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实验室生物安全病原生物学研究所刘世利2016.7.292实验室是人类认识自然、改造自然，利用自然界中与人类生产生活相关的物理、化学、生物、辐射等各种因素，经特殊实验技术，按照科学的规律进行研究（实验）活动的场所。近半个世纪以来，随着实验技术的不断发展，人们已经认识到科研成果在造福人类的同时，同样存在一定的危险，而实验室正是对人类具有一定潜在高危险的工作场所。实验室安全管理应根据各种实验室的专业特点及接触的有害因子进行分类管理，采取不同的安全防护措施，但其与防火、防盗、防水等工作是一个共性的任务。疾病预防控制机构实验室的安全防护主要有：放射（辐射）安全防护化学物品安全防护生物安全防护动物安全防护3历史上的实验室感染事件1886年郭霍第一次报告了一例霍乱病的实验室感染事件。1951年美国统计的1342个实验室感染病例，涉及69种不同的微生物。1967德国马尔堡病毒实验室感染事件,37人感染，1/4死亡。1979年4月，前苏联一实验室发生泄露事故，泄露出的炭疽芽胞粉剂和爆炸释放出的大量毒雾，造成附近1000多人发病，数百人死亡。1993年美国CDC报告了17名实验室人员因职业接触感染HIV。SARS冠状病毒引起的实验室感染事件：2003年台湾一研究人员在BSL-4实验室被感染；2003年新加坡一名博士后研究生在实验室被感染；2004年北京一个国家级病毒病研究机构，一名安徽医科大学研究生被感染。4与致病微生物接触就存在安全问题1974年丹麦某医院临床生化实验室的工作人员体检时发现肝炎发病率比普通人群高出7倍。1976年英国某医学实验室的工作人员体检时发现结核菌感染者比其他人群高5倍。1978年英国报告一个商业洗衣房因清洗来自一Q热实验室的衣裤时发生6例雇员和1例参观者感染。5据统计，从事病原微生物研究的工作人员发生实验室感染的概率较普通人群高5~7倍。实验室感染事件将不仅损害实验室工作人员的健康，给所在单位和部门带来不利影响，甚至可造成疾病的流行，危及广大群众的健康和生命安全，乃至妨碍社会经济的发展以及和谐社会的建设，造成严重的后果。为此，防止实验室生物危害，保障公众健康和安全，实验室生物安全必须引起高度重视。6第一章实验室生物安全概述7第一节实验室生物安全的概念8一、生物危害（biologicalharm）（一）概念广义的生物危害是指各种生物因子对人、环境和社会造成的危害或潜在危害。狭义的生物危害是指在实验室进行感染性致病因子的科学研究过程中对实验室人员造成的危害和对环境的污染。9（二）生物危害的来源1.来源于人和动物的各种致病性微生物。如：鼠疫；霍乱；SARS;疯牛病；禽流感。2.来自外来生物的入侵。我国原来没有的外来生物引起人，农作物，牲畜病虫害的致病因子，如美国白蛾。3.来自转基因生物可能的潜在危险。1998年研究发现老鼠食用转基因土豆后免疫系统受到破坏，转基因的生物安全评价成为人们日益关注的焦点。4.来自生物恐怖事件。2001年9.11后美国炭疽杆菌引起的感染和死亡事件。10二、生物安全（biosafety）（一）概念1.生物安全：是指防范、处理微生物及其毒素对人体危害的综合措施。2.实验室生物安全（Laboratorybiosafety）：是指以实验室为科研和工作场所时，避免危险生物因子造成实验室人员暴露、向实验室外扩散并导致危害的综合措施。即当实验室工作人员所处理的实验对象含有致病的微生物及其毒素时，通过实验室的设计建造（二级屏障）、使用个体防护装置（一级屏障）、严格遵从标准化的工作及操作程序等综合措施:（1）确保实验室工作人员不受实验对象侵染。（2）确保周围环境不受其污染。11（二）生物安全的相关术语1.有害生物因子（biohazardousagents）：是指那些能够对人、环境和社会造成危害作用的生物因子，如病原微生物、来自高等动植物的毒素和过敏原、来自微生物代谢产物的毒素和过敏原、基因结构生物体等。2.危害废弃物（hazardouswaste）：具有潜在生物危险、可燃、易燃、腐蚀、有毒、放射和起破坏作用的对人、环境有害的一切废弃物。123.气溶胶(aerosol)悬浮于气体介质中的固态或液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系（粒径一般为0.001-10μm）。微生物气溶胶(microbialaerosol)：微粒中含有微生物。感染性气溶胶(infectiousaerosol)：微粒中含有致病微生物。飞沫(droplet)：由于动物打喷嚏、咳嗽和鸣叫等产生的以唾液、粘液和微生物等为主要成分的气溶胶。飞沫核(deopletcore)：当飞沫中的水分蒸发后剩余的粘液蛋白和微生物等。飞沫有90％以上的直径小于5μm，飞沫核的直径一般为1~2μm，均能长期飘浮在空气中，是引起动物疾病传播的重要途径。134.缓冲间（bufferroom）设置在清洁区、半污染区和污染区相临两区之间的缓冲密闭室，具有通风系统，其两个门具有互锁功能，且不能同时处于开启状态。5.生物安全柜（biologicalsafetycabinet,BSC）是生物安全实验室中极为重要的设备，其主要原理是使安全柜内保持负压，气流只能从外部进入安全柜，使柜内的病原微生物不能溢出，从而保护工作人员；同时其循环风和排风经过高效过滤器过滤，又能保护环境。6.个人防护装备（personalprotectiveequipment,PPE）人们在实验室进行科研活动过程中，为防御各种有害因子而穿戴和配备的各种用品的总称。14第二节实验室感染的类型和来源15一、实验室感染的类型有三种类型：1.气溶胶导致的实验室感染-------由于实验室中的病原微生物可以以气溶胶的形式飘散在空气中，工作人员吸入了这种污染的空气而造成感染。2.事故性感染------因为实验室人员操作过程中的疏忽，使本来接触不到的病原微生物污染环境，直接或间接感染实验室人员甚至危及周围环境。3.人为破坏------有意播散生物制剂。16二、实验室感染的来源（一）标本1.检测标本：实验室标本；临床标本。2.菌毒种：一类；二类；三类；四类。（二）仪器设备使用过程中产生的污染1．离心机：可能造成实验室感染的有气溶胶、飞溅物和离心管泄漏等。2．组织匀浆器、粉碎器及研磨器：可能造成实验室感染的有气溶胶、漏和容器破碎等。3．超声波器具：气溶胶。174．真空冷冻干燥机及离心浓缩机：气溶胶；直接接触污染。5．培养搅拌器、振荡器和混匀器：气溶胶；飞溅物；溢出物。6．恒温水浴器和恒温震荡水浴器：微生物生成；气溶胶7．厌氧罐：爆裂，散布传染性物质。8．干燥罐：内爆，散布传染性物质。9．冷冻切片机：飞溅物。1819（三）操作过程产生的污染1.接种：气溶胶。应使用无弹力的铂丝接种环，细菌接种后接种环火焰灭菌易崩散，酒精灯烧灼时要特别注意。2.混匀：气溶胶。吸管吸吹菌液时不要产生气泡，应沿容器壁排出。3.研磨：气溶胶。最好使用组织研磨器，乳钵易产生气溶胶。4.移液：吸管上端的棉花松紧要适度，吸液时要从管底吸取，吹出时要轻缓，不要全部吹净，以免产生气泡，形成气溶胶。5.开封：溢出。要避免压力和气流的急剧变化。206.离心：离心管套底垫要完好，使用匹配的管、套、离心头，加盖。7.注射：做好个人防护，正确使用注射器。8.搬运：室内移动要避免滑落，移出室外要有坚实密闭的外包装。（四）实验动物接种于实验动物体内的病原微生物，可通过呼吸、粪便等途径排出体外。污染室内环境。试验人员防护或操作不当可造成感染。21222324第三节实验室生物安全防护25实验室生物安全防护：为了避免实验室中有害的或有潜在危害的生物因子对人、环境和社会造成危害和潜在危害而采取防护措施和管理措施。硬件：实验室设计建造、设备的配置和使用个人防护装备。软件：标准化的操作规程和严格的管理规程。生物安全防护的目的：当研究各种对人或动物有致病或生命危险的病原微生物或有害生物因子时，将可能产生的危险降到最低，最大限度的保护人类健康和生态环境。26一、实验室防护-----硬件(一)一级屏障（primarybarrier）是操作者和被操作对象之间的隔离，以防止操作人员被感染为目的，也称一级隔离。如：安全设备---生物安全柜个体防护装备---防护服；手套；安全眼镜；呼吸防护装置；紧急冲洗装置；鞋套等。(二)二级屏障（secondarybarrier）是生物安全实验室和外部环境的隔离，也称二级隔离。是一级屏障的外围设施。以防止实验室以外的人员被感染为目的。如：实验室的建筑、结构和装修、电气和自控、通风和净化、给水排水和气体供应、消防和灭菌等。2728二、规范化实验室管理-----软件生物安全实验室相关制度及标准化的操作规程的建立。(一)实验室管理规章制度：包括培训制度、准入制度、健康监测报告制度、个人良好行为制度、意外事故报告制度等。(二)标准操作程序：包括实验废弃物处置标准操作程序、进出实验室标准程序、菌毒种使用标准操作程序、实验室消毒标准操作程序、意外事故处理标准操作程序及各种仪器设备和实验标准操作程序等。29第四节生物安全法规30一、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1.《实验室生物安全手册》（WHO）1988年第一版，1993第二版，2004年第三版2.《微生物危险等级的分类》（欧洲经济共同体EEC）指令93/883.《微生物和生物医学实验室生物安全手册》（美国）1983年第一版，1993年第三版，1999年第四版；4.《生物危害主要防护：生物安全柜的选择、安装和使用》（美国）2000年第二版；5.《实验室生物安全指南》（加拿大）1990年第一版，1996年第二版，2004年第三版31二、我国病原微生物实验室生物安全相关法规和标准1.《中华人民共和国传染病防治法》（2004年8月28日通过修订版,2004年12月1日起施行）2.《病原微生物实验室生物安全管理条例》国务院424号令（2004年11月5日通过，2004年11月12日实施）3.《医疗废物管理条例》（2003年6月4日国务院第十次常务会议通过，2003年6月16日公布实行）4.《中国医学微生物菌种保藏管理办法》（１９８５年３月２３日卫生部）5.GB19489－2004《实验室－生物安全通用要求》2004年10月1日施行。6.WS233-2002《微生物和生物医学实验室－生物安全通用准则》2002年12月03日发布2003年08月01日实施7.GB50346－2004《生物安全实验室建设技术规范》2004年08月03日发布2004年09月01日实施32卫生部颁布的配套文件1．《人间传染的高致病性病原微生物实验室和实验活动生物安全审批管理办法》卫生部第50号令，2006年7月10日发布施行2.《可感染人类的高致病性病原微生物菌（毒）种或样本运输管理规定》卫生部第45号令，2005年11月24日发布2006年2月1日起施行3.《人间传染的病原微生物名录》卫科教发[2006]15号卫生部33国务院生物安全管理条例《条例》共7章，依次为：1、总则；2、病原微生物的分类和管理；3、实验室的设立与管理；4、实验室感染控制；5、监督管理；6、法律责任；7、附则。共72条。目的：加强实验室生物安全管理，保护实验室工作人员和公众的健康。适用范围：境内的实验室及其从事的实验活动的生物安全。实验活动：指实验室从事与病原微生物菌（毒）种、样本有关的研究、教学、检测、诊断等活动。34《条例》规定：国家对病原微生物实行分类管理。根据其传染性、感染后对个体或群体的危害程度，将病原微生物分为一～四类，其中一、二类统称为高致病病原微生物。《条例》规定对实验室实施分级管理，按防护水平和国家标准的规定，将实验室分为一至四级。对三级、四级实验室实行强制认可。35第二章实验室生物安全风险评估36所有生物实验室进行生物实验研究必须进行生物安全评估。实验室生物安全评估可帮助实验操作者正确选择生物安全水平（设施、设备和操作），评估职业性疾病风险、制定相应的操作规程和管理规程，采用相应安全防护措施，减少危险性事件的