SPF 級動物實驗室運行管理的總結與探討

劉星劼，王躍嗣，李若楠，張偉

（濱州醫學院 山東煙臺 264003）

實驗動物是教學科研工作中的重要載體和工具，是生命科學、醫學創新研究的重要支撐，對生物安全、藥物研發、醫療進步等方面至關重要。伴隨著基因編輯等醫學生物學技術的快速發展，實驗動物需求迅速增長，因此建設實驗動物平臺十分必要，尤其是建設綜合性、高水平的實驗動物設施。動物實驗室的正常運轉是實驗動物質量的重要保障，也是實驗動物教學及科研質量與效率的前提條件。本文從動物實驗室管理制度及SOP 制定、屏障系統的運行、日常管理方面對動物房高效管理進行探討。

濱州醫學院（煙臺校區）SPF 級動物實驗室飼養的實驗動物種類包括實驗大鼠和實驗小鼠。實驗室于2018 年招標改建，投資七百余萬元，改建面積約1 200 m2。根據《中華人民共和國實驗動物管理條例》和中華人民共和國國家標準GB14925—2010《實驗動物及設施》的要求，實驗室于2020 年9 月改建完工，2021 年5 月通過由山東省科技廳動管辦組織的專家組驗收，取得《實驗動物使用許可證》和《實驗動物生產許可證》并正式對外開放。

SPF 級動物實驗室的屏障系統為直流式全新風、恒溫恒濕空調系統，飼養間內放置IVC 籠架、超凈臺或生物安全柜，用于SPF 級大、小鼠的飼養和實驗操作[1]。兩年來，SPF 級動物實驗室制定修改了一系列相關管理制度及SOP，嚴格按照屏障系統設施標準操作規程進行管理，確保動物質量符合SPF 級標準。

1 管理制度與SOP 制定

1.1 管理制度

SPF 級動物實驗室管理制度主要包括：《濱州醫學院SPF 級動物實驗室動物管理辦法》《SPF 級動物實驗室使用管理規定》《SPF級動物實驗室工作人員管理守則》《實驗室生物安全管理規定》等，從實驗室管理、行為規范、環境質量控制等方面保障屏障環境達標。同時實驗室制定《實驗動物生物安全應急預案》《實驗室消防安全應急預案》《實驗室水電安全應急預案》等多項應急預案，以保障科研人員的人身安全。

1.2 標準操作規程SOP

兩年來SPF 級動物實驗室制定實驗動物飼養及繁育標準操作規程（SOP）4 本，包括《動物實驗標準操作規程》《SPF 級動物實驗室管理制度》《動物飼養及設備設施標準操作規程》《實驗動物生產管理標準操作規程》，其中細化規程56 項，包括：實驗操作、分組編號、抓取、處死、采樣等實驗標準操作規程；SOP 管理、采購、登機、消毒、人員物品動物進出、清潔、記錄等管理標準規程；大小鼠飼養、檢疫、環境設施檢測、滅菌器操作、IVC 使用維護等飼養及設施標準操作規程；KM、C57BL/6J 小鼠、SD 大鼠生產飼養、采樣送檢等生產標準操作規程。

2 屏障系統運行

實驗動物設施是實驗動物居住的環境，它是用于實驗動物生產、實驗的建筑和設備的總和，也是最基礎的硬件環境[2]。實驗動物設施環境按空氣凈化控制程度可以分為普通環境、屏障環境和隔離環境三大類，其中屏障環境是指符合動物居住的要求，嚴格控制人員、物品和空氣的進出，適用于飼育無特定病原體（SPF）級實驗動物[3]。濱州醫學院SPF 級動物實驗室流程圖如圖1 所示，采用三走廊設計，實現了人流、物流、污物流分離，避免對屏障內環境造成交叉污染。

圖1 濱州醫學院SPF 級動物實驗室流程圖

屏障環境能夠保持符合國際標準要求的飼養條件離不開各種設備系統的正常運行。對空調系統、IVC 系統、高壓滅菌系統、照明系統、飲水系統的維護和檢查是保證動物房內各項指標正常穩定最重要的部分。屏障環境的穩定必須定期對動物房內壓差、換氣、塵埃粒子、溫度、濕度、照度進行監測；對IVC 送風、排風，進行定期檢查；定期清潔IVC 送排風管的粉塵，更換空調初、中、高效過濾器，IVC 初效、高效過濾器等[4]。

2.1 溫度、濕度、壓差

濱州醫學院SPF 級動物實驗室屏障內溫度區間為19～24 ℃，濕度為40%～70%。溫濕度由空調系統自動控制，動物飼養人員及控制室值班人員每天（包括周末及節假日）記錄。

2.2 送排風

屏障環境的空氣經低效、中效、高效過濾器進入屏障系統，排風通過初效過濾和中效過濾及活性炭后排出設施。屏障內空氣潔凈度達到10 000 級，風速用風速儀測定，風量用風量罩測定并記錄，設施內的氨濃度不得高于14 mg/m3，檢測塵埃粒子數在350/L以內。利用空調送排風系統形成清潔走廊、飼養間、污染走廊、緩沖間、屏障外的靜壓差梯度，壓差控制在10～20 Pa[5]，同時人員、動物、物品、污物的走向采用單向流通路線，有效防止空氣逆向形成污染[6]。

為保證屏障內空氣質量，空調初效過濾器每月更換2 次，中效過濾器每月更換1 次，高效過濾器每年更換1 次，高效過濾器更換完成后重新調整屏障環境壓差[7]。

2.3 噪音與振動

噪音干擾對實驗動物的生理活動、身體健康具有重要影響。研究表明，噪音干擾通過影響與物質和能量代謝相關的酶的生理活性從而影響新陳代謝速率，長期噪音影響會造成小鼠活動減少、進食量減少、體重下降[8]。同時，噪音影響小鼠的神經系統，造成記憶力下降、學習能力下降、暴躁易怒。因此，控制飼養間內噪音在國家標準以內是保障實驗動物身心健康的重要環節。本實驗室墻壁采用隔音材料建設，能有效隔絕外界環境噪音，日常噪音控制在60 分貝以內。同時，規定飼養間內不得使用手機等通信娛樂設備，要求飼養及實驗操作輕拿輕放，不得大聲喧嘩，減少實驗動物噪音干擾。

2.4 消毒與滅菌

屏障內每個房間清潔物品實行專室專用，不得混用，污物必須及時帶出屏障，不得在屏障內存放。每次打開IVC 籠盒進行操作后，地面和操作臺用消毒液擦拭消毒。屏障內每天進行日常清掃和地面消毒，每周進行屏障內整體消毒，使用5%苯扎溴銨、3%過氧化氫和84 消毒液交替噴霧室內空間、擦拭地面墻面。無動物區域，如操作間、走廊、緩沖間等每天開啟紫外燈消毒30 min。

進入屏障內物品需經過嚴格的消毒滅菌處理，否則不得進入屏障環境[9]。經高壓滅菌的物品如動物籠具、墊料等存放在潔存室內，如超過1 周未使用則需重新滅菌。

人員進入屏障內必須穿戴無菌隔離服、一次性帽子、口罩、手套，并進行手消毒[10]。使用過的隔離服經清洗高壓滅菌后可重復使用，每進出一次需更換一件隔離服。人、動物、物品都必需遵循從潔凈區到相對污染區的單向流動，嚴格按各流程進出屏障環境。

動物飲用水由專門動物純水設備制備，經初級濾芯、納米膜、活性炭過濾罐等過濾后，通過磁能紫外滅菌燈照射并產生臭氧，在一系列消毒滅菌后通過封閉水管直接進入屏障內，在潔存室取水后供動物飲用。

3 日常管理

3.1 人員培訓

人員操作不規范是造成屏障內環境污染的最主要因素[11]，為避免此類情況的發生，保證實驗動物質量，加強對從業人員和實驗人員的培訓管理是必不可少的。

由于本校SPF 級動物實驗室為開放性實驗平臺，因此實驗室面向全體師生定期舉辦SPF 級動物實驗人員培訓。并進行考試和現場培訓，全部通過后辦了門禁卡，進行動物寄養。

3.2 物品管理

1）飼養籠具。屏障內飼養籠具為IVC 籠具，包括籠底、金屬格柵、籠蓋、生命窗等部分[1]。SPF 級動物實驗室IVC 籠具生產廠家為：山東省新華醫療器械股份有限公司。臟籠具在洗消間內進行清洗，洗凈后消毒液浸泡30 min，用清水沖洗干凈，晾干。經初步清洗消毒后的籠具通過高壓滅菌的方式（121 ℃，30 min）進入屏障內，存放于潔存室中，使用時轉移至相應飼養間，存放的籠具若超過1周未使用，需重新進行高壓滅菌。

2）飼料墊料。SPF 級動物實驗室使用經鈷-60 輻照處理后真空（或充氮）包裝的商業化飼料，墊料使用8 目無塵玉米芯墊料，生產廠家為：南京協同醫藥生物工程有限公司。飼料種類主要包括維持飼料、生長繁殖飼料、免疫缺陷飼料等。飼料的質量必須符合國家標準（GB14925—2010）要求，生產廠家必須提供質量合格證、生產日期、當日批次的輻照證明及權威機構檢測報告，同時每批飼料由獸醫抽樣送檢，經檢測合格后的飼料方可使用。在倉庫存放要離地離墻，倉庫環境須保持干燥，注意防蟲、防鼠、防霉變、防化學污染，避免暴露在陽光下。

3.3 動物管理

1）實驗動物進出管理。實驗動物進出是影響屏障內環境的重要因素之一，本校SPF 級動物實驗室要求實驗動物必須從具有生產SPF 級實驗動物許可資質的單位訂購，同時必須提供合格證明。運輸籠具必須滿足通風、搬運等使用要求，符合SPF 級動物標準。動物進入屏障系統前先檢查外包裝是否破損、合格證是否齊全等。檢查無誤后，用75%酒精對動物運輸籠盒進行噴灑并擦拭消毒，再由傳遞窗進行紫外照射（15 min）后，進入檢疫觀察室進行驗收。動物在檢疫觀察室內進行飼養檢疫，檢疫期為1～2 周，未見異常情況則轉入飼養間進行飼養及實驗。

2）實驗動物日常飼養。飼養員分區域定量飼養，分工明確。正常實驗動物的墊料、飲水、飼料更換周期為7 d，特殊實驗動物如糖尿病小鼠等墊料更換周期為2 d，每次完成換籠后清潔臺面、地面。每月更換整體籠具一次，包括籠底、籠蓋、金屬格柵。更換下的臟籠具必須及時移出屏障，當天在洗消間進行清理消毒。飼養員每日記錄飼養籠數、實驗鼠狀態，飼養間溫度、濕度、壓差，公休日、節假日輪流值班。

飼料放在金屬格柵上以避免沾染排泄物或飲水而潮濕發霉，剛離乳的仔鼠或特殊情況可放置飼料在玉米芯墊料上以方便取食。成年鼠平均每20 g 體重每天所需飼料量約為3～5 g，飼料投放量依照動物一周內的攝食量給予。

3）實驗動物福利倫理。研究表明，實驗動物的生活環境、情緒狀態等因素直接影響到實驗數據的準確性[12]。同時，實驗鼠作為哺乳動物和人類一樣對疼痛等具有深切的感知[13]，隨著實驗動物使用的普及以及醫學倫理的完善，實驗動物的福利倫理問題越來越受到人們的關注[14]。2018 年2 月6 日國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員發布了國家標準GB/T35892—2018《實驗動物福利倫理審查指南》，規定了國內實驗動物生產、運輸和使用過程中的福利倫理審查和管理要求[15]。相關文件的發布為保障國內實驗動物福利提供了理論支持，雖然科研人員正越來越重視實驗過程中“3R”原則的實施，但在全球范圍內“3R”原則的影響力仍需進一步提高，動物福利倫理仍需要更多的關注和推廣。

5 結語

總之，實驗動物在高校、科研單位等的教學科研中發揮了重要的作用。實驗動物的身心健康直接影響到科研數據的準確性和可重復性。實驗動物設施的等級直接影響到實驗動物的質量，關系到科研數據的準確性、可重復性。因此建設標準化動物設施、提高動物福利是保證動物實驗順利進行的基礎。本文以濱州醫學院SPF級動物實驗室為例，總結探討了動物實驗室日常管理運行方面的內容，為SPF 級動物實驗室的標準化管理提供參考。