Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оптимизация технологии производства и аттестации отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация технологии производства и аттестации отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей"

На правах рукописи

ФАДЕЙКИНА Ольга Васильевна

Оптимизация технологии производства и аттестации отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

03.01.06 - Биотехнология (в том числе бионанотехнологии) 06.02.02 -Ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2014

005558407

005558407

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России)

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Борисевич Игорь Владимирович; доктор биологических наук Волкова Рауза Асхатовна

Официальные оппоненты:

Колышкин Владимир Михайлович - доктор биологических наук, ООО «Биоцентр», заместитель директора по производству.

Васильев Петр Геннадьевич-доктор биологических наук, профессор, филиал Федерального государственного бюджетного учреждения «48 Центральный научно-исследовательский институт» Министерства обороны Российской Федерации (г. Екатеринбург), главный научный сотрудник филиала.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов».

Защита состоится 5 марта 2015 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.042.01 в ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» по адресу: 109472, Россия, Москва, ул. Академика Скрябина, 23; тел. (495) 377-93-98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» и на сайте http://wwvy.mgavm.ru.

Автореферат разослан «_»_20_года.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

Грязнева Татьяна Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Единая государственная политика в области обеспечения населения Российской Федерации лекарственными препаратами обязывает фармацевтических производителей и государственные органы регистрации и контроля (надзора) выпускать в обращение лекарственные средства, соответствующие государственным стандартам качества (№ 61-ФЗ «О лекарственных средствах», 2010; ГФ РФ XII изд.). Указанное требование реализуется в том числе применением стандартных образцов, технология изготовления которых должна обеспечивать стабильность и воспроизводимость значений аттестованных характеристик в пределах установленной неопределенности (№ 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений», 2008).

Одним из наиболее востребованных является отраслевой стандартный образец мутности бактериальных взвесей (далее - ОСО мутности). Начиная с 60-х годов прошлого века (Б.А. Фихман, 1960; В.Г. Петухов, 1975) его широко применяют для стандартизации бактериальных взвесей при определении общей концентрации микроорганизмов на биотехнологических производствах, при экспертизе качества иммунобиологических лекарственных препаратов (ИЛП), предназначенных для человека и животных, при аттестации других стандартных образцов для оценки показателей качества ИЛП (СО ИЛП), а также в других отраслях (пищевая промышленность, охрана окружающей среды).

Расширение номенклатуры видов используемого сырья, появление измерительного оборудования нового поколения, неуклонно возрастающий спрос на ОСО мутности определили необходимость оптимизации технологии его производства с целью сокращения времени изготовления и снижения экономических затрат, а проблемы стандартизации материала, связанные с отсутствием информации о его фракционно-дисперсном составе, потребовали пересмотра применяемых методов стандартизации материала с целью выбора наиболее информативных. Изменение значения аттестованной характеристики (оптической плотности) ОСО мутности, связанное с применением современного измерительного оборудования, требует обоснования правильности вносимых изменений.

Кроме того, принятые в 2002-2009 гг международные стандарты (ISO Guide 31, 34, 35), а также отечественные нормативные метрологические документы (ГОСТ Р И СО 5725, РМГ 93-2009, ГОСТ Р 8.694-2010 и др.), являющиеся аутентичными переводами международных стандартов, регламентируют правила разработки,

3

производства и аттестации стандартных образцов с учетом оценки неопределенности (uncertainty) аттестованного значения, вместо определяемого ранее значения погрешности измеряемой величины, и установления прослеживаемое™ результатов анализа.

Таким образом, совершенствование технологии изготовления и методов 'контроля, оценивающих стабильность и воспроизводимость аттестованных характеристик ОСО мутности, а также оптимизация порядка аттестации СО ИЛП с учетом современных общих и статистических методов установления значений метрологических характеристик является актуальной задачей.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является оптимизация технологии производства, а также процедуры аттестации ОСО мутности в соответствии с международными рекомендациями, действующей нормативной базой Российской Федерации в области разработки и аттестации стандартных образцов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести анализ действующей нормативно-методической документации, регламентирующей требования к разработке и аттестации стандартных образцов в Российской Федерации и за рубежом.

2. Оптимизировать технологию изготовления ОСО мутности с целью сокращения времени изготовления.

3. Изучить методы исследования дисперсного состава взвесей частиц стекла, выбрать наиболее информативный и оценить возможность его применения для стандартизации материала ОСО мутности.

4. Провести исследования общей концентрации микробных клеток во взвесях бактериальных культур различных микробов с использованием микробиологических методов и стандартных образцов мутности.

5. Оптимизировать процедуру аттестации ОСО мутности в соответствии с современными метрологическими рекомендациями по оценке неопределенности и установлению прослеживаемости результатов испытаний.

6. Разработать методические документы по проведению аттестации биологических стандартных образцов для оценки качества ИЛП на примере ОСО мутности.

7. Оценить возможность использования разработанных методических документов по аттестации биологических стандартных образцов на примере отраслевого стандартного образца активности интерферона человеческого лейкоцитарного альфа типа (далее - ОСО ИФН-а).

Научная новизна. Внедрена оптимизированная технология изготовления, позволяющая осуществлять серийный выпуск ОСО мутности с заданными показателями оптической плотности в пределах установленной неопределенности.

Впервые показана необходимость внедрения в технологию производства ОСО мутности метода электрочувствительной зоны (метод Култера) в качестве дополнительного к применяемому в настоящее время фотометрическому методу для контроля материала ОСО мутности по показателю «средний размер частиц».

Разработан и внедрен порядок применения ОСО мутности при определении концентрации микробных клеток в бактериальных взвесях сибиреязвенного и чумного микробов.

Впервые обоснована возможность установления метрологических характеристик - неопределенности и прослеживаемое™ - при проведении аттестации стандартных образцов для оценки качества ИЛП.

По заявке на изобретение «Способ получения стандартного образца мутности бактериальных взвесей, стандартный образец мутности бактериальных взвесей, его применение, набор, содержащий стандартный образец мутности бактерийных взвесей», № 2013157678, приоритет от 25.12.2013, получено решение о выдаче патента Российской Федерации от 07.11.2014, подтверждающее новизну, изобретательский уровень и промышленную применимость созданного технического решения.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость полученных результатов состоит в том, что обосновано перспективное направление совершенствования процедуры аттестации СО ИЛП - установление неопределенности и прослеживаемое™ результатов испытаний.

Практическое значение подтверждено внедрением в практику оптимизированной технологии производства ОСО мутности, а также разработкой порядка его применения для оценки мутности бактериальных взвесей чумного микроба и спор вакцинного штамма сибиреязвенного микроба при определении общей концентрации микробных клеток.

ОСО мутности рекомендован и применяется для оценки общей концентрации микроорганизмов при стандартизации бактериальных взвесей (в том числе сибиреязвенного (споры) и чумного микробов) на предприятиях-производителях ИЛП для человека и животных, предприятиях пищевой промышленности, в туберкулезных диспансерах, ветеринарных лабораториях, в станциях по борьбе с болез-

5

нями животных, в организациях Роспотребнадзора, а также коммерческими, научно-исследовательскими и образовательными организациями, в т.ч. в ФГБОУ ВПО МГАВМиБ при проведении лабораторных, практических занятий по биотехнологии и микробиологии при реализации элементов производственной и научно-исследовательской практики со студентами, бакалаврами и магистрами. С 2011 г по настоящее время реализовано более 2100 комплектов ОСО мутности, приготовленных по оптимизированной технологии, для более чем 500 организаций страны.

ОСО ИФН-а применяют при государственных и сертификационных испытаниях лейкоцитарного ИФН-а отечественного и зарубежного производства.

Материалы работы реализованы разработкой методических документов: «Регламент производства отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей» (2011), «Инструкция по применению...» (2014), «Рекомендации по составлению технического задания и программы испытаний стандартного образца для оценки качества ИЛП» (2012), а также общей фармакопейной статьи «Определение концентрации микробных клеток» в составе ГФ РФ XIII издания, планируемого к выпуску в 2015 г, и глав «Стандартные образцы для проведения доклинических исследований иммунобиологических лекарственных препаратов» и «Статистическая обработка результатов доклинических исследований иммунобиологических лекарственных препаратов» в составе Ч. 2 «Руководства по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунобиологические препараты)» (2012).

Личный вклад соискателя состоит в выборе объектов изучения, получении, статистической обработке и интерпретации экспериментальных данных, обобщении результатов работы, участии в подготовке публикаций. Автором обоснован выбор исходного сырья и экспериментально подтверждена возможность его применения при производстве ОСО мутности; обоснована необходимость включения дополнительного показателя «средний размер частиц» и метода его контроля с использованием счетчика частиц; выполнены эксперименты по установлению нового аттестованного значения оптической плотности ОСО мутности и его неопределенности и прослеживаемое™, определены значения общей концентрации микроорганизмов, соответствующие новому значению. Часть исследований выполнена в соавторстве с д-ром биол. наук З.Г. Петуховым канд. биол. наук Е.С. Новик, A.B. Доренской, канд. биол. наук И.В. Касиной, канд. биол. наук С.А. Алексеевой,

6

канд. мед. наук В.П. Ковтун, Т.Н. Ермолаевой, Ю.Н. Лебедевой, М.Л. Байковой, за что им выражается глубокая благодарность.

Работа выполнена в рамках отраслевой научно-исследовательской программы «Научные аспекты обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия в Российской Федерации (на 2006-2010 гг)» и тем НИР «Научное обоснование методов оценки качества, эффективности и безопасности иммунобиологических лекарственных препаратов и их стандартизация» (№ госрегистрации 01201275293) и «Научное обоснование методических подходов к экспертной оценке фармакопейных показателей и методов контроля качества лекарственных средств» (№ госрегистрации 01201275290).

Апробация результатов работы. Фрагменты исследований доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Вакцинология 2010. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней» (Москва, 2010), III Всероссийской ■научно-технической конференции с международным участием «Стандартные образцы в измерениях и технологиях» (Екатеринбург, 2011), IV Всероссийском научно-практическом семинаре молодых ученых с международным участием «Современные проблемы медицинской химии. Направленный поиск лекарственных средств» (г. Волгоград, 2012), I Международной конференции «Стандартные образцы в измерениях и технологиях» (Екатеринбург, 2013).

Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 14 работах, в том числе 5 - в изданиях, входящих в «Перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий...» ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 173 страницах и включает следующие разделы: введение, литературный обзор, материалы и методы, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, описание практического использования научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список литературы, список сокращений и приложение. Работа содержит 34 таблицы и 4 рисунка. Список использованной литературы включает 171 источник, из них 128 отечественных и 43 зарубежных.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. Технология производства ОСО мутности, оптимизированная путем расширения номенклатуры используемого сырья, сокращения числа операций и продолжительности технологического процесса, обеспечивает серийный выпуск препарата с заданными показателями оптической плотности в пределах установленного диапазона.

2. Введение контроля среднего размера частиц для стандартизации материала ОСО мутности при помощи метода Култера позволяет использовать прямой метод измерения, обеспечивающий с высокой точностью (коэффициент вариации < 1 %) контроль воспроизведения значений аттестованных характеристик ОСО мутности.

3. Разработанная процедура аттестации ОСО мутности позволяет оценивать неопределенность и устанавливать прослеживаемость результатов испытаний с учетом международных и отечественных требований к стандартным образцам.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнялась с 2009 г в лаборатории физических методов исследования ФГУН «Государственный научно-исследовательский институт стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л.А. Тарасевича» Роспо-требнадзора (далее - ГИСК им. Л.А. Тарасевича), а с 2011 г по 2014 г, в связи с реорганизацией института, - в лаборатории бактериофагов и препаратов нормо-флоры с коллекцией микроорганизмов ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России (далее-НЦЭСМП).

Для исследования использовали ОСО мутности, разработанный в лаборатории физических методов ГИСК им. Л.А. Тарасевича: 2 серии, изготовленные в период 1999-2009 гг, а также 12 экспериментальных серий материала ОСО мутности и 5 серий готовых ОСО мутности, произведенных по усовершенствованной технологии в НЦЭСМП (всего 19 серий).

Установление значений метрологических характеристик ОСО мутности проводили фотометрическим методом с использованием международного стандартного образца (МСО) мутности ВОЗ (5th INTERNATIONAL REFERENCE PREPARATION OF OPACITY (5th IRP), 76/522) и методики измерений оптической плотности, валидированной в процессе аттестации ОСО мутности.

Изучение дисперсного состава, оценку размеров частиц стекла проводили ме-

тодом электрочувствительной зоны (метод Култера) с применением счетчика частиц Multisizer™ 3 (фирма Бекман, США) и апертур 20, 50 и 100 мкм.

Оценку микробиологической чистоты материала ОСО мутности, произведенного по оптимизированной технологии, проводили по методике, описанной в ГФ XII.

Для определения общей концентрации микроорганизмов, соответствующей мутности 10 ME, установленной по новой серии ОСО мутности, использовали 25 образцов взвесей микроорганизмов, возбудителей инфекционных заболеваний человека и животных: вакцинных штаммов сибиреязвенного микроба {Bacillus ап-thracis СТИ-1), чумного микроба (Yersinia pestis EV), бруцеллезного микроба (.Brucella abortus 19 В А), а также штамма кишечной палочки (Escherichia coli 18). Подсчет количества клеток осуществляли микроскопическим методом в камере Горяева с использованием микроскопа Axio Scope AI (увеличение 400) с фазово-контрастным устройством, что позволяло исследовать неокрашенные суспензии микроорганизмов. Подтверждение результатов, полученных счетом в камере, осуществляли методом культивирования микроорганизмов на плотных питательных средах и подсчета выросших колоний для оценки количества жизнеспособных клеток. Подготовку взвесей микроорганизмов осуществляли по методикам, приведенными в нормативной документации на соответствующие препараты.

Определение противовирусной активности ОСО ИФН-а проводили по методике ФСП JIC-001078-130711 в сравнении с МСО ВОЗ (Interferon alpha Human, 94/784), активность 11000 МЕ/амп. В качестве материала-кандидата в ОСО использовали лейкоцитарный ИФН-а (производитель ФГУП «НПО «Микроген» Минздрава России, филиал в г. Уфа ГУП «Иммунопрепарат»),

Статистические .методы. В работе исследованные величины представлены в виде среднего арифметического значения (Хср), с указанием стандартного отклонения (S) и относительного стандартного отклонения (CV) результатов испытаний. Достоверность различий средних значений оценивали с помощью критерия Стьюдента. Сравнение нескольких групп по одному признаку проводили с помощью критерия Фишера. Для оценки однородности данных применяли критерий Кохрена о равенстве генеральных дисперсий. Результаты измерения значения аттестуемой характеристики, полученные с использованием валидированной методики, оценивали с помощью х2-критерия.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Теоретическое и экспериментальное обоснование усовершенствованной технологии производства отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

Оптимизация технологического процесса производства ОСО мутности

Изучение возможности исключения стадии автоклавирования. Анализ технологического процесса показал, что технологию можно оптимизировать путем добавления мертиолята на начальном этапе производственного цикла и исключения стадии автоклавирования. Результаты испытания материала, произведенного по новой технологии, по показателю «микробиологическая чистота» подтвердили, что по истечению срока годности аэробные бактерии и грибы отсутствуют, и ОСО мутности можно производить по оптимизированной технологии без ухудшения его качества по данному показателю.

Изучение истираемости марок стекла различных производителей. Для производства ОСО мутности используют химически нейтральное боросиликатное стекло. Расширение возможности выбора различных марок стекла, недостаточность объема готового материала, получаемого при шуттелировании, и зависимость от одной марки стекла определили необходимость замены используемого сырья. Так как критериям приемлемости стекла для производства ОСО мутности, сформулированным нами, удовлетворяют несколько торговых марок боросили-катного стекла, провели исследование по выбору марки с наилучшей истираемостью, определяя изменение оптической плотности со временем (рис. 1).

ЗОЮ >10' т ою

Рисунок 1 - Зависимость оптической плотности взвесей, приготовленных из стекла разных торговых марок, от времени шуттелирования

На рис. 1 видно, что шуттелирование после истечения 15 сут практически не приводит к изменению оптической плотности, поэтому установили минимально

необходимое время для всех исследуемых (Pyrex0, Symax° и Duran0) марок стекла -15 сут. Учитывая, что в соответствии с действующей нормативной документацией время шуттелирования составляет не менее 30 сут, это значительно (не менее, чем в 2 раза) сокращает время изготовления ОСО мутности.

Изучение стабильности и установление срока годности материала ОСО мутности, изготовленного по оптимизированной технологии. Для мониторинга стабильности значений аттестованной характеристики ОСО мутности двух серий, приготовленных из стекла Symax0 и Pyrex0 по новой технологии, проводили измерение значений оптической плотности за 15 мес.: в течение предполагаемого срока годности - через равные промежутки времени (3 мес.), а затем каждый месяц. Интервал исследования, в пределах которого изменение оптической плотности не превышает 10%, принят в качестве срока годности ОСО мутности и составляет при соблюдении условий хранения не менее 12 мес. с момента изготовления, что соответствует рассчитанному теоретически (Р 50.2.058-2007) и сроку годности, установленному для ранее выпускаемых серий ОСО мутности из стекла марки Pyrex0.

Совершенствование способов стандартизации материала отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

Изучение дисперсного состава материала ОСО мутности методом Култера. Для обеспечения максимального приближения материала ОСО мутности к объекту сравнения необходимо обеспечить в процессе производства соответствие размера частиц стекла размерам микроорганизмов (0,5-3,5 мкм) (Bergey, 2009). Кроме того, ВОЗ рекомендует контролировать наличие во взвесях количество частиц, размер которых превышает 3,5 мкм (критический NKp). Метод контроля фракционно-дисперсного состава по оптической плотности, применяемый в соответствии с действующей НД, является косвенным и не позволяет получить информацию о среднем размере частиц стекла, находящихся во взвеси. В целях совершенствования методов стандартизации материала были проведены исследования их дисперсного состава с помощью метода Култера. С целью выбора апертуры были проведены исследования пяти серий взвесей материала ОСО мутности. Результаты представлены в таблице 1. Апертура 100 мкм оказалась более чувствительной к частицам стекла с размером больше 3,5 мкм и позволила выявить больший процент частиц стекла данного размера, чем апертуры 50 и 20 мкм (13; 2

и 0,05 % соответственно).

Таблица 1. Результаты измерения среднего размера частиц материала ОСО мутности с использованием апертур 20, 50,100 мкм

Марка стекла, год изготовления ОСО Средний размер частиц, (Аср±5), мкм (п = 9)

апертура 20 мкм апертура 50 мкм апертура 100 мкм

в диапазоне 0,5-12 мкм N>NKP, % в диапазоне 1-30 мкм N>NKp, % в диапазоне 2-60 мкм А^Л^р, %

Pyrex, 1999 0,77 ± 0,02 0,05 1,41 ±0,02 2 2,45 ± 0,03 13

Pyrex, 2005 0,75 ± 0,02 0,01 1,37 ±0,01 1 2,31 ±0,03 5

Duran, 2010 0,75 ± 0,01 0,04 1,35 ±0,01 1 2,48 ±0,01 2

Pyrex, 2011 0,76 ± 0,01 0,04 1,34 ±0,01 1 2,46 ±0,01 2

Symax, 2012 0,76 ±0,01 0,01 1,34 ± 0,01 1 2,43 ±0,01 1

Примечание: N > Nкp - количество частиц, размер которых больше, чем 3,5 мкм, выраженное в процентах от общего числа.

Измерения проводили с апертурой 100 мкм для каждого образца в один день в трех повторностях (п = 3). Блок вышеуказанных измерений провели трижды (условия промежуточной прецизионности) в течение 9 мес. Установлено, что значение относительного стандартного отклонения промежуточной прецизи-он-ности результатов измерений среднего размера частиц методом Култера не превышает 0,7 %. Учитывая, что по действующей нормативной документации допускается отклонение значения показателя дисперсности, характеризующего размер частиц, в пределах ±5 %, метод Култера может быть рекомендован для оценки размера частиц как дополнительный метод контроля качества материала ОСО мутности. Полученные результаты позволили сформулировать требования к фракционному составу материала ОСО мутности: взвесь частиц химически нейтрального боросиликатного стекла со средним размером от 0,5 до 3,5 мкм, содержание которых должно быть не менее 95 %.

Исследование взаимозаменяемости марок стекла различных производителей. Результаты сравнительных исследований взвесей, приготовленных по новой технологии из стекла торговых марок Pyrex®, Symax® и Duran®, представлены в таблице 2. Применение F-критерия Фишера для статистической оценки достоверности различий результатов, приведенных в таблице 2, позволило сделать вывод о том, что отличия значений оптической плотности и среднего размера частиц взвесей, приготовленных из стекла разных торговых марок, статистически незна-

чимы. Следовательно, различные торговые марки боросиликатного стекла являются взаимозаменяемыми. Стекло марки Бутах© было использовано для приготовления новых серии ОСО мутности и проведения исследований по стабильности, установлению срока годности и метрологической аттестации.

Таблица 2. Результаты измерения оптической плотности, среднего размера частиц в образцах взвесей стекла разных торговых марок и оценки достоверности различий полученных результатов измерений, при Р> 0,95

Торговая марка стекла Число измерений Средний размер частиц, Хср±5, мкм (апертура 100 мкм) Значение оптической плотности, ХсрЬЯ, безразмерная величина Значение /•'-критерия Фишера

F хер Fod Fth6jï

Pyrex0 3 2,465 ±0,013 0,463 ± 0,023 3,06 1,33 6,39

Symax® 3 2,439 ±0,014 0,462 ±0,021

Duran0 3 2,481 ±0,012 0,463 ± 0,023

Примечание: Fx,ср и Fod — значения /-"-критерия Фишера, рассчитанные по экспериментальным данным для среднего размера частиц (Лу и оптической плотности (ОО) соответственно; /чабл -табличноезначение F-критерия Фишера.

Исследования показали, что оптимизированная технология позволяет изготавливать материал ОСО мутности, свойства которого по оптической плотности отличаются не более чем на 3 % от материала, полученного по традиционной технологии, и соответствуют требованиям действующей нормативной документации (не более 10 %).

Таким образом, показано, что смесь из химически нейтрального боросиликатного стекла с размерами частиц 5 - 35 мм и бидистиллированной воды с добавлением мертиолята (вес. 0,1 %) достаточно шуттелировать в течение 15 сут. Фракционирование полученной маточной взвеси по размерам частиц стекла и отбор фракции 0,5 — 3,5 мкм, обеспечивающей мутность, соответствующую мутности МСО ВОЗ (5гЬ ШР), целесообразно проводить под контролем размера частиц стекла методом Култера. Усовершенствованная технология включена в Регламент производства ОСО мутности бактериальных взвесей. Сокращение экономических затрат составило 12 %.

Оптимизация процедуры аттестации отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

Испытания материала ОСО мутности в целях установления значения аттестуемой характеристики с учетом оценки неопределенности проводили в соответствии с современными документами (ГОСТ 8.315-97, РМГ 61-2003, РМГ 93-2009) Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) и с учетом

13

международных рекомендаций (ISO 35). В качестве аттестуемой характеристики ОСО мутности выбрана оптическая плотность, являющаяся количественной характеристикой мутности исследуемого материала.

Валидация методики измерения оптической плотности материала ОСО мутности. Для установления значений параметров точности методики проводили многократные измерения оптической плотности материала ОСО, приготовленного по оптимизированной технологии: 10 групп измерений в двух повторностях в условиях промежуточной прецизионности по фактору «время». По результатам статистической обработки данных (РМГ 61-2003) при Р> 0,95 получены значения метрологических характеристик методики: относительные значения стандартного отклонения повторяемости ar,o™= 0,2 %, промежуточной прецизионности строги = 1,1 %, правильности Ос,атн - 1,13 % и точности 5ОТ„= 3,2 %.

Определение метрологических характеристик и установление прослеживае-мости результатов испытаний материала ОСО мутности. Для определения значения аттестованной характеристики провели 10 групп измерений оптической плотности в условиях промежуточной прецизионности (по фактору «время»), каждое - в условиях повторяемости (п = 3). Так как значения х2-критерия, рассчитанные по экспериментальным данным для измерений в условиях повторяемости (0,49) и в условиях промежуточной прецизионности (0,12) не превышали табличные (1,57 и 1,859 соответственно), то аттестованное значение оптической плотности рассчитывали как среднее арифметическое по всем результатам. Получены следующие результаты: значение аттестованной характеристики (оптической плотности) экземпляра 10 ME составило 0,46; а экземпляра 5 ME - 0,23.

Оценка расширенной неопределенности значения аттестуемой характеристики отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей

Оценка неопределенности от способа установления значения аттестованной характеристики. Стандартную неопределенность от способа установления аттестованного значения ОСО uchar, включающую составляющие неопределенности с использованием методики (ucharмви) и МСО мутности ВОЗ (uchar мсо воз), рассчитывали по формуле: uchar - Vu2char мви + u2char мсо воз. Значение стандартной неопределенности исЛагМВИ составило 0,01 (2,1 %). Составляющую неопределенности от МСО мутности ВОЗ, оценили по разбросу значений оптической плотности 5 образцов взвесей, приготовленных в визуальном сравнении с МСО мутности ВОЗ. Значение стандартной неопределенности uchar мсо воз* составившее 0,003

14

(0,7 %), мало по сравнению с ис1гагМВИ и не вносит значительный вклад в конечный результат иснаг, поэтому в дальнейших расчетах им пренебрегли. Относительное значение стандартной неопределенности от способа установления аттестованного значения исьаг, составило 2,1 %.

Оценка неопределенности от неоднородности. Для проведения исследования неоднородности (РМГ 93-2009) отбирали по пять проб в начале, середине и в конце розлива - всего 15 проб. Значение оптической плотности каждой пробы из каждой пробирки измеряли дважды. По результатам измерений оценивали средний квадрат отклонений результатов измерений от средних значений для каждой пробы и между пробами. Значение стандартной неопределенности от неоднородности щ составило 0,6 %.

Оценка неопределенности от нестабильности. Значение стандартной неопределенности от нестабильности ивгаь ОСО мутности, рассчитанное по результатам исследования стабильности классическим способом (Р 50.2.058-2007) в течение 15 месяцев, составило 0,8 %.

Установление метрологических характеристик и прослеживаемости результатов испытаний ОСО мутности. Расширенную неопределенность аттестованного значения ОСО мутности при коэффициенте охвата к= 2 (РМГ 93-2009) рассчитывали по формуле: ир = + и^ + м|£.аЬ, учитывая вклад составляющих неопределенности от способа установления аттестованного значения иСкаг, от неоднородности щ и от нестабильности и5Шь-

Аттестованные значения ОСО мутности (комплект 10 МЕ, 5 МЕ), расширенная неопределенность и ее составляющие приведены в таблице 3.

Таблица 3. Составляющие неопределенности аттестованного значения ОСО

мутности (комплект 10 МЕ, 5 МЕ), при Р > 0,95

Показатель мутности Число измерений Оптическая плотность, безразменая величина У-сНаг, отн 5 % % % ^С.ОТН) % ^р, ОТН > %

ЮМЕ 30 0,46 2,1 0,6 0,8 2,4 4,8

5 МЕ 30 0,23

Примечание: исНаг/0ТН - относительная стандартная неопределенность от способа установления аттестованного значення; иЛ отн - относительная стандартная неопределенность от неоднородности; щ(аЬъОТН - относительная стандартная неопределенность от нестабильности, ис,отн _ относительная стандартная неопределенность; С/р отн - относительная расширенная неопределенность.

По результатам испытаний было установлено, что мутность материала ОСО,

соответствующая мутности МСО ВОЗ (5Л ГОР), выражается следующими значениями аттестуемой характеристики экземпляров ОСО при коэффициенте охвата к=2 (Р > 0,95): значение оптической плотности ОСО мутности (10 МЕ) составляет 0,46 ± 0,022; значение оптической плотности ОСО мутности (5 МЕ) составляет 0,23 ±0,011. Прослеживаемость аттестованного значения комплекта ОСО мутности обеспечивается к единицам СИ (объем (дм3), длина волны (нм), оптическая плотность) посредством применения поверенных средств измерений (дозаторов, фотометра фотоэлектрического), а также к международным единицам (МЕ) посредством применения МСО ВОЗ (5Л ГОР, 76/522).

Определение общей концентрации микроорганизмов. Для подтверждения правильности установленного нового значения оптической плотности провели оценку концентрации микроорганизмов во взвесях, приготовленных в сравнении с МСО ВОЗ и новыми сериями ОСО мутности (Б-4, 8-5/1) (табл. 4).

Таблица 4. Значение общей концентрации микробных клеток во взвесях кишечной палочки, бруцеллезного, чумного микробов и сибиреязвенной вакцины, приготовленных с использованием новых серий ОСО мутности и МСО ВОЗ

Используемые стандартные образцы Наименование микроорганизма

Е. coli 18 В. abortus 19 В А Y. pestis EV В. anthracis СТИ-1 (споры)

N^S, млрд. м.к./мл ск % Ncp±S, млрд. м.к./мл CV, % /VcpiS, млрд. м.к./мл CK % Ncp±S, млрд. м.к./мл ск %

ОСО мутности 0,90 ±0,21 23 1,76 ±0,18 13 0,92 ±0,13 14 0,12 ±0,03 28

МСО ВОЗ 0,91 ±0,19 18 1,74 ±0,17 12 0,90 ±0,11 12 0,11 ±0,04 33

Оценка статистической достоверности различий при доверительной вероятности Р > 0,95

Значение ¿-критерия Стьюдента ¿эксп ¿табл ¿эксп ¿табл ¿эксп ¿табл ¿эксп ¿габл

0,1 3,18 0,23 2,12 0,34 2,12 0,54 2,12

Примечание: и hавл - значения /-критерия Стьюдента, рассчитанные по экспериментальным данным и табличное соответственно, для числа степеней свободы: v=3 - для Е. coli 18, v=16 - для В. abortus 19 ВА, У. pestis EV, В. anthracis СТИ-1.

Из приведенных в таблице 4 данных следует, что значения ¿-критерия Стью-дента, рассчитанные по экспериментальным данным, не превышают табличные. Следовательно, различие значений общей концентрации микробных клеток для всех исследуемых микроорганизмов, приготовленных в сравнении с ОСО мутности (серии Б-4, 8-5/1) и МСО ВОЗ, статистически незначимо. Это подтверждает тот факт, что мутность новых серий ОСО, соответствует мутности МСО ВОЗ, и значение оптической плотности, установленное в результате метрологической ат-

тестации, обеспечивает стандартизацию бактериальных взвесей визуальным методом в соответствии с нормативной документацией.

Провели оценку общей концентрации микробных клеток для взвесей микроорганизмов, доведенных до 10 МЕ по ОСО мутности, изготовленного по новой технологии, в сравнении с теоретически рассчитанными нами значениями концентрации клеток, в зависимости от их размера и оптической плотности взвеси. Результаты приведены в таблице 5.

Таблица 5. Значение общей концентрации микроорганизмов, соответствующей 10 МЕ по ОСО мутности

Микроорганизм Число измерений Значение общей концентрации, млрд. м.к./мл

по инструкции применения ОСО мутности Сэксп±25 Диапазон Сэксп Диапазон Срасч

Е. coli 4 0,93 0,91 ±0,40 0,51 - 1,31 0,55 - 1,32

В. abortus 18 1,7 1,75 ±0,36 1,39-2,11 0,88 -1,98

В. anthracis (споры) 18 - 0,11 ±0,06 0,05-0,17 0,11-0,33

Y. pestis 18 - 0,95 ± 0,24 0,71 -1,19 0,55-1,65

Примечание: С,«сп-значение концентрации по результатам подсчета в камере Горяева; Срасч - значение концентрации, рассчитанное в зависимости от размера микробных клеток; «-» - информация в тексте документа отсутствует.

Таким образом, экспериментально установлены значения общей концентрации микроорганизмов во взвесях, приготовленных в сравнении с ОСО мутности, изготовленным по оптимизированной технологии (сер. 5-4, 8-5/1). Полученные значения, соответствуют теоретически рассчитанным Срасч (за исключением спор), а также приведенным в инструкции по применению ОСО мутности. Оценка количества жизнеспособных клеток подтвердила полученные результаты.

Оценка неопределенности и установление прослеживаемости результатов испытаний биологических стандартных образцов для оценки качества иммунобиологических лекарственных препаратов

Проведение аттестации ОСО мутности в соответствии с современными метрологическими требованиями позволило разработать методические документы по процедуре аттестации СО ИЛП, учитывающие рекомендации документов системы ГСИ и особенности оценки неопределенности биологических стандартных образцов.

В качестве материала кандидата в СО ИЛП используют, как правило, готовую серию препарата с установленным сроком годности, поэтому составляющую не-

17

определенности от нестабильности для биологических стандартных образцов можно исключить. Неопределенность исьаг от способа установления аттестованного значения, является определяющей, поскольку для биологических методов испытаний значение стандартного отклонения может достигать 50 %.

Составляющую неопределенности от неоднородности щ для лиофилизирован-ных препаратов можно оценить по показателю точность розлива, определяя массу сухого вещества в ампуле, который косвенно отражает разброс содержания действующего вещества в ампуле. Анализ требований нормативной документации к выпускаемым препаратам показал, что относительное стандартное отклонение этого показателя, как правило, составляет не более 2 % и не вносит значительный вклад при оценке неопределенности. Таким образом, вклад неопределенности от неоднородности щ значительно меньше, чем вклад неопределенности исиаг, что позволяет ее не учитывать. В случае нормальности закона распределения результатов испытаний биологической активности СО ИЛП для расчета расширенной неопределенности для доверительной вероятности Р> 0,95 значение коэффициента охвата к следует принять равным 2 (РМГ 93-2009).

Учитывая вышеизложенное, оценку интервала значений расширенной неопределенности ({/), которые могут быть приписаны аттестуемой характеристике при аттестации СО ИЛП, следует рассчитывать по формуле: 11=25, где 5 - стандартное отклонение результатов испытаний по установлению значений аттестуемой характеристики СО ИЛП в условиях воспроизводимости (промежуточной прецизионности) для лабораторий, аккредитованных по ГОСТ Р ИСО 17025 (Р.А. Волкова, 2009).

Изучение биологической активности отраслевого стандартного образца активности лейкоцитарного интерферона альфа типа

Аттестуемой характеристикой ОСО ИФН-а является специфическая активность, т.к. его назначение — оценка и выражение в международных единицах (МЕ) специфической (противовирусной) активности препаратов лейкоцитарного интерферона. Провели межлабораторную аттестацию кандидата в ОСО ИФН-а (3 оператора), получили 29 независимых результатов в условиях воспроизводимости.

Среднее значение специфической активности исследуемых образцов составило 9800 МЕ/мл. Стандартное отклонение - 1900 МЕ/мл. Относительное значение стандартной неопределенности от способа установления значения специфической активности, рассчитанной как два стандартных отклонения (3800 МЕ/мл), соста-

вило 40 %. Значение коэффициента вариации для показателя «Масса сухого вещества в ампуле», характеризующего неопределенность от неоднородности содержания интерферона в ампуле, составило 1,1 % и не внесло значительного вклада в расширенную неопределенность.

Таким образом, значение специфической активности ОСО, установленное с использованием МСО ВОЗ, принадлежит интервалу значений от 6000 МЕ/мл до 13600 МЕ/мл при доверительной вероятности Р > 0,95. Прослеживаемость аттестованного значения ОСО ИФН-а к единицам СИ (объем (дм3)) обеспечена посредством применения поверенных средств измерений (дозаторов), а также к условным международным единицам (ME) — применением МСО ВОЗ.

ВЫВОДЫ

1. Оптимизация технологии производства отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей (ОСО 42-28-85/86-2011) путем добавления мертиолята на начальном этапе шуттелирования позволила исключить стадию автоклавирования без ухудшения микробиологической чистоты материала ОСО мутности. Установлена возможность использования стекла торговых марок Pyrex®, Symax®, Duran® для производства ОСО мутности. Результаты оценки истираемости стекла определили минимально необходимое время шуттелирования (15 сут), что привело к уменьшению продолжительности изготовления комплекта ОСО мутности с 35 до 20 суток и сокращению экономических затрат на 12 %. Экономический эффект при изготовлении одного комплекта ОСО мутности, приготовленного по оптимизированной технологии, равен 475 руб., что в пересчете на общее количество производимых в течение года комплектов составляет около 430 000 руб. (в ценах 2014 г).

2. Применение метода Култера и счетчика частиц Multisizer™ 3 позволило ввести дополнительный метод стандартизации материала ОСО мутности и получать взвеси с определенным средним размером частиц стекла (0,5-3,5 мкм), содержание которых составляет не менее 95 %. С помощью комплекса используемых методов контроля экспериментально подтверждена воспроизводимость оптимизированной технологии.

3. Значение аттестованной характеристики ОСО мутности, приготовленного по усовершенствованной технологии и с использованием МСО мутности ВОЗ (5th IRP, 76/522), рассчитанное в соответствии с разработанными методическими

документами как среднее арифметическое значение оптической плотности плюс (минус) неопределенность, составило для экземпляра 10 ME: 0,46 ± 0,022; для экземпляра 5 ME: 0,23 ± 0,011 при коэффициенте охвата к = 2(Р> 0,95).

4. Оценка общей концентрации микробных клеток (Е. coli, В. abortus, В. anthracis, У. pestis) во взвесях, приготовленных с использованием произведенного по оптимизированной технологии ОСО мутности, показало его соответствие МСО мутности ВОЗ (5th IRP, 76/522). Полученные результаты подтвердили правильность установленного значения аттестованной характеристики ОСО мутности.

5. Значение аттестованной характеристики отраслевого стандартного образца активности лейкоцитарного интерферона альфа типа (ОСО 42-28-90-2013), установленное с применением МСО ВОЗ (Interferon alpha Human, 94/784) и рассчитанное в соответствии с разработанными методическими документами как среднее арифметическое значение плюс (минус) неопределенность, составило 9800 ± 3800 ME/мл при коэффициенте охвата к = 2(Р> 0,95).

6. Применение разработанных методических документов по проведению испытаний СО для оценки качества ИЛП, позволяет определять значения аттестуемых характеристик с учетом оценки неопределенности и установления прослеживаемости результатов испытаний.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Внедрена в практику оптимизированная технология производства, обеспечивающая серийный выпуск ОСО мутности, разработана и утверждена нормативная документация.

Серии ОСО мутности, приготовленные по оптимизированной технологии и из новой марки стекла, использовали для определения значения показателя «специфическая активность», оценивая общую концентрацию микробных клеток, в ФГБУ «НПО «Микроген» Минздрава России при производстве и контроле качества 17 наименований препаратов (акт от 12.08.2014), ФКУЗ «Ставропольский противочумный институт» Роспотребнадзора при выходном контроле препарата «Вакцина чумная живая» (акт от 15.08.2014). В ГИСК им. Л.А.Тарасевича и НЦЭСМП с 2011 по 2014 гг ОСО мутности применялся при проведении сертификационного контроля, а также в рамках проведения экспертизы качества лекарственных препаратов по заданиям Минздрава России.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ

Научные выводы, сформулированные по результатам выполнения диссертационной работы, рекомендовано использовать при разработке и аттестации стандартных образцов для оценки значений показателей качества ИЛП как при разработке стандартных образцов предприятия на биотехнологических производствах, так и отраслевых (фармакопейных) стандартных образцов ИЛП в уполномоченных организациях, что обеспечивает объективную основу оценки качества, безопасности и эффективности иммунобиологических лекарственных препаратов для человека и животных.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

а) публикации в научных журналах, рекомендованных ВАК:

1. Опыт Государственного научно-исследовательского института стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов им. Л.А.Тарасевича по разработке и аттестации стандартных образцов медицинских иммунобиологических препаратов / P.A. Волкова, О.В. Фадейкина, И.В. Борисевич, A.A. Мов-сесянц // Стандартные образцы. - 2011. - № 4. - С. 17-21.

2. Стандартные образцы как элемент обеспечения качества лекарственных средств / P.A. Волкова, О.В. Фадейкина, И.В. Борисевич // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета (приложение). - Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2012. - С. 9-10.

3. Оценка состояния проблемы аттестации и применения отраслевых стандартных образцов медицинских иммунобиологических препаратов / P.A. Волкова, О.В. Фадейкина, И.В. Борисевич и др.// Стандартные образцы. -2013. — №3. — С. 58-61.

4. Применение метода электрочувствительной зоны для нормирования стандартного образца мутности бактериальных взвесей / О.В. Фадейкина, P.A. Волкова, А.Н. Миронов и др. // Биотехнология. - 2014. -№ 3. - С. 83-91.

5. Аттестация стандартного образца мутности бактерийных взвесей / О.В. Фадейкина // Стандартные образцы. - 2014. - № 2. - С.41-47.

б) публикации в других рецензируемых изданиях:

6. Стандартные образцы как средство метрологического обеспечения аналитических методов контроля медицинских иммунобиологических препаратов (МИБП) / И.В. Борисевич, В.Г. Петухов, P.A. Волкова, О.Б. Устинникова, О.В. Фадейкина, В.И. Малкова// Научно-практический журнал «Биопрепараты.

Профилактика. Диагностика. Лечение». - 2010. - № 4 (40). - С. 8-10.

7. Проблемы аттестации отраслевых стандартных образцов для контроля качества иммунобиологических лекарственных препаратов / В.П. Бондарев, И.В. Борисевич, P.A. Волкова, О.В. Фадейкина // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения, - 2013. - № 2. - С. 28-32.

8. Стандартные образцы иммунобиологических лекарственных препаратов как объекты интеллектуальной собственности / М.В. Супотницкий, А.Н.Миронов, A.A. Елапов, О.В. Фадейкина // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. - 2013. - № 3. - С. 36-39.

9. Аттестация отраслевого стандартного образца активности лейкоцитарного интерферона альфа типа / Л.А. Гайдерова, Т.Н. Никитина, О.В. Фадейкина и др.// Научно-практический журнал «Биопрепараты. Профилактика. Диагностика. Лечение». - 2014. - № 2 (50). - С. 31-36.

в) публикации в материалах конференций:

10. Отраслевые стандартные образцы мутности в системе обеспечения качества производства МИБП / О.В. Фадейкина, P.A. Волкова, В.Г. Петухов // Вакци-нология 2010. Сб. тезисов Четвертой конф. с межд. участием. - М.: 2010. - С. 114.

11. Отраслевые стандартные образцы мутности для стандартизации бактерийных взвесей / О.В. Фадейкина, P.A. Волкова, И.В. Борисевич // Стандартные образцы в измерениях и технологиях: сб. трудов Ш Всерос. науч.-техн. конф. с меж-дунар. участием. - Екатеринбург: ФГУП «УНИИМ», 2011. - С. 161.

12. Стандартные образцы для контроля качества медицинских иммунобиологических препаратов / P.A. Волкова, О.В. Фадейкина, И.В. Борисевич // Стандартные образцы в измерениях и технологиях: сб. трудов III Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Екатеринбург: ФГУП «УНИИМ», 2011. - С. 51.

13. Необходимость разработки стандартных образцов для обеспечения качества препаратов системы цитокинов / Т.Н. Никитина, Л.А. Гайдерова, О.В. Фадейкина // Стандартные образцы в измерениях и технологиях: сб. трудов I Межд. научн. конф. Ч. 1. - Екатеринбург: ФГУП «УНИИМ», 2013.- С. 115-117.

14. Оценка неопределенности аттестованной характеристики стандартного образца мутности бактерийных взвесей / О.В. Фадейкина, P.A. Волкова, И.В. Борисевич // Стандартные образцы в измерениях и технологиях: сб. трудов I Межд. научн. конф. Ч. Г. - Екатеринбург: ФГУП «УНИИМ», 2013. - С. 79-80.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ГИСК им JI.A. Тарасевича - Государственный научно-исследовательский институт стандартизации и контроля медицинских биологических препаратов имени JI.A. Тарасевича ГОСТ - Государственный стандарт

ГСИ - Государственная система обеспечения единства измерений ГССО - Государственная служба стандартных образцов ГФ РФ - Государственная фармакопея Российской Федерации ИЛП - иммунобиологические лекарственные препараты

ИСО (ISO, International Organization for Standardization) - Международная организация по стандартизации

ИФН-а - интерферон лейкоцитарный человеческий а-типа

МСО ВОЗ - международный стандартный образец Всемирной организации здравоохранения

НЦЭСМП - Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации ОСО - отраслевой стандартный образец "

ОСО мутности - отраслевой стандартный образец мутности бактериальных взвесей СО - стандартный образец

СО ИЛП - стандартные образцы для оценки качества иммунобиологических лекарственных препаратов Р - рекомендации по метрологии

РМГ - рекомендации по метрологии межгосударственные

ФГБОУ ВПО МГАВМиБ - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» ФЗ - федеральный закон

IRP (INTERNATIONAL REFERENCE PREP ARATION OF OPACITY)-международный стандартный образец мутности

Подписано в печать: 28.12.2014 Усл. п. л. 1,0. Тираж: 100 экз. Заказ № 1335 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77www.reglet.ru