馮重卜，安濤

（中國電子系統(tǒng)工程第四建設(shè)有限公司醫(yī)藥工程設(shè)計院，石家莊 050051）

重組疫苗是指采用基因重組技術(shù)將編碼病原微生物保護性抗原的基因重組到細菌、酵母或細胞，經(jīng)培養(yǎng)、增殖后，提取、純化所表達的保護性抗原制成的疫苗[1]。重組疫苗生產(chǎn)技術(shù)作為現(xiàn)代生物科學(xué)領(lǐng)域中的重要進展，具有安全性好、生產(chǎn)周期短、易于放大生產(chǎn)，是當今與未來疫苗研制與開發(fā)的主要方向之一[2]。重組疫苗生產(chǎn)工藝具有生產(chǎn)周期長、生物安全風(fēng)險高以及生產(chǎn)過程控制嚴格等特點。針對重組疫苗生產(chǎn)工藝特性，結(jié)合GMP和相關(guān)設(shè)計規(guī)范，開展重組疫苗GMP車間設(shè)計要點分析具有重要意義。

1 設(shè)計要點

1.1 工藝流程設(shè)計

重組疫苗的典型生產(chǎn)工藝流程見圖1。生產(chǎn)工藝流程大致分為三個階段：

圖1 重組疫苗生產(chǎn)工藝流程Fig.1 PFD of recombinant vaccine production

（1）上游（從種子復(fù)蘇到澄清）：種子復(fù)蘇擴增，在種子罐擴增后，在發(fā)酵罐/生物反應(yīng)器進行批培養(yǎng)。原核表達體系經(jīng)細胞破碎，澄清，進入下游工藝，真核表達體系經(jīng)過澄清，收獲液進入下游。

（2）下游（從層析到原液）：收獲液經(jīng)過不同類型的層析柱，去除其中的蛋白碎片、DNA等，經(jīng)超濾濃縮，獲得精純產(chǎn)物，加入佐劑制得原液。

（3）制劑（從原液到成品入庫）：原液經(jīng)制劑分裝-燈檢-包裝得到成品，送至2 ～ 8 ℃庫中保存。重組疫苗的制劑型式有：預(yù)灌封水針、西林瓶水針、凍干等。

1.2 車間布置設(shè)計

1.2.1 車間布置主要遵循的標準規(guī)范

《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》；

GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）；

GB 50073—2013《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》；

GB 50457—2019《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計標準》。

1.2.2 布置原則

（1）滿足工藝流程要求：根據(jù)工藝流程，重組疫苗分為種子擴增，發(fā)酵/培養(yǎng)，純化，配液及清洗，制劑等功能區(qū)。為方便操作，減少折返，車間布置宜按照生產(chǎn)流程展開[3]。

（2）滿足GMP要求：車間設(shè)計遵循《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》附錄3“生物制品”[4]。種子擴增在C級背景下完成，發(fā)酵/培養(yǎng)，純化，在D級背景下完成，配液及清洗環(huán)境設(shè)為D級。除菌過濾在層流保護完成。

（3）滿足生物安全的要求：重組疫苗由特定基因工程菌或動物細胞制得，生產(chǎn)過程中會伴隨工程菌或宿主病毒，存在生物污染的潛在危險[5]。在進行布置時，應(yīng)考慮將有生物活性區(qū)與無生物活性區(qū)嚴格分開。生產(chǎn)廢氣經(jīng)過濾吸附后排空，廢水、廢固滅活處理，降低生物安全風(fēng)險。

（4）滿足疏散要求：遵循建規(guī)對防火分區(qū)、安全疏散的相關(guān)規(guī)定。

1.2.3 人/物流組織

人/物流宜采用單向流設(shè)計。有生物活性的區(qū)域設(shè)置獨立的人物流通道，人員經(jīng)更衣進入各功能區(qū)域，操作結(jié)束后從返回走廊退出，各出入口設(shè)置門禁，保證流向為單向。有生物活性的廢棄物先經(jīng)滅活，再經(jīng)返回走廊退出生產(chǎn)區(qū)，最大程度避免交叉污染。

1.3 凈化系統(tǒng)設(shè)計

空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)生產(chǎn)的功能分區(qū)，將種子，發(fā)酵/培養(yǎng)，純化，配液及清洗等分別采用獨立機組。由于細胞收獲、純化等步驟存在非密閉操作，有生物活性暴露的風(fēng)險，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)獨立。不同潔凈級別維持壓差梯度。有生物活性的房間排風(fēng)經(jīng)過處理后排放，并保持相對負壓。

1.4 潔凈公用工程設(shè)計

1.4.1 制藥用水系統(tǒng)

純化水主要用于CIP系統(tǒng)、工器具清洗等工序。純化水以飲用水為原料制得，水質(zhì)符合藥典標準。純化水通常采用常溫儲存和分配，并進行周期性的消毒[6]，以降低微生物負荷。純化水用點采用“U形三通+隔膜閥”組合，閥門處死角長度滿足3D原則。

注射用水主要用于配液及清洗的終淋等工序。注射用水以純化水為原料蒸餾制得，水質(zhì)應(yīng)符合細菌內(nèi)毒素試驗要求。注射用水可采用70 ℃以上保溫循環(huán)，進行周期性滅菌，以防止微生物污染。注射用水用點可采用零死角塊閥和多通道閥門。

純蒸汽主要用于滅菌和關(guān)鍵崗位的空調(diào)加濕。純蒸汽以純化水為原料制得，并檢測干燥度，過熱度，不凝氣體含量等指標，純蒸汽冷凝水應(yīng)達到注射用水標準。純蒸汽用點設(shè)計應(yīng)保證冷凝水及時排放，降低微生物和內(nèi)毒素的污染風(fēng)險。

1.4.2 壓縮空氣和潔凈氧氣

壓縮空氣主要用于物料轉(zhuǎn)移和儀表氣。壓縮空氣采用無油螺桿空壓機制得，工藝壓空用點需要在終端設(shè)置除菌過濾器。

潔凈氧氣主要用于細胞培養(yǎng)?？刹捎娩撈繀R流排或分子篩制氧機組獲得。氧氣用點需要在終端設(shè)置除菌過濾器。

1.4.3 廢水滅活

破碎、純化等操作產(chǎn)生的生物活性廢水應(yīng)統(tǒng)一收集，經(jīng)121 ℃蒸汽滅活后，方可排入污水處理系統(tǒng)。

2 案例分析

圖2展示了某生物制品公司的重組疫苗原液生產(chǎn)車間設(shè)備布置。本項目采用重組工程菌經(jīng)過菌種、發(fā)酵、粗純、精純、吸附（不帶菌）等步驟得到原液，該工藝步驟長，易發(fā)生交叉污染、混淆。生產(chǎn)過程中伴隨重組工程菌及碎片，易產(chǎn)生污染。該車間是改造項目，原液生產(chǎn)車間及空調(diào)系統(tǒng)新建，制劑車間、器具清洗及潔凈公用工程系統(tǒng)可以依托原有工程。由于是改造項目，平面布局受到一定限制。根據(jù)本項目以上的特點，在設(shè)計過程中做了如下考慮：

圖2 基因重組疫苗案例Fig.2 The case of recombinant vaccine workshop

（1）根據(jù)產(chǎn)能分析，本車間需要設(shè)置兩條生產(chǎn)線，綜合考慮平面的局限和生產(chǎn)管理的需要，設(shè)計兩條相互獨立的平行生產(chǎn)線，空調(diào)系統(tǒng)獨立，配液系統(tǒng)共用。兩條生產(chǎn)線采用相同的配置，方便施工和生產(chǎn)運行管理。配液區(qū)、CIP等輔助區(qū)域與生產(chǎn)區(qū)域分開，避免了輔助區(qū)域的染菌風(fēng)險。

（2）本車間設(shè)置三臺組合式空調(diào)，其中兩條生產(chǎn)線的菌種、發(fā)酵、粗純、精純等帶菌功能間、退更、滅菌及帶菌走廊單獨設(shè)置空調(diào)，粗純間、精純間有工程菌碎片污染風(fēng)險，不回風(fēng)。吸附間及配液間等不帶菌區(qū)域沒有生物安全風(fēng)險，共用一臺空調(diào)機組。

（3）本車間兩條生產(chǎn)線采用人、物單向流設(shè)計。設(shè)置潔凈走廊和退出走廊，人員在更衣后進入D級潔凈走廊，菌種、發(fā)酵、初純、精純的崗位操作人員經(jīng)過正壓緩沖進入帶菌走廊直接進入生產(chǎn)崗位，人員退出時需退更后進入退出走廊。待清洗器具需要滅活后送到清洗中心洗滌；廢棄物先經(jīng)滅活后送到廠區(qū)指定地點集中處理；廢水收集后，蒸汽滅活后方可進入污水系統(tǒng)，最大程度降低生物安全風(fēng)險。

通過以上措施，在局促的平面中設(shè)置了兩條平行重組疫苗生產(chǎn)線，并配套配液、CIP等系統(tǒng)。目前該車間已完成改造，順利通過GMP認證，為該疫苗的生產(chǎn)提供了保障。

3 結(jié)束語

重組疫苗生產(chǎn)車間設(shè)計需要符合生產(chǎn)工藝，遵循GMP等法規(guī)，合理組織人物流，滿足生物安全要求。本文提供了一種重組疫苗生產(chǎn)車間的布置方案，隨著生物制藥行業(yè)不斷發(fā)展，重組疫苗車間設(shè)計經(jīng)驗仍需在實踐中不斷完善和改進。