实验室生物安全概述

我国在 5病原微生物实验室生物安全管理条例 6 第七条中根据病原微生物的传染性, 感染后对个体或
作者单位: 吉林省地方病第一防治研究所 ( 白城 137000) 作者简介: 顾峰 ( 1964- ) , 男, 主医师, 从事鼠疫微生物检验。
群体的危害程度, 将病原微生物分为 4类: 第 1类病原 微生物, 是指能够引起人类或动物非常严重疾病的微 生物, 以及中国尚未发现或已经宣布消灭的微生物; 第 2类病原微生物, 是指能够引起人类或者动物严重疾 病, 比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物 与动物间传播的微生物; 第 3类病原微生物, 是指能够 引起人类或者动物疾病, 但一般情况下对人、动物或环 境不构成严重危害, 传播风险有限, 实验室感染后很少 引起严重疾病, 并且具备有效治疗和预防措施的微生 物; 第 4类病原微生物, 是指在通常情况下不会引起人 类或动物疾病的微生物。第 1类和第 2类病原微生物 统称为高致病性病原微生物。并且规定一、二级安全 实验室 不得从 事高致 病性病 原微生 物实 验活动 [ 7] 。 其他关于人及动物微生物危害分级在 5中国医学微生 物菌种保藏管 理办法 6[ 8 ] 、5实验室生 物安全通 用要 求 6[ 5] 和 5兽医实验室生物安全管理规范 6[ 9 ] 中也有描 述。
中国地方病防治杂志 2010年 第 25 卷 第 4期 Ch in J C trl End em D is V o.l 25 N o. 4 2010
# 257#
=综述 >
实验室生物安全概述
顾峰, 张贵军, 申晶
中图分类号: R 136. 4
文献标识码: A 文 章编号: 1001- 1889( 2010) 04- 0257- 03
中国地方病防治杂志 2010年 第 25 卷 第 4期 Ch in J C trl End em D is V o.l 25 N o. 4 2010
# 259#
的进入; ( 6) 保持实验室清洁和整齐, 与实验无关的材 料 ( 书本、信件等 ) 尽量减少带入实验室内, 文书和报 告工作应与存在生物危害材料的环境隔离开; ( 7) 个 人防护用品, 进入实验室内必须穿戴工作服, 不得穿露 脚的鞋进入实验室, 不同生物安全级别的实验室按要 求穿戴个人防护服, 不同的微生物实验操作要求相应 的个人防护装备, 不得将实验室防护服装带出实验室, 被实验材料污染的服装在清洗之前必须经过有效消毒 处理; ( 8) 使 用锐器操 作应严格 限制, 过程应尽 量细 心, 并制定锐器安全使用规范; ( 9) 工作面要清洁, 每 日工作完成之后或发生潜在生物危害性材料溅洒时要 对工作面进行消毒处理; ( 10) 所有污染的材料在排除 或重新使用之前必须经过净化处理 [ 3, 4 ] 。
3 实验室生物安全级别
3. 1 遏制措施 是指在实验室环境中操作或者保存、培养感染性
物质时采取的安全防护措施和方法, 目的在于减少或 消除对实验室人员、其他人员和外界环境的潜在危害 的暴露水平 [ 15] 。分为二级: 初级遏制措施, 是操作对 象和操作者之间的隔离, 通过严格遵守微生物操作和 技术、使用安全装备 ( 各级生物安全柜 BSL、个人防护 装备及其他 ) 得以 实现, 又称 一级屏 障; 次 级遏 制措 施, 是生物安全实验室和外部环境的隔离, 通过实验室 建筑结构, 通风空调、给水排水、电气和控制系统来实 现, 又称二级屏障。 3. 2 防护水平分级
主管机构有责任确保实验室全体工作人员接受适 当的健康监测, 监测的目的是监 控职业获得性疾 病。 根据需要提供主动或被动免疫, 促进实验室感染的早 期检测, 应禁止高度易感人 群 ( 如孕群 或免疫损伤人 员 ) 。在高危险实验 室中工作, 提供有效的个 体防护 装备和方法等。实验室人员在进入实验室开展工作之 前, 应进行血清学检查, 确定免疫状态, 根据接触病原 种类, 进行免疫接种。更多免疫接种信息可参考相关 信息 [ 18, 19] 。
5 人员安全
5. 1 安全培训 是实验室安全计划的重要组成部分, 实验室人员
从上班的第一天就应接受培训, 熟悉如何识别与控制 实验室危害, 有安全意识, 它是预防实验室感染、差错 和事故的关键。安全培训是一个持续的过程, 随着新 方法、新技术和新问题的出现, 培训内容也必然会不断 的更新。依据对象不同可以分管理人员的培训和实验 室人员的培训, 依据时间的不同又可分为岗前培训和 继续教育。培训一般包括制定计划、授课和评估培训 效果 3个部分 [ 17] 。 5. 2 健康和医学监测
中国地方病防治杂志 2010年 第 25卷 第 4 期 Ch in J C trl E nd em D is V o.l 25 N o. 4 2010
但是如果特定实验需要发生高浓度的气溶胶时, 由于 三级生物安全水平通过对实验工作场所内气溶胶实施 更高级别的防护, 所以更适于提供所必需的生物安全 防护。因为, 在确定所从事特定工作的生物安全水平 时, 应根据危险度评估结果进行专业判断, 而不应单纯 根据所使用病原微生物所属的某一危险度等级来机械 地确定所需要的实验室生物安全水平。危险度评估应 当由那些对所涉及的微生物特性、设备和规程、动物模 型以及防护设备和设施最为熟悉的人员来进行。一般 评估工作包括危害签定及其导致危险的程度评估两个 阶段 [ 10] 。实验室管理者或负责人应确保评估工作及 时有效地开展。进行微生物危险度评估除了要参考微 生物的危险分级资料外, 还应考虑其他一些因素, 包括 微生物的致病性和感染数量、暴露的潜在后果、自然感 染途径、人员操作的熟练程度、实验室操作所致的其他 感染途径等 [ 2, 11 ] 。
Ò级生物安全实验室: 适合从事对人和环境有中 度危害的生物因子的工作, 如 O157: H 7 大肠杆菌、沙 门氏菌等。一级屏障: 需要 Ñ 级或 Ò级生物安全柜和 个人防护。二级屏障: 在 Ñ 级 BSL 的基础上增加高压 灭菌器和洗眼装置等。
Ó级生物安全实验室: 适用于主要通过呼吸途径 吸入使人感染严重的甚至是致死疾病的微生物及其毒 素, 如鼠疫菌、炭疽芽孢杆菌、SARS冠状病毒。一级 屏障: 特殊人体防护和呼吸道防护措施, 以及严格的操 作规范, Ò级或 Ó级生物 安全柜。二 级屏障: 在 Ò级 BSL 的基础上, 实验室和进入走廊隔开, 双门进入, 自 动关闭, 排出的空气不循环, 室内负压, 双开门高压灭 菌器。
危险度评估最有用的工具之一就是微生物危险度 等级。一般相应的微生物危险等级对应相当的实验生 物安全级别。然而对于一个特定的微生物来讲, 在进 行危险度评估时仅仅参考危险度等级是远远不够的, 还应适当考虑其他一些因素。例如, 归入危险度 2级 的微生物因子, 通常在安全等级二级的实验室内操作,
# 258#
1 微生物危险度等级
通常将微生物分为 4级。世界卫生组织 ( WHO ) 2004年修订的 5实验室生物安全手册 6内容中规定: 危 险度 Ñ 级 ( 无或极低的个体和群体危险 ) 不太可能引 起人或动物致病的微生物; 危险 度 Ò级 ( 个体危险中 等, 群体危险低 ) 病原体能够对人或动物致病, 但实验 室工作人员、社区、牲畜或环境不易导致严重危害, 实 验室暴露也许会引起严重感染, 但对感染有有效的预 防和治疗措施, 并且疾病传播的危险有限; 危险度 Ó级 ( 个体危险高, 群体危险低 ) 病原体通常能引起人或动 物的严重疾病, 但一般不会发生感染个体向其他个体 的传播, 并且对感染有有效的预防和治疗措施; 危险度 Ô ( 个体和群体的危险均高 ) 病原体通常能引起人或 动物的严重疾病, 并且很容易发生个体之间的直接或 间接传播, 对感染一般没有有效的预防和治疗措 施 [ 2] 。
Ô级生物安全实验室: 适用于对人体、动植物或环 境具有高度的危险性, 通过气溶胶途径传播或传播途 径不明, 目前尚无有效疫苗或治疗方法的致病性微生 物或未知传播风险的有关病原体 及其病毒。一级屏 障: Ó级生物安全柜, 正压防护服。二级屏障: 在 Ó级 BSL 的基础上应为单独建筑或隔离的独立区域, 有供 气系统、排气系统、真空系统、消毒系统、外排空气二次 过滤。
一般操作是所有实验室工作人员在工作时都应遵 守和执行的基本操作, 不同安全级别的实验室操作根 据其需要的不同分别增加各自特殊操作要求, 内容包 括: ( 1) 制定实验室安全操作手册, 确保所有实验人员 可以有效地使用和学习, 手册内容 必须定期地更 新; ( 2) 工作人员必须经过培训, 了解有关工作相关的潜 在危害和预防措施以防止暴露于感染性物质, 试验管 理人员必须确保培训工作的落实有效; ( 3) 良好个人 卫生习惯, 严禁在实验室内吸烟、饮食、化妆、配戴隐型 眼镜和首饰, 食物应存放工作区域以外专用橱柜或冰 箱中, 操作完成之后以及离开实验 室之前要洗手 等; ( 4) 不能用嘴移液, 只能用机械装置移液; ( 5) 实验室 门禁制度或人员准入制度, 限制非实验室及无关人员
随着重组 DNA 技术的发展和成熟, 这一技术越来 越广泛的被应用于实验室生物研究工作中, 从而产生 自然界不存在的生物体, 这种生物体可能具有不可预 测的不良性状, 一旦从实验室逸出将带来生物学危害。 例如实验室工作中弱毒鼠疫菌部分基因段被修改或删 除, 当实验结束后这非正常的细菌排入自然界中是否 会发生变异或对其他物种产生危害。所以有关遗传修 饰生物体的评估工作应考虑供体和受体及宿主生物体 的特性。许多国家都针对这一技术的应用提出了规范 和要求 [ 12~ 14 ] 。
2 危险度评估
生物安全工作的核心是危险度评估。可以借助许 多方法来对某一个特定的操作程序或实验进行危险度 评估, 其中最重要的是专业判断 [ 2] 。根据危险度评估 过程中所明确的信息, 可以确定所计划开展的研究工 作的生物安全水平级别选择的个体防护装备, 并结合 其他安全措施制订标准操作规范, 以确保在安全的水 平下来开展工作。评估工作在实验室实践开始之前进 行, 但这并不意味着实验工作开始之后评估工作就结 束了。作为生物安全措施的一部分, 评估工作应该定 期进行, 至少每年进行一次, 特别是在下列情况时需要 开展评估: 实验室搬迁或重建之后、新进员工、新的感 染性材料或试剂、新设备等 [ 10] 。