Deze verwarring, met name in de biofarmaceutische sector van infectieuze antigenen en met name virussen, leidt tot situaties van niet-technische beheersing, niet-naleving van de voorschriften en uiteindelijk tot een verhoogd risico van kruisbesmetting tussen producten. Dit alles onderstreept het belang van duidelijkheid in biocontainment.
In het begin van de jaren 2000 zag de industrie zich als gevolg van externe druk genoodzaakt formaline (CMR), dat op grote schaal werd gebruikt als decontaminatiereagens, te verwijderen. Het gebruik van alternatieve decontaminatiereagentia bracht drie belangrijke punten aan het licht: (i) historische decontaminatie bracht de relatieve ondoeltreffendheid van formaline aan het licht in het licht van de huidige praktijken; (ii) het valideren van de doeltreffendheid van decontaminatiemiddelen is moeilijk (te veel externe variabele factoren die de prestaties beïnvloeden); (iii) de noodzaak van een grondige evaluatie van de prestaties van alle hulpmiddelen en decontaminatieprocessen werd benadrukt. Deze constateringen worden verder ondersteund door de ambities van de WHO op het gebied van de uitroeiing van polio (GAP-III), waarin deze lacunes en zwakke punten eveneens aan het licht kwamen.
Nu zijn de geassocieerde technologieën van verschillende decontaminatiemethoden (d.w.z. fysisch, thermisch, chemisch) talrijk, en bieden een breed panel van keuzes die kunnen worden toegepast in de biofarmaceutische industrie, en met name in bedrijven die vaccins produceren. Bijgevolg is de plicht om de decontaminatieprocédés onder de knie te krijgen en de prestaties ervan te valideren niet langer een optie (!) Er duiken echter nieuwe beperkingen op die aanzienlijke menselijke en technische middelen vereisen die een impact hebben op de projectkosten, misschien exponentieel oplopend tot miljoenen euro’s!
Dit artikel wil dienen als een “geleerde lessen” en is gebaseerd op vele jaren van alternatief decontaminatie-onderzoek. Het artikel deelt ook de strategie, oorspronkelijk bedacht in 2004, die bedoeld was om te anticiperen op het nieuwe paradigma van de state of the art van decontaminatie. Tenslotte beoogt dit artikel een bijdrage te leveren aan de educatie over dit vaak verkeerd begrepen en vaak over het hoofd geziene onderwerp…
Definities
Het is belangrijk de farmaceutische definities van “reiniging” en “ontsmetting” te verduidelijken, en een verdere verduidelijking kan aan de hand van voorbeelden worden onderstreept.
Reiniging
Resultaat van een operatie in een beperkte tijd, die het mogelijk maakt alle ongewenste inerte verbindingen die op verontreinigde oppervlakken zijn verkregen, te verwijderen overeenkomstig de vastgestelde doelstellingen. Het resultaat van deze operatie is beperkt tot de verbindingen die aanwezig waren op het moment van de operatie.
Deze verbindingen zijn afkomstig van natuurlijke omgevingsbronnen of van het behandelde product.
Doelstellingen van REINIGING zijn inerte verbindingen (Productie- of laboratoriumruimten)
Desinfectie:
Resultaat van een operatie in beperkte tijd, die het mogelijk maakt alle ongewenste micro-organismen die door besmette inerte media worden meegevoerd, te verwijderen, te inactiveren of te doden, volgens vastgestelde doelstellingen. Het resultaat van deze bewerking is beperkt tot de micro-organismen die aanwezig waren op het moment van de bewerking (AFNOR NFT 72-101).
Deze micro-organismen zijn niet specifiek en afkomstig van natuurlijke milieubronnen.
Doelstellingen van DISINFECTIE zijn de micro-organismen in het milieu (productie- of laboratoriumruimten).
De definitie van decontaminatie kan voortvloeien uit de twee vorige:
Decontaminatie:
Resultaat van een operatie in een beperkte tijd, die het mogelijk maakt alle specifieke micro-organismen te inactiveren, te doden of te vernietigen die volgens de vastgelegde doelstellingen worden gehanteerd. Deze micro-organismen zijn gekend en specifiek.
Doelstellingen van ontsmetting zijn het onder controle houden van de verspreiding van de specifieke micro-organismen (vaccin producten of micro-organismen behandeld in laboratorium)
Concluderend, het gebruik van de term ontsmetting als synoniem van decontaminatie moet verboden worden. Tenslotte garandeert reiniging geen desinfectie of decontaminatie. Op dezelfde manier garandeert desinfectie geen decontaminatie of reiniging.
Strategie voor virale decontaminatie
Gezien alle decontaminatietechnologieën (fysische technologie, chemische reagentia…) met verschillende mechanismen, die we de “Wapens” zullen noemen (zie tabel 1 & 2), gekoppeld aan het enorme aantal virussen, die we de “Doelen” zullen noemen, kan de lijst van uit te voeren validaties onbeheersbaar, lang en onbetaalbaar worden.
| Chemische modi | |
| Reagentia met vloeistof | In de diepte en/of aan de oppervlakte ontsmet |
| Gasvormig | Met name aan de oppervlakte ontsmet |
| Fysische modi | |
| Straling | In diepte en oppervlakte decontaminatie |
| (gepulseerd) Licht | In diepte en/of oppervlakte decontaminatie |
| e-beam | (voornamelijk) Oppervlakte decontaminatie |
| Thermische modes | Met name gebruikt voor diepte decontaminatie |
| (Autoclaven, Oven) | |
Tabel 1: Decontaminatiewijzen, die wij de “Wapens” zullen noemen
Gelukkig genoeg hebben virussen interessante eigenschappen zoals (i) hun onvermogen om resistente mutatie tegen chemische reagentia te genereren (omdat resistente mutatie alleen kan worden verkregen tijdens hun virale replicatie, wat hier niet het geval is) (ii) hun samenstelling met 4 basisverbindingen, Nucleïnezuren, Aminozuren, suikers en lipiden, die in wezen virussen in eenvoudige chemische doelwitten veranderen in plaats van “afschrikwekkende” virussen.
In het licht van deze nieuwe paradigma’s van virale eigenschappen ontstaan mogelijkheden, waaronder een “bracketing-strategie” om virusmodellen te creëren die de slechtst denkbare scenario’s weergeven. De regel van “bracketing” kan uiteraard niet absoluut worden veralgemeend, maar kan worden gekoppeld aan een duidelijke en sterke wetenschappelijke rationale, een lijst van specifieke criteria en ook aan een lijst van in aanmerking genomen virussen. In het volgende voorbeeld zullen 9 virussen worden geanalyseerd die routinematig in een vaccinbedrijf worden gehanteerd (tabel 3).
Nadat de doelwitten en de wapens zijn geïdentificeerd, moeten alle “beperkingen” worden geïdentificeerd.
Van de kant van de doelwitten:
De beschikbaarheid van het doelwit (d.w.z.De beschikbaarheid van het doelwit (d.w.z. concentratieniveau, kwetsbaarheid van micro-organismen…), de beschikbaarheid van de mogelijkheden van het laboratorium om ermee om te gaan (bioveiligheid), de beschikbaarheid van kwantificeringsmethoden: zijn deze beschikbaar, zo ja, wat zijn hun detectiegrenzen, hun robuustheid (matrixviro en/of cytotoxiciteit)?
| Methoden / Reagentia | Hoofddoel(en) op virale structuur |
| Temperatuur | Virale omhulling, (Glyco)proteïnen , RNA dan DNA |
| Zuren / Basen | Virale omhulling, (Glyco)proteïnen |
| Alcoholen / Ether | Virale omhulsels, (Glyco)proteïnen |
| Oxidanten (Cl- , O3, H2O2, formaline, b-propiolacton….) |
Virale omhulsels, (Glyco)proteïnen, Nucleïnezuren |
| Detergenten (ionisch / niet-ionisch) | Virale omhulsels |
| UV / p-Light | Nucleïnezuren, (Glyco)proteïnen |
Tabel 2: Decontaminatiewijzen versus biochemische virale elementen: impact op virale structuur
Van de kant van de Wapens:
Zijn er chemische reagens-samenstellingen beschikbaar? (d.w.z. aard en concentratie van elk bestanddeel)? Zijn overeenkomstige neutraliserende reagentia beschikbaar? Wat is het effect van deze reagentia op de kwantificeringsmethoden als gevolg van de cytotoxiciteit?
Omwille van de beperkingen van het doelwit (gevoeligheid, concentratieniveau, expressiesystemen…) is een van de strategieën om de micro-organismen te rangschikken om het beste model te bepalen dat een maximaal aantal ervan kan bestrijken en waarmee de efficiënte decontaminatieparameters kunnen worden bepaald. Het gekozen model van micro-organismen moet worden afgeleid uit ten minste 3 hoofdcriteria (i) een risicoanalyse met welomschreven regels voor de indeling in groepen. (ii) de fysieke beschikbaarheid van het model van het potentiële micro-organisme, met inbegrip van het infectieuze titerniveau dat verenigbaar is met de einddoelstellingen, en iii) de gebruikte kwantificeringsmethode (lagere detectiegrens, zijn nauwkeurigheid op laag niveau, robuustheid…).
Met kennis van al deze sleutelelementen moeten de efficiëntiespecificaties worden opgesteld. Helaas ontbreekt het aan duidelijke en uitputtende regelgevingsrichtsnoeren (Franse, Europese, Amerikaanse, internationale…) en als ze al worden gegeven, zijn ze beperkt en bestrijken ze niet alle gevallen, vooral niet die van virussen (tabel 4). Voor elke ontsmettingsmethode zijn de wettelijke specificaties niet zo duidelijk en vaak afgeleid van ervaringen met steriliteitsborging, zoals de beroemde “6 log reductie”.
Specifiek voor virale doelwitten kan men 4 log reductie van infectieuze titer vinden bij gebruik van de chemische methode, maar in de meeste virale gevallen is dit niet geschikt. Dit leidt ons tot de volgende vragen wat zijn de juiste specificaties voor (i) decontaminatie van oppervlakken, (ii) vloeibaar afval, (iii) vast afval, (iv) lucht? Zonder deze leidraad is op zijn minst een bibliografische studie nodig.
In de meeste gevallen zijn de efficiënte parameters die op het etiket van gebruiksklare decontaminatieproducten worden vermeld, niet geschikt wegens een groot gebrek aan methodologische informatie zoals milieuomstandigheden, wetenschappelijke benadering en minimale prestatie-eisen (d.w.z. 4 Log reductie gekoppeld aan een norm…)
| Structurele samenstelling | |||||
| Virussen | Externe spikes : glycoproteïne | Envelope : fosfolipide |
Kern : eiwit | Genus : ARN | Conclusies volgens de “bracketing strategy” regels |
| Poliovirus (Enterovirus) | Nee | Nee | Ja | Ja | Virussen in groep 1 Model vertegenwoordigd door Poliovirus |
| Hepatitis A (Enterovirus) | Nee | Nee | Ja | Ja | |
| Influenzavirus (Griep) | Ja | Ja | Ja | Ja | Virussen in groep 2 Model vertegenwoordigd door Influenzavirus |
| Measles (Morbilivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Bofvirus (Rubulavirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Rubellavirus (Rubivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Rabiesvirus (Lyssavirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
| Ja-Koorts (Flavivirus) | Ja | Ja | Ja | ||
| Dengue (Flavivirus) | Ja | Ja | Ja | Ja | |
Tabel 3: Lijst van 9 in aanmerking genomen virussen, die we de “Targets” zullen noemen
Op basis van de biochemische structuur van elk virus, kunnen we hier 2 modellen definiëren, volgens de volgende kenmerken en de “constraints” die werden geïdentificeerd in de specifieke regels die werden opgesteld
Tot slot kunnen de strategieën voor validatie als volgt worden samengevat: Het juiste wapen tegen het juiste doelwit met de beste gereedschapskist, die specifiek moet worden gedefinieerd. In ieder geval moeten alle (uw) specificaties worden opgesteld met het oog op elk specifiek gebruik.
| Specificaties van chemische vloeibare decontaminatie | |||
| Bactericide | Franse Norm | AFNOR NF T 72-170 en 171 | 5 log reductie |
| Europese norm | NF EN 1040 | ||
| Sporenverdelgingsmiddel | Franse norm | AFNOR NF T 72-230 en 231 | 5 log reductie |
| Fungicide | Franse norm | AFNOR NF T 72-200 en 201 | 4 Log reductie |
| Europese norm | NF EN 1275 | ||
| Virucide | Franse norm | AFNOR NF T 72-180, 181 en 185 | 4 Log reductie |
| Europese norm | NF EN, 14675/14476 en 13610 | ||
| Specificaties voor chemische luchtontsmetting | |||
Bactericide 5 Log reductieSporicide Franse Norm AFNOR NF T 72-2813 Log reductieFungicide 4 Log reductieVirucide 4 Log reductie
(Nieuw! 14 nov.)
Tabel 4: voorbeelden van normen voor het opstellen van specificaties
Na meer dan 10 jaar ervaring, heeft onze lesson learned waardevolle positieve ervaring opgeleverd. Alle (onze) virussen zijn gekoppeld aan hun gevalideerde efficiënte decontaminatieparameters, in een compliant, coherent en robuust systeem terwijl besparingen worden gerealiseerd via onze aanpak. Nu is elk nieuw potentieel decontaminatiereagens gemakkelijk te valideren en een uitgebreide update van ons decontaminatiesysteem voor alle virussen in kan in een paar experimenten worden uitgevoerd. Bovendien is de strategie doorgelicht bij de regelgevende instanties, wat heeft geleid tot een betere naleving zonder noemenswaardige opmerkingen.
De resterende uitdaging is het opleiden van auditors die niet allemaal vertrouwd zijn met virussen, waardoor hun vooroordelen over de complexiteit van virussen worden verminderd, zodat de prestaties en de efficiëntie van deze benaderingen en gegevens volledig kunnen worden onderschreven.