实验室生物安全研究

张西强，李长艳

（山东医学高等专科学校，山东临沂 276000）

实验室也被称为试验室，是进行科学实验最重要的场所。目前，实验室按照不同的学科领域可以分为生物实验室、化学实验室以及物理实验室等类型。生物实验室就是指专门从事病原微生物实验活动的场所，通过科学研究针对病原微生物的机理进行分析，为人类的生命健康作出重要贡献。实验室生物安全要求采取科学有效的防范措施，减少工作人员和相关人员被感染的概率，避免对环境和社会公众造成危害。

1 实验室生物安全的概念和研究对象

安全是每个人除了生存之外最重要需求，生物安全的概念主要就是指避免生物威胁和生物危害，即避免感染性的生物因子危害人体。为了能够有效应对自然和人为的生物威胁，任何国家在任何时刻都要采取科学有效的防范对策，保护公众健康，维护社会稳定。

实验室生物安全的概念就是采取科学措施，强化工作和管理人员的生物安全意识，建立完善、规范化、制度化的管理体系，配备必要的物理生物防范措施，确保微生物操作技术和方法更加高效[1]。

为了有效应对生物威胁，需要投入大量的人力物力资源，而构建生物实验室，可以满足临床检验检疫的实际需要，同时，实验室的相关感染，也需要加大监督管理力度，避免在实验过程中工作人员或有关人员出现因为实验因子而造成的感染。实验室生物安全对整个社会具有非常重要的影响，是每一个人员都要重视的问题。

2 实验室常见操作失误及防范措施

实验室感染事故主要是由实验人员自身疏忽或没有严格按照操作规范而导致的。例如，在实际操作的过程中，如果将菌种管或含有感染物质的离心管等容器打碎，很可能产生气溶胶而引发感染，严重的还会造成非常恶性的后果[2]。

在实验室生物安全管理的过程中，最重要的就是加强人员培训。通过科学培训，帮助实验室工作人员掌握相应的技能，而且培训的内容包括仪器操作原理和相应方法，特别是减少在操作过程中因为失误而产生气溶胶的情况，在操作时如果发生气溶胶危害，则应及时采取防范措施，避免气溶胶扩散[3]。另外，在平时的操作中，也可以通过有效的方法减少气溶胶产生和实验室伤害的发生，保护生物安全。例如，用玻璃棒接种光滑的琼脂平板产生气溶胶数量远小于粗糙平板；用冷接种环沾取菌液所产生的气溶胶也比热接种的方式减少90%以上；依靠菌液自身重力由吸管中流出所产生的气溶胶要比用力吹出减少67%；菌液滴落在消毒巾上的气溶胶产生数量要比直接滴在桌面上的产生数量减少90%以上。

由此可见，在实际操作的过程中，如果采用正确的操作技术和方法，可以很大程度上减少气溶胶的产生。无论哪一种微生物，只要涉及感染性物质操作的，都不可避免地会产生气溶胶，所以除了上述措施之外，还要尽量减少气溶胶扩散，这是有效控制气溶胶产生的重要策略[4]。

在实验室中，最常见的防止气溶胶扩散方法包括围场操作、屏障隔开、定向气流和有效拦截等，通过运用这些防护措施能够起到显著的预防气溶胶扩散效果。

（1）围场操作主要就是将感染物质困在一个尽可能小的空间之内。例如，在生物安全柜内进行操作，避免与人体直接接触，而且也能够与开放的空气相隔离。围场操作可以有效避免人体暴露，也能够为防范气溶胶扩散筑起第二道防线，起到双重保护的作用。围场选择要满足安全、经济的要求。围场操作常见设备包括机械、器物、负压等多种处理方式[5]。

（2）屏障隔离，主要就是在气溶胶产生之后，要通过各种屏障避免气溶胶快速扩散，这也是最有效的隔离方式。目前，各大生物安全实验室最常见的屏障隔离方法主要包括围护结构或缓冲通道，通过这些隔离屏障能够减少气溶胶进一步扩散的可能性，保护周边环境和人员健康。例如，BSL-3实验室在核心区和半污染区之间，将操作感染性材料的核心区围场尽可能缩小范围，严格按照《生物实验室安全通用要求》在进出核心实验室的周边设置缓冲间，可以有效避免污染扩散，尽可能地将污染限制在最小范围之内。

（3）定向气流则要求生物安全三级以上的实验室保持气流方向稳定，对于实验室周围的空气应向实验室内部流动，这样设计能够有效减少实验室内被污染空气向外扩散的可能性，减少对社会公众造成的威胁[6]。在实验室内部清洁区的空气应向操作区流动，减少逆流的情况，这样就能够避免实验人员暴露的可能，而且轻污染区域空气应该向污染严重区域流动。以BSL-3实验室为例，在原则上半污染区域的外界气压相比应该为-20 Pa；而核心实验区的气压与半污染区的气压相比，也为-20 Pa。感染动物房和解剖室的气压低于普通实验区。

（4）有效拦截就是确保生物实验室内部空气在排入大气之前，要经过过滤，阻止感染性颗粒排出，而所采取的过滤材料主要以高效粒子空气为主，这种过滤方法不仅简单高效，而且经济实用。因为高效粒子空气主要采用多层网格交错排列，能够快速感染气溶胶颗粒。在高效粒子空气材料中，其主要的直径小于滤材网眼的颗粒可能通过，而超过网眼的则被拦截，对于直径在0.3 μm以上的气溶胶具有非常强的沉降作用。气溶胶粒子的直径尽管小于网眼，但是粒子由于受到重力和沉降的影响，或受到惯性冲击和扩散作用的影响，也可能被阻隔在滤材之上。综上所述，最不容易滤除的粒子应该是0.1～0.3 μm的粒子。为了有效减少0.1～0.3 μm粒子的气溶胶扩散，实验室工作人员要加强个人防护，避免气溶胶吸入体内。

3 实验室生物安全管理的要求

3.1 构建生物安全管理体系

实验室质量管理体系在建立的过程中要有明确的目标和管理规范，确保管理机制高效。病原微生物实验室要将检测工作作为质量管理的重要组成部分，所有检测工作包括实验室准入操作规范、个人防护、健康监护以及消毒效果评估、菌毒种保管和废弃物处理等。实验室工作人员要明确部门的责任、权利和义务，同时要建立生物安全监督队伍，定期对生物安全进行监督，要保证各部门执行本单位编制的实验室质量和生物安全管理文件，按照文件的要求开展各项管理活动，维持体系的正常运转。

3.2 人员管理

实验室生物安全工作最关键的主体是人，只有加强人员管理才能够有效减少实验室生物安全危害的产生。由于当前实验室人员缺乏生物安全意识，在各个环节都容易出现暴露的风险，要对实验室人员进行定期培训，进入病原微生物实验室严格把关，利用制度去规范并约束所有人。无论是新工作人员还是客座人员，都要严格接受生物安全防护知识和实验室规章制度，对潜在实验风险内容进行培训并考核，只有考核通过后准许持证上岗，在操作之前应该签署知情同意书，并经由实验室相关负责人批准之后，才能够进入[7]。如果发生人员感染，则不允许进入实验室或动物房，如身体受到开放性损伤，或自身具备发热性质疾病和自身存在免疫缺陷等。培训还要对实验人员的知识进行及时更新，确保接受一次附加培训，而培训的方式包括全员培训和专项培训等。专项培训又分为管理和操作两种类型，最主要的培训内容就是对气溶胶防范。还要针对锐器操作、生物安全柜使用、防护用品穿戴、样品运输和逃生演练等多种内容进行定期培训，增强生物安全防范意识。

3.3 菌种和阳性标本管理

菌种和阳性标本在流转的过程中要确保生物的原始特征，同时也要考虑其传染性，既要减少意外暴露的情况，还要有效防止恶意利用或生物恐怖袭击。毒种和阳性标本的保存严格根据国家规定，及时上交相应的毒种，对2、3、4类菌种或阳性标本应该成立专门保管室实行双人管理制度，注意在场设施要有一定的防盗能力。人员进出要经过消毒，同时要建立检查销毁和利用机制，对疑似样本和菌毒种的管理严格执行。在标本运送的过程中，运送人员应该严格按照生物安全防范知识进行处理。如果涉及跨省运输，可感染人类的高致病性病原微生物菌或样本还要向省级卫生主管部门提交审核材料，颁发准许证后方可运送。

3.4 环境与设备管理

按国家标准《实验室生物安全通用要求》（GB19489-2008）对实验室生物安全实行分级管理。实验室环境与设施设备要求生物安全二级（BSL-II）实验室是使用最多、涉及最广的生物安全实验室，除满足生物安全一级（BSL-I）实验室设施和设备要求外，还应在实验室内配备生物安全柜，高压蒸汽灭菌器、洗眼设施，防止节肢、啮齿动物进入的设计，有可自动关闭门及可视窗、防虫纱窗等。确保实验室设备的正常使用。实验室设备和消耗材料应确保质量，制定操作规程，合理使用，规范操作。例如，在选择二级生物安全柜时要经过出厂检验，并提供合格的材料报告。仪器设备在使用或安装之后，要有具有相应资质的第三方机构进行性能验证，才可以正式投入使用，同样还需要根据科学规定进行定期年检。高浓度的感染材料要在生物安全柜操作，高压灭菌器要考虑放置地点，锐器的使用和存放也应合乎要求，消防器具不但在品种上要满足实验室的特殊要求，而且要在保质期内使用。

3.5 废弃物安全

废弃物安全管理是防止生物安全事件的重要一环。病原微生物实验室的培养物、储存物、垃圾以及其他废弃物的处理和处置以安全为目的，首先应就地消毒灭菌，进行无害化处理，利器还置于坚固、防漏、有盖的容器，密闭后运出实验室销毁。实验室不但要制定消毒制度，储备消毒剂，而且要确保消毒剂的有效性，并对消毒效果进行判定。

3.6 个人防护和应急预案

不同的防护等级要求不同的防护用品及管理要求。在生物安全二级实验室至少应有一套防护用品，包括头部、面部、身体、手部和足部防护等。实验室常用的防护手套、防护服应制定一定的保有量和保质期检查制度，避免到用时才发现没有防护用品或使用过期防护用品的情况。实验室应急预案应完善，并做到及时更新，只有形成完整的制度，才能提高实验室安全管理水平。

4 结语

在新时期，随着各种流行性病毒的爆发，给人们带来了沉痛的教训，生物安全实验室工作人员如果没有严格遵循科学要求或者是相关部门疏于管理，必然会引发各种重大社会灾害。为此，加强生物实验室安全管理工作，建立行之有效的生物安全管理制度体系，将管理措施作为行动变成习惯，同时还要在本单位创立相应的管理制度，保证认真贯彻落实，为病原微生物实验活动的开展建立健全安全管理程序。同时，应完善实验室设施、设备管理、废物处置、应急措施和消防安全管理等管理规范，确保实验室研究人员在工作的过程中自觉落实各项规章制度，形成日常习惯。另外，及时加强对人员的培训，让每一位实验室人员都能够掌握正确的操作方法，全面保障实验室生物安全。在新时期，只有将实验室生物安全提升到前所未有的高度，才能够促进社会稳定发展，保证人民群众生命健康。