淺析高校實驗室生物安全事件的原因與管理對策

秦 鋒， 黃 強， 袁久洪

(四川大學 華西醫院 科技平臺部， 成都 610041)

淺析高校實驗室生物安全事件的原因與管理對策

秦 鋒， 黃 強， 袁久洪

(四川大學 華西醫院 科技平臺部， 成都 610041)

高校實驗室是進行科學研究和實驗教學的重要場所，生物安全是生命科學研究工作順利開展的前提。近年來，高校實驗室的生物安全事件時有發生，造成了多人感染或死亡，引起社會的高度關注。因此，詳細分析已發生的生物安全事件的特點、發生條件和形成原因，以便采取針對性的措施，對防止同類事件的再次發生具有重要意義。本文以15例生物安全事件為基礎，總結提煉各類信息，并從安全管理隊伍、生物安全培訓及演練、生物安全風險評估、生物安全個人防護等角度提出相應的管理對策。研究結果有助于強化師生的安全防范意識，為高校實驗室開展生物安全管理提供參考。

實驗室； 生物安全； 個人防護； 管理對策

0 引 言

高校實驗室是進行科學研究和實驗教學的重要場所，實驗室生物安全(laboratory biosafety)是高校生物類實驗室和動物實驗室正常運行的基本保證[1]。同時，實驗室生物安全也是科研人員和社會大眾普遍關注的問題，生物安全事件的發生，不僅可能導致實驗室工作人員感染，更有可能造成環境污染和大面積人群感染。

歷史上，重大的生物安全事故并不少見，給人類帶來沉重的災難和慘痛的教訓。1979年，前蘇聯斯維爾德洛夫斯克實驗室發生爆炸，約10公斤的炭疽芽孢粉劑泄漏，造成1 000余人發病，數百人死亡。1993年，美國疾控中心報告了17名實驗室技術人員因經皮穿刺接觸，導致感染人類免疫缺陷病毒(HIV)。2003年以后，新加坡、臺灣和我國大陸的實驗室先后出現了重癥急性呼吸綜合征(SARS)病毒的泄漏事故，造成多人受到感染。隨后，國家連續頒布了《微生物和生物醫學實驗室生物安全通用準則》《實驗室生物安全通用要求》和《生物安全實驗室建設技術規范》等一系列法律法規[2-4]，對實驗室生物安全提到一個新的高度。

當前，隨著高致病性傳染性微生物在世界范圍內的頻繁暴發，表明實驗室實際運行中，在生物安全管理上的仍存在一定的疏漏。本文通過對國內外典型的實驗室生物安全事件進行查詢和分析，希望能從中總結出生物安全事件發生發展的普遍規律和存在的主要問題，并以此為基礎提出實驗室生物安全管理的相關對策，為高校實驗室開展生物安全培訓提供客觀證據。

1 實驗室生物安全的定義

1975年，美國國立衛生研究院(NIH)首次頒布了生物安全的規范性文件《NIH實驗室操作規程》，將生物安全定義為“為了使病原微生物在實驗室受到安全控制而采取的一系列措施”[5]。但是該概念主要針對轉基因生物，是狹義的生物安全。目前，國內有學者將實驗室生物安全定義為：在從事病原微生物實驗活動的實驗室中避免病原生物對工作人員和相關人員的危害，對環境的污染和對公眾的傷害，為了保證試驗研究的科學性還要保護被試驗因子免受污染[6]。因此，實驗室生物安全管理常涉及的內容主要包括：① 致病微生物實驗室的生物安全；② 動物實驗室的生物安全；③ 電離輻射相關的放射安全；④ 實驗室生物廢棄物的安全處置；⑤ 生物安全防護標識與設施等。

2 實驗室生物安全事件的來源

為全面收集高校實驗室發生的生物安全事件的相關數據，檢索了MEDLINE、CNKI和萬方等數據庫的相關論文，同時查詢了Google和百度等報道的相關網頁信息，對查詢到的生物安全事件進行鑒別和篩選。需要說明的是，由于某些客觀的因素存在，許多案例可能沒有被據實陳報，因此全面收集高校實驗室生物安全事件的相關信息，似乎是一件難以完成的事情。本文收集了15起發生在高校實驗室的典型的生物安全事件，微生物實驗室的生物安全案例9起、動物實驗室的生物安全事件6起。

3 微生物實驗室的生物安全事件分析

微生物實驗室是高校開展病原微生物研究的場所，常常需要用到具有致病性的活菌、血液制品、病原微生物和寄生蟲。病原微生物實驗室一旦發生安全事故，容易造成實驗室相關感染和病原微生物的泄漏，引發嚴重的公共安全和社會安全問題。2004年11月5日，國務院總理溫家寶簽發中華人民共和國國務院令第424號，頒布了《病原微生物實驗室生物安全管理條例》，該條例對保護實驗室工作人員和公眾的健康具有重要意義。同時該條例對實驗室病原微生物的分類和管理、實驗室的設立與管理、實驗室感染控制、監督管理和法律責任等進行了明文規定。

如表1所示，本文收集了2007 -2015年間，發生在高校微生物實驗室的9起典型的生物安全事件。這9起事件大多發生在歐美國家，大多與致病微生物的泄漏有關，安全事件共導致了182人受到感染和3人死亡。涉及到的致病微生物主要包括：軍團菌、鼠傷寒沙門氏菌、蠟狀芽孢桿菌、腦膜炎雙球菌、炭疽菌、類鼻疽伯克氏菌、口蹄疫病毒、瓜納里多病毒和天花病毒。

微生物實驗室生物安全事件的誘發環節很多，主要包括：① 實驗室每天需要處理含有各種微生物的樣品，在樣品的采集、運輸、使用等過程中，操作人員都有可能直接接觸病原微生物，導致實驗室獲得性感染發生；② 某些實驗室常保存有各種菌株，如果保存不當，會引起菌株的誤用或泄漏；③ 其他原因發生的感染，如實驗室在操作病原微生物時形成了感染性氣溶膠，并在實驗室中擴散并通過空氣傳播，使工作人員發生感染。因此，微生物實驗室的生物安全管理重點在于樣品處理和菌株保存等。而導致實驗室感染的途徑主要包括[7]：① 經呼吸道吸入感染性氣溶膠；② 經口攝入病原體；③ 創傷導致的意外接種；④ 經皮下或黏膜透入引起感染四個方面。因此，實驗人員需要對以上環境進行重點監控，并加強個人防護。

4 動物實驗室的生物安全事件分析

動物實驗室是高校開展生命科學研究的基礎和重要支撐條件[8]，是生物安全防控的重點區域。許多學科領域(如臨床醫學、藥學、生物技術等)的研究，都依賴動物實驗。動物實驗室的生物安全涉及到動物實驗的各個環節，包括：實驗動物的購買、實驗動物的飼養、實驗動物的使用、和實驗動物的無害化處理。

如圖1所示，本文收集了2007 -2015年間，發生在高校動物實驗室的6起典型的生物安全事件。這6起事件大多發生在我國，安全事件共導致了61人受到感染。涉及到的動物實驗的多個環節，相關的致病微生物主要包括：布魯氏菌病菌、霉菌、出血熱病毒、埃博拉病毒。

表1 微生物實驗室生物安全的典型案例

動物實驗室的生物安全事件的誘發因素有很多。從動物實驗的環節而言，需要注意的內容有：① 實驗動物的購買，需要從有資質的企業購買，以避免買到未經檢疫的實驗動物；② 實驗動物的飼養期間，動物的呼吸、排泄、飼料、墊料等均可能產生大量的生物危害性極大的動物性氣溶膠，動物逃逸會造成交叉感染；③ 實驗動物的使用過程中，動物的抓咬、麻醉、手術處理、注射或治療、血液及組織樣品采集等也可能產生生物危害性極大的動物性氣溶膠，動物手術(或注射)過程中也可能被血液(或體液)污染的針頭(或器械)刺傷，導致感染；④ 動物實驗完成后，動物尸體需要進行無害化處理，以免造成對環境的污染。

有研究顯示，除了動物性氣溶膠，動物實驗室的生物安全事件還與人畜共患病以及其他實驗室感染等不安全因素有關[9]。某些實驗動物可能患有人獸傳染病，世界衛生組織列出了動物直接或間接由傳播給人的傳染病150-200種，包括前文提到的布魯氏菌病、出血熱、埃博拉病毒、口蹄疫、軍團菌、鼠傷寒沙門氏菌、鼻疽伯克氏菌，都可能導致嚴重的人畜共患感染。某些實驗動物本身是帶有重大感染性疾病(如：禽流感、埃博拉病毒、SARS、H1N1流感、乙型肝炎、艾滋病等)，這些實驗動物需要根據自身攜帶的病原微生物的危害度，在相應級別的生物安全防護實驗室(如ABSL3或 ABSL4)進行研究。因此，從事動物實驗的工作人員應該充分認識動物實驗室生物安全防護的重要性，采取有效的管理和監督措施，減少或杜絕感染、環境污染以及實驗室感染事件的發生。

5 預防和減少高校實驗室安全事故的對策

如上所述，已從微生物實驗室和動物實驗室兩個方面，分類總結了近年國內外實驗室生物安全中的一些典型事例。這些生物安全事件，不僅導致大量的人員感染，甚至造成多人死亡，教訓慘痛。如何有效地預防和應對這些實驗室生物安全事故？首先需要發現問題的本質。1976年，Pike等調查的5 000多個生物實驗室3 921例的相關感染顯示，低于20%的生物實驗室獲得性感染與已知的事故有關，80%的報告事例與實驗人員粗心大意地暴露于感染性氣溶膠有關[10-11]。因此加強實驗室生物安全管理和教育是防止事故、確保安全的有效途徑，也是國際上大多數國家的通行做法。

圖1 動物實驗室在不同流程中發生的生物安全典型案例

5.1 穩定生物安全管理隊伍

加強實驗室生物安全管理，把工作落到實處，離不開一支訓練有素、監管到位的專業管理隊伍。2012年，韓國科學技術政策研究院發布的《研究室安全管理政策方案》顯示，在美國排名前30位的研究類大學內，負責安全管理的專業人員平均達52人[12]。然而，與韓國類似，我國大部分高校僅有1～2人專門負責實驗室安全管理，每年投入在實驗室安全方面的總預算也較低。依托穩定的專業管理隊伍，成立高校及院系的生物安全管理委員會，可以定期對重點防護的實驗室進行生物安全督促檢查[13]。同時，穩定的管理隊伍也保障了從校級安全管理人員→院系主管領導→院系專業安全管理人員→實驗室主任→實驗室日常聯絡員→各房間安全責任人的安全管理工作的順利開展。針對安全管理人員，實驗室制定切實有效的崗位考核和激勵機制，從而有效調動管理隊伍的積極性和主管能動性。基于“權責對等、獎懲分明”的原則，提高實驗室生物安全管理水平。

5.2 加強生物安全培訓，開展生物安全演練

安全教育與培訓是保證實驗室和人員安全的基礎，是提高實驗人員安全意識和自我保護能力的主要方法。據報道，大部分高校沒有建立系統的生物安全培訓體系，導致實驗人員缺乏對實驗室安全知識的系統掌握[14]。在實驗過程中，培訓不到位就難以避免因操作不當，導致人員傷害或環境污染。有研究顯示，90%的安全事件與人的防范意識不足有關，人的不安全行為是事故發生的直接原因[15]。因此，各實驗室需要制定合理的安全培訓方案，培訓內容的范圍要覆蓋各類受訓人員的培訓需要，培訓和考試項目也要基于人們安全知識差異實現個性化的適應性定制。除此之外，實驗室還需要結合本實驗室需要開展針對性的生物安全事故應急演練。因此，實驗室需要開展生物安全應急演練的內容包括：① 意外注射、切傷和擦傷；② 潛在危害性物質的意外吞咽；③ 潛在危害性氣溶膠的釋出；④ 盛感染性物質的容器破碎或感染性液體溢出；⑤ 病原性微生物源污染；⑥ 實驗動物咬傷。

5.3 建立風險評估機制

實驗室在使用傳染性的生物因子或潛在實驗室感染前，必須進行風險評估。實驗室生物安全事件的發生是難以完全避免的，但是，工作人員應事先了解所從事活動的風險，以及在風險已控制在可接受的狀態下從事相關活動[3]。風險評估是對該實驗的風險大小及實驗的全過程進行評估，風險控制是降低風險而采取的綜合措施。當實驗室活動涉及到致病性生物因子時，應該進行生物風險評估。風險評估可以確定某實驗應該在哪一個級別的生物安全防護實驗室中進行，并根據評估結果制定相應的操作規程、管理制度和緊急事件處理辦法，形成文件并嚴格遵守[14]。通常而言，風險評估內容應涉及以下內容[3]：① 評估生物因子的特性，如種類、傳染性、易感性、致病性等；② 分析本實驗室或相關實驗室已發生的同類事故；③ 分析設施設備等相關風險；④ 分析人員相關的風險，如身體狀況、技術能力等；⑤ 分析被誤用和惡意使用的風險。

5.4 實驗室的合理分區與個人防護

合理的實驗室物理分區，必要的個人防護措施是保證實驗室生物安全的基本條件。在有條件的情況下，為避免實驗室之間的交叉污染，微生物實驗室和動物實驗室應該嚴格劃分清潔區(辦公區)、半污染區(緩沖區)和污染區(實驗區)區域之間設置隔離貨緩沖[16]。實驗區域的生物風險相對較大，因此需對實驗室的平面設計、圍護結構的密閉性、氣流以及人員進出、個體防護等進行控制[3]。合理的物理分區，可以最大限度的減少因人員流動而造成的實驗室之間的污染，大大降低生物安全風險。生物實驗室的個人防護也是生物安全管理的重點，主要作用是保護實驗人員免于感染性材料的暴露，避免實驗室感染。常見的設備是生物安全柜，它有效降低實驗過程中產生的有害氣溶膠對操作者和環境的危害。其他的個人防護裝備包括：眼鏡、口罩、帽子、防護衣、手套、鞋套等。同時，實驗室工作人員不應過分依賴于實驗室設施設備的安全保障作用，絕大多數生物安全事故的根本原因是缺乏生物安全意識和疏于管理[3]。

6 結 語

高校實驗室是進行科學研究和實驗教學的重要場所，生物安全是微生物實驗室和動物實驗室工作順利開展的基礎。如何保證高校實驗室生物安全建設與高校發展同步進行，已成為高校發展的重要課題。本文以15例實驗室生物安全事件為基礎，從這些安全事件的發生原因、生物危害因子、所在的實驗流程和潛在的危害為基礎，提出實驗室生物安全管理的相關對策。各高校實驗室在生物安全培訓過程中，可以參考以上典型案例的警示教育作用，強化師生的生物安全意識。

[1] 齊 龍. 淺談高校生物實驗室環保與安全管理[J]. 實驗室研究與探索, 2011, 30(4): 176-178.

[2] 中華人民共和國衛生行業標準, 微生物和生物醫學實驗室生物安全通用準則(WS233-2002)[S]. 北京:中國標準出版社，2003.

[3] 中華人民共和國國家標準，實驗室生物安全通用要求(GB19489-2008)[S]. 北京:中國標準出版社，2008.

[4] 中華人民共和國國家標準，生物安全實驗室建筑技術規范(GB50346-2011)[S]. 北京: 中國建筑工業出版社，2011.

[5] 周 黎，谷大豐，李五一.高校生物學實驗室安全管理探索[J]. 實驗室研究與探索, 2010, 29(9): 175-178.

[6] 李 勇. 實驗室生物安全[M]. 北京：軍事醫學科學出版社. 2009.

[7] 劉慧玲, 楊世平, 溫崇慶, 等. 高校微生物學實驗室安全的關鍵控制點分析[J].實驗技術與管理, 2012, 29(11): 198-199, 213.

[8] 李寶龍, 李松濱, 于 敏, 等.高等醫學院校教學動物實驗室生物安全的防控體系[J].實驗動物科學, 2015, 32(4): 44-45.

[9] 郝智慧, 趙厚德. 動物實驗的生物安全防護初探[J]. 實驗動物科學, 2010, 27(4): 62-64.

[10] Pike RM. Laboratory-associated infections: summary and analysis of 3921 cases [J]. Health Lab Sci, 1976, 13(2): 105-114.

[11] Pike RM. Laboratory-associated infections: incidence, fatalities, causes, and prevention[J]. Annu Rev Microbiol, 1979, 33: 41-66.

[12] 中國新聞網. 韓建大肺炎事件“真兇”落網實驗室安全引關注[EB/OL]. http://www.chinanews.com/gj/2015/11-10/7614703.shtml.

[13] Wu WC, Lee LL, Chen WF, et al. Development of laboratory biosafety management: The Taiwan experience [J]. Applied Biosafety, 2007, 12(1): 18-25.

[14] 溫光浩, 張 微, 陳敬德, 等.高校實驗室生物安全存在的問題及應對策略[J].實驗技術與管理, 2013, 30(7): 1-3.

[15] 徐健斌，趙濤濤.高校實驗室安全管理工作現狀與對策研究[J]. 實驗室科學, 2009，4(4): 164-165.

[16] 楊萍萍,崔言順, 劉 關.醫學教學實驗室生物安全管理體系的構建[J].實驗技術與管理, 2012, 29(9): 191-193.

Cause Analysis and Management Strategies of the Biosafety in University Laboratories

QIN Feng, HUANG Qiang, YUAN Jiuhong

(Office of the Science &Technology, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu 610041, China)

The university laboratory is a main place which conducts the teaching and scientific research. Biosafety is important foundation for the smooth running of biomedical laboratory. At present, biosafety incidents of university laboratory have occurred repeatedly, it caused human infections and even death, and attracted highly attention of the whole society. Therefore, we analyze the characteristics, conditions of happening, and causes of biosafety incidents in this paper, in order to take targeted measures to effectively cut down or prevent the same incidents. This paper sums up the obtained rich data and information from 15 typical biosafety accidents, and puts forward some scientific strategies from biosafety management team, biosafety training and exercise, risk assessment, to biosafety personal protection. The information will be useful to strengthen the security awareness of teachers and students in the biosafety management of university laboratory.

laboratories; biosafety; personal protection; management strategies

2016-12-18

秦 鋒(1984-)，男，重慶人，碩士，實驗師，科技平臺部部長助理，主要從事實驗室管理工作。

Tel.:18980605646; E-mail:174299227@qq.com

袁久洪(1966-)，男，四川宜賓，碩士，教授，科技平臺部部長，主要從事實驗室管理工作。

Tel.:028-85164126; E-mail:jiuhongyuan2107@163.com

X 931

A

1006-7167(2017)08-0302-05