實(shí)驗(yàn)室生物安全研究

張西強(qiáng)，李長(zhǎng)艷

（山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，山東臨沂 276000）

實(shí)驗(yàn)室也被稱為試驗(yàn)室，是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的場(chǎng)所。目前，實(shí)驗(yàn)室按照不同的學(xué)科領(lǐng)域可以分為生物實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及物理實(shí)驗(yàn)室等類型。生物實(shí)驗(yàn)室就是指專門從事病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的場(chǎng)所，通過科學(xué)研究針對(duì)病原微生物的機(jī)理進(jìn)行分析，為人類的生命健康作出重要貢獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室生物安全要求采取科學(xué)有效的防范措施，減少工作人員和相關(guān)人員被感染的概率，避免對(duì)環(huán)境和社會(huì)公眾造成危害。

1 實(shí)驗(yàn)室生物安全的概念和研究對(duì)象

安全是每個(gè)人除了生存之外最重要需求，生物安全的概念主要就是指避免生物威脅和生物危害，即避免感染性的生物因子危害人體。為了能夠有效應(yīng)對(duì)自然和人為的生物威脅，任何國(guó)家在任何時(shí)刻都要采取科學(xué)有效的防范對(duì)策，保護(hù)公眾健康，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)室生物安全的概念就是采取科學(xué)措施，強(qiáng)化工作和管理人員的生物安全意識(shí)，建立完善、規(guī)范化、制度化的管理體系，配備必要的物理生物防范措施，確保微生物操作技術(shù)和方法更加高效[1]。

為了有效應(yīng)對(duì)生物威脅，需要投入大量的人力物力資源，而構(gòu)建生物實(shí)驗(yàn)室，可以滿足臨床檢驗(yàn)檢疫的實(shí)際需要，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)感染，也需要加大監(jiān)督管理力度，避免在實(shí)驗(yàn)過程中工作人員或有關(guān)人員出現(xiàn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)因子而造成的感染。實(shí)驗(yàn)室生物安全對(duì)整個(gè)社會(huì)具有非常重要的影響，是每一個(gè)人員都要重視的問題。

2 實(shí)驗(yàn)室常見操作失誤及防范措施

實(shí)驗(yàn)室感染事故主要是由實(shí)驗(yàn)人員自身疏忽或沒有嚴(yán)格按照操作規(guī)范而導(dǎo)致的。例如，在實(shí)際操作的過程中，如果將菌種管或含有感染物質(zhì)的離心管等容器打碎，很可能產(chǎn)生氣溶膠而引發(fā)感染，嚴(yán)重的還會(huì)造成非常惡性的后果[2]。

在實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的過程中，最重要的就是加強(qiáng)人員培訓(xùn)。通過科學(xué)培訓(xùn)，幫助實(shí)驗(yàn)室工作人員掌握相應(yīng)的技能，而且培訓(xùn)的內(nèi)容包括儀器操作原理和相應(yīng)方法，特別是減少在操作過程中因?yàn)槭д`而產(chǎn)生氣溶膠的情況，在操作時(shí)如果發(fā)生氣溶膠危害，則應(yīng)及時(shí)采取防范措施，避免氣溶膠擴(kuò)散[3]。另外，在平時(shí)的操作中，也可以通過有效的方法減少氣溶膠產(chǎn)生和實(shí)驗(yàn)室傷害的發(fā)生，保護(hù)生物安全。例如，用玻璃棒接種光滑的瓊脂平板產(chǎn)生氣溶膠數(shù)量遠(yuǎn)小于粗糙平板；用冷接種環(huán)沾取菌液所產(chǎn)生的氣溶膠也比熱接種的方式減少90%以上；依靠菌液自身重力由吸管中流出所產(chǎn)生的氣溶膠要比用力吹出減少67%；菌液滴落在消毒巾上的氣溶膠產(chǎn)生數(shù)量要比直接滴在桌面上的產(chǎn)生數(shù)量減少90%以上。

由此可見，在實(shí)際操作的過程中，如果采用正確的操作技術(shù)和方法，可以很大程度上減少氣溶膠的產(chǎn)生。無論哪一種微生物，只要涉及感染性物質(zhì)操作的，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生氣溶膠，所以除了上述措施之外，還要盡量減少氣溶膠擴(kuò)散，這是有效控制氣溶膠產(chǎn)生的重要策略[4]。

在實(shí)驗(yàn)室中，最常見的防止氣溶膠擴(kuò)散方法包括圍場(chǎng)操作、屏障隔開、定向氣流和有效攔截等，通過運(yùn)用這些防護(hù)措施能夠起到顯著的預(yù)防氣溶膠擴(kuò)散效果。

（1）圍場(chǎng)操作主要就是將感染物質(zhì)困在一個(gè)盡可能小的空間之內(nèi)。例如，在生物安全柜內(nèi)進(jìn)行操作，避免與人體直接接觸，而且也能夠與開放的空氣相隔離。圍場(chǎng)操作可以有效避免人體暴露，也能夠?yàn)榉婪稓馊苣z擴(kuò)散筑起第二道防線，起到雙重保護(hù)的作用。圍場(chǎng)選擇要滿足安全、經(jīng)濟(jì)的要求。圍場(chǎng)操作常見設(shè)備包括機(jī)械、器物、負(fù)壓等多種處理方式[5]。

（2）屏障隔離，主要就是在氣溶膠產(chǎn)生之后，要通過各種屏障避免氣溶膠快速擴(kuò)散，這也是最有效的隔離方式。目前，各大生物安全實(shí)驗(yàn)室最常見的屏障隔離方法主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)或緩沖通道，通過這些隔離屏障能夠減少氣溶膠進(jìn)一步擴(kuò)散的可能性，保護(hù)周邊環(huán)境和人員健康。例如，BSL-3實(shí)驗(yàn)室在核心區(qū)和半污染區(qū)之間，將操作感染性材料的核心區(qū)圍場(chǎng)盡可能縮小范圍，嚴(yán)格按照《生物實(shí)驗(yàn)室安全通用要求》在進(jìn)出核心實(shí)驗(yàn)室的周邊設(shè)置緩沖間，可以有效避免污染擴(kuò)散，盡可能地將污染限制在最小范圍之內(nèi)。

（3）定向氣流則要求生物安全三級(jí)以上的實(shí)驗(yàn)室保持氣流方向穩(wěn)定，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室周圍的空氣應(yīng)向?qū)嶒?yàn)室內(nèi)部流動(dòng)，這樣設(shè)計(jì)能夠有效減少實(shí)驗(yàn)室內(nèi)被污染空氣向外擴(kuò)散的可能性，減少對(duì)社會(huì)公眾造成的威脅[6]。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部清潔區(qū)的空氣應(yīng)向操作區(qū)流動(dòng)，減少逆流的情況，這樣就能夠避免實(shí)驗(yàn)人員暴露的可能，而且輕污染區(qū)域空氣應(yīng)該向污染嚴(yán)重區(qū)域流動(dòng)。以BSL-3實(shí)驗(yàn)室為例，在原則上半污染區(qū)域的外界氣壓相比應(yīng)該為-20 Pa；而核心實(shí)驗(yàn)區(qū)的氣壓與半污染區(qū)的氣壓相比，也為-20 Pa。感染動(dòng)物房和解剖室的氣壓低于普通實(shí)驗(yàn)區(qū)。

（4）有效攔截就是確保生物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部空氣在排入大氣之前，要經(jīng)過過濾，阻止感染性顆粒排出，而所采取的過濾材料主要以高效粒子空氣為主，這種過濾方法不僅簡(jiǎn)單高效，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。因?yàn)楦咝ЯＷ涌諝庵饕捎枚鄬泳W(wǎng)格交錯(cuò)排列，能夠快速感染氣溶膠顆粒。在高效粒子空氣材料中，其主要的直徑小于濾材網(wǎng)眼的顆?？赡芡ㄟ^，而超過網(wǎng)眼的則被攔截，對(duì)于直徑在0.3 μm以上的氣溶膠具有非常強(qiáng)的沉降作用。氣溶膠粒子的直徑盡管小于網(wǎng)眼，但是粒子由于受到重力和沉降的影響，或受到慣性沖擊和擴(kuò)散作用的影響，也可能被阻隔在濾材之上。綜上所述，最不容易濾除的粒子應(yīng)該是0.1～0.3 μm的粒子。為了有效減少0.1～0.3 μm粒子的氣溶膠擴(kuò)散，實(shí)驗(yàn)室工作人員要加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，避免氣溶膠吸入體內(nèi)。

3 實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的要求

3.1 構(gòu)建生物安全管理體系

實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系在建立的過程中要有明確的目標(biāo)和管理規(guī)范，確保管理機(jī)制高效。病原微生物實(shí)驗(yàn)室要將檢測(cè)工作作為質(zhì)量管理的重要組成部分，所有檢測(cè)工作包括實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入操作規(guī)范、個(gè)人防護(hù)、健康監(jiān)護(hù)以及消毒效果評(píng)估、菌毒種保管和廢棄物處理等。實(shí)驗(yàn)室工作人員要明確部門的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)，同時(shí)要建立生物安全監(jiān)督隊(duì)伍，定期對(duì)生物安全進(jìn)行監(jiān)督，要保證各部門執(zhí)行本單位編制的實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量和生物安全管理文件，按照文件的要求開展各項(xiàng)管理活動(dòng)，維持體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 人員管理

實(shí)驗(yàn)室生物安全工作最關(guān)鍵的主體是人，只有加強(qiáng)人員管理才能夠有效減少實(shí)驗(yàn)室生物安全危害的產(chǎn)生。由于當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室人員缺乏生物安全意識(shí)，在各個(gè)環(huán)節(jié)都容易出現(xiàn)暴露的風(fēng)險(xiǎn)，要對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，進(jìn)入病原微生物實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格把關(guān)，利用制度去規(guī)范并約束所有人。無論是新工作人員還是客座人員，都要嚴(yán)格接受生物安全防護(hù)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，對(duì)潛在實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn)并考核，只有考核通過后準(zhǔn)許持證上崗，在操作之前應(yīng)該簽署知情同意書，并經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室相關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)之后，才能夠進(jìn)入[7]。如果發(fā)生人員感染，則不允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室或動(dòng)物房，如身體受到開放性損傷，或自身具備發(fā)熱性質(zhì)疾病和自身存在免疫缺陷等。培訓(xùn)還要對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的知識(shí)進(jìn)行及時(shí)更新，確保接受一次附加培訓(xùn)，而培訓(xùn)的方式包括全員培訓(xùn)和專項(xiàng)培訓(xùn)等。專項(xiàng)培訓(xùn)又分為管理和操作兩種類型，最主要的培訓(xùn)內(nèi)容就是對(duì)氣溶膠防范。還要針對(duì)銳器操作、生物安全柜使用、防護(hù)用品穿戴、樣品運(yùn)輸和逃生演練等多種內(nèi)容進(jìn)行定期培訓(xùn)，增強(qiáng)生物安全防范意識(shí)。

3.3 菌種和陽(yáng)性標(biāo)本管理

菌種和陽(yáng)性標(biāo)本在流轉(zhuǎn)的過程中要確保生物的原始特征，同時(shí)也要考慮其傳染性，既要減少意外暴露的情況，還要有效防止惡意利用或生物恐怖襲擊。毒種和陽(yáng)性標(biāo)本的保存嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家規(guī)定，及時(shí)上交相應(yīng)的毒種，對(duì)2、3、4類菌種或陽(yáng)性標(biāo)本應(yīng)該成立專門保管室實(shí)行雙人管理制度，注意在場(chǎng)設(shè)施要有一定的防盜能力。人員進(jìn)出要經(jīng)過消毒，同時(shí)要建立檢查銷毀和利用機(jī)制，對(duì)疑似樣本和菌毒種的管理嚴(yán)格執(zhí)行。在標(biāo)本運(yùn)送的過程中，運(yùn)送人員應(yīng)該嚴(yán)格按照生物安全防范知識(shí)進(jìn)行處理。如果涉及跨省運(yùn)輸，可感染人類的高致病性病原微生物菌或樣本還要向省級(jí)衛(wèi)生主管部門提交審核材料，頒發(fā)準(zhǔn)許證后方可運(yùn)送。

3.4 環(huán)境與設(shè)備管理

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》（GB19489-2008）對(duì)實(shí)驗(yàn)室生物安全實(shí)行分級(jí)管理。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與設(shè)施設(shè)備要求生物安全二級(jí)（BSL-II）實(shí)驗(yàn)室是使用最多、涉及最廣的生物安全實(shí)驗(yàn)室，除滿足生物安全一級(jí)（BSL-I）實(shí)驗(yàn)室設(shè)施和設(shè)備要求外，還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備生物安全柜，高壓蒸汽滅菌器、洗眼設(shè)施，防止節(jié)肢、嚙齒動(dòng)物進(jìn)入的設(shè)計(jì)，有可自動(dòng)關(guān)閉門及可視窗、防蟲紗窗等。確保實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的正常使用。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和消耗材料應(yīng)確保質(zhì)量，制定操作規(guī)程，合理使用，規(guī)范操作。例如，在選擇二級(jí)生物安全柜時(shí)要經(jīng)過出廠檢驗(yàn)，并提供合格的材料報(bào)告。儀器設(shè)備在使用或安裝之后，要有具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能驗(yàn)證，才可以正式投入使用，同樣還需要根據(jù)科學(xué)規(guī)定進(jìn)行定期年檢。高濃度的感染材料要在生物安全柜操作，高壓滅菌器要考慮放置地點(diǎn)，銳器的使用和存放也應(yīng)合乎要求，消防器具不但在品種上要滿足實(shí)驗(yàn)室的特殊要求，而且要在保質(zhì)期內(nèi)使用。

3.5 廢棄物安全

廢棄物安全管理是防止生物安全事件的重要一環(huán)。病原微生物實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物、儲(chǔ)存物、垃圾以及其他廢棄物的處理和處置以安全為目的，首先應(yīng)就地消毒滅菌，進(jìn)行無害化處理，利器還置于堅(jiān)固、防漏、有蓋的容器，密閉后運(yùn)出實(shí)驗(yàn)室銷毀。實(shí)驗(yàn)室不但要制定消毒制度，儲(chǔ)備消毒劑，而且要確保消毒劑的有效性，并對(duì)消毒效果進(jìn)行判定。

3.6 個(gè)人防護(hù)和應(yīng)急預(yù)案

不同的防護(hù)等級(jí)要求不同的防護(hù)用品及管理要求。在生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室至少應(yīng)有一套防護(hù)用品，包括頭部、面部、身體、手部和足部防護(hù)等。實(shí)驗(yàn)室常用的防護(hù)手套、防護(hù)服應(yīng)制定一定的保有量和保質(zhì)期檢查制度，避免到用時(shí)才發(fā)現(xiàn)沒有防護(hù)用品或使用過期防護(hù)用品的情況。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急預(yù)案應(yīng)完善，并做到及時(shí)更新，只有形成完整的制度，才能提高實(shí)驗(yàn)室安全管理水平。

4 結(jié)語(yǔ)

在新時(shí)期，隨著各種流行性病毒的爆發(fā)，給人們帶來了沉痛的教訓(xùn)，生物安全實(shí)驗(yàn)室工作人員如果沒有嚴(yán)格遵循科學(xué)要求或者是相關(guān)部門疏于管理，必然會(huì)引發(fā)各種重大社會(huì)災(zāi)害。為此，加強(qiáng)生物實(shí)驗(yàn)室安全管理工作，建立行之有效的生物安全管理制度體系，將管理措施作為行動(dòng)變成習(xí)慣，同時(shí)還要在本單位創(chuàng)立相應(yīng)的管理制度，保證認(rèn)真貫徹落實(shí)，為病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展建立健全安全管理程序。同時(shí)，應(yīng)完善實(shí)驗(yàn)室設(shè)施、設(shè)備管理、廢物處置、應(yīng)急措施和消防安全管理等管理規(guī)范，確保實(shí)驗(yàn)室研究人員在工作的過程中自覺落實(shí)各項(xiàng)規(guī)章制度，形成日常習(xí)慣。另外，及時(shí)加強(qiáng)對(duì)人員的培訓(xùn)，讓每一位實(shí)驗(yàn)室人員都能夠掌握正確的操作方法，全面保障實(shí)驗(yàn)室生物安全。在新時(shí)期，只有將實(shí)驗(yàn)室生物安全提升到前所未有的高度，才能夠促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展，保證人民群眾生命健康。