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病原微生物实验室生物安全 中国疾病预防控制中心鼠疫布氏菌病预防控制基地张春华 1 第一章实验室生物安全绪论 2 实验室生物安全绪论提纲 生物安全实验室的发展概况和我国现状病原微生物实验室的有关概念生物安全实验室的重要意义生物安全实验室的建设基本原则 3 发展概况和我国现状 国际概况20世纪50 60年代首先出现在美国1983年WHO第一版 实验室生物安全手册 LaboratoryBiosafetyManual 1993年WHO发表了第二版 实验室生物安全手册 LaboratoryBiosafetyManual 2ndedition 2002年WHO又发表了 实验室生物安全手册 第二版的网络修订版2004年正式发布了第三版 4 国际概况 关于实验室生物安全规范化管理 美国 欧洲 加拿大等国家做得都比较好 在1993年由美国疾病预防控制中心 国立卫生研究院 CDC NIH 发布了 微生物和生物医学实验室生物安全手册 第三版 BiosafetyintheMicrobiologicalandBiomedicalLaboratoriesManual 3theditionCDC NIH 1999年发布了第四版 目前已被国际公认为 金标准 5 国内概况 1 起步 进口少数BSL 3实验室20世纪80年代我国自己研制第一个国产三级生物安全防护水平 biosafetylevel3 BSL 3 实验室诞生我国也建造了一批此种防护水平或接近BSL 3水平的生物安全实验室 2002年经卫生部批准并颁布了行业标准 微生物和生物医学实验室生物安全通用准则 WS233 2002 这是我国生物安全领域的一个开创性工作 2003年 兽医实验室生物安全通用标准 颁布实施 6 国内概况 2 SARS期间 2003年5月6日科技部 卫生部 国家食品药品监督管理局和国家环境保护总局联合发布了关于印发 传染性非典型肺炎病毒研究实验室暂行管理办法 的通知 其内容包括 传染性非典型肺炎病毒研究实验室暂行管理办法 和 传染性非典型肺炎病毒的毒种保存 使用和感染动物模型的暂行管理办法 7 国内概况 3 国家标准 2003年8月开始起草 实验室生物安全通用要求 2004年5月中华人民共和国质量监督检验检疫总局和中华人民共和国标准化管理委员会正式颁布了该标准 GB19489 2004 2004年9月1日中华人民共和国建设部与国家质量监督检验检疫总局又联合发布了 生物安全实验室建设技术规范 GB50346 2004 提出了生物安全实验室建设的技术标准 8 国内概况 4 病原微生物实验室生物安全管理条例 2004年11月12日 由温家宝总理签发中华人民共和国国务院令 第424号 公布施行 病原微生物实验室生物安全管理条例 简称 条例 该 条例 规定了在病原微生物实验活动中保护实验人员和公众健康的宗旨 从而使我国病原微生物实验室的管理工作步入法制化管理轨道 不言而喻 条例 对我国防生物威胁和处理突发卫生事件的建设具有现实的和深远的意义 9 病原微生物实验室的有关概念一 生物学相关概念 1 生物因子 剂 bio agents 具有一定生物活性的制剂 2 微生物 microbes microorganisms 微生物是指活的生物因子 包括能够复制或基因物质传递的细胞或非细胞的微小生物实体 其中包括致病和非致病的微生物 主要指细菌 螺旋体 立克次体 衣原体 真菌 病毒和某些寄生虫 3 病原体 pathogens 病原体是能致病的生物因子 包括能够引发人和动物 植物传染病的生物因子 主要指致病微生物 10 生物学相关概念 4 生物战剂 agentofbio war 用于生物战中的生物因子 5 生物气溶胶 bioaerosol 气溶胶是指悬浮于气体介质中粒径一般为0 001 100 m的固态或液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系 分散相含有微生物的气溶胶 6 生物战剂气溶胶 bio agentaerosol 气溶胶喷洒是国外生物战释放生物战剂的主要方式 分散相含有生物战剂的气溶胶 11 生物学相关概念 7 生物危害 bio hazard 和生物危险 bio risk 生物危害是由生物因子形成的伤害 生物危险 bio risk 是生物因子将要或可能形成的危害 是伤害概率和严重性的综合 8 危险废物 hazardouswaste 即有潜在危险的废物 即可燃 易燃 腐蚀 有毒 传染 放射或其他破坏作用的废物 12 病原微生物实验室的有关概念二 生物威胁概念 1 生物威胁 bio threat 是指生物因子形成的使人忧虑的 可能发生的严重危害 2 生物战 bio war 是指用生物战剂进行的战争 3 生物恐怖 bio terror 生物恐怖是遇到生物因子形成的危险和邪恶产生的极度恐惧 生物恐怖的特点是具有想象或未来时间较长的忧虑或恐惧 生物恐怖活动可利用的病原体种类很多 攻击面宽 实施手段多种多样 突然发生 真真假假难以预料和防护 13 生物威胁概念 4 基因武器 geneweapon 指用基因工程研制的生物武器 现代生物技术的发展一方面为人类造福 另一方面也会被人利用发展武器 现代生物技术能改变生物战剂的攻击性能 改变其抗原性使之难以诊断 增强其致病性以加强杀伤力 增强其存活力以延迟攻击时间和扩大攻击面积 增强其抗药性造成治疗困难 改变其基因特性形成基因武器 专家推测 基因武器能够进行对人种的特异性攻击 14 生物威胁概念 5 实验室相关感染 laboratory associatedinfection 由于从事实验活动而发生的与操作的生物因子相关的感染 在研究病原微生物中存在某种风险 如果在管理和操作病原体中一旦有所疏漏或错误就会发生实验室感染 造成威胁 进而可能造成病原体扩散或传染病的流行 6 医院感染 hospital acquiredinfection 医院感染也叫医院获得性感染或院内感染 指在医院内发生的一切感染 15 生物威胁概念 7 人畜共患病 zoonosis 人和动物间相互传播的传染病 人的传染病常常由动物传播 可通过接触经皮肤和粘膜感染 也可经消化道进入体内 更可通过气溶胶经呼吸道感染 8 外来病 exoticdisease 国外存在和流行的 国内尚未证实存在或已被消灭的传染病 9 传染病 communicabledisease 是指由各病原体引起的一组具有传染性的疾病 已有的一些烈性传染病还没有有效的预防和控制 已经控制的一些传染病有死灰复燃的势头 新的传染病不断出现 是我们面临挑战 16 生物威胁概念 10 突发公共卫生事件 emergenteventsofhealth 简称突发事件 是指突然发生 造成或者可能造成社会公众健康严重损害的重大传染病疫情 群体性不明原因疾病 重大食物和职业中毒以及其他严重影响公众健康的事件 突发公共卫生事件的危害性和破坏性是多方面的 不仅危害公众身体健康和生命安全 造成公众心理恐惧 甚至导致社会混乱 经济衰退 威胁国家安全 17 生物威胁概念 11 食源性传染病 foodborneinfectious 指通过饮食媒介经消化道感染的疾病 2000年第53届世界卫生大会上 世界卫生组织将食品安全列为重要议题 并指出食源性疾病与食品污染是不断扩大的公共卫生问题 在过去的20年里 食源性疾病的发生率明显上升 在发达国家 估计每年有1 3以上的人群感染食源性疾病 18 病原微生物实验室的有关概念三 污染和去除污染 1 1 污染 contamination 是指物质或事物由外来的物质或因子的混入 而造成的不希望的影响 例如空气 水体和固体受到物理的 灰尘 气体的 有害气体 生物 气溶胶微生物 的污染 在生物安全实验室里的空气 水体和固体都视为被实验生物因子的污染 19 污染和去除污染 2 2 去除污染 decontamination 即为了安全 去除或减少污染物 原 或其影响的过程或方法 去除生物污染不一定杀灭微生物 所以 1 安全柜内操作 2 向室外排放的空气要用高效空气颗粒滤器过滤 3 排出的废水和废物要进行高压灭菌 对传出的仪器和样本容器表面进行消毒 20 病原微生物实验室的有关概念四 生物安全防护相关概念 1 1 生物安全防护 bio safetycontainment 是指避免生物危险因子 特别是偶然的和有意利用的生物因子 对生物体包括实验室工作者在内的伤害和对环境的污染的意识和措施 实验室生物安全防护分为一级防护 屏障 primarybarriers 和二级防护 屏障 secondarybarriers 21 四 生物安全防护相关概念 2 2 一级防护 包括两方面内容 1 生物安全柜 biologicalsafetycabinet BSC 和类似的设备等 分成三个级别 2 个人防护装备 personalprotectiveequipment PPE 也分成三个级别 3 二级防护 是指实验室屏障设施 其建设有4种不同的结构 各种一级防护和二级防护的组合构成不同防护水平级别的实验室 BSL 1 4 22 四 生物安全防护相关概念 3 4 生物安全防护实验室 biosafetycontainmentforlaboratories 指能够避免或控制被操作的有害生物因子危险的实验室 措施 通过规范的实验室设计和精心施工 正确的实验设备的配置 适合的个人防护装备的使用 严格管理 翔实的操作规程实现其功能 建造具有BSL 1和BSL 2的实验室称为基础实验室 具有BSL 3防护水平的实验室被称为生物安全防护实验室 达到BSL 4水平的称为高度生物防护实验室 23 四 生物安全防护相关概念 4 5 生物安全柜 bio safetycabinet BSCs 是直接操作危险性微生物时所用的箱形安全设备 是生物安全实验室必备的装备 保护使用者和环境 保护样品 按防护水平生物安全柜分为 级 级 级 级的又分为4种类型 级A1 级A2 级B1和 级B2 24 四 生物安全防护相关概念 5 6 安全罩 safetyhood 即覆盖在生物医学实验室工作台或仪器设备上的内部空气压力低于环境压力的经HEPA滤器过滤的排风罩 以减少对实验室工作者和环境的危害 7 围场操作 enclose 是指操作有害生物因子时 用物理防护设备把病原微生物局限在一定的空间内 避免生物因子对人体的暴露和污染环境 25 四 生物安全防护相关概念 6 8 气锁 airlock 和缓冲间 bufferroom 气锁是设置在气压不同的邻近二区之间的气压可调节的密闭小室 作为二区的过渡通道 缓冲间是设在生物安全实验室的清洁区与半污染区之间 或半污染区与污染区之间的类似于气锁的密闭小室 小室的两门互锁 26 四 生物安全防护相关概念 7 9 个人防护装备 用于防止人员受到化学和生物等有害因子伤害的器材和装备 其根本目的是屏蔽生物因子 不与人体发生直接接触 我国在传染病和微生物实验室把个人防护分为三级 10 实验室分区 laboratoryarea 我国把BSL 3和BSL 4实验室平面布局明确分为 三区二缓 的结构 三区 是指把实验室分成污染 C 潜在 半 污染 B 清洁 A 三个功能区 27 四 生物安全防护相关概念 8 1 清洁区 是指在正常情况下不可能有实验因子污染的区域 2 半污染区 是指在正常情况下只有轻微污染可能的区域 此区的功能是大量的准备工作 例如培养基 细胞 制剂的配制 低温冰箱的放置等 在此工作的人员要做好个人防护 如穿上一层防护服 戴口罩和手套等 3 污染区 是指操作实验因子的地方 BSL 3中心实验室 在操作过程中一定会有污染的区域 有潜在严重污染的可能 28 四 生物安全防护相关概念 9 4 缓冲间 是指在A和B之间 B和C之间的区域 小室 缓冲间有送 排风进行净化换气 以保证在人员出入时污染空气不会直接向清洁区扩散或分割到清洁区 其功能包括空气隔离 更衣换鞋 去污染消毒淋浴 5 传递窗 在BSL 3的A和B B和C之间各设一个物流通道 以便传递实验物资 它也是2门连锁 并可进行消毒 29 实验室概况 布局及流程 30 四 生物安全防护相关概念 10 6 双扉高压蒸汽灭菌器 double endedautoclave BSL 3的A区和B区之间安装双扉高压蒸汽灭菌器 其双门互锁 即一个门开在清洁区 外门 另一门开在半污染区 里门 高压灭菌器的灭菌效果要用物理的和生物方法进行验证 保证实验因子彻底被杀灭 31 四 生物安全防护相关概念 11 7 零泄漏 zeroleaking 我国的BSL 3和BSL 4实验室要求活性实验因子不能有任何泄漏 为此 对于离周围建筑物较近的BSL 3实验室 除了采取其他措施外 建议排入大气的空气要经过双HEPA滤器串联过滤 并经过人工生物气溶胶法的监测和验证 32 四 生物安全防护相关概念 12 11 生物气溶胶验证方法 bioaerosolmethodsforidentification 指用人工生物气溶胶验证生物安全实验室 生物安全设备和个人防护装备的安全参数是否达到要求的方法 对于生物安全柜的安全性能检测和验证 主要进行个体 环境和样本保护实验和交差污染实验 33 五 其他 1 1 消毒 disinfection 是减少细菌芽胞除外的微生物的数量 使其达到无害的程度 不一定杀灭或清除全部的微生物 2 灭菌 sterilization 灭菌是有效地使目的物没有微生物的措施和过程 即杀灭所有的微生物 在BSL 3和BSL 4实验室中 灭菌要使用不外排的高压蒸汽灭菌器 34 五 其他 2 3 高效空气过滤器 HEPAfilter 是指在额定风量和有效滤过面积下及气流阻力在245Pa以下的对粒子径 0 3 m的粒子捕集效率在99 97 以上空气过滤器 4 净化 cleaning 是指去除生物和非生物的所有类型污染的措施和过程 生物净化方法可能是消毒 也可能是灭菌或只是过滤除菌 35 五 其他 3 5 动态密闭和静态密闭 在修建生物安全实验室时要求实验室的维护结构应尽可能密闭不漏气或少漏气 以保证不污染环境 在BSL 4实验室中要求静态密闭 即实验室在正压情况下能保证实验室的空气不会外溢 在BSL 3实验室中要求动态密闭 即实验室允许有少量的漏气 但当排气大于送气时能保持室内的负压状态或定向气流 36 五 其他 4 6 硬件和软件 硬件是指实验室的设备和个人防护装备 一级防护 和设施 二级防护 在高致病性病原微生物实验室中硬件要在性能上过硬 功能上齐全 软件是指实验室的生物管理体系 包括组织机构 管理制度 操作规程 人员素质等 37 五 其他 5 7 材料安全数据单materialsafetydatasheets MSDS 提供详细的危险因素及预防信息的技术清单或有关资料 在制定研究计划时应包含此内容 38 生物安全实验室的重要意义一 是建立病原微生物研究安全平台的需要 生物安全实验室的直接目的是保护人 保护环境和公众的健康 保护实验因子不受外界因子的污染 最终目的是建立科学 安全的研究传染病的平台 以便人类彻底战胜各种传染病 更好地贯彻国务院颁布的 病原微生物实验室生物安全管理条例 39 二 是生物防护 国防 的需要 20世纪下半叶 生命科学与技术异军突起 日新月异 取得了极为辉煌的成就 但是 一个不容忽视的问题却摆在我们的面前 即生命科学和技术迅速发展在给人类带来福音的同时 也可能给人类造成生物威胁 许多专家指出 生物威胁其中包括生物 战 恐怖 如同一个幽灵在世界各地游荡 生物国防已经成为人类最为关心的话题 生物安全实验室的建立无疑加强了我们的生物国防 40 三 是传染病预防与控制的需要 新中国成立以来 在党的领导下 我国卫生保健事业取得了巨大成就 但是 新世纪随着世界环境的新变化 我们正面临新的挑战 例如 我国乙型肝炎病毒携带者占世界的1 3 结核菌感染者有4亿多人 其中10 的人将发生结核病 现有结核病人500万 是世界的1 4 每年死亡人数大约15万人 是青年人的第一杀手 据专家估计2010年我国艾滋病感染人数将达到1000万 41 四 新发传染病控制的需要 近二 三十年 不但一些曾被控制的传染病有死灰复燃之势 而且不断有新传染病出现 据不完全统计 20多年以来 全球发现的32种新传染病有一半以上已经在我国出现 2002年11月中旬在广东开始出现的 传染性非典型肺炎 SARS 就是不能忘记的一例 有些新出现的传染病 如埃博拉出血热 马尔堡出血热 拉沙热等都是目前无法治疗的烈性传染病 一旦传入我国后果不堪设想 凡此种种 我们必须加强生物防护能力的建设 提高实验室研究能力 42 五 是动物防疫的需要 面临新的国际政治 经济和军事环境 生物威胁已经不仅局限于生物 战 恐怖 还包括生物事故 生物灾难 新发传染病 动物疫病 对国家安全 社会稳定 人民健康 经济发展带来巨大威胁 2001年欧洲再度暴发的疯牛病 口蹄疫和2004年亚洲高致病禽流感震动了世界 造成严重经济损失 我国动物防疫形势不容乐观 动物疫病每年造成200亿元的直接损失和300亿元的间接损失 成为畜牧业发展的瓶颈 更为严重的是 已有的和新发的人畜共患病一旦传播给人造成流行 后果更不堪设想 43 六 是出入境检验检疫的需要 我国改革开放以来 经济稳步快速发展 国际地位不断提高 国际往来日益频繁 进出口额不断扩大 出入境中的生物危险的防护面临新的挑战 一方面要完善规章制度加强管理 另一方面更要提高各种生物危害的侦察能力 实验室的检测能力 特别是要加强对具有潜在威胁 国内没有的和未知的病原微生物的检验工作 44 七 是医院感染控制的需要 在全球 医院感染已经成为医院的生死存亡的大问题 2003年SARS流行期间 我国医院内感染病例占病人总数的20 左右 医护人员高比例的感染造成了社会的极大恐慌 实际上 医护人员的职业性感染早就存在 例如结核病房医护人员和临床检验人员的感染率远高于正常人群 因此临床检验工作也需要生物安全实验室 45 八 控制实验室感染的需要 高致病微生物研究的必要性实验室感染的必然性和可控性可控制性条件 1 领导重视 意识 态度和责任2 科学管理 条例 完善 提高3 可靠的硬件 过硬 齐全 验证4 高素质的科技队伍 坚持 培养 提高5 不断完善的技术和SOP 46 生物安全实验室建设的基本原则 人们对生物安全的研究还刚刚起步 对生物安全的认识也还需要不断加深 对于有关的措施也还需要逐步地改进 但根据以往的实践和经验教训 我们认为生物安全至少应遵从以下原则 47 生物安全实验室建设的基本原则一 科学合理的原则 1 传染性和致病性再强的病原微生物 只要它不和人体接触 感染就不会发生 为此可利用如下科学原理 1 屏障原理 把病原体围场在一定空间范围内 使之避免暴露在开放的环境中 操作者间接对其操作 如手套 机械手等 在围场内接触的空气和水体经过处理后排放 在实验室内使用的生物安全柜 实验室设施均属此类 48 一 科学合理的原则 2 2 过滤原理 在围场 包括安全柜和实验室 内接触的空气均视为污染的有害物质 把实验室内空气经过HEPA滤器过滤后或其他净化后排放 以保护环境 3 消毒灭菌原理 实验室污染区和半污染区的一切物品 包括空气 水体和所有的表面 仪器 等均被视为污染有危害的 所以都要对其消毒处理 特别是对实验后的废液 器材和手套务必严格处理 废液废物在拿出实验室之前务必彻底灭菌 在实验完成后撤离实验室过程中每一步要用有效消毒把好关 以防有害因子的泄漏 49 一 科学合理的原则 3 4 个人防护原理 由于屏障的作用不可能是百分之百可靠 万一操作中有所疏漏也是很危险的 所以要按要求做好个人防护 个人防护要适宜 科学 建议个人防护分三级 一级防护用于BSL 1和BSL 2 二级防护用于BSL 3 三级防护用于BSL 4 见个人防护一章 50 个人防护 51 个人防护 52 个人防护 53 正压防护服 54 正压防护服 55 二 安全首位的原则 安全是修造实验室的直接目的 建造中一切不利安全的设计都应取缔 一切与生物安全有冲突的参数设计都应服从安全的要求 例如 净化要求要服从安全 使用方便服从安全 节约服从安全 人性化服从安全 56 三 软件在先的原则 修造实验室前做好对拟从事的病原微生物和研究内容的危险评估 一定要有科学 合理的总体的设计和概念设计 在此基础上要根据操作过程的梗概进行平面布局工艺设计 然后再进行空调通风和电控等的具体设计 57 四 管理严格的原则 一定要按照国务院发布的 病原微生物实验室生物安全管理条例 进行管理 这个条例对致病微生物的管理原则是 病原微生物是分类管理 实验室是分级管理 高致病微生物实验室实验活动审批制度 领导 单位 专家三结合 58 五 远离病原的原则 修建实验室是为了研究致病微生物和高致病微生物 必要的实验必须在实验室内进行 但是 非必要的时候尽可能少接触病原体或少进实验室 例如 能在半污染区做的不进污染区 能在清洁区做的不进半污染区 进实验室2人能完成不用3人 无关人员不进实验室 使用实验室后应及时净化处理和灭菌 不要存留污物 59 六 预防为主的原则 从事病原微生物实验活动 对实验室感染应采取预防为主的原则 要把握三个环节 即 1 实验室要经过对安全柜 排风过滤器和高压蒸汽灭菌器的生物和物理的检测 确保达到零泄漏 2 通过对实验过程的安全监测 发现问题要及时采取预防和改进措施 3 发现有实验室感染的征兆 要及时采取隔离治疗措施 以防止出现二代病例 60 七 使用方便的原则 实验室建造在保证安全的前提下 应考虑工作过程中活动合理方便的问题 所以在制定方案时应该征求使用人的意见 61 八 厉行节约的原则 在保证安全的前提下 应提倡节约的原则 保证安全的尺度是国标 GB19489 2004 安全性能要可靠 一切都要严格 讲究实质 功能齐全 合乎要求 但不求豪华 62 第二章病原微生物实验活动危害评估 63 微生物危害评估 微生物的危害评估是生物安全的核心工作 对于保证生物安全具有非常重要的意义 1 微生物的危害评估的基本内容毒力 致病性 生物稳定性 传播途径 传染性 地方流行性 实验室的性质和职能 涉及的操作步骤和方法 有效的疫苗及治疗方法的可用性 2 微生物的危害评估的基本用途正确选择生物安全水平 选择安全防护措施 制定管理规程等 3 微生物的危害评估的基本要求微生物特性 设备和操作程序 动物模型 屏障设备和设施 实验室相应的管理等等 实验研究开始前进行评估 专业人员评估 64 第一节病原微生物危害程度分类 危害程度分类是病原微生物危害评估的主要依据之一 根据病原微生物对个体和群体的感染后可能产生的相对危害程度 等级划分危害类别的高低 不同国家病原微生物流行的状况不同 因此 根据病原微生物的传染性感染后对个体或者群体的危害程度 流行状态并考虑是否具有有效的预防治疗措施等因素等不同国家各自划分微生物危害程度分类 65 一 病原微生物危害程度分类主要依据 1 微生物的致病性致病性越强 导致的疾病越严重 其等级越高 2 微生物的传播方式和宿主范围可能受到当地人群已有的免疫水平 宿主群体的密度和流动 适宜媒介的存在以及环境卫生水平等因素的影响 66 病原微生物危害程度分类主要依据 3 当地所具备的有效预防措施措施包括 通过接种疫苗或给予抗血清的预防 被动免疫 卫生措施 例如食品和饮水的卫生 动物宿主或节肢动物媒介的控制 4 当地所具备的有效治疗措施措施包括 被动免疫 暴露后接种疫苗以及使用抗生素 抗病毒药物和化学治疗药物 还应考虑出现耐药菌株的可能性 67 二 国内外病原微生物危害程度分类比较 病原微生物实验室生物安全管理条例 按危害程度将病原微生物分为四类 第四类危险程度最低 第一类危险程度最高 第一类 第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物 实验室生物安全通用要求 GB19489 2004 对微生物的危害进行分类 评价标准和等级划分与WHO 生物安全手册 第三版 2004 基本一致 但危害程度由4级至1级递减 68 国内外病原微生物危害程度分类比较不同标准微生物危害等级划分与标准 69 国内外病原微生物危害程度分类比较 管理条例通用要求WHO安全手册 70 国内外病原微生物危害程度分类比较 管理条例通用要求WHO安全手册 71 国内外病原微生物危害程度分类比较 管理条例通用要求WHO安全手册 72 我国对具体病原微生物的分类标准详见卫生部颁布的 人间传染的病原微生物名录 该名录除对病原微生物的危害分类标准除进行危害程度分类外 还规定了其不同实验操作的防护水平以及运输的包装要求 73 三 病原微生物危害分类及其对应实验室防护水平 病原微生物的危害分类是确定实验室生物安全水平的重要参考指标之一 但病原微生物危害分类与实验室生物安全水平的关系是相对应而非 等同 的 在确定所从事特定工作的生物安全水平时 应根据危害评估结果来进行专业判断 而不应单纯根据所使用病原微生物所属的某一危害程度分类来机械地确定所需的实验室生物安全水平 卫生部颁布的 人间传染的病原微生物名录 列出的微生物实验操作应采取的是最低防护水平 74 第二节病原微生物危害评估的相关因素 在实验室工作中 通常应根据危害程度分类 对特定的病原微生物采取相应级别的生物安全防护水平 在通过危害评估工作来确立适当的生物安全水平时 除了危害程度分类 还要考虑其它一些因素 应收集与拟进行研究或检测的病原微生物的有关资料以及将进行的相关试验的信息 并作为病原微生物危害评估的主要内容 75 病原微生物相关信息的获取 对于病原微生物的相关背景资料可从医学微生物学和传染病学教科书中获取 危害评估是一种动态发展的工作 它必须考虑到科学的最新进展 研究进展资料可从相关专业杂志或网络获取 76 病原微生物进行危害评估主要因素 一 病原微生物的致病性和感染数量凡能引起疾病的病原微生物都是致病生物 导致发病率高 后果严重的病原微生物为高致病性病原微生物 不同病原微生物的致病力强弱不同 即使同类病原微生物不同菌 毒株也还可以有不同强度的致病力 高致病性病原微生物低感染剂量就可导致发病 同一微生物感染数量越大 其暴露的潜在后果也越严重 病原微生物对感染个体的致病性与被感染者的体质 免疫状态以及对该病原微生物的易感性有关 77 病原微生物进行危害评估主要因素 二 暴露的潜在后果暴露以后 后果的轻重取决于病原微生物的致病力和机体的抵抗力 不同属 种 亚种 型的病原微生物 甚至不同株的病原微生物 其致病性各异 同时还取决于所感染病原微生物的数量 当大量病原微生物侵袭人体时 潜伏期一般较短 而病情则较为严重 反之 则潜伏期较长而病情较轻 或不发病 不同个体被传染后 可产生各种不同的结局 最轻的不出现任何症状 最重的发生严重型临床疾病而死亡 对暴露的潜在后果评估 应参考教科书并收集相关资料 突出个体传染过程与结局 78 病原微生物进行危害评估主要因素 个体传染过程与结局 1 隐性感染或不显性感染或亚临床感染2 显性感染或临床传染病3 是否出现个体最严重的结局 发生严重型临床传染病而死亡4 是否出现个体间的传播 79 病原微生物进行危害评估主要因素 三 自然传播途径病原微生物可通过空气 水 食物 接触 血液 母婴 虫媒 土壤等途径传播 每一种传染病的传播途径不一定相同 同一种传染病在各个具体病例中的传播途径也可以不同 同一种病原微生物也可以有一种以上的传播途径 通过呼吸道传播的病原微生物容易引起不同的感染性疾病 因此 气溶胶是引起实验室感染的最重要因素 80 病原微生物进行危害评估主要因素 四 操作所致的非自然途径感染因实验操作而造成非自然途径感染的机会是很多 对感染性材料的清除污染和处理可能导致手污染 微生物操作中释放的较大粒子和液滴 直径大于5 m 会迅速沉降到工作台面和操作者的手上 由于手被污染而导致感染性物质的食入或皮肤和眼睛的污染 破损玻璃器皿的刺伤 使用注射器操作不当可能扎伤而引起经血液感染 血清样本采集时可能喷溅和气溶胶可产生呼吸道感染或误入眼睛而发生粘膜感染 进行动物实验时被动物咬伤 抓伤可导致感染 81 病原微生物进行危害评估主要因素 五 病原微生物在环境中的稳定性病原微生物的稳定性是指其抵抗外界环境的存活能力 病原微生物为了维持其种系的生存 可凭借其自身的结构特点以应对外界不利的环境 不同的微生物的稳定性不同对病原微生物的稳定性评估 考虑其在自然界中的稳定性外 还应考虑其对物理因素化学消毒剂的敏感性 82 病原微生物进行危害评估主要因素 六 病原微生物的浓度所操作病原微生物的浓度和其可能产生的危害程度密切相关 对病原微生物的操作的危险性通常涉及操作的病原微生物的生长状况以及病原微生物的数量和浓度 样本的类型 纯培养物 固体组织标本 血标本 痰标本等 以及实验操作等因素 83 病原微生物进行危害评估主要因素 七 病原微生物的宿主应确定拟操作病原微生物的宿主 同时应注意收集该病原微生物对实验室常用的实验动物的感染性的相关资料 八 从动物研究和实验室感染报告或临床报告中得到的信息在某些病原微生物或待检样品危害程度相关背景信息量不足时 应尽可能从病人医学资料 流行病学资料以及样品来源地收集有用的信息 同时可以利用动物致病性 传染性和传播途径的研究数据获取对危害评估有用的信息 84 病原微生物进行危害评估主要因素 九 拟进行的实验操作应预先确定拟进行的实验项目实验操作中可能产生气溶胶的实验步骤 在处理病原微生物的感染性材料时是否使用可能产生病原微生物气溶胶的搅拌机 离心机 匀浆机 振荡机 超声波粉碎仪和混合仪等设备 85 病原微生物进行危害评估主要因素 十 涉及动物的病原微生物实验动物实验室涉及病原微生物 需要考虑的因素包括 正常传播途径 使用的容量和浓度 接种途径 能否和以何种途径被排出 关于动物实验室中使用的动物 需要考虑的因素包括 动物的自然特性 亦即动物的攻击性和抓咬倾向性 自然存在的体内外寄生虫 易感的动物疾病 播散过敏原的可能性等 对使用野外捕捉的野生动物应考虑潜伏感染的可能性 86 病原微生物进行危害评估主要因素 十一 当地是否能进行有效的预防或治疗应收集拟操作的病原微生物的相关治疗与预防措施资料确定是否有有效的抗生素 抗病毒药物 化学药物和抗血清等治疗药物及其他与该疾病有效的治疗措施 是否有针对该传染病的疫苗 同时应考虑该疾病是否有典型的体征和可靠的诊断试剂 以用于疾病监测 在查出可能感染时能及时进行有效的隔离与预防 此外 还应考虑 当地 是否有条件进行上述有效的预防或治疗 87 病原微生物进行危害评估主要因素 十二 工作人员的素质应对所有涉及病原微生物操作的工作人员进行评估 知识背景工作经验工作能力个人心理素质健康状态对实验室管理者还应进行管理能力与处理紧急事故能力的测评 88 第三节病原微生物实验活动危害评估原则 对于同一病原微生物而言 从事不同的实验活动 操作者接触微生物的数量 浓度 可能的感染途径是不同的 一旦暴露 其后果也是不同的 对于不同的实验活动均应进行危害评估 以指导操作者采取合适的生物安全防护 89 病原微生物实验活动危害评估原则 一 含已知的病原微生物的物质对使用已分离并鉴定的 或来源清晰的购买或赠送的病原微生物 可根据对该病原微生物实验室研究 疾病监测和流行病学研究以及相关教科书或其他资料进行危害评价 90 病原微生物实验活动危害评估原则 二 含未知的病原微生物的物质在待检样品信息不足时 可以利用病人的医学资料 流行病学资料 发病率和病死率资料 可疑的传播途径 其他有关暴发的调查资料 以及有关标本来源地的信息 帮助确定处理这些样本的危害程度 同时应当谨慎地采取一些较为保守的标本处理方法 1 对于取自病人的标本 均应当遵循标准防护方法 并采用隔离防护措施 如手套 防护服 眼睛保护等 2 基础防护 处理此类标本时最低需要二级生物安全水平 3 标本的运送应当遵循国家和 或国际的规章和规定 4 在暴发病因不明的疾病时 应根据国家主管部门和 或WHO制订的专门指南 进行标本的运输并按规定的生物安全等级进行相关操作 91 病原微生物实验活动危害评估原则 三 可能含有或未含有未知的病原微生物的物质对临床检验或疾病监测实验室 在日常工作中无法判明可能分离何种病原微生物时 应根据回顾性资料 对既往已分离的病原微生物资料以及当地流行病学资料进行分析 推测可能分离的病原微生物并进行危害评估 在没有病原微生物存在与否的确切信息时 需要采用常规的预防措施 92 病原微生物实验活动危害评估原则 四 产生遗传修饰生物体的实验活动所有基因技术重组DNA技术涉及到组合不同来源的遗传信息 从而创造自然界以前可能从未存在过的遗传修饰生物体 如果这些生物体可能具有不可预测的不良性状 一旦从实验室逸出将带来生物学危害 93 第四节微生物危害评估的用途 1 确定生物安全防护水平根据评估的结果 确保实验室的空间 设施与设备能满足所从事工作的需要 2 依据病原微生物危害评估结果制定微生物操作 仪器设备使用的操作程序与管理规程 微生物保藏 运输 灭活 销毁程序 潜在危害分析与意外事故处理程序 人员培训 个人防护及健康保障与监督程序 3 生物危害评估中包含大量相关微生物以及引起相关疾病的背景信息 是所有工作人员必须学习的参考资料 4 评价病原微生物实验室生物安全状况的依据 94 病原微生物的危害评估是实验室生物安全的核心工作动态性 常规 修订 95 第三章病原微生物实验室生物安全法律法规和标准 96 病原微生物的危害和生物安全定义 为了避免微生物和医学实验室中有害或有潜在危害的生物因子对人 环境和社会造成的危害或潜在危害 而采取的防护措施 硬件 和管理措施 软件 达到对人 环境和社会的安全防护目的 97 什么是实验室生物安全 当标准实验室操作不能有效控制原体或实验室操作程序可能带来的相关危害时 必须采取其他的措施来弥补 这些必要的措施包括 实验室设施 工程特点 安全设备和管理措施等硬件和软件 病原微生物的危害和生物安全定义 98 一 国际组织和国外病原微生物实验室生物安全相关法规和指南 WHO的 实验室生物安全手册 1988年第一版 1993第二版 2004年第三版 欧洲经济共同体 EEC EEC委员会指令93 88对微生物危险等级的分类 99 WHO的 实验室生物安全手册 第三版 2004年 世界卫生组织 WHO 早就认识到安全 特别是生物安全 是一个重要的国际性问题 在1983年就出版了 实验室生物安全手册 LaboratoryBiosafetyManual 第1版 该手册鼓励各国接受和执行生物安全的基本概念 并鼓励针对本国实验室如何安全处理致病微生物制订操作规范 100 WHO的 实验室生物安全手册 第三版 2004年 主要内容有 微生物危险度评估基础实验室 一级和二级生物安全水平防护实验室 三级生物安全水平最高防护实验室 四级生物安全水平实验动物设施实验室 动物设施试运行指南实验室 动物设施认证指南实验室生物安全保障的概念 101 WHO的 实验室生物安全手册 第三版 2004年 主要内容有 生物安全柜安全设备实验室技术意外事故应对方案和应急程序消毒和灭菌感染性物质的运输生物安全和重组DNA技术危害性化学生物安全官员和安全委员会后勤保障人员的安全培训规划等 102 国际组织和国外病原微生物实验室生物安全相关法规和指南 美国的 微生物和生物医学实验室生物安全手册 1983年第一版 1993年第三版 1999年第四版 美国的 生物危害主要防护 生物安全柜的选择 安装和使用 2000年第二版 加拿大的 实验室生物安全指南 1990年第一版 1996年第二版 2004年第三版 103 二 我国病原微生物实验室生物安全相关法规和标准 中国的生物安全相关标准GB19489 实验室 生物安全通用要求 2004年4月6日 第一版 2004年10月1日施行 国家卫生部的 微生物和生物医学实验室 生物安全通用准则 2003年8月1日 第一版 104 二 我国病原微生物实验室生物安全相关法规和标准 国家的法律法规 中华人民共和国传染病防治法 2004年8月28日修订版 国务院424号令 病原微生物实验室生物安全管理条例 2004年11月27日 105 中华人民共和国传染病防治法 2004年8月28日修订版 在第二十二条中 对与病原微生物有关的疾病预防控制机构 医疗机构的实验室和从事病原微生物实验的单位的生物安全管理作了规定 要求这些单位应有符合国家规定的条件和技术标准 建立严格的监督管理制度 对传染病病原体样本按照规定的措施实行严格监督管理 严防传染病病原体的实验室感染和病原微生物的扩散 106 中华人民共和国传染病防治法 2004年8月28日修订版 在第二十六条中规定了对病原微生物菌 毒 种的管理 要求国家建立传染病菌种 毒种库 对传染病菌种 毒种和传染病检测样本的采集 保藏 携带 运输和使用实行分类管理 建立健全严格的管理制度 对可能导致甲类传染病传播的以及国务院卫生行政部门规定的菌种 毒种和传染病检测样本 确需采集 保藏 携带 运输和使用的 须经省级以上人民政府卫生行政部门批准 具体办法由国务院制定 107 中华人民共和国传染病防治法 2004年8月28日修订版 在第五十三条中对与生物安全有关卫生监督作了明确规定 包括监督管理者的职责和管理范围 其中 县级以上人民政府卫生行政部门对传染病防治工作监督检查 检查监督涉及与生物安全有关的有对疾病预防控制机构和医疗机构的传染病防治工作进行监督检查 对传染病菌种 毒种和传染病检测样本的采集 保藏 携带 运输 使用进行监督检查 省级以上人民政府卫生行政部门负责组织对传染病防治重大事项的处理 108 国务院424号令 病原微生物实验室生物安全管理条例 2004年11月27日 第一章总则对条例的编制目的 适用对象 实验室和病原微生物的定义 管理者作规定 第二章规定了病原微生物的分类和管理的要求 对病原微生物的危害程度进行了分类 对病原微生物的采集 运输 包装 保藏等管理作了明确的规定 其中对病原微生物的危害程度的分类规定第一类为危害程度最高 第四类为危害程度最低 且把第一类和第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物 这一点与WHO 欧盟 美国 加拿大等不一致 应引起注意 109 国务院424号令 病原微生物实验室生物安全管理条例 2004年11月27日 第三章规定了实验室的设立和管理 规定了病原微生物实验室的生物安全等级 规定了新建 改建 扩建三级 四级实验室或者生产 进口移动式三级 四级实验室应当遵守规定 规定三级 四级实验室的认可和不同生物安全等级实验室的活动范围和活动条件 规定了不同生物安全等级实验室的管理职责和权限以及责任人 规定了实验室的三废处理和生物安全专家委员会的组成等 1