基于产品技术要求的PCR类检测试剂的质量控制

基于产品技术要求的PCR类检测试剂的质量控制

作者：梁春滢

来源：《医学信息》2016年第23期

摘要：结合PCR类检测试剂产品工艺特点、产品技术要求及《体外诊断试剂注册管理办法》等现行法规的要求，分析PCR类检测试剂生产过程中的生产环境、原材料质量要求、工艺用水及产品性能检测等方面的关键控制点，为该类体外诊断试剂在生产质量管理和产品注册方面提供一定的技术参考。

关键词：PCR类检测试剂；产品技术要求；质量控制

Abstract：Combining with the characteristics of PCR Detection Reagents， product technology requirement and the current regulations requirements such as measures for the administration of IVD registration， the article analysis the critical control points about environmental requirements、raw materials quality、process water and testing methods in manufacture process of PCR detection reagents，so as to to provide certain technical reference for its product quality management in manufacture process and product registration.

Key words：PCR detection reagents；Product technical requirements； Quality control PCR类检测试剂是指运用PCR检测技术，在体外对人体血液等样本中提取的DNA或RNA进行检测分析的产品。目前PCR类检测试剂常基于原位杂交法、荧光定量PCR法、反向点杂交法等技术在体外实现病原体的检测、特定疾病诊断及基因多态性的分析等临床用途。PCR类检测试剂目前按照三类体外诊断试剂管理，自新版《医疗器械质量监督管理条例》于2014年6月1日实施以后，法规对体外诊断试剂注册申报资料提出了更高要求。其中《体外诊断试剂注册管理办法》中提出第三类体外诊断试剂产品技术要求具体内容等的要求。本文则基于体外诊断试剂的产品技术要求，总结与分析PCR类检测试剂生产过程的质量控制。 1 生产工艺及操作环境控制

PCR类检测试剂一般由PCR反应液、核酸提取液、酶液等部分组成，常配带阴性、阳性参考物或对照品。基于探针杂交法的试剂还包括固相载体（如尼龙膜、NC膜、微孔板等）。该类试剂的生产工艺因结合技术不同而有差异性，但大致可以总结为：配液、分装、中间品检测、成品包装及成品检测，探针杂交法前期会涉及探针的构建、质粒抽提、纯化等，每一工艺环节应按照经验证符合要求的参数进行控制，需与已经核定的产品技术要求中附录的工艺研究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

保持一致。如配液需注意PH值、浓度、澄明度、无固体不溶物等，分装则对装量差、均一性等进行控制。

基于新法规《医疗器械生产质量管理规范附录体外诊断试剂》的要求，该类试剂的配制、分装应在十万级洁净车间内完成。而阴、阳性对照品等涉及血源性或质粒的抽提、纯化、稀释、配制及分装过程应当在至少万级洁净环境下进行，与相邻区域保持相对负压，并符合防护规定。为避免扩增过程产生的气溶胶造成交叉污染，生产与检验区应在各自独立的建筑中或空间中进行。另外，结合产品本身质量要求应当对环境进行特殊控制，如涉及荧光杂交法中探针上的荧光基团见强光容易发生淬火，故在涉及探针杂交、杂交后洗涤等处理过程需在避光环境下操作。

试剂反应体系的易污染性决定了实验室检测区域应严格划分和合理分布走向。进入各个工作区域的人员及物品必须严格遵循单一从上游操作区到下游区的原则，即只能从样本处理区、目的基因提取区、扩增区至产物分析区，但若采用的检测设备能实现扩增分析自动化全过程，可以根据实际情况合并最后两区域。PCR类检测试剂的实验区具体可参照《临床扩增分析实验室设置》的要求进行设置。操作人员需严格按照规定佩带手套及穿工作服，避免裸手操作造成核酸污染。移液抢等配制器具应定期用10%次氯酸钠消毒或经高压灭菌处理，操作台应开启紫外线照射消毒等。 2原材料控制

《体外诊断试剂注册管理办法》中提出第三类体外诊断试剂产品技术要求中应当以附录形式明确主要原材料。因此，企业在PCR类检测试剂研发试制过程就应明确原材料的来源、质量级别、安全性特性及检测方法等信息，并按实际原材料及反应体系的研究情况输出技术要求。原材料的控制分两种情况：①原材料外购时，企业应制定符合要求的供应商评审和采购控制程序，要求供方提供原材料的质量标准及出厂检测报告，必要时企业需对关键原材料的主要性能指标进行验证或功能性实验，保留相应验证及检测报告。外购参考品、标准品时还需供应商提供溯源情况。对供方的管理可参照《医疗器械生产企业供应商审核指南》（国家食品药品监督管理总局通告2015年第1号）。②原材料为企业自备时，需严格按照验证后稳定的工艺进行控制，符合质量要求才能放行转入生产环节。

PCR类检测试剂主要原材料包括dNTP、引物、探针、酶系、缓冲液、阳离子等。根据具体原材料的特性不同应分别制定质量标准。如dNTP、引物、探针等需满足色谱纯级别、分子量达到规定值，引物、探针需明确其核酸序列。生产企业内部应以自测或供应商提供的HLPC分析图谱、分子量报告等作为原料验证性资料。目前引物一般通过化学方法合成，其设计过程应考虑避免形成二聚体、发夹结构及错配等导致非特异性扩增条带。上述原材料的保存应无DNase（脱氧核糖核酸酶）及RNase（核糖核酸酶）污染，并应在-20℃低温下保存避免高温分解以影响PCR反应过程。酶系则需具备相应酶活性及效价，并需经过自行验证，应在-20℃低温下保存。其他普通试剂（如缓冲液、阳离子溶液）需满足分析纯级别，室温保存。所有原材

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

料应按照状态、用途及存储要求分类管理及存放，标明品名、生产日期（配制日期）及失效日期，防止混用误用。 3工艺用水管理

工艺用水在试剂反应体系中充当重要角色。可以归纳两种用途，一是作为试剂组成部分参与配制工作，二是作为介质参与环境控制、容器具及衣物的清洗。若工艺用水作为试剂反应体系的组成部分，也应在技术要求中以原料形式明确工艺用水质量级别及要求。

工艺用水的质量标准应结合产品特性及工艺要求制定。PCR类检测试剂的检测容易受细菌、核酸、离子及有机物污染干扰，故在试剂配制生产及检测过程使用经过严格控制离子浓度、酶污染、避免核酸污染及低有机物的高纯水。比如试剂缓冲液等配制用水、分装与移液器具的末道清洗应用符合分子生物学使用标准的去离子水或灭菌超纯水，避免带入污染。而涉及RNA的试验用水需无RNase、DNase和Proteinase污染的水，可使用DEPC（焦碳酸二乙酯）来处理（即DEPC加入去离子水中溶解而得，配成浓度为0.1%，最后经高温高压除去DEPC）。企业应根据产品特性、试剂反应体系、选用的制水设备和相应检测技术制定工艺用水标准、用量、种类、存放环境及期限，相关参数可通过试制、监测等过程进行验证。作为参与十万级洁净度要求的环境控制及洁净服清洗的工艺用水则应符合纯化水的要求，该水质检测要求应参照中国药典中纯化水的质量要求。体外诊断试剂工艺用水质量指标可参照标准《YY/T 1244-2014体外诊断试剂用纯化水》的要求。由于PCR类检测试剂的特殊性，企业应在参照行业标准及药典基础上制定符合本产品质量要求的工艺用水控制文件。

纯化水的制备目前多采用二级反渗透制水系统，超纯水则通常以纯化水为原水，再进一步过滤制备而得。水制备系统要经过一定的周期验证及确认，并在日常生产过程按照经验证过的质量要求及规程进行水质监测。企业产品工艺用水的管理建议参照《医疗器械工艺用水质量管理指南》（国家食品药品监督管理总局总局通告2016年14号）。 4质量控制与保证

4.1 性能检测 性能指标及其相应的检验方法作为技术要求最核心的部分，应对制定的指标内容进行严格验证及确保与法规、相关标准的符合性。该试剂生产过程的质量控制可通过半成品或成品来检测内部参考品或国家参考品的方式来评价性能指标的符合性。若企业采用内部参考品，则应明确参考品的选择（可以是质粒、临床样本、假病毒等）、制备工艺的稳定性及其定值过程等。内部参考品如制成冻干粉的，建议符合生物制品中的质量要求，如水分含量 性能检测项目通常包括：线性范围、准确度、精密度、特异性、检测限等。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

4.1.1 线性范围 按照相关产品行标要求，线性范围内相关系数绝对值一般要求大于0.98。一般选取接近线性范围上限的高值样本按照一定比例稀释为多个浓度进行检测，最好涵盖上下限值。

4.1.2准确度 评价产品的准确度需要在分析性能评估阶段中通过方法学的对比、回收试验、偏差分析等进行研究。对于定性产品，应对阴阳性参考品进行检测，符合率应为100%；对于定量产品，对国家标准品或参考品进行检测，绝对偏差或回收率应符合相关行标要求值。 4.1.3批内精密度 检测批内精密度应使用同一批试剂对底中高浓度值的重复性参考品进行重复检测，其变异系数应符合行标规定。对于定性产品而言，应对阀值循环数Ct值的变异系数进行评估，定量产品则为检测重复性参考品的浓度值的变异系数。

4.1.4批间精密度 检测批间精密度应使用不同批次试剂对底中高浓度值的重复性参考品进行重复检测，其变异系数应符合行标规定。

4.1.5特异性 分析产品的特异性在性能评估中需考虑内源性干扰物质、样本的添加剂及容易发生交叉反应物质的影响。特异性参考品通常选用与被测物类似、感染部位相同，表型类似等易产生交叉反应的物质的阴性参考品组成。检测的结果应满足阴性100%的符合率。 4.1.6 检测限 一般使用国际参考品/国家参考品或企业参考品进行一定倍数梯度稀释，对同一浓度应进行多次检测，将具有95%阳性检出率的水平作为检测限，最终应对声称的检测限附近值进行多次验证。

4.2排除干扰体系 该试剂质控过程还应考虑干扰体系的存在，往往需要采用质控品进行平行试验来进行质量控制。为防止试剂实际使用过程中出现假阴性，部分产品带有内标组分，内标组分通常选择质粒菌或假病毒，更好在使用过程对样本核酸提取、扩增等步骤的假阴性过程进行监控。而在实际生产过程，企业需不断进行内部的质控，质控品可分为阳性质控及阴性质控。阳性质控可以排除因抑制因子、靶核酸降解等因素造成假阴性结果，故除了阳性质控品应与待测样本的靶核酸性质（同为DNA或RNA）一致外，还应考虑基质效应，使用与患者标本相同的主反应混合液。而阴性质控品用以对可能存在的交叉污染、实验操作人为误差等造成的假阳性结果的质控。此外，为降低污染一般在扩增过程加入尿嘧啶DNA糖基化酶（UDG），原料用dUTP代替dTTP，可以降低交叉污染的PCR产物。

为提高结果的准确性，选用血液样本时应排除规定值外的干扰物质（如高浓度胆红素、血脂等）和影响提取核酸效率的物质，该规定值应为经过抗干扰性评估得出的结果。

4.3稳定性试验和留样 评价产品的有效性及监测产品质量情况，还应对产品的稳定性进行研究和留样观察。稳定性项目一般包括有效期稳定性、实际存储条件下的开瓶稳定性、试剂冻

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

融次数稳定性及产品运输稳定性研究等，其中效期稳定性研究应至少对三批试剂进行试验并保留结果。

产品留样应根据产品特性和保存期限建立留样观察制度，制定留样复验项目周期及设置专门的留样室。留样数量应满足产品技术要求中全项目检测的用量。一般留样观察可分为一季度、半年或一年的观察记录，周期较短内可仅对外观、产品状态、澄明度（如液体）、包装标签完整性等进行记录，一年内至少应对不同批次产品进行全性能复验并记录，必要时对检测记录进行趋势分析从而评价产品质量稳定性。 5结论

基于产品技术要求和产品特性，PCR类检测试剂的质量保证应而不局限于上述几个环节得到控制。为确保产品的安全有效性，注册申请人应从产品风险角度及工艺特性，不断探究质量控制环节和完善生产过程质量的标准来提高质量管理水平。 参考文献：

[1]体外诊断试剂注册管理办法[Z].国家食品药品监督管理总局第5号令，2014. [2]王廷华.PCR理论与技术[M].第二版.北京：科学出版社，2009：3-34.

[3]医疗器械生产质量管理规范附录体外诊断试剂[Z].国家食品药品监督管理总局第103号令，2015.

[4]郭准，毛省侠.体外诊断试剂工艺用水质量控制的必要性和方法分析[J].中国药业，2013，22（22）：5-6.

[5]国家食品药品监督管理总局.YY/T1244-2014，体外诊断试剂用纯化水[S].2014. [6]核酸扩增法检测试剂注册技术审查指导原则[Z].食药监办械函[2013]3号，2013. [7]国家食品药品监督管理总局.YY/T 1182-2010，核酸扩增检测用试剂（盒）[S].2010.编辑/孙杰