第二节 热 原
一、热原的含义与组成
热原(pyrogen)是指能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。【考点,(※)】它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原 等。大多数细菌都能产生热原,致热能力最强的是革兰阴性杆菌,霉菌甚至病毒也能产生热原。
微生物代谢产物中内毒素是产生热原反应的最主要致热物质【考点,(※)】。内毒素(endotoxin)是由磷脂、脂多糖和蛋白质所组成的复合物,存在于细菌的细胞膜与固体膜之间,其中脂多糖是内毒素的主要成分,具有特别强的致热活性。不同的菌种脂多糖的化学组成也有差异,一般脂多糖的分子量越大其致热作用也越强。
含有热原的注射剂,特别是输液剂注入人体时,有30~90min的潜伏期,然后,就会出现发冷、寒战、体温升高、身痛、发汗、恶心呕 吐等不良反应,有时体温可升至40℃左右,严重者还会出现昏迷、虚脱,甚至危及生命,临床上称上述现象为“热原反应”。有人认为细菌性 热原自身并不引起发热,而是由于热原进入体内后使体内多形性核白 细胞及其他细胞释放一种内源性热原,作用于视丘下部体温调节中枢,可能引起5-羟色胺的升高而导致发热。
二、热原的基本性质【考点,(※)】
1.水溶性 热原含有磷脂、脂多糖和蛋白质,能溶于水,其浓缩的水溶液往往带有乳光。
2.不挥发性 热原本身不挥发,但因溶于水,在蒸馏时,可随水蒸气雾滴进入蒸馏水中,故蒸馏水器均应有完好的隔沫装置,以防止热原污染。
3.耐热性 热原的耐热性较强,一般经60℃加热1h不受影响,100℃也不会发生热解,但在180℃加热3~4h,250℃加热30~45min 或650℃加热1min可使热原彻底破坏。虽然现已发现某些热原也具有热不稳定性,但必须注意,在通常采用的注射剂灭菌条件下,热原不能 被破坏。
4.滤过性 热原体积较小,在1~5nm之间,一般滤器均可通过,不能截留去除,但活性炭可吸附热原,纸浆滤饼对热原也有一定的吸附作用。
5.其他性质 热原能被强酸、强碱、强氧化剂如高锰酸钾、过氧化氢以及超声波破坏。热原在水溶液中带有电荷,也可被某些离子交换树脂所吸附。
三、注射剂热原的污染途径(熟悉内容)
热原是微生物的代谢产物,注射剂中热原污染的途径与微生物的污染直接相关。
1.溶剂带入 系注射剂产生热原的主要原因。注射剂的溶剂主要有注射用水及注射用油。如注射用水在制备时操作不当或蒸馏水器结构不合理,都有可能使蒸馏水中带有热原。即使原有的注射用水或注 射用油不带有热原,但如果贮存时间较长或存放容器不洁,也有可能由于微生物污染而产生大量热原。注射用水或注射用油应新鲜使用, 蒸馏器质量要好,环境应洁净。因此,注射剂的配制,要注意溶剂的 质量,最好是新鲜制备的溶剂。
2.原辅料带入 原辅料本身质量不佳,特别是用生物方法制造的 辅料易滋生微生物,贮存时间过长或包装不符合要求甚至破损,均易受到微生物污染而导致热原产生。有些以中药为原料的制剂,原料中带有大量微生物,提取处理的条件不当以及用微生物方法制造的药品如葡萄糖、乳糖、右旋糖酐等,都容易产生热原,应用时应当注意。
3.容器或用具带入 注射剂制备时所用的用具、管道、装置、灌装注射剂的容器,如未按GMP要求认真清洗处理,均易使药液污染而导致热原产生。因此,注射剂制备时,在相关工艺过程中涉及的用 具、器皿、管道及容器,均应按规定的操作规程作清洁或灭菌处理, 符合要求后方能使用。
4.制备过程带入 制备过程中室内卫生差,操作时间过长,产品灭菌不及时或不合格,工作人员未严格执行操作规程,产品原料投入到成品产出的时间过长,产品灌封后未及时灭菌或灭菌不彻底,这些因素都会增加微生物的污染机会而产生热原。因此,在注射剂制备的 各个环节,都必须严格按GMP规定操作,并尽可能缩短生产周期。
5.使用过程带入 注射剂本身不含热原,但使用后仍出现有热原反应,这往往是由于注射器具的污染造成的不良后果。注射剂尤其是 输液剂在临床使用时所用的相关器具,必须无菌无热原,这也是防止 热原反应发生所不能忽视的环节。
四、除去注射剂中热原的方法【考点,(※)】
根据热原的基本性质和注射剂制备过程中可能被热原污染的途径,除去注射剂中的热原可从以下两个方面着手。
(一)除去药液或溶剂中热原的方法
1.吸附法 活性炭是常用的吸附剂,用量一般为溶液体积的0.1%~0.5%。使用时,将一定量的针用活性炭加入溶液中,煮沸,搅拌15min即能除去液体中大部分热原。活性炭的吸附作用强,除了吸附热原外,还有脱色、助滤作用。但由于用活性炭处理吸附热原,也会吸附溶液中的药物成分,如生物碱、黄酮等,故应注意控制使用量。此外也有活性炭与硅藻土配合应用者,吸附除去热原的效果良好。
2.离子交换法 热原分子上含有磷酸根与羧酸根,带有负电荷,因而可以被碱性阴离子交换树脂吸附。用离子交换树脂吸附除去注射剂中热原,已有成功的报道,并在大生产中采用。
3.凝胶滤过法 也称分子筛滤过法,是利用凝胶物质作为滤过介质,当溶液通过凝胶柱时,分子量较小的成分渗入到凝胶颗粒内部而 被阻滞,分子量较大的成分则沿凝胶颗粒间隙随溶剂流出。制备的注 射剂,其药物分子量明显大于热原分子时,可用此法除去热原。国内有用二乙氨基乙基葡聚糖凝胶A-25(分子筛)制备无热原去离子水的报道。
4.超滤法 本法利用高分子薄膜的选择性与渗透性,在常温条件下,依靠一定的压力和流速,达到除去溶液中热原的目的。用于超滤的高分子薄膜孔径可控制在50nm以下,其滤过速度快,除热原效果明显。国内报道,采用醋酸纤维素超滤膜处理含有热原的溶液,结果显示,除去热原的效果可靠。
5.反渗透法 本法通过三醋酸纤维素膜或聚酰胺膜除去热原,效果好,具有较高的实用价值。
6.其他方法 采用二次以上湿热灭菌法,或适当提高灭菌温度和时间,处理含有热原的葡萄糖或甘露醇注射液亦能得到热原检查合格的产品。微波也可破坏热原。
(二)除去容器或用具上热原的方法
1.高温法 对于耐高温的容器或用具,如注射用针筒及其他玻璃 器皿,在洗涤干燥后,经180℃加热2h或250℃加热30min,可以破坏 热原。
2.酸碱法 对于耐酸碱的玻璃容器、瓷器或塑料制品,用强酸强碱溶液处理,可有效地破坏热原,常用的酸碱液为重铬酸钾硫酸洗液、硝酸硫酸洗液或稀氢氧化钠溶液。
上述方法可除去注射剂溶液、溶剂中或容器或用具上的热原,应根据实际情况合理选用。
五、热原与细菌内毒素的检查方法
静脉注射剂等应按各品种项下的规定,照《中国药典》2025年版四部通则细菌内毒素检查法检查。
本法系利用鲎试剂来检测或量化由革兰阴性菌产生的细菌内毒素,以判断供试品中热原的限度是否符合规定的一种方法。
细菌内毒素是药物所含热原的主要来源,细菌内毒素检查法利用鲎试剂与细菌内毒素产生凝集反应的原理,来判断供试品细菌内毒素的限量是否符合规定。鲎试剂为鲎科动物东方鲎的血液变形细胞溶解 物的无菌冷冻干燥品。鲎试剂中含有能被微量细菌内毒素激活的凝固酶原和凝固蛋白质。凝固酶原经内毒素激活转化成具有活性的凝固酶,进一步促使凝固蛋白原转变为凝固蛋白而形成凝胶。【考点,(※)】
细菌内毒素检查有两种方法,即凝胶测定法和光度测定法。供试品检测时可使用其中任何一种方法进行试验。当测定结果有争议时,除另有规定外,以凝胶法结果为准。具体实验方法和结果判断见《中 国药典》2020年版四部通则细菌内毒素检查法(通则1143)。
细菌内毒素检查法灵敏度高,操作简单,试验费用少,尤其适用于生产过程中热原的检测控制,可迅速获得结果。但容易出现“假阳性”结果,且对革兰阴性菌产生的细菌内毒素不够灵敏,故不能取代家兔的热原试验法。

