Контроль стерильности высокотехнологичных лекарственных препаратов: влияние питательной среды, времени анализа и количества образца

ВВЕДЕНИЕ. Контроль стерильности высокотехнологичных лекарственных препаратов (ВТЛП) осложнен рядом факторов, в том числе: ограничением объема доступной пробы, чувствительностью препаратов к условиям тестирования, ограничением срока хранения препаратов. Контроль классическими фармакопейными методами зачастую не позволяет своевременно и достоверно подтвердить стерильность ВТЛП, что снижает доступность препаратов для пациентов и возможность быстрого проведения необходимой терапии. Повысить скорость и эффективность проведения контроля стерильности можно путем разработки альтернативных ускоренных микробиологических методик, учитывающих специфику ВТЛП.

ЦЕЛЬ. Оптимизация методики контроля стерильности высокотехнологичных лекарственных препаратов методом колориметрического определения углекислого газа.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Объект исследования — образец высокотехнологичного лекарственного генотерапевтического препарата. Используемые тест-штаммы: Bacillus subtilis ATCC 6633, Pseudomonas aeruginosa ATСС 9027, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Clostridium sporogenes ATCC 19404, Cutibacterium acnes (Propionibacterium acnes) NCTC 737, Candida albicans АТСС 10231, Aspergillus brasiliensis АТСС 16404, Aspergillus fumigatus ВКПМ F-62, Aspergillus terreus ВКПМ F-1269, Penicillium chrysogenum ВКПМ F-3. Питательные среды: SA, SN и iLYM для прибора BacT/ALERT 3D Dual T — флаконы с модифицированными средами на основе триптиказо-соевого бульона; триптиказо-соевый бульон (TSB) и жидкая тиогликолевая среда (FTM) — пробирки с фармакопейными питательными средами, предусмотренными для проведения испытания по показателю «Стерильность» методом прямого посева. Оборудование: ламинарный шкаф Purifier Logic A2, система BacT/ALERT 3D Dual T с автоматическим мониторингом и детекцией контаминированных флаконов и построением кривых роста микроорганизмов. Контаминированные образцы ВТЛП готовили с теоретической концентрацией тест-штаммов 3 КОЕ/мл. Посев осуществляли в объемах 0,1; 0,5 и 1,0 мл в двадцатикратной повторности в пробирки и флаконы с соответствующими питательными средами. Использовали как фармакопейные среды (TSB, FTM), так и модифицированные, предназначенные для системы BacT/ALERT (SA, SN, iLYM). Инкубацию при прямом посеве проводили в течение 14 сут; анализ в системе BacT/ALERT длился 7 сут при непрерывном автоматическом мониторинге при температурах 32,5±2,5 и 22,5±2,5 °С для бактерий и грибов соответственно. Результаты учитывали визуально (прямой посев) и по кривым роста содержания CO₂ (альтернативный метод).

РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе исследования установлено, что чувствительность BacT/ALERT 3D Dual T при анализе проб объемом 0,5 мл составила ≥80% для аэробных и анаэробных бактерий, а также ≥90% для дрожжевых и плесневых грибов при использовании модифицированной среды iLYM с предварительной аэрацией. В условиях прямого посева тот же уровень выявления требовал не менее 1,0 мл пробы. Сроки выявления контаминации с использованием BacT/ALERT были на 0,38–2,4 сут меньше, чем при фармакопейной методике прямого посева, при сохранении полноты обнаружения всех тест-штаммов, за исключением
Candida albicans, время детектирования которого одинаково при использовании обеих методик. Частота получения ложноотрицательных результатов при выявлении плесневых грибов на среде SA достигала 13–70% в зависимости от штамма. Введение этапа кратковременной аэрации (5–7 с) при использовании среды iLYM снижало частоту ложноотрицательных результатов до 0–3%. Все тестируемые микроорганизмы, кроме Cutibacterium acnes, были полностью детектированы в течение ≤ 28 ч; для C. acnes время инкубации составило около 134 ч.

ВЫВОДЫ. Альтернативный метод BacT/ALERT 3D Dual T превосходит традиционную фармакопейную методику по чувствительности, воспроизводимости и скорости анализа. Ложноотрицательные результаты при выявлении плесневых грибов на среде SA достигали 70%, но показана возможность их практически полного устранения при использовании аэрированной среды iLYM. Полный спектр тест-микроорганизмов достоверно выявляется за 7 сут обеими методиками, при этом время обнаружения контаминации с использованием альтернативной методики снижается на 0,38–2,4 сут. Объем пробы 0,5 мл в системе BacT/ALERT обеспечивает эффективное выявление контаминантов, что вдвое снижает расход ВТЛП по сравнению с фармакопейным методом (1,0 мл).

1. Gonçalves E. Advanced therapy medicinal products: Value judgment and ethical evaluation in health technology assessment. Eur J Health Econ. 2019;21(3):311–20. https://doi.org/10.1007/s10198-019-01147-x

2. Centers for Disease Control and Prevention. Multistate outbreak of fungal infection associated with injection of methylprednisolone acetate solution from a single compounding pharmacy. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2012; 61(41):839–42. https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6141a2

3. Bertoletti da Silva S, Rebello Lourenço F. Risk of false compliance/non compliance decisions for sterility test due to false negative and false positive test results. Chemometr Intell Lab Syst. 2020;200:104005. https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2020.104005

4. Deutschmann S, Paul M, Claassen-Willemse M, et al. Rapid sterility test systems in the pharmaceutical industry: Applying a structured approach to their evaluation, validation and global implementation. PDA J Pharm Sci Technol. 2023;77(3):211–35. https://doi.org/10.5731/pdajpst.2021.012672

5. Thorpe TC, Wilson ML, Turner JE, et al. BacT/Alert: An automated colorimetric microbial detection system. J Clin Microbiol. 1990;28(7):1608–12. https://doi.org/10.1128/jcm.28.7.1608-1612.1990

6. Goula A, Gkioka V, Michalopoulos E, et al. Advanced therapy medicinal products: challenges and perspectives in regenerative medicine. J Clin Med Res. 2020;12(12):780–6. https://doi.org/10.14740/jocmr3964

7. Рощина МВ, Сахно НГ, Гунар ОВ. Подходы к валидации альтернативной методики определения стерильности высокотехнологичных лекарственных препаратов. Химико фармацевтический журнал. 2025;59(2):58–64. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2025-59-2-58-64.

8. Woods M, Lu H-Y, Benard F. Validation of the BacT/ALERT® 3D System for Sterility Testing of a 177 Lu-radiopharmaceutical. J Nucl Med. 2025;66(Suppl 1):25146.

9. Jimenez L, Rana N, Amalraj J, et al. Validation of the BacT/ ALERT® 3D system for rapid sterility testing of biopharmaceutical samples. PDA J Pharm Sci Technol. 2012;66(1):38– 54. https://doi.org/10.5731/pdajpst.2012.00790

10. Hussong D, Mello R. Alternative microbiology methods and pharmaceutical quality control. Am Pharm Rev. 2006;9(1):62–9.

11. Rohner P, Pepey B, Auckenthaler R. Comparison of BacT/ ALERT with Signal blood culture system. J Clin Microbiol. 1995;33(2):313–7. https://doi.org/10.1128/jcm.33.2.313-317.1995

12. Mastronardi C, Perkins H, Derksen P, et al. Evaluation of the BacT/ALERT 3D system for the implementation of in-house quality control sterility testing at Canadian Blood Services. Clin Chem Lab Med. 2010;48(8):1179–87. https://doi.org/10.1515/cclm.2010.240

13. Рощина МВ, Гунар ОВ, Сахно НГ. Применимость альтернативного метода для анализа стерильности лекарственных препаратов. Химико фармацевтический журнал. 2017;51(11):61–4. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2017-51-11-61-64.

14. Рощина МВ, Гунар ОВ, Сахно НГ. Методические особенности анализа стерильности биомедицинских клеточных продуктов. Биофармацевтический журнал. 2017;9(6):3–8. EDN: XHAWNY

15. Рощина МВ, Гунар ОВ, Сахно НГ. Предел обнаружения микроорганизмов при определении стерильности лекарственных средств. Химико-фармацевтический журнал. 2017;51(6):62–4. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2017-51-6-62-64.

16. Kvich L, Jensen PØ, Justesen US, et al. Incidence of Propionibacterium acnes in initially culture-negative thioglycollate broths: A prospective cohort study at a Danish university hospital. Clin Microbiol Infect. 2016;22(11):941–5. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2016.07.036

17. Kocoglu ME, Bayram A, Balci I. Evaluation of negative results of BacT/Alert 3D automated blood culture system. J Microbiol. 2005;43(3):257–9. PMID: 15995643

18. Bugno A, Lira RS, Oliveira WA, et al. Application of the BacT/ALERT® 3D system for sterility testing of injectable products. Braz J Microbiol. 2015;46(3):743–7. https://doi.org/10.1590/S1517-838246320140587

19. Hanna E, Rémuzat C, Auquier P, et al. Advanced therapy medicinal products: Current and future perspectives. J Mark Access Health Policy. 2016;4(1):31036. https://doi.org/10.3402/jmahp.v4.31036