環境モニタリングと培地充填（無菌プロセスシミュレーション）とは？

その証拠が二本あります。環境モニタリング無菌製造区域の空気・表面・作業者を微粒子や微生物で継続監視し、汚染管理の状態を記録する活動。詳しく →（EM）は、無菌区域の空気と表面と作業者を日々測り、汚染管理が働いている状態を数値で残します。培地充填製品液の代わりに培地を充填ラインに流し、実工程を模擬して無菌操作に汚染が入らないことを実証する試験。詳しく →（APS）は、製品液の代わりに微生物が育つ培地を充填ラインに流し、介入も含めて工程を丸ごと再現して、汚染が入らないことを定期的に実証します。片方が平常時の監視、もう片方が工程能力製造工程が規格の範囲内で製品を安定して生産できる能力を定量的に表す指標。詳しく →の実証。役割は重なりません。

本稿では、EMが測る対象とAnnex 1無菌医薬品の製造に関するEU GMPの付属書。汚染管理戦略などを求める無菌製造の基準。詳しく →の具体的な数字、アラートとアクションの使い分け、培地充填の条件と培養のやり方、そして2022年版で変わった合格基準を整理します。最後に、自分のラインで設計を決める順番を並べます。合格基準の扱いは版で変わっているので、手元の手順書作業の手順を定めた文書。品質システムの要素を具体化し、査察でも運用が確認される。詳しく →がどちらに立っているかを確かめながら読んでください。

環境モニタリングが測る三つのもの ― 微粒子、微生物、人

測る対象は三つです。空気中の微粒子、空気と表面の微生物、そして作業者。

微粒子は 0.5 µm 以上と 5 µm 以上の粒子数を数えます。粒子そのものは微生物ではありませんが、微生物は単独では飛ばず、皮膚片や繊維に乗って運ばれます。だから粒子の動きを見ることには意味がある。しかも結果がその場で出ます。Annex 1 はグレードAとグレードBで連続監視を求めていて、アラートレベル規格内だが平常の変動を超えた兆候を示す内部基準。原因を注意して探る合図になる。を超えたら警報が鳴る構成にします。

微生物は三通りで拾います。空気を一定量吸引して培地平板に当てる浮遊菌測定、平板を開けて自然沈降を受ける落下菌測定、表面をぬぐうか押し当てる付着菌測定。作業者については、作業後に手袋の指先とガウンをコンタクトプレート培地を盛った平板を表面や手袋に押し当て、付着菌を採取する器具。に当てます。装置は Merck の MAS-100 のようなエアサンプラー、平板は Thermo Fisher Scientific の Oxoid や Remel といった調製済み培地が使われ、温湿度や差圧膜の両側にかかる圧力の差。ろ過の流れを生む力で、上げても壁律速の領域では流量が増えなくなる。詳しく →の連続記録には Vaisala のような監視システムが入ります。

落下菌開放平板に自然沈降した微生物を測る環境モニタリングの指標。詳しく →プレートには時間の縛りがあります。Annex 1 は曝露を操作の全期間にわたって続けたうえで、最大 4時間 で交換するよう求めています。乾燥すると菌が回収できなくなるからです。 微粒子は速いが微生物を見ない、微生物は見るが数日かかる。EMはこの二つを重ねて時間差を埋める仕組みです。

グレードごとの数字 ― 3,520 個/m³ と「no growth」

数字を押さえておくと、話が具体的です。

粒子のほうから。グレードA充填点周辺など無菌操作の中心となる最高清浄度区域。作業中も連続監視される。詳しく →は ≥0.5 µm で 3,520 個/m³、≥5 µm で 29 個/m³ が上限で、これは静止時も作業時も同じです。グレードBは静止時こそ 3,520 個/m³ とAと並びますが、作業時は 352,000 個/m³ まで許されます。グレードCは 352,000 個/m³ と 3,520,000 個/m³、グレードDは静止時 3,520,000 個/m³ で、作業時の上限はあらかじめ決められていません。

AとBの差が静止時ではなく作業時に出るのは、Bが「Aを囲む部屋」だからです。人が動けば粒子は出ます。Aの中に人を入れない設計だからこそ、Aは作業時も静止時の数字を保てます。

微生物の側は、グレードAだけ扱いが違います。Annex 1 が書いているのは数値ではなく「no growth」で、1コロニーでも出れば調査の対象です。グレードBは浮遊菌空気を一定量吸引して培地平板に当て、空気中の微生物数を測る指標。詳しく → 10 CFU/m³、落下菌（90 mm、4時間）で 5 CFU、付着菌表面をぬぐう、または押し当てて測る、器具や表面に付いた微生物。詳しく →（55 mm）で 5 CFU培養した際に1つのコロニー（集落）を形成する微生物の単位で、生菌数を表す際に用いられる。詳しく →、グローブプリント（5指）で 5 CFU。グレードCは 100 CFU/m³、グレードDは 200 CFU/m³ と緩んでいきます。グレードの定義そのものはクリーンルームのグレード分類で扱っています。

アラートとアクション ― 単発の数値より傾き

現場では二段構えで運用します。アクションレベル超えたら是正措置が必要となる基準。グレードごとの上限を踏まえて設定する。は、超えたら是正が要る線です。Annex 1 の上限を踏まえて置きます。アラートレベルはその手前で、規格内だけれど平常の振れを超えたことを知らせる内部基準です。

大事なのは、どちらも単発では読まないことです。アラート未満でも、同じ地点でじわじわ増えていれば、管理が劣化している合図です。逆に一度だけ跳ねた値は、サンプリング操作の誤りかもしれません。どこで、いつ、どの菌が出たか。菌種の同定まで含めて読んで初めて、人由来なのか環境由来なのか資材由来なのかの見当がつきます。

測る地点と頻度も、決め打ちにはしません。気流の可視化と過去のデータをもとに、汚染が入りやすい弱点を狙って選びます。ICH Q9(R1) が言うリスクベースリスクの大きさに応じて管理の濃淡や頻度を決める考え方。監査証跡レビューの頻度決定に用いる。詳しく →の設計が、ここでそのまま効いてきます。 EMの数値は合否の判定であると同時に、CCS人・設備・環境・工程の汚染経路を一望し、管理策全体でリスクを許容水準まで下げていることを示す枠組み。が働き続けている証跡です。

培地充填が示すもの

培地充填は、無菌操作外部から微生物を入れずに工程を進める操作。最終滅菌できない細胞治療では全工程で無菌性を維持する。詳しく →そのものに汚染を持ち込む力がないことを、工程を再現して示す試験です。製品液の代わりに大豆カゼイン消化培地細胞を体外で生存・増殖させるために必要な栄養・エネルギー源・成長因子などを含む液体または固体の環境基盤。詳しく →を充填処方済みの溶液をバイアルやシリンジなどの容器へ無菌的に充填し、封止する製造工程。詳しく →ラインに流し、実際の容器に詰めて封じます。そのあと容器を培養し、濁りが出ないことを確かめます。

培養のやり方には決まった形があります。合計 14日間、20〜25 ℃ で 7日 と 30〜35 ℃ で 7日 を順に当てるのが一般的です。温度を二つ使うのは、拾いたい菌の至適温度が違うからです。低いほうでカビや酵母、高いほうで細菌を狙います。

条件の設計で問われるのは、どれだけ実工程に似せたかです。許される最長の充填時間、作業者数の上限、そして介入。ストッパーの詰まりを直す、部材を替える、サンプリングを取る。手を入れる操作こそが汚染の主因なので、ここを外した培地充填は意味を失います。充填本数は 5,000〜10,000本 が目安とされます。少なすぎると、まれな汚染を捕まえる感度が出ません。

頻度も決まっています。初回の適格性確認は別々の3日に3回。そのあとは各シフト、各工程について半年に1回。ラインや手順や施設に大きな変更があれば、その都度やり直します。 培地充填は装置の試験ではなく、その日その人が無菌操作をできることの試験です。

2022年版で変わった合格基準

ここは手元の手順書を確かめてほしいところです。

2008年版のAnnex 1は、段階的な基準を置いていました。5,000本を超える充填で汚染容器が1本なら調査のうえ再実施を検討する、2本なら再バリデーションプロセスや設備に変更が生じた際に、変更後も品質・性能が適切に保たれることを改めて実験・文書で実証する活動。詳しく →、という書き方です。この数え方を覚えている人は多い。

2022年版は、そこを変えました。汚染容器が1本でも出れば、その培地充填は失敗として扱います。そのうえで調査し、原因を特定し、是正を実施し、連続3回の成功で有効性を示すところまでが一続きです。「1本までなら許される」という読み方は、現行版では成り立ちません。

Annex 1 の現行版は 2022年8月25日 に公布され、2023年8月25日 から適用されています。凍結乾燥機試料を凍らせてから減圧し、氷を昇華させて水分を除く乾燥装置です。熱に弱い医薬品を安定な状態で保存できます。詳しく →まわりの §8.123 だけが 2024年8月25日 に繰り下げられました。PIC/S も同じ内容を採用しています。 合格本数を数える発想から、汚染が出た理由を説明する発想へ、要求の重心が移りました。

CCSの中での位置づけ

EMも培地充填も、単独では完結しません。Annex 1 が求める汚染管理戦略（CCS）人・設備・環境・工程の汚染経路を一望し、管理策全体でリスクを許容水準まで下げていることを示す枠組み。は、人、設備、ユーティリティ水・空調・ガスなど、製造を直接支える設備の総称。適格性評価や汚染管理の対象になる。詳しく →、原材料製造の起点となる原料で、その品質や持ち込む不純物が最終製品の品質に影響しうるため、規格管理が重視される物質。詳しく →、工程、環境という汚染の全経路を一枚に束ね、抑え込みが有効かを継続的に評価する設計図です。EMはそこに平常時の数値を供給し、培地充填は人に依存する部分の耐性を定期的に示します。

だから他の管理策と切り離して読めません。除菌ろ過孔径・材質・膜面積などを目的（除菌・清澄化・濃縮など）に合わせて選ぶ、フィルター選定の考え方をまとめたものです。詳しく →で微生物を止めても、充填中の介入で入れば同じです。密封が甘ければ、保管中に侵入します。無菌ろ過（除菌ろ過）、容器・施栓系の完全性、エンドトキシン管理を並べて、汚染の筋道をひと続きで説明できることが問われます。清浄度の分類そのものは ISO 14644 が、環境モニタリングの考え方は USP米国で医薬品・原料・試験法の公式基準を定める公定書で、製薬用水に関する規格も収載されている。詳しく → <1116> が下敷きになっていて、規制の全体像はGMPの基礎で押さえられます。

査察で見られるのも、個々の数値の合否だけではありません。なぜその地点なのか、なぜその頻度なのか、なぜその基準なのか。 説明の根拠がCCSの中にあるかどうかが、無菌製造の妥当性を分けます。

設計を決める順番

最後に、順番を並べます。

先に決まるのは、どこが弱点かです。気流の可視化気流を可視化して汚染が入りやすい弱点を把握し、監視地点の選定に使う試験。と過去の検出履歴から、汚染が入りやすい場所を洗い出します。これをやらずに地点を置くと、測りやすい場所ばかりを測ることになり、数字はきれいなのに汚染は別のところから入ります。

次に、その弱点に合わせて地点と頻度を決めます。グレードAとBは連続監視が要るので、ここは選択の余地がありません。決めるのはBの外側です。リスクの高い地点に頻度を寄せ、低い地点は薄くする。全点を同じ頻度で測るのは、一見公平ですが、リスクベースではありません。

そのうえでアラートレベルを置きます。アクションレベルは Annex 1 の上限から決まりますが、アラートは自分のデータからしか出せません。 最低でも数か月ぶんの実績がないと、アラートレベルは決められません。

最後に培地充填の条件を組みます。最長の充填時間、作業者数の上限、入れる介入の種類と回数。実生産で本当に起きている介入を書き出すのが出発点で、ここは製造記録を読み返す作業です。 想定した介入ではなく、実際に手を入れている介入を再現します。

参考文献

• EU GMP欧州の医薬品製造・品質管理の基準。第1章の品質システムのなかでPQRの実施を求めている。詳しく → Annex 1, Manufacture of Sterile Medicinal Products
• PIC/S, Guide to Good Manufacturing Practice for Medicinal Products (PE 009)
• FDA, Guidance for Industry: Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing — Current Good Manufacturing Practice
• ISO 14644, Cleanrooms and associated controlled environments
• USP General Chapter <1116>, Microbiological Control and Monitoring of Aseptic Processing Environments
• ICH Q9(R1), Quality Risk Management