新農(nóng)科背景下教學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全HACCP管理體系構(gòu)建與探索

吳華　李琰　苑麗

摘 要：高校實(shí)驗(yàn)室作為教學(xué)的主要場(chǎng)所，其生物安全管理責(zé)任重大。本研究調(diào)查、分析了新農(nóng)科背景下高校動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全管理現(xiàn)狀，確定了實(shí)驗(yàn)室生物安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要隱患，從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)生物材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)廢棄物、實(shí)驗(yàn)人員5個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行研究，制訂HACCP計(jì)劃，探索創(chuàng)建與時(shí)俱進(jìn)的動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全管理技術(shù)體系，旨在提高農(nóng)業(yè)院校實(shí)驗(yàn)室安全管理能力，助推動(dòng)物醫(yī)學(xué)一流學(xué)科建設(shè)，也為同類(lèi)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理提供參考。

關(guān)鍵詞：新農(nóng)科；實(shí)驗(yàn)室；動(dòng)物醫(yī)學(xué)；生物安全；HACCP管理體系

新農(nóng)科建設(shè)賦予農(nóng)業(yè)院校新的歷史使命，也給農(nóng)業(yè)院校帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，對(duì)高校教育管理模式構(gòu)建、實(shí)踐教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室安全文化建設(shè)等提出了更高的要求。高校實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)、推動(dòng)一流學(xué)科建設(shè)的重要載體，對(duì)新農(nóng)科背景下培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才起支撐作用，因此，加快推進(jìn)一流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與創(chuàng)新發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而，當(dāng)前農(nóng)業(yè)院校實(shí)踐教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)受傳統(tǒng)思想和理念的制約，實(shí)驗(yàn)室安全管理成為高校教育管理中較為薄弱、亟待優(yōu)化的一個(gè)環(huán)節(jié)。

2020年，國(guó)家出臺(tái)了生物安全法，這是我國(guó)首次將生物安全納入總體國(guó)家安全觀，標(biāo)志著國(guó)家對(duì)生物安全問(wèn)題的重視提升到一個(gè)新的高度。國(guó)內(nèi)外突發(fā)的實(shí)驗(yàn)室生物安全事件充分說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)室生物安全管理是國(guó)家履行安全管理職責(zé)、保障公共衛(wèi)生安全的重要環(huán)節(jié)，也是高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮育人功能、保障教學(xué)安全有效開(kāi)展的重要關(guān)口。適時(shí)建立與之配套的危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)（HACCP）管理體系，能保障實(shí)驗(yàn)室生物安全，確保農(nóng)業(yè)院校教學(xué)安全有效開(kāi)展。

一、HACCP管理體系及構(gòu)建背景

HACCP管理體系起源于20世紀(jì)60年代美國(guó)的食品安全管理，該體系的核心是危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)，即對(duì)原材料、關(guān)鍵生產(chǎn)工序及影響產(chǎn)品安全的技術(shù)因素等進(jìn)行分析，確定生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建立、完善監(jiān)控程序和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)采取規(guī)范的風(fēng)險(xiǎn)防控措施。近60年來(lái)，HACCP管理體系已在國(guó)際范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用，目前已擴(kuò)展到醫(yī)院、食堂等場(chǎng)所和化妝品、藥品、餐飲、化工、汽車(chē)、航天等高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)。隨著新農(nóng)科、新技術(shù)的不斷發(fā)展，高校生物實(shí)驗(yàn)室也成為高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所。尤其是在新農(nóng)科背景下，動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著靶動(dòng)物應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理、病原微生物研究、生物檢材及基因工程產(chǎn)物保管與應(yīng)用等任務(wù)，接觸到人獸共患病病原微生物（如高致病性禽流感病毒、豬德?tīng)査跔畈《荆?、研究用菌（毒）種、基因工程產(chǎn)物（如生物載體、病原DNA和RNA）等的概率非常大，屬于高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所。動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)物與材料管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等均屬于高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)，采用HACCP管理體系符合安全管理理念。構(gòu)建這種新的管理體系，能將預(yù)防和控制動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)安全隱患的工作重心前移，有效預(yù)防實(shí)驗(yàn)室生物安全事件發(fā)生。

二、動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全管理對(duì)象及分析

（一）河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室概況

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室已有近百年歷史，主要承擔(dān)動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)、獸醫(yī)公共衛(wèi)生、動(dòng)物藥學(xué)、動(dòng)物檢驗(yàn)檢疫、藥物制劑、動(dòng)物性食品安全等專(zhuān)業(yè)115門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)繁重。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)基于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已獲批國(guó)家動(dòng)物免疫學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究中心、國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、農(nóng)業(yè)部動(dòng)物生化與營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和首批河南省技術(shù)創(chuàng)新中心等11個(gè)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)教學(xué)科研中心；擁有動(dòng)物基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室、標(biāo)本室、預(yù)備室、藥品室等22個(gè)，總面積達(dá)2200平方米，有儀器設(shè)備1430臺(tái)（件），總價(jià)值超過(guò)875萬(wàn)元；在教育教學(xué)管理中每年還承擔(dān)50多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放創(chuàng)新項(xiàng)目和8組虛擬教研室實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，承擔(dān)“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽、動(dòng)物醫(yī)學(xué)本科生專(zhuān)業(yè)技能大賽等國(guó)家級(jí)和省部級(jí)賽事項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)研究和指導(dǎo)任務(wù)。

（二）實(shí)驗(yàn)室涉及的生物材料

1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

在動(dòng)物醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)日常教學(xué)中，為了達(dá)到教學(xué)效果，需要讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)知識(shí)訓(xùn)練，主要實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有大鼠、小鼠、豚鼠、兔子、雞、蛙、豬、牛、羊、犬、貓等。由于受經(jīng)費(fèi)限制，學(xué)校目前常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尤其是靶動(dòng)物多從散養(yǎng)農(nóng)戶(hù)或小型養(yǎng)殖場(chǎng)收購(gòu)，難以預(yù)估其是否攜帶潛在病原。

2.病原微生物

根據(jù)《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》，病原微生物主要分為四類(lèi)。其中動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要涉及第二類(lèi)、第三類(lèi)和第四類(lèi)動(dòng)物病原微生物，部分實(shí)驗(yàn)室因教學(xué)研究需要可能會(huì)接觸到第二類(lèi)、第三類(lèi)和第四類(lèi)人獸共患病病原微生物。

第二類(lèi)動(dòng)物病原微生物（如經(jīng)典豬瘟病毒、雞新城疫病毒、布氏桿菌等）雖較少，但也會(huì)在動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)中用到；第三類(lèi)動(dòng)物病原微生物（如低致病性流感病毒、偽狂犬病病毒、結(jié)核分支桿菌、致病性大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等）在動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中比較常見(jiàn)；第四類(lèi)動(dòng)物病原微生物是指危險(xiǎn)性小、致病力低、實(shí)驗(yàn)室感染概率小的獸用生物制品，生產(chǎn)疫苗用到的各種弱毒病原微生物，以及不屬于第一類(lèi)、第二類(lèi)、第三類(lèi)的各種低毒力病原微生物等，它們?cè)趧?dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中最為常見(jiàn)。

近年，動(dòng)物病原微生物從脊椎動(dòng)物跨宿主傳播至人的案例屢見(jiàn)不鮮。例如，流感可從雞、豬等病原變異而對(duì)人具有感染性，SARS病毒溯源自果子貍、貉等野生動(dòng)物。2021年，有報(bào)道稱(chēng)美國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)豬德?tīng)査跔畈《究缢拗鱾鞑ブ梁５貎和?，同年也有?bào)道稱(chēng)中國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)4名生豬產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員感染豬偽狂犬病病毒。這些高危病原跨宿主傳播的案例說(shuō)明，動(dòng)物源疫病亦會(huì)對(duì)人類(lèi)公共衛(wèi)生安全和生物安全構(gòu)成極大威脅。故動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中涉及的不同類(lèi)動(dòng)物及人醫(yī)臨床病原微生物均屬于需加強(qiáng)管理的高風(fēng)險(xiǎn)生物安全暴露點(diǎn)。

3.基因工程技術(shù)與新生物材料

動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為一流學(xué)科建設(shè)中重要的科研、教學(xué)支撐平臺(tái)，在日常教學(xué)過(guò)程中最常用到基因工程技術(shù)和材料，不可避免地存在一定安全隱患。例如，基因編輯技術(shù)中最常采用的載體——質(zhì)粒，由于能夠自主復(fù)制，且部分具有結(jié)合轉(zhuǎn)移能力，所攜帶的耐藥基因、毒力基因甚至一些功能未知的基因具備快速傳播的風(fēng)險(xiǎn)，具有相當(dāng)大的安全隱患。在研究基因作用機(jī)制過(guò)程中構(gòu)建的攜帶mcr-like、tetX4、txtX6、vanG、ndm、cfr等基因的質(zhì)粒一旦傳播至臨床，將突破抗菌藥物的最后一道防線，給相關(guān)疾病治療帶來(lái)巨大壓力。另外，基因工程技術(shù)中的病毒遺傳物質(zhì)如DNA、RNA片段或其富集物亦具有一定的傳染性。

動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室在新型生物制劑教學(xué)研究中會(huì)用到一些新納米材料（如納米氧化鋁、mRNA納米疫苗）。納米材料作為新型生物材料，近年亦被報(bào)道具有促進(jìn)質(zhì)粒介導(dǎo)多重耐藥基因的跨種屬傳播能力，如管理不善同樣會(huì)給實(shí)驗(yàn)室生物安全帶來(lái)較大隱患。

（三）實(shí)驗(yàn)室研究與操作

動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要涉及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物解剖、患病動(dòng)物體內(nèi)外采樣、病原微生物分離純化、微生物耐藥性及毒力分析、全基因組分析、瓊脂糖凝膠電泳分析、動(dòng)物染毒或攻毒實(shí)驗(yàn)、PCR及qPCR技術(shù)和western blot、實(shí)驗(yàn)生物廢料處理、動(dòng)物無(wú)痛無(wú)害化處理等。需要引起重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)廢棄物的無(wú)害化處理。廢棄物種類(lèi)繁多、成分復(fù)雜，包含實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生的廢棄菌液或材料、載體類(lèi)實(shí)驗(yàn)剩余的耐藥質(zhì)粒和病原核酸等。此外，染毒或感染性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、靶動(dòng)物尸體或器官也是重要風(fēng)險(xiǎn)因素之一。

綜上可知，動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室存在的關(guān)鍵生物安全隱患主要與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、受試靶動(dòng)物、病原微生物及其代謝物或提取物、實(shí)驗(yàn)廢料處理、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無(wú)害化處理有關(guān)。

三、基于動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全分析及HACCP計(jì)劃制訂

結(jié)合動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室特殊的實(shí)驗(yàn)室生物材料及教學(xué)研究的高危險(xiǎn)性，課題組成員依據(jù)HACCP管理體系的核心原理認(rèn)真研討了危害分析與評(píng)價(jià)，確定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)生物材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)廢棄物、實(shí)驗(yàn)人員5個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。

（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以從具有相關(guān)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心引入SPF級(jí)或標(biāo)準(zhǔn)化清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，如無(wú)法做到，則需對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行隔離飼養(yǎng)觀察和特異性病原檢測(cè)，在確保無(wú)人獸共患病病原的情況下方可用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)，還要建立健全的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保障體系。

（二）實(shí)驗(yàn)生物材料

在進(jìn)行細(xì)菌增殖培養(yǎng)、藥物敏感性實(shí)驗(yàn)等與微生物有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格篩選實(shí)驗(yàn)對(duì)象，必要時(shí)可提前進(jìn)行小鼠攻毒實(shí)驗(yàn)，以確保生物安全。要嚴(yán)格管控存在生物安全風(fēng)險(xiǎn)的生物材料，禁止將其用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)防護(hù)設(shè)備同樣不容小覷。要建立生物安全柜、超凈工作臺(tái)、高速離心機(jī)、超低溫冰箱、蒸汽高壓滅菌鍋的一級(jí)安全防護(hù)系統(tǒng)使用規(guī)程。對(duì)容易接觸到高風(fēng)險(xiǎn)生物材料的儀器，要建立安全實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程及無(wú)菌、無(wú)毒處理操作規(guī)程，并對(duì)使用儀器的師生進(jìn)行培訓(xùn)。

（四）實(shí)驗(yàn)廢棄物

生物類(lèi)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢棄物種類(lèi)繁多、成分復(fù)雜，包含實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生的廢棄菌液或材料、生物實(shí)驗(yàn)中剩余的廢液等，其中不乏傳染性病原或有潛在危險(xiǎn)的生物制品。此外，感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)尸體或器官也存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。此類(lèi)教學(xué)實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)由具有相關(guān)知識(shí)背景的人員統(tǒng)一進(jìn)行高壓滅菌，根據(jù)廢棄物的種類(lèi)進(jìn)行回收或無(wú)害化處理，做到專(zhuān)人專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)責(zé)。

（五）實(shí)驗(yàn)人員

個(gè)人防護(hù)是最后一道也是最關(guān)鍵的一道防線。在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)對(duì)象存在生物安全相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備不足的問(wèn)題，表現(xiàn)為自我保護(hù)能力和意識(shí)較差，無(wú)菌無(wú)毒觀念不強(qiáng)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)忘記穿工作服或不戴手套、口罩，將穿過(guò)的工作服帶出實(shí)驗(yàn)室，更有甚者在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)食。這些與生物安全相悖的主觀行為加大了生物安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，教學(xué)對(duì)象在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)接受?chē)?yán)格的實(shí)驗(yàn)室生物安全知識(shí)培訓(xùn)，確保理解實(shí)驗(yàn)室安全的意義并采取必要的保護(hù)措施，嚴(yán)格做好一級(jí)防護(hù)，確保自身不受實(shí)驗(yàn)對(duì)象的侵染。同時(shí)，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)及操作規(guī)程、重要實(shí)驗(yàn)儀器使用程序，把生物安全防控落實(shí)到個(gè)人實(shí)際行動(dòng)中。

四、動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室HACCP管理體系生物安全管理實(shí)踐

為有效實(shí)施HACCP計(jì)劃，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室采取了一些措施。一是成立HACCP工作小組。由動(dòng)物醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng)，主管教學(xué)副院長(zhǎng)擔(dān)任副組長(zhǎng)，動(dòng)物醫(yī)學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室主任、動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)科負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)室管理員為HACCP工作小組主要成員，全面負(fù)責(zé)動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全管理工作。二是實(shí)施網(wǎng)格化管理。將動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全管理落到實(shí)處，所有環(huán)節(jié)落實(shí)到人。嚴(yán)格把控關(guān)鍵限值，落實(shí)監(jiān)控人員，明確監(jiān)控對(duì)象，保證監(jiān)控記錄完整并隨時(shí)可查。三是建立周會(huì)制度。管理人員對(duì)新農(nóng)科背景下動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室可能存在的生物安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、管理可能存在的漏洞提出建議和反饋，HACCP工作小組發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)糾偏整改，圍繞5個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)完善安全管理制度。四是加強(qiáng)核心點(diǎn)管控?；贖ACCP理念，對(duì)于易接觸到高致病性病原微生物的實(shí)驗(yàn)室，提升管理級(jí)別，做到副組長(zhǎng)垂直管理，中心實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)，重點(diǎn)監(jiān)督實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及生物材料無(wú)害化處理、實(shí)驗(yàn)人員生物安全意識(shí)等。

五、實(shí)施效果

課程組依據(jù)HACCP理念具體分析了動(dòng)物醫(yī)學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要危害環(huán)節(jié)，明確了關(guān)鍵控制點(diǎn)，并建立了完備的監(jiān)管體系，對(duì)潛在危險(xiǎn)進(jìn)行防范。當(dāng)前，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全管理工作有抓手，管控有力度，糾偏有依據(jù)，在助推動(dòng)物醫(yī)學(xué)一流學(xué)科建設(shè)中持續(xù)發(fā)力。

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責(zé)編：瀚 海

基金項(xiàng)目：2021年河南省高校實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目（編號(hào)：ULAHN202109）；河南省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題（編號(hào)：2021YB0049）；2022年河南省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2022ZT69）

作者簡(jiǎn)介：吳華（1974— ），女，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)楂F醫(yī)生物技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室安全管理；李琰（1974— ），女，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)樯飳?shí)驗(yàn)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室安全管理；苑麗（1973— ），女，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院教授，研究方向?yàn)楂F醫(yī)生物技術(shù)與藥理毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理。