兽用生物制品检验用实验动物设施及其规范化管理

张莹辉王团结赵俊杰薛 麒张怡超陈耀星姚文生＊

（1.中国兽医药品监察所，北京 100081；2.中国农业大学动物医学院，北京 100193）

兽用生物制品检验用实验动物设施及其规范化管理

张莹辉1王团结1赵俊杰1薛 麒1张怡超1陈耀星2姚文生1＊

（1.中国兽医药品监察所，北京 100081；2.中国农业大学动物医学院，北京 100193）

动物实验是兽用生物制品生产和检验的重要环节，因此，实验动物设施及其管理规范性直接关系到兽用生物制品的质量及其检验结果的准确性和稳定性。以中国兽医药品监察所实验动物设施为例，详细阐述设施相关要素控制和规范化管理的要点，对设施运行及管理中存在及可能出现的问题进行了探讨，供同行参考。

兽用生物制品 检验 实验动物设施 运行管理

1 实验动物设施分类

实验动物设施是指以研究、试验、教学、生物制品以及药品生产等为目的的进行实验动物饲育、试验的建筑物、设备以及运营管理在内的总和。

1.1 按微生物等级分类

实验动物设施按微生物等级可分为普通环境、屏障环境和隔离环境。其中，普通环境设施应符合动物居住的基本要求，但不能完全控制传染因子，适用于饲育基础实验动物。屏障环境设施洁净度能够达到7级，为封闭式建筑，严格控制各类人员、物品的进出，可进行清洁级实验动物和无特定病原体实验动物的生产、实验和检疫。隔离环境设施是指洁净度能够达到5级或无菌状态的装置，其能够保持与外界环境的绝对隔离，空气、物品及动物都经过严格的过滤、消毒或灭菌进出，适用于饲育无特定病原体动物、悉生动物和无菌实验动物，如隔离器、IVC笼架等。

1.2 按生物安全防护水平分类

实验动物设施根据生物安全防护水平要求又可分为生物安全一级（ABSL-1）、生物安全二级（ABSL-2）、生物安全三级（ABSL-3）、生物安全四级（ABSL-4）动物实验室。动物生物安全实验室是指对病原微生物的动物生物学试验研究时所产生的生物危害具有物理防护能力的生物安全实验室。其中ABSL-1所操作的病原微生物对工作人员、动物和环境的危害小，需要进行初级的防护和控制措施；ABSL-2所操作的病原微生物通过消化道或皮肤、黏膜暴露而对人员、动物或环境有轻微危害，需要进行较为严格的防护控制措施；ABSL-3所操作的病原微生物可能通过呼吸道感染、引起严重或致死性疾病，需要实施严格的防护控制措施；

1.3 按平面布局分类

实验动物设施按平面布局分又可分为无走廊式、单走廊式、双走廊式和三走廊式，其优缺点见下表：昼夜明暗交替时间/h 12/12或10/14

表1 实验动物设施不同布局方式比较

表2 实验动物设施内动物实验间的环境技术指标

2 相关标准中对实验动物设施的规范化要求

2.1 中华人民共和国国家标准《实验动物环境及设施》14925-2010中对动物实验间的环境技术指标的要求

2.2 《中华人民共和国兽药典（2010年版）三部》中对实验动物及其设施要的要求

普通实验动物的生产和实验应符合开放环境要求，清洁级实验动物的生产与实验应符合亚屏障环境要求，SPF鸡实验应在隔离环境中进行。动物实验室应根据检验性质和使用微生物的类别不同划分不同的检验区，即安全检验、效力检验（免疫）和强毒攻毒区。兽用生物制品检验中最常用的实验动物包括兔、猪、牛、羊、犬、小鼠、鸡、鸭等，因此进行此类动物实验的设施应同时包括多种动物舍。因动物种类多，数量大，容易造成交叉污染，故一般使用双走廊布局。强毒攻毒区还必须设计负压净化系统和淋浴间，配备空气高效过滤系统，人、物流出入口应设置气闸室，动物尸体和污物必须原位灭菌或消毒，并配备污水无害化处理系统。

3 ABSL-1和ABSL-2功能布局及环境控制

3.1 ABSL-1

ABSL-1设计为实验动物普通环境，分为实验区和生活区。其中生活区包含办公室、物品库、饲料库。实验区包含更衣间、动物饲养舍、动物观察间、笼具清洗间。动物饲养舍设牛羊舍、犬舍、兔舍和猪舍等。同时还配备了冷库和双扉高压蒸汽灭菌器等设备，用于实验废弃物的高压消毒。ABSL-1主要承担兽用生物制品的安全检验等工作。

3.2 ABSL-2

ABSL-2共包含4层，其中地下一层为活毒废水处理系统，一层为实验动物普通环境、二层为实验动物屏障环境及隔离环境，三层为技术夹层，主要是送排风空调设备和相关管道。一层实验动物普通环境设计为正压、负压两部分，各包含羊舍、犬舍、兔舍、豚鼠舍、猪舍，其饲养辅助区各包含一套实验室、解剖间、笼具清洗间、消毒前室和动物观察间。二层实验动物屏障环境和隔离环境均设计为负压区，包含禽舍、小鼠舍，以及实验室、解剖间、笼具清洗间、消毒前室和动物观察间。同时每个区域消毒前室和消毒后室内都配备了紫外传递窗、双扉高压蒸汽灭菌器和冷库，二层配备了实验动物饮水机。ABSL-2主要用于兽用生物制品效力检验等工作。

3.3 实验动物环境设施相关要素的控制

3.3.1 净化通风及空调系统

净化通风控制：ABSL-1空气采用初效、中效两级过滤，ABSL-2空气采用初效、中效、高效三级过滤，通过较高的换气次数将室内产生的污染物排出去。根据国标《空气过滤器》14295-2008规定的方法检验，三级过滤器的分类及技术指标见表3。过滤器均设置阻力报警装置，以监测过滤器的有效性，保证及时更换过滤器。实验区散流器采用顶送风、百叶风口顶排风，辅助区域风机盘管双层百叶上送风，门铰型百叶上回风，百叶风口顶排风。

温湿度的控制：实验动物屏障环境内必须保持稳定的温度和湿度，其中温度调节主要依赖空调系统中的冷热水循环系统，湿度的控制主要通过空调设备的表冷除湿段、除湿机、加湿段来实现。冬季加湿采用蒸汽加湿，空调水入户处设置热量表，蒸汽管道设置蒸汽流量计，加湿器蒸汽管设置电动阀，控制加湿量，通风总管设置温湿度传感器，监视系统温湿度。

正负压控制：在ABSL-2中设置空气压力梯度（压力分布见表3）正压区域防止室外空气进入实验区污染洁净动物，负压区域防止内部空气外流至室外造成外部环境污染。系统安装压力传感器，测量房间内压差并将信号反馈给送排风系统，通过改变送排风的比例来维持内外环境间压差。

表3 实验动物环境设施的压力分布

表中“+”表示大于大气压力里，“+” 越多表示负压值越多；“-”表示小于大气压力，“-”越多表示负压值越多。

3.3.2 屏障环境内纯净水系统

国家标准中明确规定，实验动物屏障环境和隔离环境中的实验动物饮用水应经过灭菌处理。为保障屏障环境内的SPF级或清洁级实验动物不受污染，在ABSL-2二层屏障环境中加装实验动物饮水机，全天为屏障系统内供应经过过滤和杀菌的纯净水。

3.3.3 通讯及视频监控系统

为了保障屏障环境内的稳定，人员不宜频繁进出，因此设施内的通信系统显得尤为重要，实验动物区走廊和实验室以及解剖间都设有壁挂电话，同时在ABSL-2二层屏障系统内还配有对讲设备，充分保证设施内外人员的及时沟通。

在动物实验区的各个入口、走廊以及各动物舍都安装影像监控装置，使管理人员能够及时了解实验动物设施内部情况和运行状态，进一步规范了动物实验室的管理，很好的减少和避免了不必要的生物安全事故。

3.3.4 高压蒸汽灭菌系统及活毒废水处理系统

动物实验设施内配备双扉高压灭菌器，将动物尸体、实验废弃物等进行高压蒸汽灭菌，防止将病原微生物带出污染周围环境。活毒废水处理系统采用高温高压的方式对动物实验设施内排出的污水进行消毒灭菌，能够将有害的病原微生物全部灭活，防止污染周围环境。

4 动物实验设施规范化管理

4.1 管理制度和标准操作规程

根据《实验动物管理条例》、《北京市实验动物管理办法》以及《GB14925-2010实验动物环境及设施》中的相关规定，结合自身动物实验室状况制定动物实验管理办法、生物安全管理规定、实验动物区防疫制度、动物实验管理程序、动物尸体及废弃物处理程序以及动物实验室人员、动物、物品进出操作规程、仪器设备使用维护操作规程等，严格规范动物实验室的日常管理。

4.2 实验动物相关机构设置和人员管理

实验动物管理委员会负责组织贯彻实验动物管理相关法律法规，组织制定动物实验管理各项规章制度和操作规程，并对动物实验活动进行全面监管。实验动物福利伦理委员会，具体负责有关动物实验的福利伦理审查和监督管理工作。

实验动物管理员承担实验动物采购、动物实验安排等日常工作；饲养员承担动物饲喂、动物粪便清理与动物舍清洁消毒等工作；监控值班员负责动物实验室24h值班，随时观察动物实验室内各项指标是否正常；空调维保人员负责空气净化过滤器的定期更换、空调主机的维修与保养；特种设备操作员负责高压灭菌柜和活毒废水处理系统的日常使用和维护。

5 实验动物设施管理中常见问题讨论

5.1 单走廊的生物安全问题

单走廊式设施无法将污染区和洁净区分开，为保障其安全运行，需要在管理上加大力度。如设置感应消毒洗手器，火碱盆等消毒设施，同时合理规划布局，保障更衣间内洁物和污物划分严格的区域，以多次更换拖鞋、胶靴，穿戴多层防护服、防护口罩和手套等方式避免内外环境物品的交叉。以最优化的方式安排动物实验，避免实验动物间的交叉污染。

5.2 动物实验开展程序简化

为保障动物实验合理有序开展，动物实验申请需要进行层层审批，影响动物实验开展的进程。为了解决此问题，启用动物实验网上管理系统，开始了动物实验管理的无纸化运作，实验人员只需在网上管理系统中进行相应的操作，有效节省了时间。同时也便于动物实验管理人员开展管理工作。

5.3 实验动物设施中自动化控制系统与手动系统协作

实验动物设施投入使用即需要不间断运转，设施内温度、湿度、换气次数、光照、正负压、门禁以及消防系统均需要良好的调节和控制，过度的人员活动也会造成实验动物设施环境的稳定性差，易产生生物安全问题，因此自动化控制系统显得尤为关键。本设施内温度、湿度、正负压等环境指标均采用自动控制，然而其调控具有滞后性，因此自动化的前提下，需设置便捷的手动功能，当自动控制系统一旦失灵或作用滞后即进入手动操作。

5.4 实验动物设施环境中病原微生物的控制

微生物的控制是实验动物环境控制中十分重要的环节。兽用生物制品检测中使用到的病原微生物种类繁多，许多实验用大动物也未达到清洁级要求，因此动物实验设施内制定合理有效的消毒程序十分重要。对消毒程序的消毒效果也需要进行严格的监控，保证所使用的消毒方法能够达到预期效果，否则会影响到整个设施内实验动物的质量以及动物实验结果。在实际消毒中，使用物理消毒法效果优于化学消毒方法，在不具备热力处理的条件时才选择化学法消毒，在化学消毒过程中，往往采用多种消毒剂轮换使用来减少病原微生物产生耐药性对消毒效果的影响。

[1]张弘，徐百万.兽医实验室生物安全指南[M].北京：中国农业出版社，2006：82-91.

[2]李根平，邵军石，李学勇，等.实验动物管理与使用手册[M].北京：中国农业大学出版社，2010：91-92.

[3]金东庆.实验动物环境设施设计与管理[M].北京：蓝天出版社，2012：93.

张莹辉（1989-），女，研究实习员，主要从事实验动物学研究。

姚文生，副研究员。