淺談生物安全在高等院校實驗動物學實驗課程中的重要性

楊文靜, 程繼帥, 黃小鳳, 柏曉松, 崔淑芳

(1. 第二軍醫大學實驗動物中心, 上海200433;2. 第二軍醫大學長征醫院信息科病案室, 上海 200003; 3. 上海市市東醫院, 上海200085)

淺談生物安全在高等院校實驗動物學實驗課程中的重要性

楊文靜1, 程繼帥1, 黃小鳳2, 柏曉松3, 崔淑芳1

(1. 第二軍醫大學實驗動物中心, 上海200433;2. 第二軍醫大學長征醫院信息科病案室, 上海 200003; 3. 上海市市東醫院, 上海200085)

實驗用動物在為人類健康做出重要貢獻的同時，也帶來諸多生物安全問題。為滿足國家對實驗動物生物安全教育的要求，作者系統性地對高等院校實驗動物學實驗課教學中潛在的生物安全隱患進行闡述，并尋找解決對策，以期實驗動物在為教學科研活動中做出貢獻的同時，盡量不構成對學生以及科研人員人身健康的危害，進而推動生物醫學以及經濟和社會的長足發展。

生物安全; 高等院校; 實驗動物; 實驗教學

實驗動物作為替代人類進行基礎研究、產品質量檢測以及藥物測評等科研和生產活動的必備工具，在醫藥研發、疫苗制備、農牧醫教學以及生物制品檢定等方面發揮重要作用[1]，同時，不容置疑地也涉及到一定的生物安全問題。但是關于實驗動物安全的課程無論在受訓對象還是在教學內容方面都無法滿足國家對生物安全教育的要求[2,3]。實驗動物生物安全是指對實驗動物可能產生的潛在風險或現實危害的防范和控制，包括教學用動物來源安全、使用安全、處理安全等方面，在教學活動中以及結束后不出現威脅正常教學及危害生命健康的事件發生[4]。2007年3月, 廣州某高校發生腎綜合征出血熱實驗室感染疫情，2010年12月東北某高校發生實驗用羊傳染人的布魯氏桿菌病的疫情[5],等等。隨著我國高等院校辦學規模的不斷擴大，學科門類設置的細化和全面化，科研水平不斷提高，實驗動物教學中需要運用的實驗動物數量、種類、品系越來越多, 除了已標準化實驗動物，還有具有特殊生物學特性動物，甚至還有地域特殊性實驗動物，發生實驗動物來源的生物安全突發事件的可能性也在加大[6]。因此，探討在實驗動物學實驗教學中的生物安全問題的應對策略至關重要[7]。

1 實驗課程中存在的生物安全問題

1.1 實驗用動物缺乏嚴格的檢驗檢疫

由于各大院校課程設置不同，實驗課程中涉及的動物種類、品系都有所差異，有的是從專業實驗動物飼養機構引進，有的則是直接從市場上購買，甚至有的需要從野外捕獲，因此，教學所用的許多動物來源及自身攜帶病原體情況并不明確。而國家尚未出臺相關的政策及措施對這些動物進行規范化要求，并且各大院校的管理并不非常到位。此外，由于各個院校系所的教學經費不同，并非所有院校都能對這些動物進行統一的檢驗檢疫，從而帶來一些潛在的安全隱患[2]。

1.2 實驗課教學條件的限制

實驗動物教學實驗室主要用于本科及研究生的教學活動，其硬件設施在建設目標和管理上與具有專門科研用途的實驗室存在一定差異[9]。在結構上并沒有按照實驗動物種類及教學目的設立不同的實驗室，而是在同一實驗室或操作平臺上開展不同實驗用動物為主體的教學活動。通常沒有明確的清潔區、相對污染、絕對污染區的界定, 這樣非常不利于防范交叉污染[10]。此外, 在教學經費不足情況下,實驗室配備的無菌手套、無菌口罩、手術衣物、消毒液等易耗品不足, 也容易造成污染范圍擴大。

在不同院校、不同專業當中, 實驗動物學在學生培養方案中所占比重不同, 進行實驗動物學教學的學生專業背景不一, 學生進行實驗用動物相關操作的自我保護意識等存在差異。并且學生在實驗動物學實驗課結束后, 就要進入其他實驗室或教室進行其他科目的學習, 如果個人安全意識薄弱, 再加上實驗室消毒條件有限, 很容易造成實驗用動物攜帶的病原體在不同實驗室、不同群體中傳播, 帶來生物安全隱患。

1.3 教學過程中的生物安全問題

1.3.1 機械性傷害 實驗動物學作為一門以實驗動物操作為主的課程, 動物的抓取、固定、標記、眶下竇采血、腹腔注射、皮下注射以及灌胃等基本操作幾乎是所有實驗動物學課程教授的基本操作科目[11]。在學生初次面對活體動物進行操作時, 難免會遇到被動物咬傷、抓傷甚至踢傷的情況。實驗動物教學中用到的注射器、剪刀、解剖刀、玻璃器皿等銳器, 也是造成學生意外受傷的潛在危險品。

1.3.2 化學藥品危害 實驗課程中常常會接觸到臭氧、麻醉劑以及組織固定液等, 會對學生的健康構成一定的威脅。實驗課程的實施過程中, 由于學生數量較多, 實驗室通風情況不力, 紫外線消毒產生的臭氧殘余較多, 在實驗持續時間較長的情況下, 學生容易產生困倦、頭痛等癥狀。動物麻醉劑的使用過程中, 由于動物的掙扎或者動物抓取不牢, 容易發生麻醉藥品被意外注入學生身上的情況。動物組織固定時, 由于多聚甲醛等固定液的強揮發性, 容易對學生的眼睛、呼吸道等組織器官造成刺激性傷害，此外，多聚甲醛還有誘發細胞癌變的危險。動物脫落的毛發、排泄物等，往往會成為過敏原，誘發過敏體質學生產生鼻炎、哮喘等意外情況。

1.3.3 人獸共患病原體感染及傳播 生物性傷害主要來源于人獸共患病原體，主要有狂犬病病毒、布魯氏菌、流行性出血熱病毒、弓形體等。病原體可能通過呼吸道、接觸以及血液等途徑傳播至操作人員，嚴重的可在人群中擴散。尤其是利用犬開展實驗動物教學的單位，需要謹防學生在實驗中被犬咬傷，以及避免身上有傷口的學生進行犬類的實驗教學活動。國內外大專院校的實驗室均發生過實驗動物來源的傷害事件: 2001年, 北京某高校學生因使用不合格實驗動物而感染出血熱, 致1人死亡,其后700多名師生緊急接種預防; 2006年, 長春某高校中藥系實驗室由于使用了個體戶養殖、販運的不合格實驗用動物而發生感染流行性出血熱事件,10名學生受感染; 韓國某實驗室也發生過因動物實驗感染出血熱病毒的事件[12]。因此，實驗課教學中的生物性傷害應該引起足夠重視[6]。

1.3.4 實驗課教學廢棄物的生物安全隱患 實驗動物學實驗課教學活動中往往會產生不同類型的實驗廢物，包括動物尸體、殘存于動物體內的毒品、麻醉試劑、手術銳器等。如果這些廢棄物品回收及處理不當，會造成病原體，毒品、麻醉試劑的外泄, 引發更為嚴重的生物安全事件[7]。

2 存在問題及應對策略

在高等院校中構建實驗用動物的生物安全防控體系，是有效控制實驗用動物來源的烈性傳染病突發的必要措施和有效手段，對保護學生及科研人員的健康具有重要意義。

2.1 建立健全實驗動物相關規章制度

實驗動物學作為現代生命科學前沿領域研究中最為活躍的學科門類之一，已經成為衡量一個國家科研發展水平的重要指標之一。目前，國內設有醫藥、農學等專業的院校相繼開設了實驗動物學課程，但由于各個專業培養目標、學時分配以及應用方向不同，導致該課程教學內容以及考核標準差別迥異。另外，各院校使用實驗用動物的品系、種類、來源大都賴于當地供應，動物質量并不一致。此外，各院校所處的地理位置，接受財政撥款及獲得各類基金扶持力度以及實驗動物學科在院校中所處地位不同。上述種種因素限制了實驗用動物相關規章制度的設立。地方政府應當適時將《實驗動物使用許可證》的范疇擴大至教學單位，內容包括實驗用動物的品系、來源、衛生檢疫、飼養條件、處理方式等方面。在此背景下, 各院校應針對各自學科側重點設立校內的統一標準[13]，包括動物的引進、使用規范、實驗用動物相關廢棄物的無害化處置、人員資質、實驗室配套設施以及生物安全事件的處置等進行詳細的制度規范[14]。

2.2 嚴格控制動物質量

我國高校使用的實驗用動物質量參差不齊，這是師生中人獸共患病原體的傳播源頭，必須嚴格把控，且需要依賴國家、地方及高校的資金投入力度。除了有實驗用動物飼養及生產資質的單位之外，從野外捕獲或飼養于普通環境的動物，必須經過專門的檢驗檢疫機構檢定，確保教學用動物不攜帶人獸共患病病原體和體外寄生蟲[15]，確保實驗教學安全、順利的實施。

2.3 生物安全課程設置及考核

設立生物安全教育的必修課程或者將其列為實驗動物學理論課教學中，以提高學生安全意識、掌握生物安全防護的知識和技能。在理論教學的基礎上，可設立實例討論的環節，增強學生對生物安全的理解和運用能力[16]。教學內容可以結合各個專業的特點，涵蓋國家和地方實驗用動物生產及使用相關的法律法規，實驗用動物攜帶微生物的種類和級別、飼養環境級別，常見的人獸共患病原體，標準的操作規程和個人防護措施，突發生物安全事件的有效處理方式以及實驗用動物廢棄物的標準處理方案等。可以通過課堂案例分析、相關論文撰寫、理論知識考查以及模擬真實案例操作等方法考核學生，考核合格者，方可進入后續實驗操作課程的學習[2]。

2.4 健全實驗動物生物安全防護措施

在資金保障充足的情況下, 教學用實驗室進行明確的區域劃分, 包括緩沖區、更衣室、清洗區、無菌實驗區、實驗廢棄物回收區、沖淋區等, 各個區域設置紫外消毒設備。其中, 無菌實驗區最好具有層流系統的屏障環境, 以限制病原體的擴散。在清潔區和無菌實驗區需要準備充足的消毒劑、防護衣帽、無菌手套、防護眼鏡、急救箱及急救藥品等[16]。在實驗動物學實驗課教學開始前及結束后,采用1.5 W/m2的懸掛式紫外燈照射消毒, 用質量分數0.1%新潔爾滅對室內地面及桌面進行消毒。實驗過程中潛在的危險因素, 操作規范應事先告知學生, 使學生提高安全防范意識。條件允許的情況下,盡量使學生穿著專業防護衣參與教學活動[18]。實驗課教學中，應督促學生嚴格按照標準操作規程進行實驗, 不隨意丟棄實驗廢棄物以免造成污染。除了配備授課教師，還可以配備專業的醫療人員，當有學生發生緊急事件時能夠得到及時救治。課程結束時，學生可以進行沖淋后再參加其他教學活動。

3 結語

隨著生命科學的發展，實驗動物學將在推動生物醫學的進步中發揮越來越重要的作用。但是在利用實驗用動物開展教學科研活動的過程中，必須樹立強烈的生物安全意識，盡量避免對學生以及科研人員人身健康構成威脅，使實驗用動物最大程度地為教學和科研活動提供便利，以推動生物醫學以及經濟和社會的長足發展[7]。

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Q95-33

B

1674-5817(2017)05-0418-03

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.05.015

2017-03-05

國家科技部支撐計劃(No. 2015BAI09B02); 上海市科技創新計劃(No.16140900100; No.13140900800)和軍隊實驗動物專項科研課題面上項目及青年項目(No. SYDW[2014]005號, No. SYDW[2016]008號)

楊文靜(1986-), 女, 講師。研究方向: 實驗動物資源開發。E-mail: wenjing2006123@126.com

崔淑芳, 教授。研究方向: 實驗動物資源開發與應用推廣。E-mail: youngstar_sf@163.com