病原微生物防控在實驗動物設(shè)施管理與生物安全控制中的作用探討

羅銀珠,閔凡貴,王 靜,何麗芳,潘金春

(廣東省實驗動物監(jiān)測所,廣東省實驗動物重點(diǎn)實驗室,廣州510663)

近年來，新發(fā)傳染病和再發(fā)傳染病在全球不斷增加。人獸共患疾病可通過直接接觸動物或食物、水和環(huán)境，從動物傳播給人類［1］。實驗動物從業(yè)人員時刻面臨著兩個職業(yè)健康挑戰(zhàn)：一是生物性危害，二是生物安全防護(hù)。國內(nèi)外時而報告的動物實驗室獲得性感染、實驗動物病原微生物污染、實驗室病毒泄露、攜有危險病原樣品丟失等事件均給生物安全管理敲響了警鐘。把生物安全管理作為實驗動物設(shè)施管理的核心要素進(jìn)行貫徹落實，將是我國實驗動物行業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)［2］。本文圍繞實驗動物設(shè)施相關(guān)生物安全管理現(xiàn)狀及相關(guān)法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、病原微生物污染來源和控制、生物安全管理及體系建設(shè)等方面進(jìn)行分析闡述，旨在為實驗動物設(shè)施管理及生物安全控制、公共衛(wèi)生體系建設(shè)提供參考。

1 病原微生物防控的公共衛(wèi)生屬性

病原微生物防控在實驗動物設(shè)施管理與生物安全控制中起到關(guān)鍵作用，具有獨(dú)特的公共衛(wèi)生屬性。實驗動物病原微生物防控的公共衛(wèi)生屬性主要包括4個方面：

一是保障實驗從業(yè)者安全。動物病原微生物暴露是動物實驗從業(yè)者的主要職業(yè)暴露之一。全球已知的人類傳染病有60%來自動物，已發(fā)現(xiàn)人獸共患病有200多種［1］。據(jù)報告，每年都有在動物設(shè)施中因職業(yè)暴露而發(fā)生實驗室獲得性感染的事件。病原微生物控制對從源頭上保證動物和人員健康安全起著關(guān)鍵作用。

二是保護(hù)實驗動物健康。實驗動物疫病眾多，直接影響實驗動物質(zhì)量。有效保障實驗動物質(zhì)量，降低動物因病死亡率，減少因動物異常導(dǎo)致的實驗失敗等問題，需要良好的病原微生物防控體系，需要設(shè)施管理者或獸醫(yī)制定和實施病原微生物控制計劃。

三是保證科學(xué)研究實驗結(jié)果可靠。影響科研實驗結(jié)果的三大因素包括實驗環(huán)境、技術(shù)人員技術(shù)水平及實驗動物質(zhì)量。2019年底爆發(fā)并流行至今的新型冠狀病毒肺炎疫情更加凸顯了實驗動物在動物模型構(gòu)建、病毒感染機(jī)制研究和藥物篩選上的重要性。

四是保障環(huán)境安全。實驗室特別是從事一、二類病原微生物動物感染實驗室的污水、廢氣、樣品尸體，以及實驗操作過程中產(chǎn)生的固體廢物（包括高效過濾器、防護(hù)用品）等均是威脅環(huán)境安全的潛在生物安全因子。識別這些潛在的環(huán)境安全威脅因子，采取相應(yīng)防控措施，并加強(qiáng)重點(diǎn)管控，是提升實驗室應(yīng)對公共衛(wèi)生事件能力的重要內(nèi)容。

2 當(dāng)前我國實驗動物病原微生物防控和生物安全管理現(xiàn)狀

實驗動物的生物安全管理是對實驗動物可能產(chǎn)生的潛在風(fēng)險，或動物實驗過程中可能產(chǎn)生的對人或動物的潛在風(fēng)險或現(xiàn)實危害的防范和控制。國家一直高度重視實驗動物的安全使用和規(guī)范利用，相關(guān)法律體系基本形成（表1～2）。但個別機(jī)構(gòu)仍然出現(xiàn)實驗動物從業(yè)人員對生物安全重視度不夠、在崗培訓(xùn)流于形式，生物安全管理體系尚不完善或可執(zhí)行性差、責(zé)任不明確、落實不到位，動物實驗過程缺乏生物安全監(jiān)管和指導(dǎo)、動物病原微生物控制水平和知識不足，動物實驗室生物安全風(fēng)險管理缺位等現(xiàn)象，不利于實驗動物設(shè)施乃至整個行業(yè)的良性發(fā)展，給生物安全管理帶來了一定的風(fēng)險。

3 實驗動物病原微生物危害和風(fēng)險

已知實驗動物病原微生物危害主要包括對人員健康的危害，對動物健康的危害，對科學(xué)研究的影響，以及對環(huán)境的影響。

國內(nèi)外報告的實驗動物微生物種類包括細(xì)菌、病毒和真菌共兩百多種［3］。實驗室獲得性感染的來源以及可能引起感染的途徑鏈中，吸入具有傳染性的氣溶膠，通過飛濺、觸摸或溢出與黏膜接觸，或經(jīng)皮途徑感染即咬傷、割傷、意外的自我接種等都是潛在的感染途徑。目前有報告的情況包括：實驗人員因為抓取不當(dāng)，或使用銳器割傷，或動物實驗時意外針刺，感染結(jié)核分支桿菌［4］；在動物實驗中暴露傷口，感染腎綜合征出血熱［5］；解剖時防護(hù)不足，導(dǎo)致淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)膜腦膜炎病毒感染［6］；給小鼠接種痘苗病毒后，嘗試重新蓋好針頭時刺穿手套，感染痘苗病毒［7］；因個人防護(hù)不當(dāng)，感染牛痘［8］；使用未經(jīng)檢疫大鼠，或未嚴(yán)格穿戴防護(hù)用品，感染流行性出血熱［9］；工作后發(fā)現(xiàn)防護(hù)衣服撕裂，形成埃博拉病毒感染風(fēng)險［10］；被帶有埃博拉病毒的豚鼠血液注射器意外扎傷導(dǎo)致感染，醫(yī)治無效死亡［11］。但在大多數(shù)的實驗室獲得性感染案例中，潛在的感染路徑仍然沒有明確［12-13］，需要研究人員提高風(fēng)險識別和評估能力，包括對實驗動物設(shè)施病原微生物污染源（表3），以及對實驗動物設(shè)施病原微生物污染風(fēng)險的識別及控制措施（表4），并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的病原微生物等級要求管理標(biāo)準(zhǔn)。

表1實驗動物安全使用和規(guī)范利用的相關(guān)法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)/指南/辦法及其側(cè)重點(diǎn)Table 1 Legislations,regulations,and policies regarding the use of laboratory animals

表2需在不同等級生物安全動物實驗室開展的病原微生物分類和數(shù)量Table 2 Classification and number of pathogenic microorganisms conducted in animal laboratories of different biosafety levels

為減少污染源，近20年來國家及各地陸續(xù)制定了不同品種實驗動物的病原微生物等級要求標(biāo)準(zhǔn)，明確了所需排除的病原微生物種類（表5），這為識別和降低實驗動物設(shè)施病原微生物來源和危害提供了重要的依據(jù)。

表3實驗動物設(shè)施中病原微生物污染源Table3 Sourcesof pathogenic microorganismsin laboratory animal facilities

表4實驗動物設(shè)施中病原微生物污染風(fēng)險的識別及控制措施Table 4 Identification and control measuresof pathogenic microorganism contamination in laboratory animal facilities

4 實驗動物設(shè)施病原微生物控制的對策和建議

4.1 加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)病原微生物控制意識和能力，優(yōu)化從業(yè)人員的生物安全培訓(xùn)體系

在一項探究實驗室獲得性感染的數(shù)量與污染潛在原因的國際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，人為錯誤在實驗室獲得性感染病例中占有很大比例［14］，提示病原微生物控制意識亟待加強(qiáng)，生物安全培訓(xùn)體系建設(shè)勢在必行。

探索適合我國國情的實驗動物從業(yè)人員專業(yè)性培訓(xùn)模式，提高從業(yè)人員對病原微生物防控的整體認(rèn)知水平，可以從以下幾個方面著手。一是培訓(xùn)渠道多元化，可結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，組織開展線上、線下多形式跨地域的在職教育培訓(xùn)。二是培訓(xùn)形式多樣化，如理論培訓(xùn)、實踐培訓(xùn)、購買服務(wù)、專家上門培訓(xùn)、短期集中培訓(xùn)等。三是培訓(xùn)體系系統(tǒng)化，建立一套完善的人員知識水平評估體系，針對不同人群設(shè)定不同培訓(xùn)方式，并對培訓(xùn)效果進(jìn)行評價和總結(jié)改善。

為改變以往培訓(xùn)過程中對病原微生物防控及生物安全重要性強(qiáng)調(diào)不足的問題，應(yīng)聘請具有豐富的病原微生物防控及生物安全管理經(jīng)驗的人員，分崗位特點(diǎn)和對象，有側(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行細(xì)化培訓(xùn)。例如，針對輔助人員，主要是強(qiáng)調(diào)動物污染糞便的規(guī)范收集和處理，以及處理污染物時正確做好個人防護(hù)，并注意消毒劑的正確配制和有效期內(nèi)使用、合理使用滅菌高壓鍋等；而針對占比最大的技術(shù)人員，則應(yīng)側(cè)重防范動物抓咬、動物唾液尿液噴濺、個人防護(hù)、手術(shù)刀和針頭等銳器的規(guī)范使用處理；針對涉及病原微生物感染實驗的人員，則更加強(qiáng)調(diào)個人防護(hù)用品的完整和規(guī)范穿戴，注重病原微生物領(lǐng)用、滅活銷毀污染動物的操作和處理，以及微生物危害及風(fēng)險知識儲備等［15］。

表5常用實驗動物所需排除的病原微生物數(shù)量Table5 Number of pathogenic microorganismsshould be eliminated in commonlyused laboratoryanimals

4.2 健全動物健康監(jiān)測體系，改變病原微生物防控被動局面

動物實驗室獲得性感染事件警示我們，實驗動物能成為某種傳染性疾病的傳染源。因此，建立執(zhí)行性好且完善的動物健康監(jiān)測系統(tǒng)是提高實驗動物設(shè)施病原微生物防控能力的有效措施。動物引入設(shè)施前，必須對動物進(jìn)行傳染病的衛(wèi)生安全檢疫和獸醫(yī)臨床檢查，檢疫期需強(qiáng)化實驗室生物安全防護(hù)。對設(shè)施內(nèi)常在動物群體應(yīng)定期抽檢，疑似異常的實驗動物應(yīng)及時送檢［16］。對超過3個月長期實驗，實驗期間應(yīng)定期進(jìn)行人獸共患病監(jiān)測［17］。合理選擇病原監(jiān)測方法，特別是對于腫瘤移植類實驗、基因工程動物實驗，需要設(shè)施管理人或獸醫(yī)給予更多關(guān)注。傳統(tǒng)的血清學(xué)、PCR分析和尸檢對臟墊料哨兵動物進(jìn)行病原微生物監(jiān)測被越來越多的研究者證明在某些病原監(jiān)測中存在弊端［18-19］。隨著分子及宏基因組檢測技術(shù)的發(fā)展，越來越多的報告顯示，環(huán)境樣品材料監(jiān)測，特別是排風(fēng)口粉塵（exhaust air dust，EAD）檢測，與傳統(tǒng)的哨兵監(jiān)測相比更優(yōu)越［20］。

近年來，實驗動物新疾病不斷出現(xiàn)，病原體檢測技術(shù)不斷更新完善。目前國內(nèi)在成熟、主流的血清抗體監(jiān)測體系基礎(chǔ)上，又建立了多種病原微生物的核酸檢測體系［21］。設(shè)施管理者或獸醫(yī)需根據(jù)本設(shè)施內(nèi)流行病情況及監(jiān)測重點(diǎn)選擇不同的檢測方法，通過創(chuàng)新病原體監(jiān)測手段和模型，自檢或購買監(jiān)測服務(wù)等，實現(xiàn)從傳染病傳播角度即傳染源、傳播途徑、易感動物/人群進(jìn)行控制預(yù)防，監(jiān)測可能存在的潛在危險。不同技術(shù)的聯(lián)合使用可充分發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)勢以及協(xié)同作用，能夠提高病原體檢測和處理效果，是控制病原微生物的重要技術(shù)發(fā)展方向。

4.3 更新生物風(fēng)險評估觀念，提升病原微生物污染/感染風(fēng)險的識別能力

生物風(fēng)險評估是生物安全管理的核心，主要是對具有傳染性物質(zhì)的風(fēng)險識別與鑒定，制定降低風(fēng)險的方案，并執(zhí)行與再評估，其意義在于確定生物安全防護(hù)水平［22］。實驗動物使用過程中的病原微生物風(fēng)險是一個不容忽視的問題［23］。新購動物攜帶病原體背景評估、防范野鼠的病原微生物和遺傳污染、實驗人員攜入病原微生物污染、飼養(yǎng)環(huán)境條件異常激發(fā)傳染病爆發(fā)、動物異常表現(xiàn)或突然死亡等均是生物風(fēng)險評估和識別的重點(diǎn)。

目前阻礙實驗動物設(shè)施內(nèi)相關(guān)生物安全措施應(yīng)用的因素包括缺少具體的生物安全保障技術(shù)性文件、生物安全技能及培訓(xùn)不到位、使用不合格的實驗室耗材、人員重視程度不夠，以及生物風(fēng)險評估工作減少等，這些均使得實驗室危害持續(xù)存在，生物安全脆弱性增加［24］。面向整個機(jī)構(gòu)人員建立風(fēng)險評估和風(fēng)險控制觀念，成立專門的風(fēng)控風(fēng)評小組來進(jìn)行科學(xué)評估，建立一套涵蓋對實驗室水、電、通風(fēng)、空調(diào)、氣流流向、相鄰房間壓差、核心硬件設(shè)備性能、預(yù)防氣溶膠散逸和污染措施、消毒效果驗證過程、突發(fā)事件緊急預(yù)案、應(yīng)急事件處理方案、污染樣品管理規(guī)范（保藏、運(yùn)輸、滅活、銷毀）、菌毒種及含活毒樣品的領(lǐng)用和監(jiān)管、潛在危害分析與意外事故處理程序，個人防護(hù)及微生物操作程序等的科學(xué)評估體系［22］。

4.4 發(fā)揮管理委員會作用，加強(qiáng)生物安全監(jiān)督和職業(yè)健康指導(dǎo)

實驗動物機(jī)構(gòu)的生物安全監(jiān)督主要是通過實驗動物管理委員會、職業(yè)健康及安全委員會和（或）生物安全委員會進(jìn)行。實驗動物管理委員會對擬開展的動物實驗方案具有風(fēng)險評估審核和監(jiān)督職責(zé)。職業(yè)健康及安全委員會的工作則是實驗動物機(jī)構(gòu)申請國際實驗動物管理評估與認(rèn)證協(xié)會（Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care international，AAALAC）認(rèn)證時的重要審查環(huán)節(jié)，旨在考核機(jī)構(gòu)在實驗動物從業(yè)人員健康和安全保障方面的成效。生物安全委員會是動物生物安全實驗室備案及中國合格評定國家認(rèn)可委員會（China National Accreditation Service for Conformity Assessment，CNAS）進(jìn)行生物安全實驗室認(rèn)可的重要考量部分，在涉及病原微生物實驗及操作方面發(fā)揮監(jiān)督作用。然而，目前國內(nèi)不少實驗動物機(jī)構(gòu)的這些委員會建設(shè)尚未完善或停留于表面，未切實發(fā)揮監(jiān)督和監(jiān)管作用，常因為缺少實際操作、制度不明確、責(zé)權(quán)不清、人員管理缺位、缺少專業(yè)的職業(yè)健康管理人才、從業(yè)人員對職業(yè)危害缺乏認(rèn)識等，并未發(fā)揮委員會應(yīng)有的作用，使制度落實不到位，給生物安全和職業(yè)健康管理帶來了巨大隱患［24］。

實驗動物從業(yè)人員是發(fā)生職業(yè)暴露、感染人獸共患病的高危人群。組織生物安全專業(yè)人員進(jìn)行風(fēng)險評估審查，由具備職業(yè)健康管理經(jīng)驗的人建立職業(yè)健康與安全計劃，充分發(fā)揮管理委員會在動物設(shè)施生物安全管理和職業(yè)健康指導(dǎo)中的作用，建立和落實實驗室生物安全自查制度，完善不符合生物安全要求的工作程序，提高實驗室生物安全和職業(yè)健康管理能力。

4.5 完善實驗動物設(shè)施的生物安全管理體系建設(shè)

實驗動物不可避免會攜帶微生物，實驗人員面臨各種潛在的職業(yè)健康危害。建立良好的微生物規(guī)范（good microbiological practices，GMPs），加大對接觸動物的人員的工作規(guī)范指導(dǎo)和生物安全管理，可以有效減少職業(yè)暴露，最大程度地降低人員受傷或患病風(fēng)險，保護(hù)人員安全，這是病原微生物控制的重要內(nèi)容［25］。建立完善的生物安全管理制度性文件，包括生物安全手冊、程序文件、實驗室生物安全、技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程、生物危害評估制度、實驗室感染應(yīng)急處置預(yù)案、生物安全監(jiān)督機(jī)制等，以增強(qiáng)實驗動物設(shè)施的自查防范能力。

4.6 發(fā)揮獸醫(yī)在病原微生物防控中的作用

獸醫(yī)因其職業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)技術(shù)背景，熟悉流行病學(xué)和動物習(xí)性及生物學(xué)特性，在實驗動物的生產(chǎn)管理、疾病的預(yù)防和治療、動物實驗技術(shù)的推廣與應(yīng)用、動物福利監(jiān)管和生物安全保障等工作中都可發(fā)揮著不可替代的重要作用［26］。實驗動物機(jī)構(gòu)應(yīng)充分發(fā)揮獸醫(yī)在動物檢疫、動物健康監(jiān)測、動物疫病應(yīng)急處理中的主導(dǎo)作用。另外，社會對獸醫(yī)職業(yè)風(fēng)險的關(guān)注程度也需要提高。2010年美國國家公共衛(wèi)生獸醫(yī)協(xié)會制定了獸醫(yī)工作者（動物密切接觸者）人獸共患病預(yù)防綱要，即獸醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)防措施（veterinary standard precautions，VSP），旨在降低獸醫(yī)工作者的人獸共患病發(fā)生風(fēng)險。建議我國也盡快制定實驗動物獸醫(yī)的病原微生物防控工作相關(guān)指南，提高執(zhí)業(yè)獸醫(yī)在設(shè)施管理和生物安全控制中的話語權(quán)，讓他們能有足夠的平臺發(fā)揮專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)對設(shè)施內(nèi)可能出現(xiàn)的感染風(fēng)險。