SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理的總結(jié)與探討

劉星劼，王躍嗣，李若楠，張偉

（濱州醫(yī)學(xué)院 山東煙臺(tái) 264003）

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是教學(xué)科研工作中的重要載體和工具，是生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究的重要支撐，對(duì)生物安全、藥物研發(fā)、醫(yī)療進(jìn)步等方面至關(guān)重要。伴隨著基因編輯等醫(yī)學(xué)生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物需求迅速增長，因此建設(shè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物平臺(tái)十分必要，尤其是建設(shè)綜合性、高水平的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量的重要保障，也是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物教學(xué)及科研質(zhì)量與效率的前提條件。本文從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室管理制度及SOP 制定、屏障系統(tǒng)的運(yùn)行、日常管理方面對(duì)動(dòng)物房高效管理進(jìn)行探討。

濱州醫(yī)學(xué)院（煙臺(tái)校區(qū)）SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類包括實(shí)驗(yàn)大鼠和實(shí)驗(yàn)小鼠。實(shí)驗(yàn)室于2018 年招標(biāo)改建，投資七百余萬元，改建面積約1 200 m2。根據(jù)《中華人民共和國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》和中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14925—2010《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及設(shè)施》的要求，實(shí)驗(yàn)室于2020 年9 月改建完工，2021 年5 月通過由山東省科技廳動(dòng)管辦組織的專家組驗(yàn)收，取得《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證》和《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證》并正式對(duì)外開放。

SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的屏障系統(tǒng)為直流式全新風(fēng)、恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，飼養(yǎng)間內(nèi)放置IVC 籠架、超凈臺(tái)或生物安全柜，用于SPF 級(jí)大、小鼠的飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作[1]。兩年來，SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室制定修改了一系列相關(guān)管理制度及SOP，嚴(yán)格按照屏障系統(tǒng)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程進(jìn)行管理，確保動(dòng)物質(zhì)量符合SPF 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1 管理制度與SOP 制定

1.1 管理制度

SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室管理制度主要包括：《濱州醫(yī)學(xué)院SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物管理辦法》《SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室使用管理規(guī)定》《SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室工作人員管理守則》《實(shí)驗(yàn)室生物安全管理規(guī)定》等，從實(shí)驗(yàn)室管理、行為規(guī)范、環(huán)境質(zhì)量控制等方面保障屏障環(huán)境達(dá)標(biāo)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室制定《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物安全應(yīng)急預(yù)案》《實(shí)驗(yàn)室消防安全應(yīng)急預(yù)案》《實(shí)驗(yàn)室水電安全應(yīng)急預(yù)案》等多項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，以保障科研人員的人身安全。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程SOP

兩年來SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室制定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)及繁育標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）4 本，包括《動(dòng)物實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》《SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室管理制度》《動(dòng)物飼養(yǎng)及設(shè)備設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程》，其中細(xì)化規(guī)程56 項(xiàng)，包括：實(shí)驗(yàn)操作、分組編號(hào)、抓取、處死、采樣等實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程；SOP 管理、采購、登機(jī)、消毒、人員物品動(dòng)物進(jìn)出、清潔、記錄等管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程；大小鼠飼養(yǎng)、檢疫、環(huán)境設(shè)施檢測(cè)、滅菌器操作、IVC 使用維護(hù)等飼養(yǎng)及設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程；KM、C57BL/6J 小鼠、SD 大鼠生產(chǎn)飼養(yǎng)、采樣送檢等生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。

2 屏障系統(tǒng)運(yùn)行

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物居住的環(huán)境，它是用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)的建筑和設(shè)備的總和，也是最基礎(chǔ)的硬件環(huán)境[2]。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施環(huán)境按空氣凈化控制程度可以分為普通環(huán)境、屏障環(huán)境和隔離環(huán)境三大類，其中屏障環(huán)境是指符合動(dòng)物居住的要求，嚴(yán)格控制人員、物品和空氣的進(jìn)出，適用于飼育無特定病原體（SPF）級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[3]。濱州醫(yī)學(xué)院SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室流程圖如圖1 所示，采用三走廊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了人流、物流、污物流分離，避免對(duì)屏障內(nèi)環(huán)境造成交叉污染。

圖1 濱州醫(yī)學(xué)院SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室流程圖

屏障環(huán)境能夠保持符合國際標(biāo)準(zhǔn)要求的飼養(yǎng)條件離不開各種設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、IVC 系統(tǒng)、高壓滅菌系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、飲水系統(tǒng)的維護(hù)和檢查是保證動(dòng)物房內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)正常穩(wěn)定最重要的部分。屏障環(huán)境的穩(wěn)定必須定期對(duì)動(dòng)物房內(nèi)壓差、換氣、塵埃粒子、溫度、濕度、照度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；對(duì)IVC 送風(fēng)、排風(fēng)，進(jìn)行定期檢查；定期清潔IVC 送排風(fēng)管的粉塵，更換空調(diào)初、中、高效過濾器，IVC 初效、高效過濾器等[4]。

2.1 溫度、濕度、壓差

濱州醫(yī)學(xué)院SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室屏障內(nèi)溫度區(qū)間為19～24 ℃，濕度為40%～70%。溫濕度由空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制，動(dòng)物飼養(yǎng)人員及控制室值班人員每天（包括周末及節(jié)假日）記錄。

2.2 送排風(fēng)

屏障環(huán)境的空氣經(jīng)低效、中效、高效過濾器進(jìn)入屏障系統(tǒng)，排風(fēng)通過初效過濾和中效過濾及活性炭后排出設(shè)施。屏障內(nèi)空氣潔凈度達(dá)到10 000 級(jí)，風(fēng)速用風(fēng)速儀測(cè)定，風(fēng)量用風(fēng)量罩測(cè)定并記錄，設(shè)施內(nèi)的氨濃度不得高于14 mg/m3，檢測(cè)塵埃粒子數(shù)在350/L以內(nèi)。利用空調(diào)送排風(fēng)系統(tǒng)形成清潔走廊、飼養(yǎng)間、污染走廊、緩沖間、屏障外的靜壓差梯度，壓差控制在10～20 Pa[5]，同時(shí)人員、動(dòng)物、物品、污物的走向采用單向流通路線，有效防止空氣逆向形成污染[6]。

為保證屏障內(nèi)空氣質(zhì)量，空調(diào)初效過濾器每月更換2 次，中效過濾器每月更換1 次，高效過濾器每年更換1 次，高效過濾器更換完成后重新調(diào)整屏障環(huán)境壓差[7]。

2.3 噪音與振動(dòng)

噪音干擾對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理活動(dòng)、身體健康具有重要影響。研究表明，噪音干擾通過影響與物質(zhì)和能量代謝相關(guān)的酶的生理活性從而影響新陳代謝速率，長期噪音影響會(huì)造成小鼠活動(dòng)減少、進(jìn)食量減少、體重下降[8]。同時(shí)，噪音影響小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力下降、學(xué)習(xí)能力下降、暴躁易怒。因此，控制飼養(yǎng)間內(nèi)噪音在國家標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)是保障實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身心健康的重要環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)室墻壁采用隔音材料建設(shè)，能有效隔絕外界環(huán)境噪音，日常噪音控制在60 分貝以內(nèi)。同時(shí)，規(guī)定飼養(yǎng)間內(nèi)不得使用手機(jī)等通信娛樂設(shè)備，要求飼養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)操作輕拿輕放，不得大聲喧嘩，減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物噪音干擾。

2.4 消毒與滅菌

屏障內(nèi)每個(gè)房間清潔物品實(shí)行專室專用，不得混用，污物必須及時(shí)帶出屏障，不得在屏障內(nèi)存放。每次打開IVC 籠盒進(jìn)行操作后，地面和操作臺(tái)用消毒液擦拭消毒。屏障內(nèi)每天進(jìn)行日常清掃和地面消毒，每周進(jìn)行屏障內(nèi)整體消毒，使用5%苯扎溴銨、3%過氧化氫和84 消毒液交替噴霧室內(nèi)空間、擦拭地面墻面。無動(dòng)物區(qū)域，如操作間、走廊、緩沖間等每天開啟紫外燈消毒30 min。

進(jìn)入屏障內(nèi)物品需經(jīng)過嚴(yán)格的消毒滅菌處理，否則不得進(jìn)入屏障環(huán)境[9]。經(jīng)高壓滅菌的物品如動(dòng)物籠具、墊料等存放在潔存室內(nèi)，如超過1 周未使用則需重新滅菌。

人員進(jìn)入屏障內(nèi)必須穿戴無菌隔離服、一次性帽子、口罩、手套，并進(jìn)行手消毒[10]。使用過的隔離服經(jīng)清洗高壓滅菌后可重復(fù)使用，每進(jìn)出一次需更換一件隔離服。人、動(dòng)物、物品都必需遵循從潔凈區(qū)到相對(duì)污染區(qū)的單向流動(dòng)，嚴(yán)格按各流程進(jìn)出屏障環(huán)境。

動(dòng)物飲用水由專門動(dòng)物純水設(shè)備制備，經(jīng)初級(jí)濾芯、納米膜、活性炭過濾罐等過濾后，通過磁能紫外滅菌燈照射并產(chǎn)生臭氧，在一系列消毒滅菌后通過封閉水管直接進(jìn)入屏障內(nèi)，在潔存室取水后供動(dòng)物飲用。

3 日常管理

3.1 人員培訓(xùn)

人員操作不規(guī)范是造成屏障內(nèi)環(huán)境污染的最主要因素[11]，為避免此類情況的發(fā)生，保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)從業(yè)人員和實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)管理是必不可少的。

由于本校SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室為開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此實(shí)驗(yàn)室面向全體師生定期舉辦SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)人員培訓(xùn)。并進(jìn)行考試和現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，全部通過后辦了門禁卡，進(jìn)行動(dòng)物寄養(yǎng)。

3.2 物品管理

1）飼養(yǎng)籠具。屏障內(nèi)飼養(yǎng)籠具為IVC 籠具，包括籠底、金屬格柵、籠蓋、生命窗等部分[1]。SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室IVC 籠具生產(chǎn)廠家為：山東省新華醫(yī)療器械股份有限公司。臟籠具在洗消間內(nèi)進(jìn)行清洗，洗凈后消毒液浸泡30 min，用清水沖洗干凈，晾干。經(jīng)初步清洗消毒后的籠具通過高壓滅菌的方式（121 ℃，30 min）進(jìn)入屏障內(nèi)，存放于潔存室中，使用時(shí)轉(zhuǎn)移至相應(yīng)飼養(yǎng)間，存放的籠具若超過1周未使用，需重新進(jìn)行高壓滅菌。

2）飼料墊料。SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室使用經(jīng)鈷-60 輻照處理后真空（或充氮）包裝的商業(yè)化飼料，墊料使用8 目無塵玉米芯墊料，生產(chǎn)廠家為：南京協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限公司。飼料種類主要包括維持飼料、生長繁殖飼料、免疫缺陷飼料等。飼料的質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（GB14925—2010）要求，生產(chǎn)廠家必須提供質(zhì)量合格證、生產(chǎn)日期、當(dāng)日批次的輻照證明及權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)報(bào)告，同時(shí)每批飼料由獸醫(yī)抽樣送檢，經(jīng)檢測(cè)合格后的飼料方可使用。在倉庫存放要離地離墻，倉庫環(huán)境須保持干燥，注意防蟲、防鼠、防霉變、防化學(xué)污染，避免暴露在陽光下。

3.3 動(dòng)物管理

1）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)出管理。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)出是影響屏障內(nèi)環(huán)境的重要因素之一，本校SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室要求實(shí)驗(yàn)動(dòng)物必須從具有生產(chǎn)SPF 級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可資質(zhì)的單位訂購，同時(shí)必須提供合格證明。運(yùn)輸籠具必須滿足通風(fēng)、搬運(yùn)等使用要求，符合SPF 級(jí)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)物進(jìn)入屏障系統(tǒng)前先檢查外包裝是否破損、合格證是否齊全等。檢查無誤后，用75%酒精對(duì)動(dòng)物運(yùn)輸籠盒進(jìn)行噴灑并擦拭消毒，再由傳遞窗進(jìn)行紫外照射（15 min）后，進(jìn)入檢疫觀察室進(jìn)行驗(yàn)收。動(dòng)物在檢疫觀察室內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)檢疫，檢疫期為1～2 周，未見異常情況則轉(zhuǎn)入飼養(yǎng)間進(jìn)行飼養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)。

2）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物日常飼養(yǎng)。飼養(yǎng)員分區(qū)域定量飼養(yǎng)，分工明確。正常實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的墊料、飲水、飼料更換周期為7 d，特殊實(shí)驗(yàn)動(dòng)物如糖尿病小鼠等墊料更換周期為2 d，每次完成換籠后清潔臺(tái)面、地面。每月更換整體籠具一次，包括籠底、籠蓋、金屬格柵。更換下的臟籠具必須及時(shí)移出屏障，當(dāng)天在洗消間進(jìn)行清理消毒。飼養(yǎng)員每日記錄飼養(yǎng)籠數(shù)、實(shí)驗(yàn)鼠狀態(tài)，飼養(yǎng)間溫度、濕度、壓差，公休日、節(jié)假日輪流值班。

飼料放在金屬格柵上以避免沾染排泄物或飲水而潮濕發(fā)霉，剛離乳的仔鼠或特殊情況可放置飼料在玉米芯墊料上以方便取食。成年鼠平均每20 g 體重每天所需飼料量約為3～5 g，飼料投放量依照動(dòng)物一周內(nèi)的攝食量給予。

3）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理。研究表明，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生活環(huán)境、情緒狀態(tài)等因素直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[12]。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)鼠作為哺乳動(dòng)物和人類一樣對(duì)疼痛等具有深切的感知[13]，隨著實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的普及以及醫(yī)學(xué)倫理的完善，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的福利倫理問題越來越受到人們的關(guān)注[14]。2018 年2 月6 日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T35892—2018《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查指南》，規(guī)定了國內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中的福利倫理審查和管理要求[15]。相關(guān)文件的發(fā)布為保障國內(nèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利提供了理論支持，雖然科研人員正越來越重視實(shí)驗(yàn)過程中“3R”原則的實(shí)施，但在全球范圍內(nèi)“3R”原則的影響力仍需進(jìn)一步提高，動(dòng)物福利倫理仍需要更多的關(guān)注和推廣。

5 結(jié)語

總之，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在高校、科研單位等的教學(xué)科研中發(fā)揮了重要的作用。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的身心健康直接影響到科研數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的等級(jí)直接影響到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量，關(guān)系到科研數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可重復(fù)性。因此建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)物設(shè)施、提高動(dòng)物福利是保證動(dòng)物實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。本文以濱州醫(yī)學(xué)院SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室為例，總結(jié)探討了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室日常管理運(yùn)行方面的內(nèi)容，為SPF 級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)化管理提供參考。