氏阴性菌98%微球菌属酵母菌真菌放线菌原水软化水去离子水蒸馏水反渗透水分配系统原水质量水的处理与分配膜过滤法化学法过滤法光处理法污染的起源与控制：人的皮肤和呼吸道存在的微生物类型来源影响因素监测方法措施与手段金黄色葡萄球菌八叠球菌类白喉菌不动杆菌产碱菌亲脂的酵母菌真菌类的表皮廯菌、小芽孢廯菌、发廯菌浮生细菌（耳道）皮肤头发耳道分泌物不良操作习惯接触药物的机率卫生操作习惯培训接触皿法个人卫生措施（洗涤、更衣、消毒）防护衣人是洁净室最大的污染源！人是洁净室最大的污染源，占90%左右。一般男性每人每分钟向周围排放1000个以上的含菌粒子，女性为750个以上。穿无菌服时，静止时的发菌量为10~300个/min，一般活动时发菌量为150~1000个/min，行走时发菌量为900~2500个/min。咳嗽一次发菌量为70~700个/min，喷嚏一次为4000~60000个/min。所以在洁净室中，人的数量和活动应有尤其严格的限制。污染的起源与控制：物料存在的微生物类型来源影响因素监测方法措施与手段动物源性致病菌如：大肠杆菌、沙门菌植物源性致病菌如：欧文菌、假单胞菌、乳酸菌、芽孢杆菌、链球菌、黑曲霉、链格菌、镰刀霉菌、无菌丝酵母菌等未经处理的物料物料操作中的污染，如取样、操作等物料处理的效率储存条件物料未保护、导致污染微生物限度热处理过滤辐射环氧乙烷从灭菌溶剂再结晶卫生操作污染的起源与控制：建筑、设备存在的微生物类型来源影响因素监测方法措施与手段霉菌：分枝孢子霉菌、曲霉菌墙壁天花板地板排水门窗设备管道材料选型施工维护结晶设计接触皿法清洁验证卫生设计卫生材料清洁（SOP、清洁剂、消毒剂）清洁室设计清洁工具进入洁净室(区)的空气必须净化，并根据生产工艺要求划分空气洁净级别。洁净室(区)内空气的微生物数和尘粒数应定时监测，监测成果应统计存档。洁净室(区)的窗户、天棚及进入室内的管道、风口、灯具与墙壁或天棚的连接部位均应密封。洁净室(区)内安装的水池、地漏不得对药物产生污染。预防微生物污染措施不同空气洁净度级别的洁净室(区)之间的人员及物料出入，应有预防交叉污染的措施。厂房必要时应有防尘及捕尘设施。与药物直接接触的设备表面应光洁、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀，不与药物发生化学变化或吸附药物。设备所用的润滑剂、冷却剂等不得对药物或容器造成污染。预防微生物污染措施洁净工作服的质地应光滑、不产生静电、不脱落纤维和颗粒性物质。无菌工作服必须包盖全部头发、胡须及脚部，并能阻留人体脱落物。进入洁净室(区)的人员不得化装和佩带饰物，不得裸手直接接触药物。预防微生物污染措施药物生产人员应有健康档案。直接接触药物的生产人员每年至少体检一次。传染病、皮肤病患者和体表有伤口者不得从事直接接触药物的生产。洁净室(区)应定时消毒。使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定时更换，预防产生耐药菌株。预防微生物污染措施消毒与灭菌Disinfection杀死物体上病原微生物,并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。杀灭物体上全部微生物。不存在活菌。

预防或克制体外细菌生长繁殖。消毒：灭菌：无菌：防腐：AsepsisSterilizationAntisepsis常用灭菌措施

热力灭菌法高温杀灭细菌干热灭菌法焚烧----最彻底的灭菌措施烧灼----直接用火焰灭菌措施干烤----加热160-180℃2小时湿热灭菌法加压蒸汽灭菌法最有效的灭菌措施121℃，20-30分钟煮沸消毒法水煮100℃5分钟(繁殖体)-2小时(芽胞)流通蒸汽消毒法巴氏消毒法间歇蒸汽灭菌法水蒸汽100℃，15-30分钟(繁殖体)反复屡次流动蒸汽间歇加热灭菌较低的温度（61℃30分钟）杀灭致病菌1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固2、湿热的穿透力比干热大3、湿热的蒸汽有潜热湿热灭菌与干热灭菌的比较常用消毒剂类别作用机制常用种类酚类蛋白变性，细胞膜损伤石炭酸、2%来苏尔醇类蛋白变性、细胞膜损伤70～75%乙醇氧化剂氧化、蛋白沉淀0.1%KMnO4、过氧乙酸、碘酒H2O2重金属盐氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞表面活性剂蛋白变性，细胞膜损伤0.05～0.1%新洁而灭染料干扰氧化、抑制繁殖2～4%龙胆紫常用灭菌措施

化学消毒灭菌法利用化学试剂杀灭微生物消毒剂常用量用途乙醇70%~75%水溶液用于皮肤、器具等消毒。异丙醇75%水溶液用于皮肤、器具等消毒。甲醛37%~40%甲醛液8~9ml，再加入4~5g高锰酸钾每m3熏蒸量，密闭12~24h。刺激性强。戊二醛2%水溶液用于空气、器具等消毒。广谱、高效、低毒，可杀芽孢和病毒。刺激性较轻。新洁尔灭（苯扎溴铵）0.1%水溶液用于皮肤、粘膜、器具等消毒，有清洁和消毒双重功效。抗菌谱较窄。杜灭芬（消毒宁）0.05%~0.1%水溶液用于皮肤、器具等消毒。过氧乙酸①0.2%~0.5%水溶液②新配0.5%水溶液③1g/m3用于器具等消毒抗菌谱广，可用于皮肤消毒，杀灭某些病毒，但性质不稳定。

来苏尔1~2%溶液用于手消毒，3~5%溶液用于器械物品消毒，5~10%溶液用于环境、排泄物的消毒。对一般致病菌包括抗酸菌杀菌效果确实，对芽孢则需高浓度长时间才有杀菌作用。麝香草酚5%麝香草酚溶于50%乙醇喷洒墙面、地面，杀霉菌。消毒剂使用注意：长