Diese Verwirrung, insbesondere im biopharmazeutischen Bereich der infektiösen Antigene und insbesondere der Viren, führt zu Situationen, in denen die technische Beherrschung nicht gegeben ist, die Vorschriften nicht eingehalten werden und letztlich das Risiko einer Kreuzkontamination zwischen Produkten erhöht wird. All dies unterstreicht die Bedeutung von Klarheit in der Biokontamination.
In den frühen 2000er Jahren war die Industrie aufgrund externen Drucks gezwungen, Formalin (CMR), das weithin als Dekontaminationsreagenz verwendet wurde, abzuschaffen. Die Einführung alternativer Dekontaminationsreagenzien machte drei wesentliche Punkte deutlich: (i) die historische Dekontamination hat die relative Unwirksamkeit von Formalin im Lichte der aktuellen Praktiken aufgezeigt; (ii) die Validierung der Leistungsfähigkeit von Dekontaminationsmitteln ist schwierig (zu viele externe variable Faktoren beeinflussen die Leistungsfähigkeit); (iii) die Notwendigkeit einer gründlichen Leistungsüberprüfung aller Instrumente und Dekontaminationsprozesse wurde deutlich. Diese Beobachtungen werden durch die Ambitionen der WHO zur Ausrottung der Kinderlähmung (GAP-III) unterstützt, die ebenfalls diese Lücken und Schwächen aufzeigte.
Heutzutage gibt es zahlreiche Technologien für verschiedene Dekontaminationsverfahren (z. B. physikalische, thermische und chemische), die in der biopharmazeutischen Industrie und insbesondere in Impfstoffunternehmen eingesetzt werden können. Dementsprechend ist die Pflicht zur Beherrschung und Leistungsvalidierung von Dekontaminationsverfahren keine Option mehr (!). Allerdings treten neue Zwänge auf, die erhebliche personelle und technische Ressourcen erfordern und sich auf die Projektkosten auswirken, die möglicherweise exponentiell in die Millionen Euro gehen können!
Dieser Artikel soll als „Lessons Learned“ dienen und basiert auf langjährigen Untersuchungen alternativer Dekontaminationsverfahren. Der Artikel stellt auch die Strategie vor, die ursprünglich im Jahr 2004 entwickelt wurde, um dem neuen Paradigma des Standes der Technik der Dekontamination vorzugreifen. Schließlich zielt dieser Artikel darauf ab, zur Aufklärung über dieses oft missverstandene und oft übersehene Thema beizutragen…
Definitionen
Es ist wichtig, die pharmazeutischen Definitionen von „Reinigung“ und „Desinfektion“ zu klären, und weitere Erläuterungen können durch Beispiele hervorgehoben werden.
Reinigung
Ergebnis eines Vorgangs in einer begrenzten Zeit, der es ermöglicht, alle unerwünschten inerten Verbindungen, die auf kontaminierten Oberflächen erworben wurden, gemäß den festgelegten Zielen zu entfernen.
Diese Verbindungen stammen aus natürlichen Umweltquellen oder aus dem gehandhabten Produkt.
Ziel der Reinigung sind inerte Verbindungen (Produktions- oder Laborbereiche)
Desinfektion:
Ergebnis eines zeitlich begrenzten Vorgangs, der die Entfernung, Inaktivierung oder Abtötung aller unerwünschten Mikroorganismen, die von kontaminierten inerten Medien getragen werden, gemäß den festgelegten Zielen ermöglicht. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist auf die zum Zeitpunkt des Vorgangs vorhandenen Mikroorganismen beschränkt (AFNOR NFT 72-101).
Diese Mikroorganismen sind nicht spezifisch und stammen aus natürlichen Umweltquellen.
Ziel der DEKONTINIERUNG sind die Mikroorganismen in der Umwelt (Produktions- oder Laborbereiche).
Die Definition der Dekontamination kann sich aus den beiden vorangegangenen ergeben:
Dekontamination:
Ergebnis eines Vorgangs in einer begrenzten Zeit, der es ermöglicht, alle spezifischen Mikroorganismen, die gemäß den festgelegten Zielen gehandhabt werden, zu inaktivieren, abzutöten oder zu zerstören. Diese Mikroorganismen sind bekannt und spezifisch.
Ziele der Dekontamination sind die Kontrolle der Verbreitung spezifischer Mikroorganismen (Impfstoffprodukte oder im Labor gehandhabte Mikroorganismen)
Abschließend muss die Verwendung des Begriffs Desinfektion als Synonym für Dekontamination verboten werden. Schließlich gewährleistet die Reinigung weder eine Desinfektion noch eine Dekontamination.
Strategie der Virusdekontamination
Betrachtet man alle Dekontaminationstechnologien (physikalische Technologien, chemische Reagenzien…) mit unterschiedlichen Mechanismen, die wir als „Waffen“ bezeichnen (siehe Tabellen 1 & 2), in Verbindung mit der riesigen Anzahl von Viren, die wir als „Ziele“ bezeichnen, kann die Liste der durchzuführenden Validierungen unüberschaubar, lang und kostspielig werden.
| Chemische Methoden | |
| Flüssige Reagenzien | Tiefen- und/oder Oberflächendekontamination |
| Gasförmige | Überwiegend Oberflächendekontamination |
| Physikalische Modi | |
| Strahlung | In der Tiefe und Oberflächendekontamination |
| (gepulstes) Licht | In der Tiefe und/oder Oberflächendekontamination |
| e-Strahl | (hauptsächlich) Oberflächendekontamination |
| Thermische Modi | Hauptsächlich zur Tiefendekontamination verwendet |
| (Autoklaven, Ofen) | |
Tabelle 1: Dekontaminationsmodi, die wir als „Waffen“ bezeichnen werden
Glücklicherweise weisen Viren interessante Eigenschaften auf, wie (i) ihre Unfähigkeit, eine resistente Mutation gegen chemische Reagenzien zu erzeugen (weil das Auftreten einer resistenten Mutation nur während ihrer viralen Replikation erworben werden kann, was hier nicht der Fall ist), (ii) ihre Zusammensetzung mit 4 Grundverbindungen, Nukleinsäuren, Aminosäuren, Zuckern und Lipiden, die Viren im Wesentlichen in einfache chemische Ziele verwandeln und nicht in „abschreckende“ Viren.
In Anbetracht dieser neuen Paradigmen der viralen Eigenschaften ergeben sich Möglichkeiten, einschließlich einer „Klammerstrategie“, um Virenmodelle zu schaffen, die die schlimmsten Szenarien darstellen. Natürlich kann die Klammerregel nicht absolut verallgemeinert werden, aber sie kann mit einer klaren und starken wissenschaftlichen Begründung, einer Liste spezifischer Kriterien und auch mit einer Liste in Frage kommender Viren verbunden werden. Im folgenden Beispiel werden 9 Viren, die in einem Impfstoffunternehmen routinemäßig gehandhabt werden, analysiert (Tabelle 3).
Nachdem die Ziele und die Waffen identifiziert wurden, sollten alle „Einschränkungen“ identifiziert werden.
Auf der Seite der Ziele:
Die Verfügbarkeit des Ziels (d.h.Konzentrationsniveau, Empfindlichkeit der Mikroorganismen…), die Verfügbarkeit der Laborkapazitäten für die Handhabung (Biosicherheits-Containment), die Verfügbarkeit der Quantifizierungsmethoden: sind sie verfügbar, wenn ja, was sind ihre Nachweisgrenzen, ihre Robustheit (Matrixviro- und/oder Zytotoxizität)?
| Methoden / Reagenzien | Hauptziel(e) der viralen Struktur |
| Temperatur | Virenhülle, (Glyco)protein’s, RNA dann DNA |
| Säuren / Basen | Virenhülle, (Glyco)proteine |
| Alkohole / Ether | Virenhülle, (Glyco)proteine |
| Oxidationsmittel (Cl- , O3, H2O2, Formalin, b-Propiolacton…) |
Virenhülle, (Glyco)proteine, Nukleinsäuren |
| Detergenzien (ionisch / nichtionisch) | Virenhülle |
| UV / p-Licht | Nukleinsäuren, (Glyko)proteine |
Tabelle 2: Dekontaminationsmodi versus biochemische virale Elemente: Auswirkungen auf die virale Struktur
Von der Waffenseite:
Sind chemische Reagenzzusammensetzungen verfügbar? (d.h. Art und Konzentration der einzelnen Komponenten)? Sind entsprechende neutralisierende Reagenzien verfügbar? Welchen Einfluss haben sie aufgrund der Zytotoxizität auf die Quantifizierungsmethoden?
Aufgrund der Zielvorgaben (Anfälligkeit, Konzentrationsniveau, Expressionssysteme…) besteht eine der Strategien darin, die Mikroorganismen in Klammern zu setzen, um das beste Modell zu definieren, das in der Lage ist, eine größtmögliche Anzahl von ihnen abzudecken und die Festlegung effizienter Dekontaminationsparameter zu ermöglichen. Das ausgewählte Mikroorganismenmodell muss aus mindestens 3 Hauptkriterien abgeleitet werden: (i) eine Risikoanalyse mit genau definierten Regeln für die Einstufung. (ii) die physische Verfügbarkeit des Modells des potenziellen Mikroorganismus, einschließlich des infektiösen Titerwerts, der mit den Endzielen vereinbar ist, und (iii) die verwendete Quantifizierungsmethode (untere Nachweisgrenze, Genauigkeit auf niedrigem Niveau, Robustheit usw.).
Unter Berücksichtigung all dieser Schlüsselelemente sollten die Spezifikationen für die Effizienz festgelegt werden. Leider fehlt es an klaren und erschöpfenden regulatorischen Leitlinien (französische, europäische, US-amerikanische, internationale…), und wenn sie vorhanden sind, sind sie begrenzt und decken nicht alle Fälle ab, insbesondere für Viren (Tabelle 4). Was die einzelnen Dekontaminationsverfahren betrifft, so sind die behördlichen Spezifikationen nicht so klar und oft aus Erfahrungen mit der Sterilitätssicherung abgeleitet, wie z. B. die berühmte „6 Log-Reduktion“.
Speziell für virale Ziele kann man eine 4 Log-Reduktion des infektiösen Titers durch chemische Verfahren finden, aber in den meisten viralen Fällen ist dies nicht angemessen. Dies führt uns zu den folgenden Fragen: Welches sind die richtigen Spezifikationen für (i) Oberflächendekontamination, (ii) flüssige Abfälle, (iii) feste Abfälle, (iv) Luft? Ohne diesen Leitfaden ist zumindest eine Literaturstudie erforderlich.
Meistens sind die auf dem Etikett für gebrauchsfertige Dekontaminationsprodukte angegebenen effizienten Parameter nicht angemessen, da es an methodischen Informationen wie Umweltbedingungen, wissenschaftlichem Ansatz und minimalen Leistungsanforderungen (z. B. 4 Log-Reduktion in Verbindung mit einer Norm…)
| Strukturelle Zusammensetzung | |||||
| Viren | Außenspikes : Glykoprotein | Hülle : Phospholipid |
Kern : Protein | Genus : ARN | Schlüsse nach den Regeln der „Klammerstrategie“ |
| Poliovirus (Enterovirus) | Nein | Nein | Ja | Ja | Viren in Gruppe 1 Modell vertreten durch Poliovirus |
| Hepatitis A (Enterovirus) | Nein | Nein | Ja | Ja | |
| Influenzavirus (Grippe) | Ja | Ja | Ja | Ja | Viren der Gruppe 2 Modell vertreten durch Influenzavirus |
| Masern (Morbilivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Mumps-Virus (Rubulavirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Rötelnvirus (Rubivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Rabies-Virus (Lyssavirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| J-Fieber (Flavivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Dengue (Flavivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
Tabelle 3: Liste der 9 in Betracht gezogenen Viren, die wir als „Targets“ bezeichnen
Auf der Grundlage der biochemischen Struktur jedes Virus können wir hier 2 Modelle definieren, entsprechend den folgenden Merkmalen und den „Einschränkungen“, die in den aufgestellten spezifischen Regeln identifiziert wurden
Abschließend lassen sich die Strategien der Validierung wie folgt zusammenfassen: Die richtige Waffe gegen das richtige Ziel mit dem besten Werkzeugkasten, der spezifisch definiert werden sollte. In jedem Fall müssen alle (Ihre) Spezifikationen im Hinblick auf den jeweiligen Einsatzzweck aufgestellt werden.
| Spezifikationen der chemischen Flüssigdekontamination | |||
| Bakterizid | Französische Norm | AFNOR NF T 72-170 und 171 | 5 Log-Reduktion |
| Europäische Norm | NF EN 1040 | ||
| Sporizid | Französische Norm | AFNOR NF T 72-230 und 231 | 5 Log-Reduktion |
| Fungizid | Französische Norm | AFNOR NF T 72-200 und 201 | 4 Log Reduction |
| Europäische Norm | NF EN 1275 | ||
| Viruzid | Französische Norm | AFNOR NF T 72-180, 181 und 185 | 4 Log-Reduktion |
| Europäische Norm | NF EN, 14675/14476 und 13610 | ||
| Spezifikationen für die chemische Luftreinigung | |||
Bakterizid 5 LogarithmierungSporizid Französische Norm AFNOR NF T 72-2813 LogarithmierungFungizid 4 LogarithmierungViruzid 4 Logarithmierung
(Neu! Nov.14)
Tabelle 4: Beispiele für Normen zur Erstellung von Spezifikationen
Nach mehr als 10 Jahren Erfahrung haben wir wertvolle positive Erfahrungen gesammelt. Alle (unsere) Viren sind mit ihren validierten effizienten Dekontaminationsparametern in einem konformen, kohärenten und robusten System verknüpft, während wir durch unseren Ansatz Einsparungen erzielen. Jetzt ist jedes neue potenzielle Dekontaminationsreagenz leicht zu validieren, und eine umfassende Aktualisierung unseres Dekontaminationssystems für alle Viren kann in wenigen Versuchen durchgeführt werden. Darüber hinaus wurde die Strategie mit den Aufsichtsbehörden abgestimmt, was zu einer verbesserten Einhaltung der Vorschriften führte, ohne dass signifikante Beobachtungen gemacht wurden.
Die verbleibende Herausforderung besteht darin, die Prüfer, die nicht alle mit Viren vertraut sind, zu schulen und ihre vorgefassten Meinungen über die Komplexität von Viren zu reduzieren, um so die volle Anerkennung der Leistung und Effizienz dieser Ansätze und Daten zu ermöglichen.