感染动物实验平台生物风险评估与控制体系的建立及应用

【摘 要】目的:为有效控制感染动物实验过程中的生物风险因素,将其控制在可接受的水平,本研究建立了一套感染动物实验生物风险评估与控制体系。方法:采用评估、分析、评价风险点的方法,以及风险应对、消除、降低、控制、转移等策略,通过优化人力资源、组织机构和设施硬件水平,建立一套完善的感染动物实验平台生物风险评估与控制体系。结果:该体系能够有效控制感染动物实验中可能存在的各种风险,不仅保护了实验人员的健康,并且避免了对周围环境带来的影响。结论:采取切实可行的对策,预防感染动物实验中生物安全事件的发生,提高平台保障能力,确保实验活动有序、高效、安全地开展,并为同行业其他设施提供参考。

【关键词】 感染动物实验;生物风险;评估;控制

【中图分类号】R33

【文献标志码】A

【文章编号】1005-0019(2018)24-051-01

新发、再发传染病基础研究、药物开发、疫苗研制等工作离不开感染动物实验。实验动物实验设施是指以研究、试验、教学、生物制品、药品及相關产品生产、检定等为目进行实验动物试验的建筑物和设备的总和。而感染动物实验平台是一种实验动物特殊实验设施[1]。

笔者所在的团队根据国内外法律法规的要求,结合负压感染动物实验设施ABSL-2平台的特点摸索出一套感染动物实验平台生物风险评估与控制体系。该体系主要采用软件与硬件相结合的综合防控方法,由兽医、生物安全员、质量控制员、项目负责人、技术负责人、职业健康与安全小组组成评估组成员对所进行的感染动物实验进行全面、综合、有效的生物风险评估,为实验的顺利进行提供安全保障。本文对该体系作一简单介绍,供同行参考。

1 软件防控体系建设

1.1 兽医和生物安全员对病原微生物进行生物风险评估 ABSL-2平台所有实验活动均按照《病原微生物实验室生物安全管理条例》的要求进行[2]。项目负责人和技术负责人对实验申请材料进行初审后移交兽医。兽医和生物安全员参照国内外生物安全法律法规标准等从实验所涉及的病原微生物一般生物学特性、致病性和感染剂量、感染途径及潜在暴露结果、自然宿主和易感人群、实验动物研究、实验室感染信息、预防和治疗措施、人员安全状况评估、评估结论等方面进行综合风险评估[3,4,5]。并以卫生部《人间传染的病原微生物名录》及农业部《动物病原微生物分类名录》为主要参考依据[6,7],整合、建立并初步应用适合本平台的病原微生物生物风险数据单(即病原体材料安全数据单, Pathogen Material Safety Data Sheet, PMSDS)。

1.2 职业健康与安全小组对动物实验进行职业健康风险管理 设立职业健康与安全小组,对平台内涉及到生物安全的工作进行监督、检查、指导[8,9]。在进行感染动物实验之前,根据兽医和生物安全员对病原微生物做的风险评估及评估结论,结合实验人员提供的文献及实验要点对实验活动开展风险评估。所有工作人员经病原微生物和实验活动风险评估内容培训后方可开展实验。由职业健康与安全小组安排人员对实验进行全程监督。

1.3 建立内部工作人员和外来实验人员的培训考核体系 内部工作人员和外来实验人员均需首先取得从业人员上岗证。针对各自的工作特点,设置不同的培训内容[10],但都需要在培训结束并通过考核合格后才能够在本平台从事动物实验活动。考核合格的外来实验人员可以申请实验动物中心门禁卡,仅开通相应区域的权限。

对平台内部工作人员进行标准操作规程的培训,主要内容包括:设施巡查、仪器设备、进出屏障设施、实验动物饲养管理、兽医相关、环境监测、物品采购及管理、卫生消毒、个人防护与应急情况处理、辅助区域相关标准操作规程等。

外来实验人员培训的内容主要包括:感染动物实验平台基本情况介绍、负压屏障设施标准操作规程及规章制度总体介绍、生物安全的概念和内容、实验动物福利伦理、常见突发事件的应急处理和进入本设施的注意事项、进入负压屏障设施的进出流程、仪器设备的使用以及其他注意事项等。

1.4 建立四级文件管理体系 依据《实验动物质量管理办法》和 《实验动物机构 质量和能力的通用要求 GB/T 27416-2014 》[11,12],建立适合ABSL-2实验室的四级管理体系文件:第一级为管理手册,属于纲领性、政策性文件,针对ABSL-2动物实验室的特点,特别对风险评估及风险控制、职业健康及废弃物处理等方面提出要求;第二级为程序文件,制定了ABSL-2动物实验室个人防护装备使用、锐器使用、职业暴露后处理和报告等相关程序;第三级为标准操作规程,规定了涉及设施巡查、仪器设备操作、灭菌消毒、个人防护与应急情况处理等标准操作规程;第四级为记录表格,包含20张表格,是ABSL-2动物实验室管理的证据和资料性文件。

2 硬件防控体系建设

2.1 实验区净化空调系统分区独立设置,动物饲养笼具单独设置排风系统 实验区按动物品种及实验类型将屏障区一楼和二楼划分为四个空调系统,每个系统均设置送、排风机,为双风机机组[13]。动物饲养室内的饲养笼具采用房间内取风、单独排风形式(见图1),按照空调系统相应设置了四个饲养笼具排风系统。为满足笼具排风机故障或检修时排风量要求,一层西区和二层西区、一层东区和二层东区分别共同备用一台排风机。一层西区负压解剖台排风系统设一台正常运行的排风机组和一台备用机组。所有的风机均采用变频风机。

2.2 风阀调节与压力控制相结合,确保压差梯度稳定,实现定向流 采用风量调节和压差调节相结合的方式,根据各房间高低态实际运行情况控制相应房间送风两态风量阀,根据各房间压差控制相应排风变风量阀,根据总送、排风管道上压力调节频率对变频器或变风量调节阀进行调节[13],满足饲养间和缓冲间压差稳定,同时保证清洁区向污染区的定向流和压差梯度(见图2)。

在实验区房间、饲养笼具及其他设备等送排风支管单独设置风量阀和气密阀。气密阀的设置可以关闭单个房间的送排风,满足单個饲养间消毒的需要。当房间不使用时,气密阀可以关闭房间的送排风管,避免交叉污染,同时也达到节能的效果。

2.3 屏障环境内配置负压饲养设备,达到环保三保护的原则 对于感染动物实验平台来说,结合实验动物和生物安全实验室相关国家标准,既要满足动物洁净度的要求,又要保护操作者和环境是首先需要解决的问题[1,14]。通过采用送排风系统初、中、高效过滤器达到饲养环境洁净度的要求,使用屏障环境配置负压饲养设备(如IVC、负压饲养柜、隔离器等)满足保护操作者和环境,有效解决了上述问题,达到环保三保护的原则。

2.4 实验区废液经污水处理设备进行消毒灭菌后排放 实验区内实验操作过程中产生的污水、动物排泄物、洗刷用污水均可能含有病原微生物,这些废水经专用管道收集后进入地下一层污水处理设备,经高温高压灭菌程序完成后方可排进中心园区实验污水处理站,再经消毒处理达到中水标准后进入园区人工湖,用于园区绿化灌溉[15]。污水处理设备为序批式处理工艺,采用夹套式蒸汽处理方式加热。为了确保污水处理设备的安全运行和灭菌的效果,设备中含有一套EDS监控系统,可以直接观察运转的步骤用时及各项参数曲线,若有温度或压力在设定时间内未满足参数设定值则系统随时报警。同时每个处理罐带有一个消毒验证口,可使用专用生物指示剂进行消毒灭菌效果检验。

3 讨论

感染动物实验风险评估与控制体系通过人力资源及组织机构的建设保障平台运行全过程的生物安全。在风险评估过程中人员分工明确、各司其职,工作开展有序,既兼顾了效率又提供了有力的安全保障措施。建立的不仅针对内部工作人员,同样适用于外来实验人员的双证加双考核培训考核体系,能够使实验人员了解负压屏障设施个人防护装备、掌握感染动物实验设施人、物流向,熟练进行动物实验操作,从根本上提高实验效率,减少动物及环境污染的机会。标准化、系统化、特色化且适合ABSL-2平台的四级管理体系文件,是平台运行和生物安全管理的重要依据和保证。这套ABSL-2实验室管理体系文件将实验动物设施管理和生物安全管理结合在一起,提高了实验室内部管理水平,确保ABSL-2实验室安全、顺利运转。采用的屏障加屏障、负压加屏障及原位消毒灭菌的硬件模式,为实验区动物饲养间送风支管设置两态定风量阀和气密阀,房间可实现“高低态”切换,既满足国标要求又实现节能理念。送排风系统初、中、高效过滤器达到饲养环境洁净度的要求,使用屏障环境配置负压饲养设备(如IVC、负压饲养柜、隔离器等)保障人员和环境安全。

参考文献

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