生物安全二級動物實驗設(shè)施(ABSL-2)運行管理要點分析

李曉燕，盧選成

(中國疾病預(yù)防控制中心實驗動物中心，北京 102206)

生物安全二級動物實驗設(shè)施(animal biosafety level-2，ABSL-2)是目前使用頻率較高的動物生物安全實驗設(shè)施，需要在此類設(shè)施內(nèi)開展研究的病原微生物種類也最多。僅以《人間傳染的病原微生物名錄》(2006版)[1]為例，其中需要在ABSL-2內(nèi)開展研究的病原微生物(三類和四類)占76%(詳見表1)。ABSL-2的運行管理既要參照實驗動物相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，又要兼顧生物安全相關(guān)規(guī)定，規(guī)劃運行方案，建立健全管理體系，制定相應(yīng)的規(guī)章制度及標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOP)，軟件硬件齊抓并重，對人員進(jìn)行充分的培訓(xùn)與考核，實驗活動前進(jìn)行充分的風(fēng)險評估，定期進(jìn)行設(shè)施運行評審，及時解決存在的問題，持續(xù)改進(jìn)。以上是安全有效地運行ABSL-2的幾個重點環(huán)節(jié)。本文以筆者所在的中國疾控中心生物安全二級動物實驗設(shè)施ABSL-2動物實驗平臺(以下簡稱ABSL-2平臺)的運行管理為參考，介紹類似設(shè)施的運行管理重點環(huán)節(jié)。

表1 人間傳染的病原微生物風(fēng)險級別分類統(tǒng)計

ABSL-2平臺位于北京市昌平區(qū)昌百路155號，占地面積3000 m2。于2011年年底開始調(diào)試運行，并在昌平區(qū)衛(wèi)生計生委進(jìn)行了備案，現(xiàn)可開展大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠、兔、雞、犬、猴、貓、雪貂等感染性動物實驗，為國家疾控中心在“疾病防控、衛(wèi)生應(yīng)急、科學(xué)研究、教育培訓(xùn)”四位一體的職能工作中發(fā)揮了不可替代的基礎(chǔ)保障作用。本設(shè)施運行六年多，涉及數(shù)十種病毒和細(xì)菌的感染性動物實驗，在保障操作人員和環(huán)境安全的前提下，確保了科研成果的準(zhǔn)確性和可靠性。為生物安全二級動物實驗設(shè)施的運行管理總結(jié)出了一些成功的管理經(jīng)驗，最大限度的將生物安全風(fēng)險降低到了可接受的范圍之內(nèi)。

1 工藝布局和硬件維護(hù)

ABSL-2平臺在工藝布局、參數(shù)設(shè)置及運行管理方面嚴(yán)格按照生物安全相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求的同時兼顧實驗動物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，標(biāo)準(zhǔn)主要包括但不局限于：《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》(GB 50346-2011)、《實驗室生物安全通用要求》(GB 19489-2008)、《實驗動物環(huán)境及設(shè)施》(GB14925-2010)、《實驗動物建筑技術(shù)規(guī)范》(GB50447-2008)[2-5]。

1.1 各飼養(yǎng)間獨立送排風(fēng)，飼養(yǎng)籠具均為負(fù)壓，避免交叉污染

ABSL-2平臺屏障區(qū)的核心區(qū)域為負(fù)壓設(shè)計(如圖1所示)，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置送、排風(fēng)機組，為滿足送、排風(fēng)機組故障或檢修時屏障區(qū)內(nèi)實驗室壓差和潔凈度的要求，備用一套機組。

飼養(yǎng)籠具采用房間內(nèi)取風(fēng)、單獨排風(fēng)的形式，四個功能區(qū)設(shè)置了四個飼養(yǎng)籠具排風(fēng)系統(tǒng)和兩套備用排風(fēng)機，以滿足籠具排風(fēng)機故障或檢修時排風(fēng)量要求，因一層西側(cè)負(fù)壓解剖臺排風(fēng)量比較大，單獨設(shè)一臺正常運行的排風(fēng)機組和一臺備用機組。上述所有的風(fēng)機均采用變頻風(fēng)機。飼養(yǎng)籠具(嚙齒類獨立通風(fēng)籠具、兔負(fù)壓飼養(yǎng)柜、犬/猴負(fù)壓飼養(yǎng)柜、雞隔離器等)均為獨立送排風(fēng)籠具/隔離器，保證了各個實驗的相互獨立，避免了交叉污染。

1.2 風(fēng)量調(diào)節(jié)與壓差調(diào)節(jié)相結(jié)合，確保壓差梯度穩(wěn)定，實現(xiàn)定向流

ABSL-2平臺因為涉及感染性動物操作，采用送風(fēng)定風(fēng)量閥、排風(fēng)變風(fēng)量閥實現(xiàn)壓力梯度，核心飼養(yǎng)區(qū)壓力最低-40 Pa，緩沖間次之-35 Pa，污染走廊-25 Pa，清潔走廊-15 Pa，潔物儲存室+5 Pa，一更+15 Pa，二更+10 Pa，屏障環(huán)境內(nèi)負(fù)壓壓力梯度設(shè)計，在設(shè)施硬件建設(shè)方面很好地保證了人員和環(huán)境的健康，避免生物風(fēng)險因子的外散。

1.3 硬件維護(hù)

為保證所有設(shè)施設(shè)備正常有效運行，ABSL-2平臺每年進(jìn)行重點設(shè)備(嚙齒類獨立通風(fēng)籠具、雞隔離器、兔負(fù)壓飼養(yǎng)柜、犬/猴負(fù)壓飼養(yǎng)柜、生物安全換籠工作臺、脈動高壓蒸汽滅菌器、污水處理設(shè)備等)的維保供應(yīng)商招標(biāo)，專業(yè)的維保公司定期巡檢，24 h故障響應(yīng)，保證了設(shè)施設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

2 管理體系

一個機構(gòu)的高效運行離不開管理者的總體正確規(guī)劃和方針目標(biāo)的制定，實驗室領(lǐng)導(dǎo)(包括最高領(lǐng)導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)層成員)是實驗室的領(lǐng)導(dǎo)核心和決策者。實驗室建立管理體系的最終目的是建立一套科學(xué)合理的管理機制，指導(dǎo)實驗室的工作人員、設(shè)備及信息的協(xié)調(diào)活動，保證實驗室的持續(xù)發(fā)展和提高。管理體系一般都是通過文件化的形式體現(xiàn)的，所以也稱為文件化的管理體系，是規(guī)范實驗室工作和全體人員行為，達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的重要依據(jù)。管理體系一般包含四個層面的內(nèi)容：質(zhì)量手冊、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書和記錄，典型的管理體系文件結(jié)構(gòu)見圖2。

ABSL-2作為一種特殊的實驗室同樣適用管理體系的要求，世衛(wèi)組織2004年頒布的《實驗室生物安全手冊》[6]和2008年我國頒布的《實驗室生物安全通用要求》[3]均明確要求建立動物實驗生物安全管理體系，將生物安全管理程序和操作規(guī)程融入到實驗室具體工作中，要制定動物實驗的各項規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，制成生物安全防護(hù)工作手冊，組織相關(guān)人員定期學(xué)習(xí)。ABSL-2平臺于2011年試運行期間同時啟動了管理體系的試運行，所有的文件均按文件控制程序的要求進(jìn)行批準(zhǔn)，按批準(zhǔn)的范圍進(jìn)行發(fā)放，并且按照崗位職責(zé)要求對管理人員、操作人員及飼養(yǎng)相關(guān)人員進(jìn)行體系文件的培訓(xùn)。期間對發(fā)現(xiàn)的問題采取了改進(jìn)措施和糾正措施[7-8]，并且在第一個使用許可證五年運行期間進(jìn)一步完善了管理體系文件，使之更加完善。

圖1 核心區(qū)平面圖Figure 1 Plan of the core area

圖2 管理體系文件結(jié)構(gòu)Figure 2 Framework of management system document

圖3 ABSL-2內(nèi)設(shè)部門圖Figure 3 Departments in the ABSL-2 facilities

3 實行主任負(fù)責(zé)制，內(nèi)設(shè)五個部門

3.1 綜合辦公室

負(fù)責(zé)人力資源、財務(wù)、固定資產(chǎn)、采購、公文、檔案、使用許可證管理、對外項目合作交流等工作。

3.2 實驗部

負(fù)責(zé)動物飼養(yǎng)、動物實驗實施及科研課題等相關(guān)工作。

3.3 質(zhì)量控制辦公室

負(fù)責(zé)質(zhì)量控制相關(guān)工作，確保儀器、設(shè)施、實驗方法、人員操作、記錄等符合規(guī)定。

3.4 設(shè)施設(shè)備部

負(fù)責(zé)設(shè)施設(shè)備日常運行維護(hù)及安保、消防、水電汽暖等相關(guān)工作。

3.5 實驗動物醫(yī)師

負(fù)責(zé)實驗動物的健康管理、福利倫理及生物安全等相關(guān)工作。

此外，ABSL-2平臺還設(shè)立職業(yè)健康與安全小組、實驗動物使用與管理小組，職業(yè)健康與安全小組負(fù)責(zé)指導(dǎo)制定與職業(yè)健康相關(guān)的規(guī)章制度及SOP、內(nèi)部工作人員年度健康體檢、特殊免疫接種、被動物抓咬事件的記錄與報告等工作。實驗動物使用與管理小組負(fù)責(zé)指導(dǎo)實驗項目的倫理審查、實驗過程中動物福利監(jiān)督等工作。

上述各部門(如圖3所示)職責(zé)分工明確，各司其職，在實驗動物中心主任的統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)下相互配合，保障了ABSL-2平臺的順利運行。

4 人員管理

人員既是生物安全實驗工作中需要保護(hù)的重點對象，又是可能出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險因素所在，不同專業(yè)背景、不同心理素質(zhì)等決定了人的主觀能動性和隨機性。進(jìn)入ABSL-2平臺的人員包括動物中心內(nèi)部管理人員和實驗、飼養(yǎng)人員、外包洗刷工作的員工、外來實驗人員以及參觀人員。所有進(jìn)入屏障區(qū)域的人員都要經(jīng)過相應(yīng)的授權(quán)才能進(jìn)入。

4.1 參與實驗的內(nèi)外部人員的管理

進(jìn)入ABSL-2平臺開展動物實驗活動之前除了需要參加實驗動物相關(guān)的專業(yè)培訓(xùn)之外，還需要參加ABSL-2平臺組織的相關(guān)規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、風(fēng)險評估、防護(hù)裝備使用、屏障區(qū)內(nèi)特殊設(shè)備的使用、消毒滅菌等的培訓(xùn)，考核合格后才能授權(quán)開通門禁卡出入屏障區(qū)開展工作，實驗結(jié)束后，ABSL-2平臺將收回門禁卡授權(quán)并進(jìn)行注銷。內(nèi)部所有工作人員入職前需要留取本底血清，每年進(jìn)行健康體檢，根據(jù)所操作的實驗，必要時進(jìn)行相應(yīng)的免疫接種。

4.2 普通參觀人員的管理

與其他屏障設(shè)施相同，對于一般的參觀人員，出入都需要登記，在指定的內(nèi)部工作人員陪同下按照相關(guān)SOP做好個人防護(hù)出入屏障設(shè)施進(jìn)行參觀。

4.3 特種設(shè)備操作人員

ABSL-2平臺擁有6臺雙扉高壓蒸汽滅菌器、4臺小型落地式滅菌器，操作這些壓力容器的人員須先參加北京市特種設(shè)備培訓(xùn)，考試合格后取得上崗證，持證上崗。

5 實驗活動的風(fēng)險評估

ABSL-2平臺建立了一套完整的風(fēng)險評估體系，實驗開始前由生物安全員進(jìn)行風(fēng)險評估[9]。評估內(nèi)容涵蓋病原微生物(來源、分類、傳播途徑等背景資料)、實驗動物(潛在的實驗風(fēng)險)、人員(專業(yè)背景、動物實驗技術(shù)熟練程度、人員素質(zhì)、健康狀態(tài)等)、設(shè)施設(shè)備(飼養(yǎng)籠具、操作平臺、取材設(shè)備等是否合適)等因素的風(fēng)險分析，提出應(yīng)對風(fēng)險的措施，并對參與本實驗的所有人員進(jìn)行風(fēng)險評估培訓(xùn)及考核。

6 制定應(yīng)急預(yù)案，定期開展應(yīng)急演練，防患于未然

ABSL-2平臺在動物抓咬、感染性物質(zhì)濺撒、實驗操作過程中人員暈倒、自然災(zāi)害等方面制定了應(yīng)急預(yù)案手冊，并納入到管理體系文件中。每年開展兩次相關(guān)的應(yīng)急演練工作，以提高工作人員的應(yīng)急處理能力。

7 危險廢棄物處置

ABSL-2平臺在日常工作中產(chǎn)生的廢棄物主要是廢氣、廢水和固體廢棄物等 “三廢”。

廢氣主要來自于屏障區(qū)內(nèi)的每個飼養(yǎng)間，動物飼養(yǎng)籠具均為獨立通風(fēng)設(shè)備，動物飼養(yǎng)過程中產(chǎn)生的廢氣先經(jīng)設(shè)備自帶的高效過濾器進(jìn)行第一級過濾后，再經(jīng)房間排風(fēng)的初效過濾器，匯入排風(fēng)管道，在三樓機房經(jīng)高效過濾器和活性炭吸附后再排放到大氣中，保證了從設(shè)施內(nèi)排出的氣體對環(huán)境無污染。所有的過濾器都要進(jìn)行定期更換，以保證其過濾效果。

屏障區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的廢水都集中在地下二層的污水處理設(shè)備(如圖4所示)，電子自動控制定時開啟高溫高壓滅菌處理，儲存罐滿后排入園區(qū)蓄水池自然蒸發(fā)，不進(jìn)入市政排水系統(tǒng)。

圖4 污水處理設(shè)備Figure 4 Wastewater treatment equipment

屏障區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的固體廢棄物主要包括動物尸體、一次性實驗廢棄物等，都需要通過雙扉高壓蒸汽滅菌器高壓滅菌后傳出屏障區(qū)集中暫存，由簽訂合同的醫(yī)療垃圾清運公司收集清運，醫(yī)療垃圾清運公司需要取得醫(yī)療廢物經(jīng)營許可證。實驗過程中產(chǎn)生的利器必須先收納在利器盒中，然后按固體廢棄物處理。

8 設(shè)施日常運行的監(jiān)督

ABSL-2作為一種特殊的生物安全實驗室，不像三級及以上級別的實驗室必須得到國家認(rèn)證認(rèn)可委員會(CNAS)的認(rèn)可，只需在其所屬地衛(wèi)生行政部門申請“病原微生物實驗室及實驗室活動”備案，并接受其監(jiān)督管理即可。ABSL-2因為涉及到實驗動物的使用，因此也必須接受當(dāng)?shù)乜萍夹姓块T下屬的實驗動物管理辦公室的監(jiān)管，每年進(jìn)行年度年檢，每5年進(jìn)行使用許可證的重新申報工作。

9 展望

ABSL-2平臺作為目前國內(nèi)規(guī)模較大的負(fù)壓感染性動物實驗設(shè)施，在使用與管理方面嚴(yán)格按照國家相關(guān)的法律法規(guī)運行，不斷完善管理體系建設(shè)，提高設(shè)施管理水平，在確保設(shè)施設(shè)備安全運行和人員職業(yè)健康與安全的前提下，開展傳染病防控、慢性病防控、公共衛(wèi)生等疾病預(yù)防相關(guān)的應(yīng)急、科研和教學(xué)等動物實驗工作，既要做好動物實驗的服務(wù)工作，又要有不斷的科研創(chuàng)新，尤其在轉(zhuǎn)基因動物、抗體制備、疫苗研究、實驗技術(shù)等平臺建設(shè)方面需要加大人力、財力、物力和精力的投入，以期在這些方面有顯著的能力提升，更好地為上述職能工作服務(wù)。