美國生物安全三級實驗室管理的啟示

萬建青，丁家波，楊勁松

(中國獸醫藥品監察所，北京 100081)

隨著我國對生物安全管理越來越重視，我們以考察為契機，較為深入地了解了以美國國家農業生物安全中心(NABC)為代表的美國生物安全三級實驗室的建筑設計、管理理念和運行模式，供讀者參考。

1 美國農業生物安全中心基本情況

美國農業生物安全中心位于美國堪薩斯州立大學校內，建于1999年3月，前身是生物安全研究所，2002年更名為美國國家農業生物安全中心(NationalAgriculture Biosecurity Center，簡 稱NABC)。該中心占地113000平方英尺(10500平方米)，其中實驗室、動物實驗室31000平方英尺(2880平方米);教育和培訓10000平方英尺(930平方米)。中心的主要職責是為來自堪薩斯州立大學、堪薩斯州和美國聯邦政府的研究人員從事高風險的動物和植物傳染病的病原體研究提供高水平的、可靠的和安全的研究場所。中心設有21個生物安全三級實驗室(BSL－3)和生物安全三級動物實驗室(ABSL－3)，其中 14個研究實驗室(Research Labs)，7個保障實驗室(Support Labs)。在7個保障實驗室中，有5個用于牛、豬等大動物實驗的BSL－3Ag，1個鼠類等小動物的BSL－3，1個用于作物傳染病研究的BSL－3E。

美國國家生物與農業防御設施(National Bio and Agro－Defense Facility，簡稱NBAF)已選址在堪薩斯州立大學，將投資5億美元建成全美最大的聯邦動物健康實驗室。這是美國歷史上第一次將如此大規模的國家聯邦實驗室建在堪薩斯州，也是堪薩斯州立大學整個校史中的最重要事件之一。目前該項工程已動工，預計2019年完工，建成后美國高致病性傳染性人畜共患病實驗室(梅島)和動物再生傳染病實驗室也將遷址NBAF。

2 美國農業生物安全中心生物安全管理的主要特點

2.1 布局合理，質量可靠 整個實驗室建筑設計科學，內部布局合理，建設質量過硬。實驗室是典型的“三明治”結構，分為3層(地上2層，地下1層)。地下一層是動物尸體、污物處理層，地上一層是實驗區(實驗室和動物實驗室)，地上二層是設備管道層(包括空調系統、排風過濾裝置、純水處理系統等)。實驗區的設計有以下五大特色:一是功能分區科學。進入實驗室，需使用磁卡進入緩沖區，該區包括一更、淋浴間、二更，不同功能區均為自動連鎖，相鄰門不能同時打開;通過緩沖區進入實驗室核心區，在核心區內不同實驗室相對獨立，猶如“盒子中的盒子”，每個實驗室的門均有報警提示裝置，如閉合不嚴，則自動報警提示。二是BSL－3Ag設計人性化，可操作性強。共有5個BSL－3Ag，每個BSL－3Ag的空間很大，基本無固定設施，均由活動可拆卸的柵欄組成。使用時根據實驗動物的大小，調節活動柵欄，使之形成不同大小的空間格局。三是BSL－3Ag的門均為氣密門。氣密門的造價高達7500美元/個，門體為雙層不銹鋼，兩層不銹鋼之間有真空氣密膠條，門框與墻面接觸處、墻面與地面接觸處有不銹鋼壓條，采用獨特的壓緊技術，當門閉合時，能與門框、地面和墻面緊密配合，達到可靠的氣密效果，能夠有效防止病原微生物擴散。四是細節設計充分考慮動物福利。比如大動物實驗室的地面均為專用塑膠地面，對實驗動物具有防滑、保溫的作用，且利于清潔衛生;每個動物實驗室動物走廊設有2個活動隔離柵欄(柵欄之間的空間可容納2頭成年牛)，起到閘口的作用。當動物進入走廊后，為控制實驗動物的有序進入，第一個柵欄關閉后，再開啟第二個柵欄，盡可能減少對動物的應激刺激。五是動物尸體處理裝置先進、實用。該處理裝置主體在地下，約4～5米深，一次性可容納5000磅(約2270千克)的動物尸體(約2頭成年牛的重量)，處理時采用堿水解的方式，將動物尸體消毒、溶化。值得一提的是，為了便于識別，在設備管道層，根據不同BSL－3實驗室格局對地面涂刷不同顏色的方式，提高了日常檢測、維護的工作效率。

2.2 制度健全，管理嚴格 美國國家農業生物安全中心有130多人，擁有一支以首席科學家Juergen Richt博士為首的研發隊伍。中心的實驗室除供自身使用外，還為堪薩斯州立大學、堪薩斯州和美國聯邦政府從事高風險動物和植物傳染病的病原體研究的研究人員提供實驗場地，同時也面向社會提供有償服務。對外實驗主要提供場地和培訓，大約30名工作人員專門從事實驗室設施維護、保障和培訓。在管理上，本著“強調細節、重在預防”的原則，有一套完善的實驗室管理制度、生物安全應急管理制度和生物安全操作規程。“細節”表現在實驗室操作的每個環節中，比如每個BSL－3實驗室根據從事的病原微生物的不同，在具體平面布局和儀器設備配制方面有所區別;不同的病原微生物具有不同的生物安全操作規程;實驗室的潔凈走廊中有一個含有沙子、面罩、防護鏡、消毒液、鑷子、鏟子等物品的裝備齊全的應急包等。“預防”也體現在實驗室運行管理的細節中。首先，生物安全應急管理制度完整配套，針對性強。在應急預案中，除制訂了針對不同病原微生物發生生物安全時的防范措施，還涵蓋了在實驗室運行中可能發生的因素，如在實驗過程中試驗人員突發心臟病該如何處理等，并定期開展生物安全應急演練。其次，強化培訓，保證人員安全。中心定期對進入實驗室的每一個實驗人員進行系統培訓，考核合格，方可取得進入實驗室開展實驗的資格。除理論授課外，還設有專門的操作觀摩間，通過真正的實驗演示，提高了實驗人員的培訓效果。

2.3 保證運轉經費 生物安全三級實驗室無疑為深入開展高致病性病原微生物研究，更好地防護實驗人員搭建了一個良好的平臺。但通過考察，我們也認識到，生物安全三級實驗室的良好運行離不開穩定的經費支持。該中心每年的實驗室運轉經費約5000萬美元。經費主要來自堪薩斯州和曼哈頓市撥款。

3 對我國獸醫實驗室生物安全管理的幾點啟示

3.1 科學設計硬件設施，把好建設質量關 高等級生物安全實驗室設計復雜，建設成本高。我們在建設時，在充分理解我國現行高等級獸醫生物安全實驗室的規定要求的基礎上，學習和借鑒國外實驗室設計的成功經驗，把先進的設計理念融入到我國的高等級生物安全實驗室的建設中。同時，要加強實驗室建設質量，特別是要強化關鍵設施和重要設備的建設質量，只有這樣，才能保證實驗室的質量和使用壽命。

3.2 強化實驗室管理，把好生物安全關 OIE出版的《實驗室生物安全手冊》指出，生物安全柜、其他設施及操作規程，其中任何一項單獨使用都不能確保安全，只有使用者按照對生物安全的深刻理解來操作才能實現安全。它強調了規范化操作及管理對實驗室實現正常運行的重要性。一方面，要科學制訂實驗室各項管理制度和生物安全操作規程。只有根據實際情況，制訂適合本實驗室的各項規章，保證其科學、規范、可操作。另一方面，要加強人員培訓，把各項規章制度落到實處。采用多種形式培訓，強化實驗人員的生物安全意識，一旦進入實驗室，都能非常自覺地執行實驗室各種管理制度和操作規程。從管理和使用的角度，確保實驗室生物安全。

3.3 加強國際交流，把好人才隊伍建設關 人是實驗室管理中的最重要因素。不斷提高人員素質是進一步提升實驗室管理水平的關鍵。可以采取“引進來、走出去”的策略，邀請國際組織、發達國家高等級生物安全實驗室的專家來所交流;派遣相關人員到國外進行中長期培訓，系統學習國外的實驗室先進管理經營和實踐成果，真正做到學懂學透。同時，探索建立長期交流的合作機制。在“引進來、走出去”的基礎上，有重點地選擇幾個適合的實驗室，作為長期技術交流合作的對象。

3.4 擴寬經費來源，把好實驗室運轉保障關 生物安全三級實驗室一旦啟用，就面臨著高額的實驗室運轉和維護經費。可以嘗試在農業部專項撥款為主的基礎上，探索拓寬經費來源渠道，建立多元化的經費保障機制，以確保實驗室的正常運轉。