美國生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室管理的啟示

萬建青，丁家波，楊勁松

(中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京 100081)

隨著我國對(duì)生物安全管理越來越重視，我們以考察為契機(jī)，較為深入地了解了以美國國家農(nóng)業(yè)生物安全中心(NABC)為代表的美國生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室的建筑設(shè)計(jì)、管理理念和運(yùn)行模式，供讀者參考。

1 美國農(nóng)業(yè)生物安全中心基本情況

美國農(nóng)業(yè)生物安全中心位于美國堪薩斯州立大學(xué)校內(nèi)，建于1999年3月，前身是生物安全研究所，2002年更名為美國國家農(nóng)業(yè)生物安全中心(NationalAgriculture Biosecurity Center，簡(jiǎn) 稱NABC)。該中心占地113000平方英尺(10500平方米)，其中實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室31000平方英尺(2880平方米);教育和培訓(xùn)10000平方英尺(930平方米)。中心的主要職責(zé)是為來自堪薩斯州立大學(xué)、堪薩斯州和美國聯(lián)邦政府的研究人員從事高風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)物和植物傳染病的病原體研究提供高水平的、可靠的和安全的研究場(chǎng)所。中心設(shè)有21個(gè)生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室(BSL－3)和生物安全三級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室(ABSL－3)，其中 14個(gè)研究實(shí)驗(yàn)室(Research Labs)，7個(gè)保障實(shí)驗(yàn)室(Support Labs)。在7個(gè)保障實(shí)驗(yàn)室中，有5個(gè)用于牛、豬等大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的BSL－3Ag，1個(gè)鼠類等小動(dòng)物的BSL－3，1個(gè)用于作物傳染病研究的BSL－3E。

美國國家生物與農(nóng)業(yè)防御設(shè)施(National Bio and Agro－Defense Facility，簡(jiǎn)稱NBAF)已選址在堪薩斯州立大學(xué)，將投資5億美元建成全美最大的聯(lián)邦動(dòng)物健康實(shí)驗(yàn)室。這是美國歷史上第一次將如此大規(guī)模的國家聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室建在堪薩斯州，也是堪薩斯州立大學(xué)整個(gè)校史中的最重要事件之一。目前該項(xiàng)工程已動(dòng)工，預(yù)計(jì)2019年完工，建成后美國高致病性傳染性人畜共患病實(shí)驗(yàn)室(梅島)和動(dòng)物再生傳染病實(shí)驗(yàn)室也將遷址NBAF。

2 美國農(nóng)業(yè)生物安全中心生物安全管理的主要特點(diǎn)

2.1 布局合理，質(zhì)量可靠 整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)科學(xué)，內(nèi)部布局合理，建設(shè)質(zhì)量過硬。實(shí)驗(yàn)室是典型的“三明治”結(jié)構(gòu)，分為3層(地上2層，地下1層)。地下一層是動(dòng)物尸體、污物處理層，地上一層是實(shí)驗(yàn)區(qū)(實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室)，地上二層是設(shè)備管道層(包括空調(diào)系統(tǒng)、排風(fēng)過濾裝置、純水處理系統(tǒng)等)。實(shí)驗(yàn)區(qū)的設(shè)計(jì)有以下五大特色:一是功能分區(qū)科學(xué)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，需使用磁卡進(jìn)入緩沖區(qū)，該區(qū)包括一更、淋浴間、二更，不同功能區(qū)均為自動(dòng)連鎖，相鄰門不能同時(shí)打開;通過緩沖區(qū)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室核心區(qū)，在核心區(qū)內(nèi)不同實(shí)驗(yàn)室相對(duì)獨(dú)立，猶如“盒子中的盒子”，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的門均有報(bào)警提示裝置，如閉合不嚴(yán)，則自動(dòng)報(bào)警提示。二是BSL－3Ag設(shè)計(jì)人性化，可操作性強(qiáng)。共有5個(gè)BSL－3Ag，每個(gè)BSL－3Ag的空間很大，基本無固定設(shè)施，均由活動(dòng)可拆卸的柵欄組成。使用時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大小，調(diào)節(jié)活動(dòng)?xùn)艡?，使之形成不同大小的空間格局。三是BSL－3Ag的門均為氣密門。氣密門的造價(jià)高達(dá)7500美元/個(gè)，門體為雙層不銹鋼，兩層不銹鋼之間有真空氣密膠條，門框與墻面接觸處、墻面與地面接觸處有不銹鋼壓條，采用獨(dú)特的壓緊技術(shù)，當(dāng)門閉合時(shí)，能與門框、地面和墻面緊密配合，達(dá)到可靠的氣密效果，能夠有效防止病原微生物擴(kuò)散。四是細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)充分考慮動(dòng)物福利。比如大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的地面均為專用塑膠地面，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有防滑、保溫的作用，且利于清潔衛(wèi)生;每個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物走廊設(shè)有2個(gè)活動(dòng)隔離柵欄(柵欄之間的空間可容納2頭成年牛)，起到閘口的作用。當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入走廊后，為控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的有序進(jìn)入，第一個(gè)柵欄關(guān)閉后，再開啟第二個(gè)柵欄，盡可能減少對(duì)動(dòng)物的應(yīng)激刺激。五是動(dòng)物尸體處理裝置先進(jìn)、實(shí)用。該處理裝置主體在地下，約4～5米深，一次性可容納5000磅(約2270千克)的動(dòng)物尸體(約2頭成年牛的重量)，處理時(shí)采用堿水解的方式，將動(dòng)物尸體消毒、溶化。值得一提的是，為了便于識(shí)別，在設(shè)備管道層，根據(jù)不同BSL－3實(shí)驗(yàn)室格局對(duì)地面涂刷不同顏色的方式，提高了日常檢測(cè)、維護(hù)的工作效率。

2.2 制度健全，管理嚴(yán)格 美國國家農(nóng)業(yè)生物安全中心有130多人，擁有一支以首席科學(xué)家Juergen Richt博士為首的研發(fā)隊(duì)伍。中心的實(shí)驗(yàn)室除供自身使用外，還為堪薩斯州立大學(xué)、堪薩斯州和美國聯(lián)邦政府從事高風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)物和植物傳染病的病原體研究的研究人員提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，同時(shí)也面向社會(huì)提供有償服務(wù)。對(duì)外實(shí)驗(yàn)主要提供場(chǎng)地和培訓(xùn)，大約30名工作人員專門從事實(shí)驗(yàn)室設(shè)施維護(hù)、保障和培訓(xùn)。在管理上，本著“強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)、重在預(yù)防”的原則，有一套完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度、生物安全應(yīng)急管理制度和生物安全操作規(guī)程?！凹?xì)節(jié)”表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室操作的每個(gè)環(huán)節(jié)中，比如每個(gè)BSL－3實(shí)驗(yàn)室根據(jù)從事的病原微生物的不同，在具體平面布局和儀器設(shè)備配制方面有所區(qū)別;不同的病原微生物具有不同的生物安全操作規(guī)程;實(shí)驗(yàn)室的潔凈走廊中有一個(gè)含有沙子、面罩、防護(hù)鏡、消毒液、鑷子、鏟子等物品的裝備齊全的應(yīng)急包等?！邦A(yù)防”也體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理的細(xì)節(jié)中。首先，生物安全應(yīng)急管理制度完整配套，針對(duì)性強(qiáng)。在應(yīng)急預(yù)案中，除制訂了針對(duì)不同病原微生物發(fā)生生物安全時(shí)的防范措施，還涵蓋了在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行中可能發(fā)生的因素，如在實(shí)驗(yàn)過程中試驗(yàn)人員突發(fā)心臟病該如何處理等，并定期開展生物安全應(yīng)急演練。其次，強(qiáng)化培訓(xùn)，保證人員安全。中心定期對(duì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，考核合格，方可取得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)的資格。除理論授課外，還設(shè)有專門的操作觀摩間，通過真正的實(shí)驗(yàn)演示，提高了實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)效果。

2.3 保證運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi) 生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室無疑為深入開展高致病性病原微生物研究，更好地防護(hù)實(shí)驗(yàn)人員搭建了一個(gè)良好的平臺(tái)。但通過考察，我們也認(rèn)識(shí)到，生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室的良好運(yùn)行離不開穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持。該中心每年的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi)約5000萬美元。經(jīng)費(fèi)主要來自堪薩斯州和曼哈頓市撥款。

3 對(duì)我國獸醫(yī)實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的幾點(diǎn)啟示

3.1 科學(xué)設(shè)計(jì)硬件設(shè)施，把好建設(shè)質(zhì)量關(guān) 高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)復(fù)雜，建設(shè)成本高。我們?cè)诮ㄔO(shè)時(shí)，在充分理解我國現(xiàn)行高等級(jí)獸醫(yī)生物安全實(shí)驗(yàn)室的規(guī)定要求的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和借鑒國外實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，把先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念融入到我國的高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中。同時(shí)，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)質(zhì)量，特別是要強(qiáng)化關(guān)鍵設(shè)施和重要設(shè)備的建設(shè)質(zhì)量，只有這樣，才能保證實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量和使用壽命。

3.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室管理，把好生物安全關(guān) OIE出版的《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)》指出，生物安全柜、其他設(shè)施及操作規(guī)程，其中任何一項(xiàng)單獨(dú)使用都不能確保安全，只有使用者按照對(duì)生物安全的深刻理解來操作才能實(shí)現(xiàn)安全。它強(qiáng)調(diào)了規(guī)范化操作及管理對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行的重要性。一方面，要科學(xué)制訂實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)管理制度和生物安全操作規(guī)程。只有根據(jù)實(shí)際情況，制訂適合本實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章，保證其科學(xué)、規(guī)范、可操作。另一方面，要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，把各項(xiàng)規(guī)章制度落到實(shí)處。采用多種形式培訓(xùn)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)人員的生物安全意識(shí)，一旦進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，都能非常自覺地執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室各種管理制度和操作規(guī)程。從管理和使用的角度，確保實(shí)驗(yàn)室生物安全。

3.3 加強(qiáng)國際交流，把好人才隊(duì)伍建設(shè)關(guān) 人是實(shí)驗(yàn)室管理中的最重要因素。不斷提高人員素質(zhì)是進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室管理水平的關(guān)鍵。可以采取“引進(jìn)來、走出去”的策略，邀請(qǐng)國際組織、發(fā)達(dá)國家高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的專家來所交流;派遣相關(guān)人員到國外進(jìn)行中長(zhǎng)期培訓(xùn)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)國外的實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)管理經(jīng)營和實(shí)踐成果，真正做到學(xué)懂學(xué)透。同時(shí)，探索建立長(zhǎng)期交流的合作機(jī)制。在“引進(jìn)來、走出去”的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地選擇幾個(gè)適合的實(shí)驗(yàn)室，作為長(zhǎng)期技術(shù)交流合作的對(duì)象。

3.4 擴(kuò)寬經(jīng)費(fèi)來源，把好實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)保障關(guān) 生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室一旦啟用，就面臨著高額的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)經(jīng)費(fèi)?？梢試L試在農(nóng)業(yè)部專項(xiàng)撥款為主的基礎(chǔ)上，探索拓寬經(jīng)費(fèi)來源渠道，建立多元化的經(jīng)費(fèi)保障機(jī)制，以確保實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。