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教学型医学院实验室生物安全防护体系的建设思考

  摘 要:实验室生物安全是教学型医学院实验室管理的重要内容。由于重视程度不够,存在诸多生物安全隐患。教学型医学院要重视实验室生物安全建设体系中存在的问题,应借鉴国内外医学院校实验室生物安全管理的经验,通过加强实验室分级建设、完善管理体系、加强生物及实验动物安全防护及培训、加快教学资源建设、重视废弃物无害化处理、加快应急方案制定等多个环节提升实验室生物安全管理水平,杜绝生物安全危害事件的发生,确保师生与环境的安全。

  关键词:实验室生物安全; 生物安全建设; 生物安全管理

  0 引 言

  生物安全指由于现代生物技术、转基因生物以及与生物有关的各种因素对生物多样性、生态环境、人类健康等所带来的潜在不利影响。实验室生物安全关系到高校持续发展、师生安全以及无数个家庭的幸福。

  近年来,国内外已经有近4 000个实验室发生过各类生物安全事件,国内也甚至发生过一些严重的生物安全事件,如1999年北京某实验室发生的实验人员被携带病毒的实验动物抓咬伤导致感染而诱发的流行性出血热事件。2003年北京某实验室人员在实验操作过程中被实验动物抓咬伤而感染SRAS病毒,并造成一定范围内流行的事件。2006年长春市某高校实验室发生学生被动物抓咬伤而导致10名学生感染流行性出血热事件。2011 年东北某大学多名师生被实验动物感染了布鲁菌病[1-4]。这些严重的生物安全事件引起了政府相关部门的严重关注。为了预防并减少生物安全事件的危害,很多国家都成立了专门的机构。如美国政府在20世纪70年代成立了职业安全和保健管理局(Occupational Safety and Health Administration,OSHA)和环境保护局(Environmental Protection Agency,EPA),负责管理美国国内各类实验室严格使用和处理有毒或生物危害物质,以减少对环境的影响以及人员的伤害。20世纪80年代,世界卫生组织(WHO)出版了第1版“实验室生物安全手册”(Laboratory biosafety manual),推广生物安全基本概念,并要求世界各国接受和执行生物安全基本概念,制定适合本国生物安全操作规程。我国政府也先后颁布了《实验室生物安全通用要求》《生物安全实验室技术规范》《微生物和生物医学实验室安全通用准则》《病原微生物实验室生物安全管理条例》及《中华人民共和国传染病防治法》等多个法规及准则[5-7]。这些文件的颁布及实施促进了我国实验室生物安全管理水平的提高,也标志着我国实验室生物安全管理和生物安全认可工作步入了科学、规范和快速发展的新阶段。

  随着科技进步和生物技术的迅猛发展,一些新的实验方法技术及生物材料,必将被引入到各类以教学为主的医学院的科研及实验教学中。教学型医学院尤其是新建教学型医学院由于师资结构、科研及教学及管理水平等的限制,在生物安全管理体系、生物安全意识、风险评估、实验室条件、安全监控等方面尚有比较明显的不足之处[8],往往忽视实验室生物安全建设。而教师在科研、实验教学中也不可避免接触到具有生物安全的危害物质、基因修饰生物等,如何减少各种潜在的生物安全危害事件发生,培养学生正确的生物安全意识,值得认真思考。进一步加强教学型医学院实验室生物安全防护体系建设、加强相关的防护设备投入、重视生物安全危害及防护教育、完善相关教学资源建设,对于预防并减少各类生物安全危害事件的发生,以及培养在生物医学领域中具有规范生物安全意识的优秀人才将具有深远的意义。

  现结合在国外实验室工作及国内部分高校实验室管理工作中的一些经验及教训,同时参阅相关的国内外文献[9-15],提出如下建议。

  1 分级建设不同生物安全级别的教学及科研实验室

  论坛围绕“在绿色发展过程中,社会各界如何助力推动?”展开热烈讨论。经讨论,大家一致认为应积极努力,让公众了解共建美好家园与每个市民都息息相关,树立践行人与自然和谐共生和绿色发展理念。

  2 建立三级实验室生物安全管理体系

  建立学校、学院(系部)、教研室(或实验室)三级实验室生物安全管理体系:在校级层面建立生物安全管理的专门机构,委员会的成员应涵盖学校财务、后勤、安全等相关部门的主要负责人、要有从事重组DNA技术、感染性生物研究、生物毒性以及实验动物研究等相关领域专家参加,校级层面主要职责是负责整个实验室生物安全体系的建设、评估审核科研及教学类项目中的生物安全等工作,系统的制定生物安全防护相关的各项制度,强化重组DNA材料、人来源的原代细胞、血液、器官及组织、感染性材料、生物毒性来源的物质、人类转基因产品、羊或灵长类动物来源的材料的使用及用后的无害化处理的管理工作。在学院(系部)层面建立生物安全管理小组,负责评估各相关实验课程存在的生物安全风险、落实相关实验课程的生物安全监督、检查等工作;在教研室(或实验室)层面指定专人负责落实每一个实验室相关的生物安全防护措施,定期检查维护各类防护设备的性能、以及意外情况处理等工作。

  3 加强生物安全培训及相关教学资源建设

  强化学校及学院(系部)管理层、各教研室相关教师及实验室工作人员的生物安全意识。重视师资的生物安全培训,强化带教教师、实验人员及其他相关人员的生物安全培训,从源头上减少各类生物安全事故发生。同时,要重视学生的生物安全培训及考核工作,只有实验室生物安全培训考核合格后,方可进入实验室,以培养学生的生物安全意识,杜绝生物安全事件发生。此外,学校应加强实验室生物安全、病理性血液制品、防护Q-热、疱疹感染等相关生物安全防护课程建设,以确保进入实验室的人员均掌握了相关的生物安全防护的知识及技能。

  4 加强实验动物的生物安全管理

  (1) 教学型医学院应高度重视实验动物的生物安全。严禁无证生产或使用无证的实验动物用于教学或科研,以最大程度减少实验动物被感染、病原体繁殖危险,减少人畜共患病的发生与传播。教学型医学院应根据情况建设符合国家标准的实验动物饲养设施。学校应成立校级实验动物管理委员会等对涉及实验动物的教学实验或科研实验进行生物安全审核及监督检查。制定凡涉及用啮齿类动物进行生物毒素类物质、感染性物质实验或利用病毒载体进行实验的生物安全规定及操作流程。制定实验动物的生产、采购、运输、质量认证、实验动物尸体及组织无害化处理等多个环节生物安全管理规定。强化使用过程中的督促检查。加强实验动物生物安全管理技术培训和考核,凡实验动物研究人员应持证上岗,凡教学实验中涉及实验动物的学生应当在培训考核合格后,才能进行教学实验。

  (2) 加强教学环节中实验动物生物安全管理。国内不少教学型医学院的动物实验一般在普通实验室进行,为了预防生物安全事件的发生,应规定使用过的实验动物必须当天处死并作无害化处理。但是,为了进一步培养学生的创新思维、加强实践能力培养,学校应陆续开设开放性或创新性实验,学生可利用课余时间在普通实验室开展研究,实验动物在普通实验室饲养的时间延长,为生物安全管理留下了重大隐患[17],学校应为开放性或创新型学生实验配置相关的生物安全防护设施,加强实验室生物安全管理及教育。

  教学型医学院的主要任务是教学工作,但教师也要开展相关的科研工作。在实验室规划建设前,应按未来实验室在教学及科研中承担的功能、实验室生物安全特点,按照国家颁布的“生物安全实验室建筑技术规范”等相关法规,合理科学设计各类实验室。依据教学及科研需求,建设生物安全防护等级为1~4级的规范实验室,其中1级防护要求最低,4级防护要求最高,如科研或教学实验涉及到气溶胶传播(例如甲流、H7N9等),可导致严重的或致死性疾病的各类病原体的研究必须在3级以上实验室进行[16];建立1~4级的实验动物安全实验室 (Animal Biosafety Levels, ABSL 1~4级)[3]。各相关实验室应当配套危险报警、冲淋、监控等各种安全设施。只有在符合生物安全的规范的实验室进行相关的实验教学工作才能确保师生的安全,也才能有助于培养具有良好生物安全意识的优秀学生;只有在规范的实验室进行相关的科研工作,才能最大程度的减少对相关人员及环境的危害。

  5 重视实验室灭菌及消毒

  所有感染或具有潜在生物安全危害的物品、容器、设备等应当在清洗、储存或丢弃前进行无害化处理。应当根据试剂的特点、物品的面积、被处理物品对化学清洗剂、温度的敏感度以及消毒或灭菌设备的实际大小,选择合理的无害化措施。如蒸汽灭菌方法主要用于生物安全2级或3级实验室中具有生物安全危害的物品的无害化处理,通常,蒸汽灭菌法使用121 ℃,至少30 min[15],经过高压蒸汽灭菌的废弃物按照病理性废弃物,交由资质的废弃物公司统一处理。

  常用的高压灭菌的物品等灭菌时间及温度选择[15]:①衣物及废弃物:121 ℃高压灭菌30 min,其中压力在3.6 kPa时间在15 min。②玻璃器皿:121 ℃高压灭菌至少1 h,其中压力在3.6 kPa时间在15 min,玻璃器皿要放置在金属篮子或者耐热的塑料器皿中消毒。③液体废弃物:液体废弃物通常用消毒液30 min以后再刷洗。

  6 重视具有生物安全危害的废弃物的处理[12-13,15]

  有生物安全危害的废弃物不能随意丢弃,应当分类处理。具有生物安全危害的废弃物应当用带有特殊颜色并标记生物危险的塑料袋收集,交给有资质处理的专业机构统一处理。生物安全一级实验室使用过的固体微生物废弃物如培养皿,非生物或者病毒来源的DNA、RNA、PCR及Microarrays产物;大肠杆菌K-12宿主系统的rDNA,非结合质粒(如pBR322, pBR313),不含啤酒酵母及葡萄汁酵母的rDNA废弃物,可以按照普通废弃物处理。来源于生物安全2或3级实验室中废弃的液体废弃物应当用消毒液无害化处理30 min以上,无害化处理过程中,避免飞溅或形成雾化形式对人体造成损伤。来源于生物安全2级实验室中的具有生物安全危害的固体废弃物如丢弃的手术器械、诊断样品、人或动物来源的培养物、病毒、细菌或者孢子类的产物、血液制品以及被血液制品污染过的容器或设备应当无害化后交由相关专业部门或公司处理。来源于生物安全3级实验中的病理毒性固体废弃物、人来源以及动物来源的组织、样本(体积大于25.4 mm的):应当高压灭菌处理后按照一般废弃物处理。此外,盛放医疗废物的容器应当制作专用的标签:所有医疗来源的液体、固体应当标记“生物安全危险”之类的标签;病理性的废弃物应当标注“病理性废弃物”,盛放医疗废物的容器应当始终加盖。以下物品应当单独归类保存:①如针头、注射器、解剖刀、吸管头等应当收集于带有硬质外壳的容器中②化学试剂或放射性废弃物或混合的废弃物(生物+化学;生物+放射性;化学+放射性物质),应当按照指定的化学废弃物收集的专业公司要求进行分别收集放置。以下废弃物不能进行高压消毒处理:①生物安全1~2级实验室使用的收集带尖的物品容器。②化学废弃物、放射性废弃物、混合的废弃物不能进行高压消毒,以防爆炸。但是对于生物安全3级实验室使用过的物品除上述①与②所指物品外,都应当进行高压消毒处理。

  动物饲养用的垫层应在121 ℃,压力3.6 kPa消毒30 min。实验动物尸体应当按照病理性废弃物焚烧处理,特殊情况下,可以高压灭菌,使用121 ℃至少30 min。

  7 重视生物安全相关物品的包装、运输及转运等环节的安全管理

  随着学校的发展,教学型医学院在教学和科研中会逐渐使用到具有生物安全危害的物质及生物制品。学校应当重视在校内从事涉及生物安全危害物品的包装、运输及转运等环节的人员安全培训,尤其是加强涉及到具有致残、生命危害或致死性感染性物质的包装、运输及转运过程的人员培训,制定规范的操作流程,要求双人操作,在开启或在密封生物样品时人员应当佩戴手套、隔离衣、防护眼镜、佩戴防护面罩等。加强在转运、储存等环节有可能产生生物安全危害的特殊试剂的使用培训,如干冰作为实验室常用的试剂,也是一个危险性的试剂,存放干冰的容器必须标注“干冰”字样,不能使用密闭的容器对干冰进行运输。校外环节应当委托有资质从事上述环节操作公司或第三方机构进行处理。此外,应加强有具有生物安全危害物品的进口及输出管理[15]。

  8 加大个体防护装备配置、加强生物安全防护检查及应急方案制定

  根据实验特点为实验操作人员配备个体防护装备,这是生物实验室安全运作的最基本条件。学校应当指定专门部门负责包括生物安全在内的检查,每年定期或不定期检查生物安全柜、高压灭菌器、洗眼器等与生物安全防护有关设备及仪器的工作状态及性能。

  凡是涉及生物安全相关的实验室都应当在醒目位置标注具有生物安全危害物质名称、生物安全的级别、张贴应急方案等。科研实验室应当在醒目的位置标注实验室负责人姓名、部门及联系方式;教学实验室应当标注实验室安全负责人的姓名、联系方式。

  建立生物安全应急方案。方案中要始终坚持以下应急保护顺序:①人,②环境,③财产。首先是要给受到损伤的人员及时提供救护措施,并防止生物安全危害到其他的人员。在保证人员安全的前提下,要采取措施保护环境不受到损害;最后是减少财产的损失。相关实验室应常备预防生物安全危害的相关设备及物品。危害程度小的生物安全事件应当由实验室专业的人员进行防护处理。但是危险程度高的生物安全危害,应当求助专业的防护机构进行处理。

  如果人员受到伤害并且被污染,应当由未受污染的人员第一时间提供救助并及时向相关部门或机构汇报及求助。如果人员受到生物安全污染但是未受伤,应当扔掉污染的衣服,并且及时使用实验室的急救喷淋或者洗眼器进行清洗处理,对于受到生物安全污染并且需要送医院急救室救助的人员,在送医院前,应当与医护人员充分沟通,避免医护人员被感染。

  如果在一个开放的实验室发生了生物安全危害物的泄漏,应当提醒附近的人员马上撤离实验室,最后一个离开实验室的人员应当关闭窗户和门窗。至少30 min后不能进入实验室以最低程度的减少吸入的危害。接下来的应急步骤如下[13,15]:①建立警示牌,禁止无关人员靠近发生生物安全危害的场所。②对于RG2危害物(如人或组织样本来源的培养物、细菌或病毒培养物、研究用的活疫苗或减活疫苗、血液制品、或污染了血液制品的容器等),清理人员应当带一次性的手套、防护眼镜、实验室隔离衣。对于RG3危害物(有严重生物危害的致病病菌或病毒土拉热弗朗西丝菌、西方马脑炎病毒、黄热病毒):穿一次性的白带衣、手套、防护眼镜、鞋套以及防毒面具。③用镊子或夹子移动污染的可能造成损伤的玻璃容器等,不能用手直接移动。④用纸巾或者其他可吸收的材料覆盖泄漏的有生物安全危害试剂等。⑤用新配的除污试剂喷洒生物安全危险品的污染的地面或桌面,至少作用20 min以上以杀死生物安全危害的生物。⑥从边到中央的方向,用纸巾清除喷洒的危害物。⑦清理完毕后,应当用去污剂喷淋受污染的区域,并且需20 min以上。⑧用纸巾吸收污染物,用含有去污剂的纸巾再次清理。⑨清理相关的设备、墙面、及其他区域。⑩如果纸巾用于清除RG2和RG3无害物,纸巾应当按照污染物处理,放置于专门收集污染物的专用垃圾袋中。

  清理人员用肥皂或清洗消毒液彻底清洗手和污染的皮肤。

  如果生物安全危害物的量很大,含有RG3材料、重组DNA 材料、毒物或者含有吸入性的生物损伤的物质,应当及时向专业机构求助。

  如果离心时发生生物安全物泄漏,打开离心机前,应当关闭离心机盖子,立即撤离实验室人员,30 min以内禁止所有人员进入。按照上述4~9步骤进行处理。

  如果泄漏发生在生物安全柜内,人员没有必要撤离。可以按照上述④~⑨进行处理,清理完毕后至少让生物安全柜运行15 min以上;同时清理容器与生物安全柜接触的区域,以及生物安全柜的进气口。

  9 结 语

  生命科学及医学的快速发展为教学型医学院实验室的生物安全建设提出了更高要求。教学型医学院实验室生物安全防护体系需科学设计、规范建设,使用者及管理者在思想上高度重视,并严格执行各项实验室生物安全管理规定,才能有效降低教学型医学院实验室发生生物安全事故的概率,才能确保实验室的生物安全,才能为构建平安校园打下坚实的基础。

  郑州仲景国医专修学院转载


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