基于生物安全的獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)改革

張焱焱 邱銀生 吳濤

[摘 要] 隨著病原微生物給世界各國造成的危害越來越嚴(yán)重，生物安全問題越發(fā)被人們重視，生物安全在2020年已被我國納入國家安全體系。獸醫(yī)微生物近年來在畜牧行業(yè)及人群中引發(fā)的生物安全問題，成為全社會共同關(guān)注的焦點(diǎn)。實驗操作是獸醫(yī)微生物教學(xué)計劃的重要組成部分，實驗課中的任何不當(dāng)操作都可能引發(fā)嚴(yán)重的生物安全問題，因此在不影響教學(xué)質(zhì)量的同時，如何控制和規(guī)避由病原微生物引發(fā)的生物安全問題，成為獸醫(yī)微生物實驗課程的重要研究課題。

[關(guān)鍵詞] 生物安全;獸醫(yī)微生物實驗課程;課程改革

[基金項目] 2013年度湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項目“‘工農(nóng)相融動物藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革研究與實踐”（2013320）

[作者簡介] 張焱焱（1989—），男，山西臨汾人，博士，武漢輕工大學(xué)動物科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院講師，主要從事獸醫(yī)學(xué)研究;吳 濤（1978—），男，湖北十堰人，博士，武漢輕工大學(xué)動物科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院教授（通信作者），主要從事獸醫(yī)學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）15-0076-04? ?[收稿日期] 2020-11-23

一、引言

獸醫(yī)微生物學(xué)作為畜牧學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在各大農(nóng)業(yè)類院校的相關(guān)專業(yè)中均有開設(shè)[1-3]，通過理論課程與實驗課程相結(jié)合的教學(xué)方式，每年給我國畜牧行業(yè)輸送大量的專業(yè)人才。在不同專業(yè)課中，獸醫(yī)微生物學(xué)是一門實驗性非常強(qiáng)的課程，實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用[4，5]。隨著國家對生物安全問題的重視，在獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)中可能出現(xiàn)的一些問題，必須要提前考慮，這是因為在獸醫(yī)微生物學(xué)中涉及的很多微生物屬于病原微生物，而且它們的致病性及感染途徑各異，有些病原微生物只引起牲畜的感染，有的病原微生物不僅能感染牲畜，還能感染人，并且這些病原微生物可通過多種途徑（包括皮膚、傷口、呼吸道和消化道等）進(jìn)入機(jī)體從而引發(fā)感染，由病原微生物引發(fā)的社會問題被廣泛關(guān)注[6-8]。因此，在開展獸醫(yī)微生物實驗課程中，存在由病原微生物引發(fā)生物安全問題的隱患[9-11 ]。這就要求我們在開展實驗教學(xué)環(huán)節(jié)時要保持高度的安全意識，時刻提高警惕，杜絕任何引發(fā)生物安全問題的隱患發(fā)生[ 12-15 ]。獸醫(yī)微生物的教學(xué)主要包括細(xì)菌的分離和培養(yǎng)、形態(tài)觀察及生長特性研究。那么如何在不影響獸醫(yī)微生物實驗課程教學(xué)質(zhì)量的前提下，做好病原微生物安全的防控呢？這里將從獸醫(yī)微生物理論教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生生物安全意識的培養(yǎng)、實驗項目的設(shè)計、培養(yǎng)學(xué)生在實驗教學(xué)中的規(guī)范性操作及實驗相關(guān)廢棄物的處理四個方面，探討獸醫(yī)微生物實驗課程教學(xué)中防控生物安全隱患出現(xiàn)的策略。

二、獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)存在的問題及改革策略

（一）在理論教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識

獸醫(yī)微生物學(xué)是一門實踐性和應(yīng)用性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，實驗教學(xué)是“獸醫(yī)微生物學(xué)”課程的重要組成部分。由于微生物是一些肉眼不可見的生命體，因此初次接觸該門課程的學(xué)生會缺乏感官認(rèn)知，覺得很抽象，難以理解，逐漸對其失去學(xué)習(xí)興趣。而且學(xué)生在接觸獸醫(yī)微生物理論教學(xué)初始階段并未真正接觸與微生物相關(guān)的實驗操作，因此他們并不清楚微生物的特征及可能引發(fā)的生物安全問題。再加上在以往的獸醫(yī)微生物學(xué)理論教學(xué)和實驗教學(xué)中，教師主要關(guān)注學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握情況，以及實驗操作技能和解決實際問題的綜合能力等方面。因此，在以往的獸醫(yī)微生物教學(xué)過程中，教師往往忽視對學(xué)生生物安全意識的培養(yǎng)，學(xué)生也很少自主培養(yǎng)生物安全意識。隨著病原微生物引發(fā)的生物安全問題越發(fā)得到社會各界的廣泛關(guān)注，我國將生物安全納入國家安全體系，同時為了有效規(guī)避獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)中出現(xiàn)的生物安全問題隱患，培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識顯得越來越重要。這就需要教師不僅要在獸醫(yī)微生物理論教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識，更要在獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)階段讓學(xué)生更加形象地理解生物安全的重要性。具體進(jìn)行以下幾方面的改革。

首先，應(yīng)該通過理論課程學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識，目前獸醫(yī)微生物學(xué)的理論教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法發(fā)展得越來越成熟，可以借助多媒體手段將一些能夠引發(fā)生物安全問題的病原微生物形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，不僅要讓學(xué)生了解這些病原微生物的特性，更要讓學(xué)生了解這些病原微生物引發(fā)的生物安全問題及防范手段。其次，可以在理論教學(xué)中重點(diǎn)講述病原微生物的致病機(jī)制，從而培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識，讓學(xué)生了解微生物的生長特性可以決定其傳播途徑，以及引發(fā)的生物安全問題的嚴(yán)重性，并針對微生物致病機(jī)制研發(fā)的應(yīng)對措施。最后，要對實驗中涉及的病原微生物特性進(jìn)行重點(diǎn)講述，特別是病原微生物感染宿主的途徑，以及感染部位和造成的危害。學(xué)生只有將病原微生物的這些基本特性真正掌握，才能在實驗操作及以后的科研工作中，時刻保持生物安全意識。總之，通過獸醫(yī)微生物學(xué)理論課程來培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識，既可以有效規(guī)避學(xué)生在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的生物安全隱患，也可以培養(yǎng)學(xué)生良好的科研素養(yǎng)，讓學(xué)生踏踏實實上課，認(rèn)認(rèn)真真學(xué)習(xí)，這都需要理論課程教學(xué)做好鋪墊。

（二）獸醫(yī)微生物實驗項目的設(shè)計

獸醫(yī)微生物實驗課的教學(xué)目的在于讓學(xué)生熟悉微生物實驗操作的基本流程，掌握基本的實驗技能，完成對微生物形態(tài)的觀察，以及對微生物的分離培養(yǎng)和鑒定。因此，應(yīng)該緊緊圍繞著實驗?zāi)康膩碓O(shè)計實驗項目，并且應(yīng)全面考慮實驗中存在的生物安全隱患，并提前制定防控措施。

實驗對象是引起生物安全問題的根源，因此在實驗項目制定中根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇合適的實驗對象，如果滅活的微生物可以達(dá)到實驗?zāi)康木陀脺缁畹奈⑸?，如果非致病性的微生物可以達(dá)到致病性微生物的實驗效果就用非致病性的微生物，這樣就從根源上降低了意外感染的概率。例如：細(xì)菌形態(tài)的觀察實驗是通過讓學(xué)生自行制片、固定染色，最后通過顯微鏡觀察來掌握細(xì)菌的基本形態(tài)。在整個制片過程中，學(xué)生需要直接與微生物接觸才能完成實驗項目，稍有操作不當(dāng)，極易發(fā)生感染事件。因此，我們在實驗項目設(shè)計過程中，要充分考慮整個實驗過程，對于存在生物安全隱患的環(huán)節(jié)，在不影響實驗?zāi)康牡那闆r下，使用滅活或非致病性微生物取代致病性微生物完成實驗，再加上有效的防控措施，就可以保證實驗項目的安全進(jìn)行。比如，在微生物的分離培養(yǎng)及鑒定中，必須使用活微生物，然而有些微生物的致病性很強(qiáng)，這就存在極大的生物安全隱患，如果在實驗設(shè)計中使用無致病性的菌株取代致病性菌株就會大大降低生物安全隱患?？傊趯嶒烅椖吭O(shè)計中，以不影響實驗?zāi)康臑榍疤幔M量避免使用致病性的微生物，再提前制定防控措施，就可以有效控制生物安全隱患的發(fā)生，保證學(xué)生安全。

（三）培養(yǎng)學(xué)生實驗技術(shù)操作的規(guī)范性

培養(yǎng)學(xué)生實驗操作的規(guī)范性不僅對控制實驗過程中微生物引發(fā)的生物安全問題意義重大，而且對學(xué)生將來在工作崗位上獨(dú)立完成微生物實驗也有現(xiàn)實意義。無菌操作技術(shù)貫穿于整個微生物實驗課程，該技術(shù)在一個封閉無菌的空間（生物安全柜）內(nèi)完成，是一項能夠保證操作者、樣本及環(huán)境安全的技術(shù)。生物安全柜為微生物實驗操作的安全提供了保證，這是由于生物安全柜內(nèi)的空氣在內(nèi)部循環(huán)后，必須經(jīng)過濾除菌后才會排出柜外，因此學(xué)生只有做好安全措施，才能將手伸進(jìn)生物安全柜進(jìn)行操作，才能充分發(fā)揮生物安全柜的保護(hù)作用。如果學(xué)生操作不當(dāng)，可能會引發(fā)生物安全隱患。因此，在學(xué)生正式接觸微生物之前，培養(yǎng)他們的無菌操作技術(shù)，樹立無菌觀念，對整個微生物實驗課程的意義重大。另外，讓學(xué)生提前熟知實驗室及實驗課堂的規(guī)章制度也具有十分重要的意義。對于實驗室內(nèi)存放的實驗試劑耗材，讓學(xué)生做到不亂動、不亂摸，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報;對于實驗中使用的試劑耗材，要將其化學(xué)成分、化學(xué)性質(zhì)及使用說明，提前告知學(xué)生，并在對應(yīng)的試劑耗材上貼上使用說明;對于實驗者本人，在實驗操作之前做好充分的防護(hù)措施，按操作指南規(guī)范完成實驗。

首次參與獸醫(yī)微生物實驗課程的學(xué)生，由于沒有操作經(jīng)驗，可能會產(chǎn)生很多失誤，雖然他們已經(jīng)接受過獸醫(yī)微生物理論課學(xué)習(xí)，并掌握了豐富的理論知識，但是僅僅依靠理論教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實驗操作的需求。因此，在首次實驗課之前，教師要做好引導(dǎo)作用，學(xué)生應(yīng)以觀摩為主，教師可以挑選理論知識扎實的學(xué)生展開示范操作，教師在旁邊時刻關(guān)注，隨時糾正操作不當(dāng)之處。這樣以學(xué)生示范為主、教師為輔，可以加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且挑選少量學(xué)生在教師的指引下操作，可以有效規(guī)避生物安全隱患，同時學(xué)生也會加深操作體會，有利于學(xué)生課后交流學(xué)習(xí)。隨后可讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來，教師在這個過程中既是傳授者也是監(jiān)督者，要展示出標(biāo)準(zhǔn)的實驗操作技術(shù)并傳授給學(xué)生，而且要在學(xué)生操作過程中，時刻關(guān)注學(xué)生操作的每一個步驟，對于操作不當(dāng)?shù)牡胤揭皶r糾正，直到每個學(xué)生能夠規(guī)范操作。

第一次實驗課教學(xué)對于學(xué)生非常重要，學(xué)生可能由于精神高度集中，錯過深入思考和體會，因此教師在第一次實驗課后要及時總結(jié)實驗課中出現(xiàn)的問題，并制定合適的應(yīng)對措施，這樣才能加深學(xué)生的印象，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作的規(guī)范性。同時，在實驗教學(xué)過程中，教師在強(qiáng)調(diào)微生物可能存在哪些生物安全隱患時，也要將必要的應(yīng)對措施傳達(dá)給學(xué)生，讓學(xué)生掌握應(yīng)急措施有利于其進(jìn)一步學(xué)好專業(yè)知識。

（四）實驗課后的廢棄物處理

獸醫(yī)微生物實驗課后產(chǎn)生的廢棄物中存在大量活體微生物，如果不能及時將這些微生物殺死，一旦它們流入周圍環(huán)境就會大量繁殖，給社會安全造成極大的生物安全隱患。由于實驗室操作不當(dāng)引發(fā)的生物安全問題在世界范圍內(nèi)時有報道，目前已有相應(yīng)的防控措施被實施。但針對獸醫(yī)微生物實驗課中產(chǎn)生的實驗垃圾，如何保證這些實驗垃圾中的獸醫(yī)微生物在流出實驗室前被完全殺滅呢？想要解決這個問題，就要明白哪些實驗環(huán)節(jié)存在獸醫(yī)微生物的污染？哪些實驗物品已被獸醫(yī)微生物污染？把這些問題弄清楚后再制定相應(yīng)的措施，就可以將實驗垃圾中的獸醫(yī)微生物完全消滅。

獸醫(yī)微生物實驗操作環(huán)節(jié)中主要在接種菌體及觀察中接觸微生物，因此在這個過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制學(xué)生在接種及觀察過程中使用物品的存放及流向。獸醫(yī)微生物實驗的廢棄物主要包括培養(yǎng)微生物使用的玻璃器皿、培養(yǎng)基和污染的實驗耗材。微生物實驗完成后，要保證使用過的耗材分類存放，并選擇合適的滅菌方法將其充分滅活。實驗室中滅活實驗廢棄物中的獸醫(yī)微生物方法有很多，包括紫外線殺菌、高溫高壓滅菌及化學(xué)滅菌等。對于不能高溫滅菌的實驗廢棄物應(yīng)該選擇紫外線殺菌或者化學(xué)滅菌法，對于剩余的菌液可以選擇高溫高壓將其徹底滅活。當(dāng)然還應(yīng)該采取相應(yīng)的檢測方法，檢測滅菌效果，為了保證充分殺死廢棄物中的微生物，不僅需要針對不同污染物選擇合適的滅菌方法，而且要對滅菌后廢棄物中的微生物進(jìn)行重新培養(yǎng)，證明其被全部殺死后，再將廢棄物丟棄到指定地點(diǎn)。只有每一步都充分考慮、仔細(xì)操作，才能將獸醫(yī)微生物廢棄物中的殘余病原體充分消滅，從而規(guī)避生物安全隱患。

三、結(jié)語

近年來，由微生物引發(fā)的生物安全問題頻發(fā)，不僅給養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重威脅了公眾健康，為了杜絕一切生物安全隱患的存在，每個人都應(yīng)該高度重視生物安全問題。這就需要每個人以身作則，從源頭抓起，充分了解并認(rèn)識生物安全問題，時刻保持警惕。高校不僅要重視微生物理論課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的生物安全意識，更應(yīng)該重視微生物實驗教學(xué)，通過設(shè)計合理的實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作技術(shù)的規(guī)范性，保證實驗垃圾中的微生物被充分滅殺，促進(jìn)微生物實驗課的順利開展，為社會中的相關(guān)行業(yè)培養(yǎng)合格的專業(yè)型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]萬學(xué)瑞，劉磊，吳潤，等.動物醫(yī)學(xué)專業(yè)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)實驗Ⅰ教學(xué)改革探討[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（31）：239-241.

[2]陸承平，方維煥，陳金頂，等.獸醫(yī)微生物學(xué)學(xué)科發(fā)展[J].中國家禽，2008，30（9）：31-34.

[3]賽慧，劉芳.構(gòu)建獸醫(yī)微生物實驗教學(xué)新體系提升獸醫(yī)專業(yè)技能[J].科技資訊，2015（11）：136-137.

[4]林雁冰，顏霞，韋革宏.構(gòu)建創(chuàng)新型微生物實驗教學(xué)體系培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].高教論壇，2010（10）：31-33.

[5]劉芳.家畜傳染病學(xué)實驗教學(xué)改革初探[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，2001（1）：78-81.

[6]李鑒.畜牧獸醫(yī)微生物實驗室的安全管理措施[J].黑龍江科學(xué)，2019，10（13）：94-95.

[7]楊宇，陸彥.獸醫(yī)微生物學(xué)實驗教學(xué)的探索和創(chuàng)新[J].畜牧與獸醫(yī)，2018，50（8）：91-92.

[8]黃繼冶，曾作財，邱小洪，等.高職院校動物微生物實驗室安全管理初探[J].江西畜牧獸醫(yī)雜志，2017（1）：10-12.

[9]柴海靜.畜牧獸醫(yī)微生物實驗室的安全管理分析[J].中國動物保健，2017，19（11）：3-4.

[10]張韋深，劉秋娜，吳美茹，等.淺談病原微生物實驗室安全問題與對策[J].廣東化工，2020，47（16）：233.

[11]姜孟楠，盧選成，李春雨，等.病原微生物菌（毒）種或樣本運(yùn)輸管理工作現(xiàn)狀分析[J].中國公共衛(wèi)生管理，2012，28（2）：247-248.

[12]胡巔.病原微生物實驗室存在的生物安全問題及其整改措施[J].河南預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2019，30（12）：959-961.

[13]中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部和國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會.GB19489-2008，實驗室生物安全通用要求[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[14]鄧娟，何曉燕，屠靜，等.“醫(yī)學(xué)微生物學(xué)”本科實驗教學(xué)中生物安全的落實與實踐[J].微生物學(xué)通報，2018，45（3）：504-508.

[15]李郁，孫裴，劉雪蘭，等.高校動物醫(yī)學(xué)專業(yè)亟需開展實驗室生物安全教育[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2017（9）：276-277+279.

Teaching Reform of Veterinary Microbiology Experiment Course Based on Biosafety

ZHANG Yan-yan， QIU Yin-sheng， WU Tao

（School of Animal Science and Nutritional Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan， Hubei 430023， China）

Abstract： As more and more harm caused by pathogenic microorganisms to all countries in the world， people have paid more and more attention to the issue of biosafety. This year， biosafety has been included in our countrys national security system. In recent years， the biosafety problems caused by veterinary microorganisms in animal husbandry industry and the population have become the focus of attention of the whole society. Experimental operation is an important part of Veterinary Microbiology teaching plan. Any improper operation in experiment class may cause serious biosafety problems. Therefore， how to control and avoid biosafety problems caused by pathogenic microorganisms without affecting the quality of teaching has become an important research topic in Veterinary Microbiology Experiment course.

Key words： biosafety; Veterinary Microbiology Experiment course; course reform