在无菌药品生产过程中，PUPSIT的作用不可忽视。其不仅是法规对无菌工艺的基本要求，也是预防产品污染、提高产品质量的重要手段。本文详细分析了PUPSIT的技术考量、实施的优势与劣势，并在国际法规要求的基础上提供了全面的评估。
明捷医药作为最早建设除菌过滤工艺相关研究能力的企业之一，在细菌截留、兼容性、相容性、产品润湿完整性和吸附性等研究板块具有丰富的项目经验，为小分子、抗体、ADC等产品提供了全球主流法规市场的研究服务。本文旨在为无菌制剂企业关于工艺设计和质量管理决策提供参考，期待业内沟通交流。
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PUPSIT概念
PUPSIT，即“使用前、灭菌后完整性测试”（Pre-Use Post-Sterilization Integrity Test），是无菌制药工艺中的一项重要测试措施。
该测试主要用于确保除菌过滤器在灭菌过程后依然保持完整性，在正式过滤产品之前通过检测过滤器的完整性来保障药品的无菌性。
PUPSIT的重要性
在无菌药品的生产过程中，PUPSIT是一种能够提前检测过滤器损坏或泄漏的有效手段。
由于灭菌过程可能会对过滤器产生影响，如导致微小破损、孔径变化，或引入“掩盖缺陷”的风险，PUPSIT帮助制药企业在生产启动之前确认过滤器是否能有效地过滤微生物和其他颗粒，确保产品的最终无菌性。
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PUPSIT实施涉及多个关键因素，尤其是在设计和操作中需要注意以下几个要点：
污染风险
PUPSIT的操作流程对无菌性要求严格，尤其是对于在线测试，可能会因管道设计、润湿操作及测试过程引入污染。为此，PUPSIT的设备设计通常需要具备确保无菌性的屏障措施，如在过滤器的下游增加屏障过滤器或控制气体排放路径。
可在线执行的能力
确保PUPSIT可以在不拆卸过滤器的情况下在线执行，这要求系统具备完整的密闭设计。常见的冗余设计和在线完整性测试系统能够在保持无菌环境的同时，实时检测过滤器的完整性。
冗余过滤设计
在高洁净度要求的环境中，系统的冗余过滤设计通常在主过滤器前增加一个或多个过滤器，以降低主过滤器的负荷并减少污染风险。冗余设计允许在出现故障时切换过滤器以确保持续的无菌性。
成本与效率
实施PUPSIT的经济成本较高，不仅包括设备和材料的费用，也涵盖系统设计、技术改造和操作维护等一系列环节。因此，在实际应用中，需平衡PUPSIT的成本与无菌保障收益之间的关系。
法规一致性
确保PUPSIT流程符合现行法规标准是所有制药企业的合规要求。根据国际GMP规范，尤其是欧盟新版附录1和FDA的规定，制药企业需要对PUPSIT的实施进行风险评估并记录，以确保每个步骤符合行业规范和质量标准。
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国际法规的PUPSIT要求
各国的监管机构对PUPSIT在药品生产中的实施有不同的规定：
•欧盟GMP附录1：2022年发布的新版附录1明确要求，在没有显著工艺限制（如溶液体积较小）的情况下，制药企业必须在使用前对灭菌后的除菌过滤器进行PUPSIT测试。这不仅是为了防止微生物污染，还因灭菌过程可能导致滤器的完整性下降，从而影响药品的无菌质量。
•美国FDA：FDA的相关指南虽然未明确要求所有情况下必须执行PUPSIT，但强调根据产品特性进行风险评估，并在必要时执行完整性检测。对于那些无法在灭菌后实施PUPSIT的产品，需基于科学依据采取其他风险控制措施。
•WHO和PIC/S：全球化的GMP指南如WHO和PIC/S同样支持PUPSIT，特别是针对出口或跨国销售的无菌药品，要求严格执行PUPSIT的流程，以确保最终产品质量达到国际标准。
法规的核心理念
无论法规中是否明确要求PUPSIT，PUPSIT作为无菌工艺的关键步骤，其最终目的是保障患者安全和药品质量。法规机构通常倡导制药企业以质量风险管理（QRM）为核心，通过科学和数据驱动的风险评估来决定是否执行PUPSIT。
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Flawed Filter Masking概念
Flawed Filter Masking（缺陷过滤器掩盖）是指过滤器在灭菌后可能存在细小的缺陷，这些缺陷虽然能够通过完整性测试，但在使用时却可能导致微生物穿透。其成因主要有两方面：一方面是过滤器中可能存在极小缺陷，这些缺陷在灭菌过程中被放大；另一方面是过滤器中的微小孔径被产品液体或其他颗粒堵塞，从而掩盖了真实的过滤效果。
Flawed Filter Masking的危害
研究表明，过滤器堵塞程度较高（>80%）时，Flawed Filter Masking的现象更易发生，从而对药品的无菌性产生风险。PUPSIT通过在灭菌后使用前的测试环节，帮助制药企业在实际生产之前检测出这些缺陷，从而避免潜在的污染事件。
案例与行业研究
PDA的Sterile Filtration Quality Risk Management（SFQRM）专家组曾对PUPSIT和Flawed Filter Masking进行深入研究，发现掩盖现象在特定的工艺条件下会显著增加。这些研究通过数据分析和实验，提出了在特定情况下执行PUPSIT的标准和流程，为行业提供了指导。
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PUPSIT测试方法的多样性源于不同应用场景的需求。常用方法分为破坏性测试和非破坏性测试：
破坏性测试
•细菌挑战测试：该方法在实验室条件下模拟最恶劣的生产工艺，通过在过滤器中加入一定浓度的挑战微生物以测试其截留能力。虽然有效，但该方法会对过滤器本身造成破坏，因此仅在验证性测试中使用。
非破坏性测试
•泡点测试：基于毛细管作用，当过滤器微孔中充满液体时，通过气体压力推动液体，以确认过滤器的孔径是否符合标准。
•扩散流测试：通过检测过滤器内气体分子的扩散流量，间接确认过滤器的完整性。该方法适用于大面积过滤器的完整性检测。
•水侵入测试（WIT）：该方法主要用于疏水性滤膜，通过水的渗透压变化来测试过滤器的完整性。WIT在操作时需确保上下游无菌，适合对疏水性过滤器进行在线完整性测试。
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PUPSIT的优势
•确保无菌性：PUPSIT能够在灭菌过程中或灭菌后因结构损坏而造成的缺陷上提前检测出，确保产品的无菌性。
•提高产品质量保证：PUPSIT减少了成品污染的风险，提高了药品的整体质量，使得药品生产更符合国际市场的质量要求。
•降低报废风险：PUPSIT可以在使用前排除因过滤器缺陷而造成的污染风险，避免了整批产品的报废，提高了生产效率。
PUPSIT的劣势
•增加系统污染风险：PUPSIT的执行过程中需考虑下游密闭性及无菌性，额外的管道和气体控制增加了潜在的污染风险。
•设备与设计成本高：PUPSIT需要额外的设备和系统设计，如屏障过滤器及额外的控制管道，增加了生产的成本。
•操作复杂性增加：PUPSIT要求操作人员具备较高的技能水平，操作步骤也更加复杂，需要对滤芯进行多次润湿和检测。
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目前市场上确实有一些专门设计的一次性使用系统（Single-Use System, SUS），用于更好地实施PUPSIT。这些系统主要应用于无菌制药和生物制药行业，特别是在需要频繁更换过滤装置的环境下，它们可以简化操作流程，减少污染风险，提高PUPSIT的安全性和效率。
•系统概述：该系统通过在主过滤器前安装一个或多个预过滤器，形成冗余过滤，以保护主过滤器并延长其使用寿命。
•PUPSIT兼容性：在过滤过程中，冗余过滤系统可在每一级过滤器上执行独立的完整性测试，确保系统在过滤操作中的无菌性。
•应用场景：通常用于高价值的生物制药生产，例如小批量生产或高价值产品，这类产品的废弃成本较高，因此需要确保每一级过滤器的完整性。
与传统的不锈钢过滤系统相比，一次性PUPSIT系统具有以下优势：
•降低污染风险：一次性系统减少了重复使用过滤器带来的交叉污染风险，尤其是在高风险无菌生产中，能更好地保持环境无菌性。
•简化操作流程：一次性系统设计使PUPSIT的操作更加便捷，减少了复杂的清洗和验证步骤。
•减少成本和时间：虽然一次性系统的采购成本相对较高，但可以减少清洁、消毒和灭菌的时间和成本，特别适合小批量、多品种的生产场景。
•提高无菌保证：一次性系统中的所有组件经过灭菌并封装，在使用时无须再进行清洗和消毒，减少了人为因素导致的污染风险。
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在无菌药品生产过程中，PUPSIT的作用不可忽视。其不仅是法规对无菌工艺的基本要求，也是预防产品污染、提高产品质量的重要手段。
但在实际执行中，由于PUPSIT的高成本和高操作复杂性，建议企业在实施PUPSIT之前，需进行全面的风险评估，包括过滤器的灭菌风险、系统设计的完整性等。通过科学的数据分析和合理的系统设计，PUPSIT可以在确保无菌产品安全性方面发挥重要作用。
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