微生物エアーサンプリングにおける絶対的な信頼性

クリーンルームにおける微生物エアーモニタリングは、空気をサンプリングおよび分析して、細菌、真菌、その他の微生物の存在を検出・定量化するプロセスです。これは製薬業界、医療機器、ヘルスケア、食品・飲料業界など、様々な産業におけるクリーンルームおよびクリーンルーム関連エリアにおける重要な要件です。

無菌製品は、進化した無菌製造システムおよび通常グレードA/Bのクリーンルームで製造されます。クリーンルームは、許容される浮遊粒子状物質および微生物コンタミネーションのレベルに基づいて分類されます。定期的なモニタリングにより、クリーンルームがISO 14644-1や現行GMP基準などの指定された分類範囲内を維持することが保証されます。製品品質に影響を与える可能性のある逸脱を検出することで、製造プロセスの一貫性と信頼性を確保します。空気中の微生物負荷をモニタリングすることで、人員、装置、プロセスなどのコンタミネーション源を特定および軽減でき、クリーンルーム全体の運用改善につながります。これにより、空気中の有害な微生物を除去し、患者さんの健康保護と感染予防に極めて重要な役割を果たします。FDA、EMA、WHOなどの規制機関は、クリーンルームにおける環境モニタリングについて厳格なガイドラインと基準を設けています。これらの規制を遵守することは、製造施設の承認および継続的なオペレーションに不可欠です。

• 体積法／アクティブエアーサンプリング：エアーサンプラーが能動的に空気を吸引し、浮遊微生物を栄養培地またはフィルターにキャプチャーして、その後の解析を行います。
• パッシブエアーサンプリング：栄養培地を塗布したシャーレまたは沈降プレートを所定の期間、環境中に開放し、空気中の微生物が表面に沈降するのを待ち、その後の解析を行います。

クリーンルーム内の潜在的なコンタミネーション源を評価するため、微生物エアーモニタリングと併せて表面サンプリングおよび人員モニタリングを実行します。

衝突サンプリング：空気は吸気口（ふるいまたはスリット）から吸引され、半固形／固形の栄養培地／培養プレート上に導かれます。微生物は衝突時に表面に付着します。この方法は製薬業界で従来から採用されており、一般に微生物負荷の高い環境に適しています。

ろ過サンプリング：空気をメンブレンフィルターに通し、微生物を捕捉します。その後、フィルターを栄養培地に移すか、PCRなどの手法で解析します。大容量のエアーサンプリングが可能で、製薬業界のクリーンルームやヘルスケア環境の手術室（クリーンルーム関連エリア）など、微生物負荷／コンタミネーションが低い環境に非常に適しています。

液体インピンジャーサンプリング：空気を液体媒体に吹き付け、微生物を液体マトリックス内にキャプチャー・懸濁させます。この方法は主に実験室・研究施設で使用されます。

遠心式サンプリング：空気をチャンバー内に吸引し、遠心力によって異物を栄養寒天ストリップまたは収集液に付着・衝突させます。せん断力が発生し、追加の処理ステップが必要なため、クリーンルームのモニタリングではほとんど採用されません。

パッシブエアーモニターリングは装置要件が抑えられており、そのシンプルさと低コストで従来から好まれています。空気の流れやプロセスを妨げないため、クリーンルーム内の通常オペレーションに干渉することは通常ありませんが、微生物負荷の高い環境でより効果的です。空気中から沈降した微生物をキャプチャーする特性は、製品コンタミネーションに寄与する可能性のある要素を反映すると考えられています。

アクティブエアーモニタリング／サンプリングは、サンプラーを通して能動的に空気を吸引するため、低レベルのコンタミネーション検出により効果的です。空気中微生物の濃度（CFU/立方メートル）に関する定量データを提供するため、経時的な結果比較や場所間の比較が容易になります。

実際には、包括的な状況把握のためパッシブとアクティブのエアーモニタリングを併用することが多く、EU-GMP付属書1などのガイドラインでも併用が推奨されています。

EU-GMP付属書1では、モニタリング作業への介入によるリスクを回避すべきと規定されています。介入は製品の安全リスクを高め、患者さんに脅威をもたらす可能性があります。介入を抑えることで、製造業者はオペレーション全体のリスクプロファイルを低減し、製品品質を向上させ、バッチ不良やリコールの可能性を減らすことができます。

介入の例としては、ストッパーやバイアルの補充、重量・容量チェックの実施、環境モニタリング中のプレート交換（衝突式サンプラーのふるい／スリットプレート／蓋の取り扱いを伴う場合もあります）などが挙げられます。後者のオペレーションでは、グレードBクリーンルームへの入退室が必要となるため、モニタリングの強化が求められ、解析対象となる微生物学的サンプル数が増加する可能性があります。

EU-GMP付属書1では、プロセスシミュレーションを年2回実施し、通常生産時に発生が予測される介入を考慮に入れることを推奨しています。培地充填試験におけるゼロ増殖達成という目的を考慮すると、介入が増えるほどコンタミネーションリスクは高まります。

EU-GMP付属書1では、1立方メートルあたりの空気中における微生物環境モニターリングのアラート限界とアクション限界を規定しています。無菌処理への影響リスクに基づき、グレードAおよびグレードBのクリーンルームにおいて、稼働期間（装置の無菌セットアップ、組立、重要な処理を含む無菌処理の全期間）と非稼働期間の両方で連続モニタリングを義務付けています。しかし、規定された時間枠内でサンプリングすべき空気の容量については曖昧さがあります。このため様々な解釈が生じており、従来のソリューションプロバイダーは、自社サンプリング技術の上限値を連続モニタリングの基準として設定してきました。

サンプリングされた空気量が代表性を確保することは極めて重要です。当社の研究では、サンプリングされた微生物の生存率に悪影響を及ぼすことなく、8時間かけて合計16立方メートルの空気サンプリングを実施しました。これは1時間あたり2立方メートルのサンプリング速度に相当します。さらに、試験した8時間を超える長時間サンプリングにおいて、ゼラチンフィルターがバリデートされたデータも把握しています。