随着监管要求的不断严格与质量风险管理理念的普及，传统 “一次性验证” 模式已难以适应多产品共线、工艺持续优化的生产需求。2020 年 ISPE 发布《Cleaning Validation Lifecycle - Applications, Methods, and Controls》，首次系统提出清洁验证生命周期理念，将清洁活动贯穿于产品全生命周期；2025 年中国《清洁验证技术指南》进一步细化风险管理要求，明确全生命周期三阶段实施路径。本文基于上述指南，结合行业实践案例，系统梳理清洁验证的核心框架与实施要点。

 

清洁验证生命周期的理论基础与框架构建

 

1.1 清洁验证生命周期的溯源与核心原则

 

清洁验证生命周期理念源于质量源于设计（QbD）与全生命周期管理思想，其核心是将清洁验证从 “单一验证活动” 扩展为 “设计 - 确认 - 监控” 的持续改进过程。ISPE 2020 版指南与中国《清洁验证技术指南》共同确立了三大核心原则：

 

全生命周期覆盖原则：将清洁验证分为清洁工艺设计与开发（Stage 1）、清洁工艺验证（Stage 2）、持续清洁工艺确证（Stage 3）三个阶段，各阶段数据可反向反馈，实现工艺动态优化。

 

基于风险的决策原则：通过风险评估工具（如 FMEA、鱼骨图）识别清洁过程中的关键风险点（如难清洁设备、高毒性残留物），确定验证范围与深度，避免过度验证。

 

科学合规原则：优先采用基于健康的暴露限度（HBEL）等毒理学数据计算残留限度，替代传统 10ppm 或 1/1000 日治疗剂量法，提升限度设定的科学性。

 

1.2 传统清洁验证与生命周期方法的对比分析

 

传统清洁验证与生命周期方法在实施逻辑、关注点与灵活性上存在显著差异，具体对比见表。

 

 

清洁验证生命周期的三阶段实施路径

 

2.1 第一阶段：清洁工艺设计与开发（Stage 1）

 

本阶段是清洁验证的基础，核心任务是通过科学研究与风险评估，确定清洁工艺的关键参数与可接受标准，具体实施步骤如下：

 

残留物特性分析：识别待清洁污物的种类（产品活性成分、辅料、降解产物、清洁剂），评估其溶解性、吸附性、毒性等关键属性。例如，中药制剂需额外考虑原料的吸湿性与颜色残留，生物制品需关注蛋白质变性与微生物污染。

 

清洁工艺参数确定：基于 TACT（时间、作用、浓度、温度）原则设计清洁步骤，包括预处理（去除可见污物）、清洁剂洗涤（选择与设备材质相容的清洁剂）、冲洗（去除清洁剂残留）、干燥（控制微生物滋生条件）。例如，自动化清洁（CIP）需确定冲洗压力、温度与循环次数，手工清洁需明确擦拭力度与路径。

 

设备与取样方法设计：审核设备结构是否符合 “易清洁” 原则（如弧形角、无死角、抛光表面），通过风险评估确定取样点（优先选择难清洁区域，如反应釜底阀、搅拌杆）与取样方法（擦拭法或淋洗法）。同时，完成回收率研究，确保取样与分析方法的准确性（擦拭法回收率通常要求≥70%）。

 

残留限度计算：优先采用 HBEL 法计算最大允许残留总量（MAC），公式如下：\(MAC=\frac{PDE\times MBS}{LDD}\)其中，PDE 为每日允许暴露量（mg / 天），MBS 为下一产品最小批量（mg），LDD 为下一产品每日最大使用量（mg）。若毒理学数据不足，可采用 TTC（毒理学关注阈值）或传统 10ppm 法作为替代。

 

2.2 第二阶段：清洁工艺验证（Stage 2）

 

本阶段旨在通过实际运行证明清洁工艺的有效性与可重复性，如表：

 

 

2.3 第三阶段：持续清洁工艺确证（Stage 3）

 

本阶段是维持清洁验证状态的关键，通过日常监控与定期回顾，确保清洁工艺长期处于受控状态，具体措施如下：

 

日常监控：基于风险制定监控计划，包括常规取样检测（如每季度对难清洁部位进行擦拭取样）与工艺参数监控（如 CIP 系统的温度与压力报警记录）。监控数据需进行趋势分析，若出现接近警戒限的结果，需启动调查。

 

定期回顾：由跨职能团队（质量、生产、技术）每 1 - 2 年对清洁工艺进行全面回顾，内容包括：清洁工艺变更历史、偏差与纠正措施、微生物污染趋势、设备维护记录。若回顾发现工艺失控（如多次出现残留超标），需启动再验证。

 

变更控制：当发生设备改造、产品更换、清洁剂变更等情况时，需通过风险评估确定是否需要再验证。例如，引入更难清洁的产品时，需重新评估清洁工艺参数与残留限度，必要时补充验证批次。

 

清洁验证中的风险管理体系

 

3.1 风险评估工具与应用场景

 

清洁验证中常用的风险评估工具包括 FMEA、鱼骨图、HACCP（危害分析与关键控制点），其应用场景与核心目标如下：

 

FMEA：用于识别清洁过程中的潜在失效模式（如清洁剂浓度不足导致残留超标），通过评估严重性（S）、可能性（P）、可检测性（D）计算风险优先数（RPN = S×P×D），优先管控高 RPN 风险点。

 

鱼骨图：从 “人、机、料、法、环” 五个维度分析影响清洁效果的因素（如图 ），例如 “人员” 维度包括培训不足、操作不规范，“设备” 维度包括结构设计不合理、材质易吸附残留。

 

 

 

HACCP：识别清洁过程中的关键控制点（如清洁时间、取样位置），制定监控措施与纠偏行动，确保风险处于可控范围。例如，将 “清洁后设备保留时间（CHT）” 作为关键控制点，监控其是否超过预设限度（通常≤72 小时）。

 

3.2 关键环节的风险评估实践

 

产品与设备分组：通过风险评估将性质相似的产品（如溶解性、毒性相近）与设备（如结构、材质相同）分组，选取组内 “最差条件”（最难清洁产品、最难清洁设备）进行验证，减少验证工作量。例如，将 3 种水溶性、低毒性的原料药归为一组，选取其中吸附性最强的产品作为代表进行验证。

 

取样点风险评估：基于设备结构与清洗原理，优先选择 “高风险取样点”，包括：

 

难清洁区域：如管道焊接处、阀门密封面、搅拌轴密封

 

残留物易积聚区域：如反应釜底部、进料口拐角

 

微生物易滋生区域：如设备最低点（积水处）、复杂部件（如冻干机板层）

 

微生物风险管控：非无菌产品通常设定微生物负载限度（擦拭法≤50cfu/25cm²，淋洗法≤100cfu/mL），无菌产品需额外控制细菌内毒素。通过风险评估确定微生物监控频率，例如高湿度环境下需增加取样次数。

 

典型案例分析

 

4.1 原料药清洁验证案例

 

某企业生产 3 种原料药（A、B、C），共用 2 台相同玻璃反应釜（内表面积 8893cm²），清洁工艺为手工清洁（纯化水冲洗 + 丝光毛巾擦拭），具体验证步骤如下：

 

最差条件选择：通过溶解度（S）与吸附性（A）评分确定最难清洁产品。产品 C 溶解度最低（评分 4）、吸附性最高（评分 2），综合得分（S×A = 8）最高，被选为代表产品；设备选取反应釜 1 进行验证，反应釜 2 进行清洁确认。

 

残留限度计算：采用 HBEL 法计算产品 C 对产品 A 的 MAC 值为 17.79mg，擦拭取样限度为 5123.41μg/25cm²（警戒限 25.3μg/25cm²），淋洗取样限度为 364.5μg/mL（警戒限 1.80μg/mL）。

 

取样与检测：选取反应釜内壁、搅拌杆、底阀作为取样点，采用 HPLC 法检测化学残留，膜过滤法检测微生物。3 次验证批次结果均低于可接受限度，微生物负载≤20cfu/25cm²，验证通过。

 

4.2 无菌制剂清洁验证案例

 

某企业无菌制剂生产线生产 3 种注射剂（A、B、C），共用灌装加塞机（含陶瓷泵、灌装针头），清洁工艺为在线清洁（CIP），验证重点如下：

 

微生物风险控制：取样点优先选择灌装针头内壁（难清洁且直接接触药液），采用淋洗法取样，微生物限度设定为≤10cfu/100mL（注射用水淋洗），细菌内毒素≤0.25EU/mL。

 

清洁参数确认：CIP 工艺参数为：40 - 55℃纯化水冲洗 30min，0.1% 氢氧化钠溶液循环清洗 20min，注射用水冲洗至电导率≤2μS/cm。通过 3 次验证批次，确认该参数可有效去除残留（活性成分残留≤1μg/mL）。

 

持续监控计划：每批生产后检测灌装针头淋洗水的微生物与内毒素，每月对 CIP 系统参数进行回顾，确保工艺稳定性。

 

不同产品生命周期的共线清洁策略

 

5.1 临床研究阶段（I/II 期）

 

此阶段产品批量小、工艺未定型、毒理学数据不足，共线清洁策略以 “清洁确认” 为主：

 

设备选择：优先使用小型多功能设备或一次性耗材（如一次性反应釜），减少清洁难度；若使用商业化生产线，需对接触药液部件进行专用化处理（如更换密封圈）。

 

清洁确认要求：每批生产后进行清洁确认，采用非专属性方法（如 TOC、电导率）快速检测残留，若产品毒性较高（如细胞毒性药物），需补充专属性检测（如 HPLC 法）。

 

风险控制：制定严格的产品生产顺序（低毒性产品→高毒性产品），避免交叉污染；清洁后设备保留时间≤24 小时，防止微生物滋生。

 

5.2 商业化生产阶段（III 期 / 上市后）

 

此阶段产品工艺成熟、毒理学数据充分，共线清洁策略以 “清洁验证 + 持续监控” 为主：

 

共线评估：通过计算产品的 PDE 值评估共线可行性，若高毒性产品（如 PDE＜10μg / 天）与低毒性产品共线，需采用专用清洁工艺或增加验证批次。

 

验证方案优化：采用 “分组法 + 最差条件法” 减少验证工作量，例如将 5 种水溶性产品归为一组，选取最难清洁产品进行 3 次验证，组内其他产品通过清洁确认即可。

 

持续改进：基于定期回顾数据优化清洁工艺，例如通过趋势分析发现某设备底阀残留易超标，可增加拆卸清洁步骤并补充验证。

 

5.3 研发与商业化产品共线

 

当研发产品（如拟上市品种）与商业化产品共线时，需采取 “分级管控” 策略：

 

生产计划隔离：研发产品与高风险商业化产品（如无菌制剂）错峰生产，间隔时间≥72 小时，避免交叉污染。

 

清洁验证要求：研发产品若为高毒性或难清洁品种，需单独开展清洁验证；若为低风险品种，可沿用商业化产品的清洁工艺，通过 1 次清洁确认证明适用性。

 

数据追溯：建立完整的共线生产与清洁记录，包括产品切换时间、清洁参数、检测结果，确保数据可追溯与监管合规。

 

结语

 

清洁验证生命周期管理是制药行业质量风险管理的重要组成部分，其核心价值在于通过 “设计 - 确认 - 监控” 的动态循环，实现清洁工艺的科学合规与持续改进。本文通过梳理三阶段实施路径、风险管理工具与共线策略，结合典型案例验证了该体系的实操性。

 

来源：Internet

关键词： 清洁验证