实验室生物安全管理与建设

2013-04-10王俊丽崔长海聂国兴卢龙斗

实验室研究与探索 2013年6期

王俊丽，崔长海，聂国兴，卢龙斗

(河南师范大学a.生命科学学院;b.水产学院，河南新乡453007)

0 引言

生物安全是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人民健康及生态环境所产生的危害或潜在风险［1］。生物技术对人类社会产生巨大经济效益和社会效益的同时，对生态环境和人类健康也带来了潜在危害，生物安全已成为广泛关注的问题［2］。由于生物学是以实验为基础的学科，而生物实验又具有污染物的种类复杂、毒性大，富集性污染物降解慢、累积性强，病原微生物可引起流行病爆发等特点［3］，所以生物实验室的安全问题无疑成为生命科学发展的关键问题，越来越受到人们的重视［4］。

1 加强生物实验室安全的必要性

早在1886年，科赫就曾发表过霍乱的实验室感染报告，可称得上是全世界第一个实验室生物安全方面的报告。1941年，Meyer等报道了实验室工作人员在处理微生物或标本时，不慎吸入布鲁氏菌，发生了74例实验室相关的布鲁氏菌感染。1949年，Sulkin第一次对实验室感染进行了系统调查，共发现了222例病毒感染，21例死亡，其中仅27%与已知的事故相关。在随后的近30年里，Sulkin等进一步扩大了调查范围，共调查了5 000多个实验室，累计发现实验室相关感染3 921例，有近20%的感染病例与已知事故有关。对不明原因的实验室感染进一步分析发现，有65%以上的感染是由微生物气溶胶引起，使人们认识到实验室内培养基或标本的处理及含菌尘粒的吸入是工作人员被感染的主要途径。

20世纪40年代，美国为了研究生物武器，开始实施气溶胶感染计划，大量使用烈性传染病的病原体，进行实验室武器化和现场试验，在从事此类研究的实验室中，实验室感染频频发生;20世纪60年代，欧美国家开始关注实验室生物安全问题，美国首先出现生物安全实验室［5］。1974年，美国疾病预防控制中心和美国国立卫生研究院出版了《基于危害程度的病原微生物分类》一书，该书在全球首次对可供人类研究的病原微生物和开展相应的实验室活动按不同危险类别进行了分类，共分为4级，并将其作为从事病原微生物实验室参考标准，得到了各国的推广和借鉴［6-7］。

世界卫生组织(WHO)一直认为生物安全是一个重要的国际性问题。为了指导实验室生物安全，减少实验室事故的发生，1983年，WHO出版了《实验室生物安全手册》，鼓励各国针对本国实验室安全实际情况处理病原微生物实验室管理工作，制定具体的操作规程。1993年和2004年，WHO先后发布了该手册的第2版和第3版。WHO深刻地认识到生物安全问题的重要性，手册中的要求都是吸取了各国的经验，特别是吸取了各国的惨痛教训后提出来的［5］。我国实验室生物安全工作起步较晚。但在公共卫生事件频发的情况下，如:炭疽邮件事件、SARS疫情爆发、禽流感事件等，实验室生物安全迅速得到国家重视［8］。

生物实验室产生的含生物细胞和培养基的废物相对较多，尤其是含有对人、畜有高度传染性的细菌、病毒等微生物，如果防范措施不当，轻则造成实验室工作人员的感染，重则因传染性微生物外泄，殃及社会造成大范围传染病的流行，甚至可能导致某些生物灾难的发生［9］。2011年9月，东北农业大学的一次看似平常的“羊活体解剖学实验”课程让28人感染上了布鲁氏菌病，让一个个充满活力、正值青春的年轻人出现了“关节疼痛、全身乏力、多汗，甚至生活不能自理”的老龄状况。实验室的小小疏忽，带来的竟是终身遗憾。这也为我国实验室生物安全敲响了警钟，加强实验室生物安全迫在眉睫［10］。因此，高校实验室的生物安全管理对于保障实验室的生物安全运行有着十分重要的意义［11］，尤其涉及到致病微生物及毒素研究的微生物和生物医学实验室的建设和安全防护，必须按照国家有关安全通用标准进行［12］。

2 中心面临的安全形势和应对措施

根据实验教学改革与发展的需要，学校于2003年组建了河南师范大学生命科学实验教学中心，2005年被评为首批河南省高等学校实验教学中心，2007年又被批准为国家级实验教学示范中心建设单位。中心从事实验教学人员63人。示范中心成立以来，紧紧围绕提高人才培养质量，秉承“加强基础、拓宽知识、培养能力、提高素质”的人才培养思想，坚持“以学生为主体，知识、能力和素质协调发展”的教育理念，不断加强内涵建设，在教学体系、教学方法、管理模式和发挥示范带动作用等方面进行不断的改革与创新，建立起了“统管、开放、共享、高效”的实验教学中心。

中心现有教学实验室15个，实验教学面积约6 500 m2，仪器设备2 500多台(件)。此外，还组建了面积达1 200 m2的中心实验室，配备仪器设备达400多台(件)，总价值1 200万元，其中10万元以上的大型设备20多台(件);设立公用试剂室、教学用标本室、生物信息学实验室、显微数码互动实验室、分析测试实验室、分子生物学实验室、消毒灭菌室、显微镜室、动物细胞培养室、植物组织培养室等10个功能性实验室。

2.1 开展安全教育

实验室生物安全事故几乎都是人为事故，实验者的无知最危险。系统的实验室生物安全教学和培训是培养师生树立生物安全意识、规范实验操作、增强应急能力最为有效的方式［13］。

(1)开展例行安全教育。每学期的第1次实验课，根据本学期开课情况和可能面临的安全问题，由中心指定主讲教师负责对学生进行安全教育，确保师生具有高度的安全意识。

(2)开展丰富多彩的实验室生物安全竞赛。中心组织学生，通过网络、现场抢答、方案征集等方式，开展丰富多彩的实验室生物安全竞赛。让学生在竞赛中得到深刻的安全教育。

(3)在实验技能竞赛中设置有关实验安全考题。中心每年进行学生实验技能竞赛，在竞赛中，设置5%～10%的安全类考题，如:含病原微生物的实验室污水处理常采用什么工艺?请陈述你所了解的实验室生物安全设施及使用范围;请从实验室生物安全的角度，评述东北农业大学布鲁氏菌污染事件等。

2.2建设配套设施

(1)消防设施。根据国家消防管理规定和中心实验室的实际情况，在实验室醒目、方便的位置设置完善的消防设施，如:报警系统(火灾自动报警系统、报警电话等)、疏散系统(广播、疏散灯/门等)、隔离系统(防火卷帘门等)、灭火系统(消火栓等)及相关系统(闭路摄像监控等)。

(2)急救设施。为防止烧伤、割伤、酸碱灼伤和有毒有害气体泄漏给师生带来伤害，每个实验室配备了急救药箱，内装相应的急救药物和使用说明;在每个实验台配备2-4个防毒面罩，以备急用;实验台配备台式洗眼器，实验楼层的卫生间配备洗眼淋浴器，以备实验人员的眼睛和皮肤接触病原微生物或酸碱的时候，对眼睛和皮肤进行紧急冲洗或冲淋。

(3)废液收集桶。每个实验室配备2～4个废液桶，对实验产生的酸性、碱性和含有病原微生物的污水进行收集。酸性和碱性溶液经过中和处理后方能排放，含有病原微生物的污水由实验技术人员交中心实验室进行灭菌处理后排放。

(4)警示文字。为保证实验室水电安全，中心在实验室醒目的位置张贴设计精美的警示标语:如，在实验室门上张贴“水电门窗你关了吗?”;在实验台电源集中处张贴“安全用电”;在重要设备上放置提示标签“请按照使用规程操作”等。

2.3 完善管理体制

安全与环保管理制度建设是实验室正常、高效运转的有力保障。制度完善健全、科学合理、切实可行，实验室的安全建设才能有法可依，有章可循［14-15］。

(1)建设公共试剂室。药品、试剂是生物学教学与科学研究的必需物质，管理好药品、试剂是实验室安全的重要保障。本着“统一管理，实现资源共享，开放服务，促进高效利用”的建设理念，中心2009年组建了公共试剂室。要求教学实验室、实验技术人员准备室不保留任何药品、试剂，把以往各科室实验课所领的药品、试剂全部上交至公共试剂室，实行统一管理，改善实验技术人员工作环境和学生实验教学环境，保障师生人身安全;同时，公共试剂室安装通风柜、排气扇等设施，定时排气，保障药品、试剂的储存安全性。

(2)严格管理有毒有害药品、试剂。为了保证师生安全，中心对生物学常用试剂、药品进行筛选，对有毒、有害药品、试剂实行严格管控。将纳入管控的药品和试剂(如:氰酸钾、氰化钾、氯化汞、碘化汞、硫酸汞、氟化钠、迭氮等)存放在专用的保险柜中，如需取用，必须有管理人员、中心主任和主管院长同时在场方能打开保险柜，确保有毒有害药品、试剂的使用安全。

2.4 加强运行机制

(1)中心实验室预约制度。本中心建有教学、科研公用平台，管理中心1 200万元的大型仪器设备(如:扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Real-time PCR、高效液相色谱仪、荧光显微镜、冷冻离心机、冷冻干燥仪等)和大量公用仪器(如:普通显微镜、分光光度计、微生物灭菌与培养设备等)。为了保证仪器设备的安全高效运行，中心实行预约使用制度，使用人必需提前至少24 h预约，使用完毕后要告知中心实验室管理人员。3年来，预约使用达到近40 000人次，没有发生一起人员安全和设备安全事故。

(2)设立学生助学岗。管理出安全。为了保证实验室安全运行，在现有人员不可能增加的情况下，我们设立本科生和研究生助学岗，参与中心的管理。通过设定严格的岗位职责，保证了中心各实验室的运行安全和运行效益。