GMP衛生管理與微生物衛生學知識

第一章

微生物概述一.什么是微生物微生物是一類肉眼不能直接看見，必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大幾百倍、幾千倍甚至幾萬倍才能觀察到的微小生物的總稱。微生物具有形體微小、結構簡單；繁殖迅速、容易變異；種類繁多、分布廣泛等特點。

二.微生物的分類：根據微生物有無細胞基本結構、分化程度、化學組成等特點，可分為三大類。1.非細胞型微生物

無細胞結構，無產生能量的酶系統，由單一核酸（DNA/RNA）和蛋白質衣殼組成，必須在活細胞內增殖。病毒屬于此類微生物。2.原核細胞型微生物

細胞核分化程度低，只有DNA盤繞而成的擬核，無核仁和核膜。這類微生物包括細菌、衣原體、支原體、立克次體、螺旋體和放線菌。3.真核細胞型微生物

細胞核的分化程度高，有核膜、核仁和染色體，能進行有絲分裂。如真菌、藻類等。三.微生物的作用及危害1.微生物的作用絕大多數微生物對人和動物是有益的，已廣泛應用于農業、食品、醫藥、釀造、化工、制革、石油等行業，發揮了越來越重要的作用。例如與我們日常生活密切相關的如酸奶、酒類、抗生素、疫苗等。2.微生物的危害微生物中也有一部分能引起人及動、植物發生病害，這些具有致病性的微生物，稱為病原微生物。如人類的許多傳染病（感冒、傷寒、痢疾、結核、脊髄灰質炎、病毒性肝炎等），均是由病原微生物引起的。

從藥品生產的衛生學而言，微生物對藥品的原料、生產環境和成品的污染是造成生產失敗、成品不合格的重要因素。第二章

微生物的類群和形態結構一.細菌細菌是一類細胞細而短、結構簡單、細胞壁堅韌，以二分裂方式無性繁殖的原核微生物，分布廣泛。1.細菌的形態與結構

觀察細菌最常用的儀器是光學顯微鏡，其大小可以用測微尺在顯微鏡下測量，一般以微米為單位。細菌按其形態不同，主要分為球菌、桿菌和螺形菌三類。

（1）球菌

多數球菌直徑在1微米左右，外觀呈球形或近似球形。由于繁殖時分裂平面不同可形成不同的排列方式，分為雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌等。（2）桿菌

形態多數呈直桿狀，也有的菌體稍彎，多數呈分散存在，也有的呈鏈狀排列，分為棒狀桿菌、鏈狀桿菌、球桿菌等。

（3）螺形菌

菌體彎曲，呈弧形或螺旋形。如幽門螺桿菌。

細菌雖小，仍具有一定的細胞結構和功能。細胞壁、細胞膜、細胞質和核質等。2.細菌的繁殖

二分裂繁殖是細菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長菌體，染色體復制為二，然后垂直于長軸分裂，細胞赤道附近的細胞質膜凹陷生長，直至形成橫隔膜，同時形成橫隔壁，這樣便產生兩個子細胞。

細菌生長速度很快，一般約20min分裂一次。若按此速度計算，細菌群體將龐大到難以想象的程度。但事實上由于細菌繁殖中營養物質的逐漸消耗，有害代謝產物的逐漸積累，細菌不可能始終保持高速度的無限繁殖。經過一段時間后，細菌繁殖速度逐漸減慢，死亡菌數增多，活菌增長率隨之下降并趨于停滯。3.細菌的菌落單個或少數細菌細胞生長繁殖后，會形成以母細胞為中心的一堆肉眼可見、有一定形態構造的子細胞集團，這就是菌落。細菌菌落常表現為濕潤、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。二.真菌真菌是一類有細胞壁，無葉綠素，以寄生或腐生方式生存，少數為單細胞，多數為多細胞，能進行無性或有性繁殖的一類真核細胞型微生物。真菌包括單細胞與多細胞兩類。單細胞真菌呈圓形或卵圓形，稱為酵母菌；多細胞真菌由菌絲和孢子組成，并交織成團，稱絲狀菌或霉菌。真菌生長的最適的溫度為22～28℃，最適的pH值為4～6。其繁殖能力強，但生長速度比細菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌對熱的抵抗力不強，一般加熱60~70℃1小時即被殺死，但對干燥、日光、紫外線和一些化學消毒劑有抵抗力，但對2.5％碘酒、10％甲醛則較敏感。1.霉菌霉菌是絲狀真菌的俗稱，意即"發霉的真菌"，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產生大型的子實體。（1）霉菌的形態、大小和結構構成霉菌營養體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3-10微米，比細菌的細胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長并產生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。（2）霉菌的繁殖霉菌有著極強的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。在自然界中，霉菌主要依靠產生形形色色的孢子進行繁殖。孢子有點像植物的種子，不過數量特別多，特別小。霉菌的孢子具有小、輕、干、多，以及形態色澤各異、休眠期長和抗逆性強等特點，每個個體所產生的孢子數，經常是成千上萬的，有時竟達幾百億、幾千億甚至更多。這些特點有助于霉菌在自然界中隨處散播和繁殖。對人類的實踐來說，孢子的這些特點有利于接種、擴大培養、菌種選育、保藏和鑒定等工作，對人類的不利之處則是易于造成污染、霉變和易于傳播動植物的霉菌病害。（3）霉菌的菌落由于霉菌的菌絲較粗而長，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒有局限性。菌落質地一般比較疏松，外觀干燥，不透明，呈現或緊或松的蛛網狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與附著物的連接緊密，不易挑取；菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。2.酵母菌酵母菌在自然界中分布很廣，尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環境中生長，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果園土壤中最為常見。（1）酵母菌的形態、大小和結構酵母菌是單細胞真核微生物。酵母菌細胞的形態通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節形等。比細菌的單細胞個體要大得多，一般為1-5微米×5-30微米。酵母菌具有典型的真核細胞結構,有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質、液泡、線粒體等。（2）酵母菌的繁殖酵母菌有多種繁殖方式，包括無性繁殖和有性繁殖。有人把只進行無性繁殖的酵母菌稱作"假酵母"，而把進行有性繁殖的酵母菌稱作"真酵母"。（3）酵母菌的菌落大多數酵母菌的菌落特征與細菌相似，但比細菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤、粘稠，容易挑起，菌落質地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數為紅色，個別為黑色。三.病毒病毒屬非細胞型微生物，在自然界分布非常廣泛，可在人、動物、植物、真菌和細菌中寄居并引起感染。病毒是體積最小、結構最簡單的微生物，它僅有一種核酸（DNA或RNA）作其遺傳物質。病毒必須在宿主活細胞內寄生，依靠細胞提供的能量、營養物質及生物大分子合成機制，完成病毒的復制過程。病毒與人類的關系極為密切，人類的傳染病約75％是由病毒引起的。有些病毒傳染性強，可引起世界大流行（如流感、艾滋病等）。1.病毒的大小、形態和結構

病毒體積微小，大多數病毒只有采用電子顯微鏡將其放大數千、數萬倍才能看見。病毒的形態不一，基本可歸納為三種：桿狀、球狀和這兩種形態結合的復合型。病毒沒有細胞構造，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質，在宿主細胞協助下，通過核酸的復制和核酸蛋白裝配的形式進行增殖。病毒的結構通常有螺旋對稱型、20面體立體對稱型和復合對稱型。2.病毒的增殖病毒只有在宿主的活細胞里才能進行增殖。病毒的增殖不是二分裂方式，而是以其基因組為模板，藉DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其它必要因素，經過復雜的生化合成過程，復制出病毒的基因組。此時宿主細胞的生化合成受到抑制，病毒基因則經過轉錄、翻譯等過程，產生大量病毒蛋白質，再經過裝配，最終釋放出子代病毒。病毒這種以核酸分子為模板進行增殖的方式稱為自我復制。

3.理化因素對病毒的影響（1）物理因素①溫度多數病毒耐冷不耐熱。在干冰溫度（-70℃）和液氮溫度（-196℃）下，病毒感染性可保持數月甚至數年。在50～60℃30分鐘，100℃幾秒鐘即可滅活。②pH多數病毒在pH5~9范圍內穩定，強酸或強堿條件下可被滅活。③射線X射線、γ射線和紫外線都能滅活病毒。（2）化學因素主要有化學消毒劑、抗生素及中草藥等。除強酸、強堿消毒劑外，酚類、氧化劑、鹵素類、醇類等對病毒均有滅活作用。例如2003年非典時期，大家都用84、過氧乙酸等來消毒，84的主要成分就是次氯酸鈉，就是剛才所說的鹵素類消毒劑，而過氧乙酸的就是冰醋酸和過氧化氫按一定比例混合制成的，屬于強酸加氧化。第三章

微生物的營養一.微生物的營養要求微生物生長繁殖所需的營養物質主要有水、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等。1.水水是各種生物細胞必需的。水是良好的溶劑，微生物的新陳代謝過程中的一切生化反應都離不開水的作用。2.碳源碳源是合成菌體成分的原料，也是微生物獲取能量的主要來源。整體上看來，微生物可以利用的碳源范圍極廣，分為有機碳源和無機碳源兩大類。凡必須利用有機碳源的微生物就是異養微生物，凡能利用無機碳源的微生物就是自養微生物。糖類是最廣泛利用的碳源。3.氮源氮源主要是供給合成菌體結構的原料，很少作為能源利用。與碳源相似，微生物作為一個整體來說，能利用的碳源種類十分廣泛。某些微生物（如固氮菌）能利用空氣中分子態的氮或利用無機氮化物如銨鹽、硝酸鹽合成有機氮化物。4.無機鹽類無機鹽主要可為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素。微生物需要的無機鹽類很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能為構成菌體成分；調節滲透壓；作為某些酶的成分，并能激活酶的活性等。5.生長因子有些微生物雖然供給它適合的碳源氮源和無機鹽類，仍不能生長，還要供給一定量的所謂“生長因子”。其種類很多，主要是B族維生素的化合物等。生長因子可以從酵母浸出液、血液或血清中獲得。二.微生物的營養類型根據微生物對碳源的要求不同，可將其分為自養菌和異養菌兩大營養類型。凡能利用無機碳合成菌體內有機碳化物的，叫自養菌；不能利用無機碳而需要有機碳才能合成菌體內有機碳化物的，為異養菌。根據其生命活動所需能量的來源不同，可分為光能營養菌和化能營養菌。前者是從光線中獲得能量，后者則從化學物質氧化中取得能量。因此，根據微生物所需的碳源和能源不同，可將微生物分為光能自養菌、光能異養菌、化能自養菌、化能異養菌等四類。第四章消毒與滅菌下列術語常用于表示物理或化學方法對微生物的殺滅程度。消毒：殺死物體上病原微生物的方法,并不一定能殺死含細菌的芽胞。消毒所用的試劑稱為消毒劑。滅菌：殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌比消毒要求高，包括殺滅細菌芽孢在內的全部病原微生物和非病原微生物。抑菌：抑制體內或體外細菌的生長繁殖。常用的抑菌劑為各種抗生素，可抑制細菌的繁殖。防腐：防止或抑制體外細菌生長繁殖的方法，細菌一般不死亡。同一種化學藥品在高濃度時為消毒劑，低濃度時常為防腐劑。消毒與滅菌的方法一般可分為物理學方法和化學方法兩大類。一.物理消毒滅菌法用于消毒滅菌的物理因素有熱力、輻射、過濾等。1.熱力滅菌法高溫對細菌具有明顯的致死作用，因此最常用于消毒與滅菌。多數無芽孢的細菌經55～60℃作用30～60分鐘后死亡。經80℃濕熱5～10分鐘可殺死所有細菌繁殖體、真菌和酵母菌。細菌芽孢對高溫有很強的抵抗力，例如炭疽芽孢桿菌的芽孢，耐受5～15分鐘的煮沸，而肉毒梭菌的芽孢則需煮沸3～5小時才死亡。熱力滅菌法分干熱滅菌和濕熱滅菌兩大類，相同溫度下，后者的滅菌效力比前者大。2.輻射滅菌法

（1）紫外線

作用于DNA，使細菌DNA的復制和轉錄受到干擾，導致細菌變異或死亡。常用于室內的空氣消毒。（2）電離輻射

對各種細菌均有致死作用。常用于大量一次性醫用塑料制品的消毒和食品的消毒。（3）微波

是一種波長為1mm～1m的電磁波，可穿透玻璃、塑料薄膜及陶瓷等物質，但不能穿透金屬表面。多用于檢驗室用品、無菌室的用具的消毒。3.濾過除菌法用物理阻留的方法將液體或空氣中的細菌除去,以達到除菌目的。濾菌器含有微細小孔＜0.22微米,只允許液體或氣體通過,而大于孔徑的細菌等顆粒不能通過。適用范圍：血清、毒素、抗生素以及空氣等的除菌。二.化學消毒滅菌法許多化學藥物能影響微生物的化學組成、物理結構和生理活性，從而發揮防腐、消毒及滅菌的作用。潔凈室(區)應定期消毒，使用的消毒劑不得對設備、物料和成品產生污染。消毒劑品種應定期更換，防止產生耐藥菌株。類別作用機制常用種類用途酚類蛋白變性，細胞膜損傷石炭酸地面、器具表面、皮膚消毒醇類蛋白變性乙醇皮膚、體溫計消毒氧化劑氧化、蛋白沉淀高錳酸鉀皮膚、尿道、蔬菜、水果消毒重金屬鹽氧化、蛋白酶變性紅汞、硫柳汞皮膚、粘膜、小創傷消毒氧化劑氧化、蛋白沉淀過氧乙酸、碘酒塑料、玻璃器材、皮膚消毒表面活性劑蛋白變性，細胞膜損傷新潔而滅手術洗手、浸泡手術器械常用消毒劑的種類和用途第五章GMP與微生物一.藥品生產中微生物的生態學分布在藥品生產中，由于受到各種要素（制藥廠房環境的空氣、制藥用水、操作人員、物料、設備等）的影響，都可能導致藥品的微生物污染。因此，GMP對各種要素都提出了防止污染的基本要求。中國藥典微生物限度檢查法規定的檢查項目包括細菌數、霉菌數、酵母菌數和控制菌檢查。1.空氣中的微生物空氣本身并不產生污染，因為空氣不含必要的水分和營養，不是適合微生物生長繁殖的天然環境，但是一般的大氣環境仍含有不少的細菌、霉菌和酵母菌。空氣中的微生物來自灰塵微粒（自然因素如風，人為因素如車），來自人的皮膚與衣服，以及談話、咳嗽、打噴嚏等造成的飛沫。空氣中微生物數量取決于灰塵量和活動狀況，例如，有活躍人群的地方微生物多，不清潔的房間比清潔的房間多，潮濕的地方比干燥的地方多。因此，空氣是侵襲我們產品的污染物的主要媒介。因此保持空氣潔凈是極為重要的。在藥品生產中，減少空氣中微生物數量的方法有多種，常用的有以下3種方法：①空氣潔凈技術采用的過濾方法

過濾是最常用的方法。過濾介質種類很多，例如：纖維素、玻璃棉或人造纖維等。空氣凈化裝置可用于整個房間如無菌操作室，也可只限于操作區域局部如超凈工作臺。②化學消毒方法

采用消毒劑作用于室內空氣和物體表面。③紫外線照射方法

采用紫外線對室內空氣進行照射。2.制藥用水中的微生物在生產過程中，水是應用最廣泛的原料之一。從理論上來講，微生物在純水中是不能生長的。但是，所有的各類水不管怎樣仔細蒸溜或過濾，總會含有一定量的可溶性有機物和鹽類。正是這些可溶性的物質被微生物利用作為它們生長的養料源泉。工藝用水在制藥企業防止污染及作為制藥用水方面至關重要。因為它不僅直接用于產品的生產，而且也用于清洗設備和用于冷卻。藥品微生物污染的關鍵環節在于工藝用水，因為水是微生物生長代謝的一個必要成分。中國藥典收載了純化水和注射用水的質量標準。常用的對水消毒的方法，與空氣消毒的方法一樣，也是化學消毒劑、過濾與紫外線照射3種。①化學消毒劑方法

對水的消毒以化學消毒劑方法較常用，效果也最好。常使用次氯酸鈉或通氯氣。在使用中，應注意到水系統中不能留有消毒不到的“死角”。②膜過濾法適用于水系統的連續循環處理。③紫外線照射法在水系統中應用紫外線照射消毒，適用于需要特殊處理的水（如光學透明度要求高），一般在末端之前。這種方法因處理過的水無臭無味，而優于化學消毒劑方法；因不產生微生物移居濾器的現象，而優于膜濾器。在水系統中，這3種方法綜合應用，設計安裝在適當的位置。3.廠房建筑與設備表面的微生物廠房建筑物的內表面，以及設備表面、容器內外表面等，都可以是微生物寄生存的地方。由于空氣中的濕度，所有表面都包上一層含水的薄膜。這層薄膜由于靜電吸引而飽含塵埃微粒，有很多時候，表面還覆蓋一層油狀物質，此層油膜易受到塵粒污染。表面因塵埃微粒和微生物由空氣傳播的回降而受到污染。

請記住：一個表面看起來很干凈，而實際上已經被千百萬個微生物所污染，除非已經做了正確的消毒滅菌。制藥企業生產車間的廠房，庫房及實