高校实验动物生物安全管理与建设※
2020-12-24李春秋孙艺洋王景伟赵建军王建发王春仁郑家三孙东波
●李春秋 孙艺洋 王景伟 赵建军 刘 鹏 曹 迪 张 旭 王建发 王春仁 武 瑞 郑家三 孙东波
(黑龙江八一农垦大学动物科技学院 黑龙江 大庆 163319)
实验动物是指经人工饲养,对其携带的微生物及致病菌进行控制,具有明确的来源和遗传背景,可用于生物领域学科的研究、教学、生产和鉴定等的动物[1]。实验动物包括家禽、家畜和野生动物。近年来,实验动物在生命科学研究与实验医学中的重要作用越发凸显。据统计,世界上发表的60%以上的生物医学领域文章都涉及到动物性实验[2]。细胞学、遗传学、生理学等基础学科的每一项研究几乎都要应用实验动物;而生物医学中无论是研究病原学、寻找疾病的发病机理,还是观察病理变化,都需要借助动物实验来阐述或验证研究成果;每一种新研发的药物、疫苗或者新的治疗手段需要先进行动物实验才可投入使用。因此生命科学的发展离不开实验动物。
随着社会的不断进步,国家对生物科学领域教育和科研越来越重视,越来越多的高校着手建设生物实验室,用于科研和教学。实验动物作为生命科学研究重要的支撑条件进入高校实验室,在推进高校生命科学科研教育进一步发展的同时,也给广大师生带来了巨大的安全隐患。1988年我国国家科学技术委员会颁布《实验动物管理条例》,规范实验动物的管理,进而消除安全隐患,保证科研人员的健康[3]。与欧美发达国家相比,我国的实验动物管理还不够完善,高校实验室实验动物安全管理仍存在诸多问题。高校兼具科研和教学两大任务,因此加强高校实验动物的生物安全管理迫在眉睫。本文分析了高校实验动物管理存在问题,并针对存在问题对高校实验动物生物安全管理方式提出解决方案,以保障广大师生的健康安全,推动生命科学发展。
1 高校实验动物生物安全管理现状与问题分析
1.1 高校实验动物生物安全管理现状
实验动物生物安全是指对实验中使用的动物可能存在的风险与危害进行防范和控制。实验动物的检疫、购买、运输、饲养、使用、无害化处理等环节的不规范操作都可能带来实验动物安全风险[3]。1982 年国家科技部召开第一次实验动物工作会议[4],就此各级政府部门开始探索建设实验动物管理方式。随着生命科学的进步,国家越来越重视实验动物的管理,实验动物管理体系逐渐标准化、法制化,形成由国家、地方、部位分层管理的管理模式。由于我国实验动物建设起步较晚,相关法律法规目前还不够完善,导致出现实验动物生产行业标准化、产业化程度低,管理不严格,检疫流程不完善,执法力度低,人员素质低等问题。我国多数高校的生物实验室已开展动物性实验,但由于各高校研究领域不同,人员素质不同,又缺乏针对各领域研究中实验动物管理的操作细则,导致实验动物的生物安全管理水平参差不齐,动物实验的生物安全事件时有发生。2006 年长春某高校10 名学生因实验过程中被动物抓伤、咬伤,导致感染出血
热[5]。2007 年广州某实验室因开放饲养的洁净大鼠被野生鼠感染进而导致实验员感染肾综合征出血热。2010 年某高校因使用未检疫的山羊进行实验导致27 名学生和1 名教师感染布鲁氏菌病[6,7]。2019 年某研究所确诊96 名教职员工和学生的布鲁氏菌抗体阳性[8]。频频发生的生物安全事件提醒我们,实验动物生物安全管理工作必须引起高度重视,提高实验动物管理水平,完善管理机制迫在眉睫。
1.2 高校实验动物生物安全管理问题分析
1.2.1 实验动物管理人才缺乏缺少专业管理人员是高校实验动物安全管理水平发展的重要因素之一。实验动物管理人员既需要具有实验动物安全管理知识,又要熟知动物安全相关法律法规和管理细则。高校实验动物管理存在缺陷,管理人员多为使用实验动物的科研组成员或实验教师,这些人员往往身兼数职且所学专业多为生命科学、医学和药学等,而非实验动物管理相关专业,对相关专业知识了解不足。为培养专业的实验动物管理人才,部分高校开始开设实验动物科学专业,但目前实验动物管理人才依然相对短缺,处于供不应求的状态。专业人才的缺乏极大程度地影响了高校实验动物安全管理水平。
1.2.2 实验动物来源不正规实验动物管理条例中对实验动物的饲养、检疫、应用和进出口都有明确的要求。从事实验动物工作的单位和个人,需持有市级科学技术行政部门颁发的实验动物生产许可证才可以从事实验动物的生产[8]。但由于我国相关法规还不完善,监管和惩罚力度不强,仍有大量未经过许可的养殖机构存在。部分高校从不具有许可证的专业实验动物生产机构或不正规的私人养殖场购买实验动物。这些养殖场往往规模较小、管理不严格、检疫流程不完全,动物质量很难得到保障,如果高校不进行规范检疫就进行实验,极容易将一些人畜共患病的病原带入实验室,造成人员感染,危害人类健康。
1.2.3 实验人员安全意识浅薄实验室接触动物实验的非专业性学生,缺乏系统的生物安全教育培训,对生物安全相关知识了解较少,加之操作不规范,缺乏防范意识,极易出现被实验动物抓伤、咬伤的事件。出现受伤事件后有些学生怕惹来麻烦而不上报,选择自行处理,处置不当就会造成更大的安全隐患。
1.2.4 管理措施不严格由于缺少统一规范的管理细则,高校的实验动物管理较为混乱。很多高校实验动物不但缺乏专门的饲养人员,还存在将不同种类、来源和实验用途的动物混合饲养的情况。另外,在实验动物购买、使用和处置上同样存在管理不严格的问题,一些实验动物没有经过学校动物管理委员会的审核就被私自购买用于实验。在实验动物废弃物处理方面也不够完善,很难做到对实验动物动物尸体进行无害化处理,存在将动物分离组织、血液、实验用注射器以及其他污染物品混入普通垃圾一起丢弃的现象,这种现象加大了病原体污染的风险。随着普通垃圾存放时间的延长,污染的风险加大。管理上的不严格增加了安全事故发生的概率。
2 高校生物安全体系建设
2.1 加强实验动物安全教育培训
提高实验人员的安全意识是加强高校实验动物生物安全管理的重中之重[9]。首先要提高实验教师和其他实验员的生物安全素质,定期进行生物安全相关培训,定期考核。确保每一位实验管理人员完全掌握实验室动物生物安全理论知识以及应急事件处理措施。学生进入实验室之前须进行全面、系统的生物安全相关课程学习,掌握实验动物生物安全知识、自我防护流程、实验操作规范、应急事件处理措施等知识,考核通过后才可以获得实验室准入资格,进入实验室后定期进行应急事件演练,提高安全意识,熟悉突发事件出现后的处理措施。实验前,学生应了解实验动物可能造成的危害,如病毒性感染、细菌性感染、寄生虫感染等。同时了解病原体感染的可能途径。强化学生的安全防范意识,督促学生做好防范措施并讲解实验步骤,示范实验动物的抓取、保定、麻醉、手术等操作流程,规范实验器械的使用方法。实验中教师应监督学生严格执行操作规范,避免因操作不当而引起的安全事故。
2.2 严格把关实验动物引入
动物源性微生物感染是高校动物生物实验室中的主要安全隐患。高校应对实验动物的来源进行严格把关,应选择具有省级以上实验动物主管部门核发的实验动物生产合格证的实验动物生产单位进行采购[10]。购买时应要求养殖机构出示动物的检疫合格证明。除此之外,高校还应该根据《实验动物微生物学等级及监测》的要求制定合理的自检制度,据此制度对实验动物进行传染病检疫[11]。新引入的实验动物应在隔离区饲养检疫,隔离期间出现发病或死亡应查明原因,未通过检疫的实验动物不可用于实验,检疫合格后方可投入使用。
2.3 加强实验动物管理
2.3.1 加强实验动物饲养管理加强实验动物饲养管理对保证实验动物生物安全起着至关重要的作用。高校实验动物应统一于动物中心饲养,由本校实验动物管理部门统一管理,所有的实验动物进入中心后登记个体信息,包括来源、品种、品系、数量、洁净等级等[12]。建立实验动物管理系统,实验动物基本信息、健康状况、用于实验的项目等实时可查,若饲养期间出现患病或死亡应记录原因。实验动物饲养区域应有明确的区域划分,按照实验动物等级分为普通级动物、清洁级动物和SPF 动物的饲养区域[13],饲养时控制饲养密度,科学喂养。日常饲养中应实时监察实验动物精神状态、食欲有无异常,体表有无损伤,分泌物和排泄物是否出现异常。每日记录实验动物的健康状况,出现问题及时处理并登记。圈舍应定期消毒,消毒标准和频率视实验动物所需洁净级别而定,人员、清洁工具以及其他物品不同洁净级别区域之间不能流动[14]。另外,实验动物的饲养需专人负责,责任落实到个人;饲养人员必须持证上岗,保证管理人员能掌握实验动物专业知识、实验动物饲养技术规范、生物安全防护知识以及各项工作规程。实验动物饲养人员工作时应做好防护措施,出现身体异常情况需立即上报,对于直接接触实验动物的工作人员,应定期进行人畜共患病的检查,避免传染性疾病流行。
2.3.2 加强实验操作管理实验项目开展前,项目负责人应提交动物实验计划、实验风险评估报告、应急事件处理方案等材料,审核通过后方可进行实验。所有实验参与人员需进行专业培训,学习实验操作规范。开始实验前应备好所有器材设施并准备好处理应急事件能用到的设施及药品。实验时应佩戴口罩、医用手套、护目镜等防护用具,防止解剖或手术操作时被动物体液污染,尽量采用实验动物痛苦小的操作方式,减少实验中因动物挣扎造成的抓伤、咬伤等伤害。进行采血、组织分离、样品采集等操作应规范物品摆放、手术器具持取方式及其他操作技术,避免手术刀、注射器、缝合针等利器造成的划伤等物理伤害。管理人员需进行监督,若发现违规行为或不规范的操作,应及时制止,出现严重违规可强制停止实验,要求违规者重新进行技能培训,合格后才可以再进行实验。
2.3.3 规范实验动物废弃物处理传染病实验常常用到实验动物[15],一些人畜共患性疾病研究也会用到,因此此类实验动物的分泌物、排泄物、内脏、血液中都可能存在病原体,处理不当极可能引起生物安全事故。实验动物废弃物按性质可以分为固体废弃物、液体废弃物和气体废弃物三类。固体废弃物中感染性垫料应灭菌后进行焚烧、掩埋[16],实验动物尸体及分离组织应装入专用尸袋密封,放于实验动物中心尸体暂存室的冷冻柜中暂存,并登记种类、是否被污染以及死亡原因等信息[17]。待专业处理部门收集后,统一进行无害化处理。液体废弃物主要包括清洗圈舍时产生的污水,因废水中含有大量实验动物排泄物,很容易存有病原体,感染性废水排入污水系统前需进行消毒处理[18]。气体废弃物则通过实验室独立的气体排风系统排放。最后,实验用口罩、手套和注射器等实验废弃物应放入专门容器与普通生活垃圾分开处理。高校应严格执行实验动物废弃物处理条例,杜绝因实验动物废弃物处理不当而造成的安全事故。
2.4 落实高校实验室安全责任制
教育部在2019 年颁布的《高校教学实验室安全工作检查要点》中对于高校教学实验室的安全责任制做出明确要求,高校教学和科研实验室应采取分层实验室安全责任制。校长作为安全工作的第一责任人,分管高校教学实验室的校领导协助第一责任人和主管部门分级管理全校的实验室。各学院院长为学院所有实验室的安全总负责人,负责规划全院实验室安全管理工作,并向学校汇报工作情况。各实验室的管理员为直接管理人员,对实验室安全进行日常管理、安全隐患排查以及问题汇报。另外高校应设有实验室安全监管部门,定期对各实验室安全管理工作进行检查,及时发现问题并解决问题。
2.5 建立应急事件处理机制
高校应建立应急事件处理机制,在出现疑似传染病感染事件时应立即上报,封锁实验室,销毁实验动物,对圈舍进行全面消毒,对用具、设备、人员衣物彻底消毒[19]。对于疑似人畜共患病感染事件应立即向相关部门汇报,启动应急处理预案,封锁现场,追溯接触人员,对感染情况进行排查,避免感染范围扩大。
3 小结与展望
在生命科学迅速发展的新时代,实验动物的使用量不断增大,实验生物安全管理面临新的考验与挑战。高校实验动物关乎无数师生和科研人员的生命安全,只有完善实验动物安全的相关法规,提高实验动物生物安全的管理水平,才能给师生和科研人员营造一个安全的生物环境,进而保证教学和科研活动顺利进行。这将是个漫长而又艰难的过程,需要高校和全社会的共同努力。