實驗室生物危害分析及生物安全管理

孫麗翠 姜永莉 甄理 劉乃嘉 王崇霖 杜玉萍 劉愛東*

（1．中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與健康所 北京 100050；2．吉林國際旅行衛(wèi)生保健中心；3.長春海關）

0 引言

近年來，生物安全事故頻發(fā)，生物安全問題引起了高度重視。 尤其是2020 年新冠疫情爆發(fā)以及2020 年10 月17 日《中華人民共和國生物安全法》頒布以來，生物安全問題上升到了一個新的高度[1]。實驗室是科學研究及檢驗檢測的重要場所，因此生物安全也成為了實驗室安全管理的重要組成部分。本文就實驗室生物安全及生物危害基本概念及知識、實驗室生物危害類型和來源分析及實驗室生物安全管理等相關內(nèi)容進行系統(tǒng)的闡述。

1 實驗室生物安全及生物危害基本概念及知識

生物安全通常是指由于現(xiàn)代生物技術的發(fā)展和應用對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成的潛在威脅，以及對它們采取的一系列有效的預防和控制措施。 生物安全是國家安全的重要組成部分， 與公共衛(wèi)生、社會穩(wěn)定和國家戰(zhàn)略安全有關。 《中華人民共和國生物安全法》中提到的生物安全是指國家有效防范和應對危險生物因子及相關因素威脅，生物技術能夠穩(wěn)定健康發(fā)展，人民生命健康和生態(tài)系統(tǒng)相對處于沒有危險和不受威脅的狀態(tài)， 生物領域具備維護國家安全和持續(xù)發(fā)展的能力。關于實驗室生物安全，《實驗室生物安全通用要求》（GB 19489—2008）中給出的定義是“實驗室的生物安全條件和狀態(tài)不低于容許水平，可避免實驗室人員、來訪人員、社區(qū)及環(huán)境受到不可接受的損害，符合相關法規(guī)、標準等對實驗室生物安全責任的要求”。 生物危害的概念，包括狹義理解和廣義理解2 種方式。 狹義上是指操作病原微生物的過程和結(jié)果對人員以及環(huán)境所造成的危害。 廣義上是指有害的或有潛在危害的生物因子對人、環(huán)境、生態(tài)和社會造成的危害或潛在危害。

2 實驗室生物危害類型和來源分析

2.1 實驗室生物危害類型

通常實驗室會產(chǎn)生三類生物危害， 分別為氣溶膠導致的實驗室生物危害、 事故性實驗室生物危害和人為破壞導致的危害，具體如下。

2.1.1 氣溶膠導致的實驗室生物危害

氣溶膠（aerosols）是懸浮于氣體介質(zhì)中的粒徑一般為0.001～100.000 μm 的固態(tài)或液態(tài)微小粒子形成的相對穩(wěn)定的分散體系。 實驗室中的危害因子（如病原微生物） 以氣溶膠的形式漂浮在空氣中，實驗人員吸入這種受污染的空氣后產(chǎn)生的危害被稱為氣溶膠導致的生物危害。 在《新型冠狀病毒肺炎診療方案》（試行第九版）中也明確提出“在相對封閉的環(huán)境中，新冠病毒經(jīng)氣溶膠傳播”。

2.1.2 事故性實驗室生物危害

因?qū)嶒炄藛T操作過程或其他的一些疏忽， 使危害因子（如病原微生物）污染環(huán)境，直接或間接感染實驗室人員甚至危及周圍環(huán)境導致的危害。如2007年8 月英國薩里郡暴發(fā)的口蹄疫事件， 就是因排污系統(tǒng)受損導致口蹄疫病毒泄漏， 進而污染周圍土壤而造成的生物因子泄露事件。

2.1.3 人為破壞導致的危害

人為破壞導致的危害如人為潑灑、播散、釋放危害因子，及濃硫酸、危險生物制劑、病毒保存不當?shù)取?/p>

2.2 實驗室生物危害來源

實驗室生物危害的來源很多，包括實驗標本、實驗動物、 儀器設備使用及實驗操作均可產(chǎn)生生物危害，具體分析如下。

2.2.1 實驗標本產(chǎn)生的生物危害

實驗標本包括實驗室標本和臨床標本。（1）實驗室標本，如人（血液、尿液、糞便）、動物（血液、器官、組織）、食物成分等。 當實驗室活動涉及傳染或潛在傳染性生物因子，如HIV、禽流感等病毒時就會產(chǎn)生生物危害。（2）臨床標本，如臨床接收病人的血液、尿液、糞便和病理標本等可能含各種致病因子，如肝炎病毒、結(jié)核分枝桿菌等。臨床檢測面對更多的是未知疾病標本，尤其要高度重視。

2.2.2 菌（毒）種產(chǎn)生的生物危害

菌（毒）種產(chǎn)生的生物危害主要涉及第一類病原微生物和第二類病原微生物。 （1）第一類病原微生物是指能夠引起人類或者動物非常嚴重疾病的微生物， 以及我國尚未發(fā)現(xiàn)或者已經(jīng)宣布消滅的微生物。如埃博拉病毒、天花病毒等。（2）第二類病原微生物是指能夠引起人類或者動物嚴重疾病，比較容易直接或者間接在人與人、動物與人、動物與動物間傳播的微生物。 如SARS 病毒、高致病性禽流感病毒、HIV、結(jié)核分枝桿菌、炭疽芽孢桿菌、布魯氏菌等。 引起2020 年新冠疫情的病原微生物被命名為新型冠狀病毒， 冠狀病毒雖然屬于第三類病原微生物，但《國家衛(wèi)生健康委辦公廳關于在新冠肺炎疫情常態(tài)化防控中的實驗室生物安全監(jiān)督管理的通知》 中明確提出新冠病毒按照第二類病原微生物進行管理， 就是為了更好地降低其產(chǎn)生的生物危害。

2.2.3 實驗動物產(chǎn)生的生物危害

實驗動物產(chǎn)生的生物危害具體分為以下幾種情況：（1）實驗人員接觸被微生物感染的實驗動物被感染引起的。（2）實驗人員接觸污染物（動物通過呼吸、糞和尿等途徑排出體外的病原體） 被感染引起的。（3） 實驗研究的野生動物攜帶人畜共患病原微生物引起的。 （4）實驗動物在運輸過程中感染，進實驗室前未隔離觀察和檢測引起的實驗室污染及實驗人員感染。2010 年12 月東北農(nóng)大28 名師生員工布魯氏菌感染事件就是一個典型的因?qū)嶒瀯游锔腥井a(chǎn)生的生物危害的例子。

2.2.4 儀器設備使用過程產(chǎn)生的生物危害

實驗室中許多常用的儀器設備在使用過程中均可產(chǎn)生生物危害，如離心機氣溶膠、飛濺物和離心管泄漏；組織勻漿器、研磨器氣溶膠、溢漏和容器破碎等；真空冷凍干燥機及離心濃縮機氣溶膠、直接接觸污染；振蕩器和混勻器氣溶膠、飛濺物和溢出物；干燥罐爆裂、瓶子碎片和感染性物質(zhì)飛出等。

2.2.5 操作產(chǎn)生的實驗室生物危害

操作產(chǎn)生的實驗室生物危害具體包括：（1）可產(chǎn)生微生物氣溶膠的操作，如接種環(huán)操作：培養(yǎng)和劃線培養(yǎng)、“冷卻”接種環(huán)、灼燒接種環(huán)等；吸管操作：混合微生物懸液、吸管操作液體溢出在固體表面等；針頭和注射器操作： 排除注射器中空氣從塞子里拔出針頭、接種動物、針頭從注射器脫落等；其他操作：離心、攪拌、混合、灌注和倒入液體、打開培養(yǎng)容器、感染性材料溢出等。 （2）可引起危害性物質(zhì)泄漏的操作，如樣本在設施內(nèi)傳遞、傾倒液體、攪拌后立即打開攪拌器、打開干燥菌種安瓿、用乳缽研磨動物組織、液體滴落在不同表面等。 （3）可造成意外注射、切割傷或擦傷的操作，如離心時離心管破裂、打碎干燥菌種安瓿、摔碎帶有培養(yǎng)物的平皿、用注射器從安瓿中抽取液體、動物接種等。

3 實驗室生物安全相關法律法規(guī)要求

3.1 《中華人民共和國生物安全法》中的相關規(guī)定

2021 年4 月15 日實施的 《中華人民共和國生物安全法》第五章第四十二條—五十二條對“病原微生物實驗室生物安全”作了相關規(guī)定，包括：國家制定統(tǒng)一的實驗室生物安全標準、 對病原微生物實行分類管理、對實驗室實行分級管理、對使用后的實驗動物進行無害化處理、對實驗活動廢棄物進行管理、建立和完善安全保衛(wèi)制度、 建立高等級病原微生物實驗室人員進入審核制度、 制定生物安全事件應急預案及開展應急演練等方面的內(nèi)容。

3.2 GB 19489—2008 《實驗室 生物安全通用要求》中的相關規(guī)定

《實驗室生物安全通用要求》 第7 部分對實驗室生物安全也提出了“管理要求”，具體包括23 個方面的內(nèi)容：組織和管理、管理責任、個人責任、安全管理體系文件、文件控制、安全計劃、安全檢查、不符合項的識別和控制、糾正措施、預防措施、持續(xù)改進、內(nèi)部審核、管理評審、實驗室人員管理、實驗室材料管理、實驗室活動管理、實驗室內(nèi)務管理、實驗室設施設備管理、廢物處置、危險材料運輸、應急措施、消防安全、事故報告。

3.3《病原微生物實驗室生物安全管理條例》（2018 修訂版）中的相關規(guī)定

《病原微生物實驗室生物安全管理條例》是為了加強病原微生物實驗室生物安全管理， 保護實驗室工作人員和公眾的健康而制定的。 其中第二章規(guī)定了“病原微生物的分類和管理”，第三章對“實驗室的設立與管理”提出了要求，第四章內(nèi)容規(guī)定了“實驗室感染控制” 的處置要求， 第五章提出了各部門的“監(jiān)督管理”職責、第六章界定了相關的“法律責任”。

4 實驗室生物安全管理具體要求

實驗室生物安全管理涵蓋的內(nèi)容很多， 主要包括組織體系的完善、規(guī)章制度的制定以及“人、機、料、法、環(huán)”等各個環(huán)節(jié)，具體如下[2-3]。

4.1 組織體系的建立

實驗室的設立單位應設立實驗室質(zhì)量/安全委員會、實驗室管理部門、實驗室主任和安全員等部門和崗位，制定科學、嚴格的管理制度，并定期對有關生物安全規(guī)定的落實情況進行檢查， 定期對實驗室設施、設備、材料等進行檢查、維護和更新，以確保其符合國家標準。 同時應當加強對實驗室日?；顒拥墓芾怼?實驗室負責人是實驗室生物安全的第一責任人。 實驗室負責人應當指定專人監(jiān)督檢查實驗室技術規(guī)范和操作規(guī)程的落實情況。

4.2 規(guī)章制度的制定

實驗室的設立單位應當制定實驗室生物安全相關的規(guī)章制度，用制度規(guī)范管理。也可根據(jù)需要制定實驗室管理體系文件，包括質(zhì)量手冊、程序文件、作業(yè)指導書及記錄和表格等。 實驗室制定的規(guī)章制度應全面，包括實驗室工作的“人、機、料、法、環(huán)”各個方面，且明確分工、職責。 如果缺乏行之有效的管理體系，無論多么高級的實驗室硬件設施，都將難以發(fā)揮其安全作用。

4.3 實驗室人員的管理

人員是實驗室的核心力量， 要加強對實驗人員的培訓和管理。必要時，實驗室負責人應指定若干適當?shù)娜藛T承擔實驗室安全相關的管理職責； 建立實驗室準入制度，只有授權人員方可進入實驗室；提供必要的健康監(jiān)測及免疫計劃；定期組織人員培訓（包括崗前培訓和崗位培訓）；特殊崗位（BSL-3 實驗室工作人員、特種設備作業(yè)人員、實驗動物從業(yè)人員、感染性物質(zhì)航空運輸托運人等）持證上崗。

4.4 儀器設備管理

儀器設備的正常運行是保證實驗順利進行的前提，可直接影響檢測結(jié)果的準確性，也是實驗室生物安全的重要保障。實驗室要指定儀器設備管理員，對儀器設備進行管理。每臺儀器應建立儀器檔案，有使用記錄、保養(yǎng)和維修記錄。實驗人員嚴格按儀器規(guī)定的主要參數(shù)進行操作。另外，儀器設備還需按照計量校準要求，請有檢定校準資質(zhì)的機構進行定期檢定/校準，經(jīng)確認符合工作要求后，方可投入使用。

4.5 個人防護裝備

實驗室應根據(jù)實驗危害級別為實驗人員配備相應的個人防護裝備。 個人防護裝備是防止人員個體受到生物性、 化學性或物理性等危險因子傷害的器材和用品，具體分為頭面部防護（如護目鏡、N95 口罩或防護面罩等）和手、足部防護（如手套、靴套等）以及軀干防護（如白大褂、防護服、隔離衣等）。 配備個人防護裝備的作用是作為防護屏障將暴露于氣溶膠、濺灑和意外接種的風險降至最低。

4.6 試驗材料的管理

實驗室應有選擇、購買、采集、接收、查驗、使用、處置和存儲實驗室材料（包括外部服務）的政策和程序，以保證試驗材料的安全。 要對重要消耗品、供應品和服務的供應商進行評價，保存評價記錄和允許使用的合格供應商名單。 影響檢測結(jié)果的關鍵耗材要進行技術驗收確保質(zhì)量，制定驗收作業(yè)指導書，并保留驗收記錄。

4.7 危險化學品的管理

實驗室設立單位應當制定危險化學品管理程序，并且嚴格按照《危險化學品安全管理條例》、《危險化學品登記管理辦法》 等要求進行危險化學品的管理， 如儲存化學危險品的實驗室必須安裝通風裝置、相互禁忌的危險化學品不能混存等。

4.8 生物樣本的管理

生物樣本的管理包括樣本采集、樣本運輸、實驗室間轉(zhuǎn)運及樣本保存等環(huán)節(jié)。樣本采集應具有與采集標本所需要的生物安全防護水平相適應的設備、掌握相關專業(yè)知識和操作技能的工作人員、有效的防止病原微生物擴散和感染的措施、 保證病原微生物樣本質(zhì)量的技術方法和手段等；樣本運輸按照《可感染人類的高致病性病原微生物菌（毒）種或樣本運輸管理規(guī)定》要求進行；實驗室間轉(zhuǎn)運要以防止污染人員或環(huán)境的方式運輸， 如實驗樣本置于被批準的安全的防漏容器中；樣本保存可采用生物樣本庫集中管理。

4.9 實驗活動的管理

需要在動物體上從事高致病性病原微生物相關實驗活動的，應當在符合動物實驗室生物安全國家標準的三級以上實驗室進行。 從事高致病性病原微生物相關實驗活動應當有2 名以上的工作人員共同進行。 在同一個實驗室的同一個獨立安全區(qū)域內(nèi)，只能同時從事一種高致病性病原微生物的相關實驗活動。

4.10 實驗室內(nèi)務管理

實驗室應有對內(nèi)務管理的政策和程序， 包括內(nèi)務工作所用清潔劑和消毒滅菌劑的選擇、 配制、效期、使用方法、有效成分檢測及消毒滅菌效果監(jiān)測等政策和程序，應評估和避免消毒滅菌劑本身的風險，保持工作環(huán)境整潔、人員著裝與防護適宜、非實驗用品，如食品、水等不能帶入實驗室。除此之外，實驗室還應做好內(nèi)務檔案管理及消防安全等。

4.11 實驗室標識的管理

實驗室應建立標識系統(tǒng)審查與維護的政策與程序， 并且按照 《病原微生物實驗室生物安全標識》（WS 589—2018）要求正確使用標識。標識應設在人們最容易看見的地方。 標識的正面或其鄰近不得有妨礙人們視讀的固定障礙物， 并盡量避免經(jīng)常被其他臨時性物體所遮擋。要保證標識具有足夠的尺寸，并使其與背景間有明顯的對比度。

4.12 廢物處置及應急管理

實驗室應制定廢物處置程序，并且按照《國家危險廢物名錄》、《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》、《醫(yī)療廢物管理條例》 等進行處置和管理。實驗室危險廢物處理和處置的管理應符合國家或地方法規(guī)和標準的要求。實驗室還應制定實驗室生物安全管理應急預案，對既往實驗室出現(xiàn)的安全事故進行匯總，結(jié)合本單位實際情況，制定針對性解決方案，配備應急物資，進行應急培訓，定期開展應急演練。

5 展望

綜上所述， 由于實驗室生物安全涉及的內(nèi)容很多、 范圍很廣， 導致實驗室生物安全管理是一項長期、復雜和艱巨的工作，需要多方面的支撐以及在實踐中不斷改進和提高。 通過建立健全生物安全管理體系、加強儀器設備管理、完善人員管理程序、規(guī)范實驗樣本的管理、做好廢棄物處理工作、定期開展應急演練等， 可以有效提升實驗室的安全管理能力和安全技術水平，降低試驗運行的安全風險。