高校實驗動物管理流程信息化探索：以浙江大學為例

陳曉娟, 李 巍,汪 洌

(浙江大學實驗動物中心,杭州310058)

實驗動物是生命科學研究必不可少的組成部分，是生物醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展的重要支撐條件［1］。生命科學和生物醫(yī)藥的快速發(fā)展對實驗動物的使用量和質(zhì)量要求不斷提升；同時，社會文明程度的提高使人們對實驗動物福利倫理的認識和要求也不斷增強［2］。作為人才培養(yǎng)和科學研究主力軍的高等院校［3］，在生、農(nóng)、醫(yī)、藥等學科開展教學和科研活動都離不開動物實驗，而實驗結(jié)果的準確性和可靠性與實驗動物的質(zhì)量和飼養(yǎng)管理水平密切相關(guān)［4］，因此，高校實驗動物中心作為公共服務平臺的重要性日漸凸顯。隨著國內(nèi)眾多高校不斷新建和擴大實驗動物設施，實驗動物生物安全和福利倫理監(jiān)管面臨巨大的風險和挑戰(zhàn)［5-6］。近年來，為了擺脫動物福利倫理監(jiān)管困境，多所高校實驗動物中心嘗試研發(fā)信息化管理體系［7-11］，探索科學高效的飼養(yǎng)管理模式。

信息化管理模式是將信息技術(shù)、數(shù)據(jù)科學與現(xiàn)代管理理念相結(jié)合，從而極大地提升管理效率。浙江大學實驗動物中心（以下簡稱“動物中心”）在校級信息化管理體系框架基礎上［12］，結(jié)合自身運行特點，對管理流程進行了信息化建設，以提高實驗動物飼養(yǎng)管理效率，實現(xiàn)飼養(yǎng)管理信息的聯(lián)動和共享，加強生物安全和實驗動物福利倫理的監(jiān)管。本文介紹了動物中心信息化管理系統(tǒng)的架構(gòu)及開發(fā)思路，以期為其他高校實驗動物中心的信息化建設提供參考。

1 實驗動物信息化管理系統(tǒng)設計

動物中心的工作均圍繞課題組的動物實驗項目開展，實驗動物的信息化管理系統(tǒng)設計也據(jù)此成型。通過項目審查、項目實施和項目終審這3個模塊的相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成整個實驗動物信息化管理系統(tǒng)，系統(tǒng)框架如圖1。與該系統(tǒng)配套的設備包括獨立服務器、生物信息錄入及獲取設備、條碼生產(chǎn)及讀取設備、視頻監(jiān)控設備等。

圖1 實驗動物信息化管理系統(tǒng)示意圖Figure 1 Schematic diagram of information management system of laboratory animals

1.1 項目審查模塊

動物實驗項目審查模塊包括項目成員、項目方案和項目變更3 個子模塊?！绊椖砍蓡T”子模塊審核項目組成員的設施準入權(quán)限和動物實驗操作資質(zhì)?！绊椖糠桨浮弊幽K審查該動物實驗項目的必要性及動物實驗設計方案的合理性。任何涉及動物實驗項目的重大改變或變更，均應在“項目變更”子模塊進行變更申請，且該項目須重新審查。

1.2 項目實施模塊

動物實驗項目實施模塊包括項目預算、動物引入、動物導入和日常監(jiān)管4 個子模塊?！绊椖款A算”須在系統(tǒng)內(nèi)設定該項目購買實驗動物種類、數(shù)量和動物飼養(yǎng)周期?！皠游镆搿卑磥碓床煌譃橹行拇?、項目組自行采購和其他區(qū)域轉(zhuǎn)入3 種方式?！皠游飳搿卑▌游锝邮蘸突\位導入：“動物接收”是按動物引入方式不同，系統(tǒng)生成訂單、準入和轉(zhuǎn)區(qū)這3種二維碼，掃碼換取籠位二維碼；“籠位導入”是指實驗動物按籠位二維碼坐標提示導入對應籠位的籠盒?！叭粘１O(jiān)管”子模塊包括記錄實驗人員的行為規(guī)范、籠位信息、疾病防控和實驗操作等功能。

1.3 項目終審模塊

動物實驗項目終結(jié)審核包括實驗人員監(jiān)管記錄、動物實驗監(jiān)管記錄和實驗動物監(jiān)管記錄3個子模塊?！皩嶒炄藛T監(jiān)管記錄”是指在項目實施過程中，項目組所有實驗人員違反行為規(guī)范的記錄匯總?！皠游飳嶒灡O(jiān)管記錄”是指對照項目方案，日常監(jiān)管動物實驗操作的記錄。“實驗動物監(jiān)管記錄”是指項目實施過程中，使用的實驗動物種類、數(shù)量以及臨床觀察記錄。

2 信息化管理系統(tǒng)實施

動物中心圍繞精細化管理理念開發(fā)運行信息化管理系統(tǒng)，已完成基本模塊相關(guān)流程設定及各類申請流轉(zhuǎn)審核；同時，客戶端實現(xiàn)對課題組成員和實驗動物訂單的管理審批，為管理系統(tǒng)的實施奠定了堅實的基礎。系統(tǒng)的實施以項目負責人選定項目成員及提交項目方案申請為起點，整個實施過程如下：

2.1 項目審查

2.1.1 項目成員

項目新進成員通過完成“準入培訓”課程獲取準入資格，具體流程為：項目成員線上申請準入培訓，根據(jù)項目方案選擇擬進入的設施區(qū)域，按照系統(tǒng)提示完成線上理論和線下實踐培訓，自助錄入指紋后系統(tǒng)自動分配設施權(quán)限。若項目成員申請更改設施權(quán)限，需經(jīng)過項目負責人和系統(tǒng)管理員雙方審核確認。動物實驗操作人員需提交專業(yè)培訓經(jīng)歷或動物實驗相關(guān)操作培訓證書等材料，由獸醫(yī)對證明材料進行審查或質(zhì)詢。

2.1.2 項目方案

項目負責人通過中心網(wǎng)站的項目管理模塊，提交動物實驗項目方案申請。項目方案審查主要圍繞生物安全、動物實驗倫理和實驗動物福利等方面進行判定，具體審查點為：（1）開展動物實驗的目的、意義和必要性；（2）擬選擇的實驗動物種類和數(shù)量，以及必要性；（3）項目實施過程中，需要的特殊儀器和管制藥品；（4）動物實驗對動物造成的可預期的傷害，以及防控措施。

2.1.3 項目變更

獲得批準號的動物實驗項目，如涉及到項目成員或項目方案等重大改變或變更，需在線提交項目變更申請，再次審核通過后，才能按照變更后的項目繼續(xù)開展動物實驗。此外，申請人可以通過項目管理系統(tǒng)隨時查看審核進展，審核結(jié)果實時通過系統(tǒng)消息和注冊郵箱告知申請人。

2.2 項目實施

2.2.1 項目預算

根據(jù)項目審核通過的實驗動物相關(guān)信息，項目負責人在系統(tǒng)內(nèi)設定本項目需要購買實驗動物的品種品系，以及設定動物購買數(shù)量和飼養(yǎng)周期的上限，生成項目材料費和測試費的預算。項目實施過程中，系統(tǒng)自動監(jiān)管項目預算執(zhí)行，禁止超預算的任何操作。

2.2.2 動物引入

引入動物中心特定飼養(yǎng)區(qū)域的實驗動物，需在系統(tǒng)內(nèi)提交籠位預約申請，說明動物來源、動物品種品系、動物級別和數(shù)量、擬定飼養(yǎng)籠盒的數(shù)量和位置。3 類動物引入方式對應的籠位預約操作步驟有所不同。（1）動物中心代購：項目成員通過動物中心遴選供應商購買實驗動物，系統(tǒng)內(nèi)選擇動物相關(guān)信息后下單，代購訂單與籠位預約綁定；訂單先后通過項目負責人、飼養(yǎng)區(qū)域和采購部門三方審核。（2）自行采購：項目成員自行采購動物中心遴選供應商的實驗動物，直接在動物中心網(wǎng)站申請籠位預約，填寫動物相關(guān)信息，項目負責人和飼養(yǎng)區(qū)域雙方審核。（3）其他區(qū)域轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出：分為兩種情況。①引入非遴選供應商的實驗動物，需申請隔離檢疫或生物凈化，動物檢測合格后申請轉(zhuǎn)飼養(yǎng)區(qū)域，申請由項目負責人、轉(zhuǎn)入?yún)^(qū)域和轉(zhuǎn)出區(qū)域三方審核；②因?qū)嶒炐枰⒑献鞴蚕淼仍?，申請實驗動物從微生物學級別高往級別低的區(qū)域或同一級別不同區(qū)域之間轉(zhuǎn)移，申請經(jīng)轉(zhuǎn)入課題組、轉(zhuǎn)入?yún)^(qū)域、轉(zhuǎn)出課題組和轉(zhuǎn)出區(qū)域四方審核。

2.2.3 動物導入

引入的實驗動物送達動物中心時，動物中心獸醫(yī)負責現(xiàn)場接收，具體工作包括：檢查動物運輸盒是否破損，核對抵達動物與線上動物申請信息是否匹配，確認無誤后，在線錄入動物接收時間、供應商生產(chǎn)許可證號、質(zhì)量合格證號等信息。完成動物接收信息登記后，按代購和自購不同，系統(tǒng)生成訂單二維碼和準入二維碼。動物中心內(nèi)部動物轉(zhuǎn)區(qū)統(tǒng)一由轉(zhuǎn)出區(qū)域打印轉(zhuǎn)區(qū)二維碼。二維碼是系統(tǒng)實現(xiàn)動物導入和信息跟蹤的媒介，同時也是實驗動物進入特定飼養(yǎng)區(qū)域的唯一憑證，工作人員使用平板電腦登錄動物飼養(yǎng)APP，通過識別二維碼生成預約綁定坐標的籠位二維碼。實驗動物放入指定籠位的飼養(yǎng)籠盒，且籠盒佩掛籠位二維碼標識的籠牌。

2.2.4 日常監(jiān)管

動物實驗項目的日常飼養(yǎng)管理和監(jiān)督執(zhí)行分為4個方面。（1）人員管理：通過準入培訓的項目成員，系統(tǒng)將分配“信用十二分”；在動物實驗項目實施過程中，通過工作人員檢查、其他人員舉報以及視頻監(jiān)控核實，系統(tǒng)可監(jiān)管項目成員各項操作規(guī)范的執(zhí)行情況。對不同的違規(guī)行為制定相應的扣分規(guī)則，一旦扣滿十二分，其使用設施權(quán)限自動取消，須重新在線申請參加準入培訓。（2）籠位管理：系統(tǒng)中顯示界面以籠架為單位，籠位與實際飼養(yǎng)區(qū)域的籠位坐標一一對應，實現(xiàn)籠位信息的可視化。項目成員通過系統(tǒng)申請變更籠位聯(lián)系人或撤銷籠位。通過課題組主動申請和飼養(yǎng)管理員每周定時掃碼核實相結(jié)合，實現(xiàn)籠位信息更新，保證動物中心網(wǎng)站籠位信息的準確性和及時性。此外，系統(tǒng)每日自動結(jié)算項目飼養(yǎng)費用。項目負責人隨時可以登錄系統(tǒng)，查看飼養(yǎng)費用及每個成員的具體飼養(yǎng)明細；區(qū)域網(wǎng)絡管理員可以通過系統(tǒng)查看和核實區(qū)域內(nèi)各項目組的飼養(yǎng)費統(tǒng)計數(shù)據(jù)。（3）疾病防控：日常飼養(yǎng)過程中，臨床觀察發(fā)現(xiàn)實驗動物外觀、飲食、排泄及精神狀態(tài)發(fā)生異常，需通過飼養(yǎng)管理系統(tǒng)上報獸醫(yī)。臨床獸醫(yī)根據(jù)系統(tǒng)提示，及時將異常動物進行隔離，并對臨床癥狀、疾病診斷、后續(xù)治療做詳細的記錄。（4）實驗操作：獸醫(yī)依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)記錄的項目方案，定期檢查實驗操作記錄、管制藥品出入使用記錄、儀器預約使用記錄，以及臨時抽查實驗操作的監(jiān)控視頻，并系統(tǒng)提交監(jiān)管記錄。

2.3 項目終審

項目負責人在項目完成后提交動物實驗項目終結(jié)報告，審核人員根據(jù)項目終結(jié)報告和系統(tǒng)對人員、實驗和動物的監(jiān)管記錄，綜合判定項目實施過程中是否存在違反實驗動物福利倫理相關(guān)法規(guī)和國家標準規(guī)定。若福利倫理審查通過，出具審查報告；若審查不通過，需詳細說明判定理由。若對審查決議有異議，項目負責人可通過系統(tǒng)提交材料進行申訴。

3 運行成效

動物中心信息化飼養(yǎng)管理系統(tǒng)經(jīng)過一年多的試運行，各模塊功能在實踐中不斷優(yōu)化。據(jù)系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止2020 年底，系統(tǒng)處理動物實驗倫理審查申請共計2 963 份，培訓合格準入者共計2 406人，動物采購訂單6 677份，系統(tǒng)處理賬目6 567 筆。通過信息化管理模式，縮小了時間和空間上的距離，實現(xiàn)了管理信息傳遞的實時性和有效性，解決了傳統(tǒng)管理方法在人員角色管理、設施權(quán)限分配、籠位管理和動物實驗管理等多系統(tǒng)管理重復錄入、維護工作量大、管理效率不高等問題，有效加強實驗動物的生物安全、動物實驗倫理、實驗動物福利的監(jiān)管。特別需要強調(diào)的是，項目實施的第一步是設定項目預算，可通過嚴格控制使用實驗動物的種類、數(shù)量和飼養(yǎng)周期，避免超預算使用科研經(jīng)費，保障動物實驗監(jiān)督管理的有效性。此外，以二維碼標識作為媒介，加強實驗動物流轉(zhuǎn)的過程監(jiān)管，實現(xiàn)籠位信息的實時可視化，加強飼養(yǎng)籠位的統(tǒng)一管理和合理優(yōu)化。同時，實現(xiàn)飼養(yǎng)費用的自動結(jié)算，改變耗時耗力的人工計費方法。

4 結(jié)語

動物中心的信息化管理系統(tǒng)以動物實驗項目為主線，一方面對動物訂購、籠位預約、飼養(yǎng)計費等分項進行綜合管理；另一方面，通過從項目審查、項目實施到項目終審進行全流程管理和監(jiān)督。管理系統(tǒng)的正常運行需要確保指紋機、密碼鎖、條碼打印機、平板電腦等多種硬件設備的有序運行，更亟需項目負責人、區(qū)域飼養(yǎng)管理員、獸醫(yī)等各個崗位人員的協(xié)同配合。任何一個工作環(huán)節(jié)處理不及時都將影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性和及時性。

信息化管理系統(tǒng)建設的下一步工作擬從廣度和深度兩方面著手。前者有待開發(fā)動物中心內(nèi)部管理職能，如設備設施運行實時監(jiān)控模塊、飼養(yǎng)管理員操作規(guī)范監(jiān)管模塊等，最終將動物中心的各項工作都納入信息化管理體系；后者是因高校開展的動物實驗項目眾多，而參與實驗項目成員的行為規(guī)范和實驗操作的日常監(jiān)管一直是高校實驗動物中心的管理難點，因此需要對項目人員培訓模塊進行深度開發(fā)，通過線上的理論培訓與考核，結(jié)合線下實驗操作培訓記錄，實現(xiàn)管理系統(tǒng)對項目人員的綜合資質(zhì)評估功能。