高校生物醫學實驗室安全管理與教育探索

唐秋琳， 黃 強， 黃 鵬， 畢 鋒

(1. 四川大學 華西醫院腫瘤分子靶向治療研究室， 四川 成都 610041； 2. 四川大學 華西醫院科研基地， 四川 成都 610041)

實驗室是高等學校培養研究型人才的教育基地，實驗室安全是保障高校實驗教學、科學研究順利進行的前提。建設具有高標準、高安全性的生物醫學類實驗室已經成為高校實驗室重點發展規劃之一。近年來隨著海外人才引入，以及人才培養需求加大，生物醫學類實驗室數目逐年增加。結合醫學院臨床基礎研究特點，該類實驗室對外開放力度也在進一步增強，雖然實驗人員較多，但大多缺乏實驗規范化的培訓經歷。此外實驗室進行的課題覆蓋面廣，其中包括病理、分子、細胞、動物實驗等，這些均會導致此類實驗室出現安全問題[1-3]。生物醫學類實驗室與其他類別實驗室有所不同，所開展的實驗項目涉及人體組織樣本、動物、化學、物理等，具有較多的危險因素和安全隱患。因此，生物醫學類實驗室的安全管理工作需要從多角度、多方面入手，結合不同類別安全問題的特點，須有針對性地建立有效的管理制度及開展相應的安全教育。本文結合我校華西醫院科研基地近年來安全教育與管理方面的經驗，對生物醫學類實驗室在入室人員安全培訓教育與安全管理體系的建立及完善方面進行了探索。

1 生物醫學實驗室的特點及安全概況

2010年的統計數據顯示，我國共有高校實驗室26 479個，如今這一數字還在隨著高校及專業的發展快速增長，而國家重點實驗室作為我國高級別的科研實體，是組織高水平基礎研究和應用基礎研究、開展高層次學術交流的一個重要基地。截止2016年，我國建成國家重點實驗室317個，主要分布在工程、生命、化學、信息及材料等專業，其中，生命專業國家重點實驗室共計74個，占比23%。由此可見，生物醫學類實驗室在高校基礎研究實驗室里，占據了非常重要的地位，承載了國家對于生命科學及基礎醫學研究領域迫切的發展理念。生物醫學實驗室是高校生命科學及臨床基礎醫學專業科研人員從事科學研究活動的實驗基地，研究對象主要包括微生物研究、動植物研究、人類相關疾病研究等；實驗類型涵蓋分子學、細胞學、病理學、流式檢測、色譜及動物模型建立等諸多方面。此類實驗室的特點是:

(1) 人員復雜且流動性大，既包括長期從事科學研究的研究人員和技術人員，也有大量缺乏實驗經驗的臨床醫生及研究生，還包括部分管理人員和后勤工作人員；

(2) 實驗類別較多、操作復雜，部分實驗操作周期長，由此導致實驗室使用頻率較高，且由于部分生物學實驗的長時間或不間斷進行的特性，實驗室內人員包括設備的長時間持續工作已成為實驗室安全隱患的因素之一；

(3) 實驗室內存放一定數量或品目眾多的有毒或劇毒試劑、致癌致畸變試劑、易燃易爆試劑以及眾多危險性較高的設備如氣體鋼瓶、高壓滅菌鍋和液氮罐等[4]；

(4) 實驗室的實驗材料多為人體或動物體的體液或組織樣本，或微生物甚至致病微生物樣本，在實驗過程中對生物安全操作等級均有嚴格要求；

(5) 生物樣本或危險化學品廢棄物的處理具有更加細化和標準的規范。

鑒于上述特點，生物醫學類實驗室的安全教育管理問題實際上綜合了生物安全、化學品安全、設備安全、特殊廢棄物處置及最核心的部分，即對實驗者安全意識的培養和管理。

2 實驗室安全教育體系的實踐與探索

2.1 安全意識及安全培訓

人是實驗室的主體，在2014年對100起實驗室事故原因的分析中，人為原因引起的操作不當及錯誤操作事故占所有實驗室事故的80%[5]，在另外一項針對46起實驗室安全事故原因的分析中，實驗操作人員的不安全動作多達8類，共發生了46次[6]，由此可見，實驗者作為安全事故中最大的不確定因素，是導致實驗室安全事故的主要原因。因此，對實驗室安全管理要從根本上提高實驗室人員的安全和環保意識，把人的不確定性盡量降低，方能從根本上控制和減少實驗安全事故的發生。同時，在我國，研究生占實驗室人員組成的比例較大，應當積極調動研究生作為實驗室管理的參與者，加強從思想上認識實驗室安全管理的重要性，從學生時期養成良好的實驗習慣。

美國各大生命科學研究機構和醫學院所在研究生課程中均開設了有關生物醫學研究安全和實驗室操作安全規程方面的課程，并設立相應的安全委員會或辦公室。在美國國立衛生研究院(NIH)、霍普金斯大學醫學院及其他醫學院和研究機構，對科研人員及研究生在其開展實驗之前，必須強制性參加相應的安全課程培訓及考核，這些課程包括化學品安全、放射性安全、生物安全、血液及病原體安全等[7]。我國生命科學起步較晚，但近年來發展勢頭迅猛，許多高校均開設相應的安全培訓課程，我院科研基地也已經將安全培訓納入申請開展科研活動的必要條件之一。安全生產中使用的3E原則，即工程技術(engineering)對策， 教育(education)對策和法制(enforcement)對策[8]，同樣適用于我國高校生物醫學實驗室安全建設、安全知識教育、安全政策制定以及責任制度執行。同時應當注重安全教育的多樣性、連續性和長期性，避免在教育形式上出現走過場、擺樣子或應付檢查。安全教育必須貫穿于整個實驗過程中，成為實驗室常規教育，督促實驗人員時刻保持警戒心，避免懈怠放松引起的安全事故。

2.2 實驗室生物安全教育

美國NIH在2010年制定的“NIH實驗室操作規則”中，生物安全( bio-safety)的概念被首次提出:“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”(a series of procedures in the laboratory to ensure that pathogenic microbes are safely contained)[9]，該概念的提出加大了人們對于生物安全的重視，在《生物多樣性公約(里約宣言) 》和《生物安全議定書》中，亦將生物安全的內容和范圍由實驗室擴展到更廣的范圍，不僅僅局限于生態環境的保護，同時包括了對人類健康的保護。因此，從事生物醫學類實驗必須進行相應的生物安全評估，以幫助實驗人員選擇正確恰當的操作。2008年，我國《實驗室生物安全通用要求》中就實驗室生物安全管理和實驗室的建設原則做了規定，同時還規定了生物安全分級、實驗室設施設備的配置、個人防護和實驗室安全行為等方面內容。根據相關規定: 開展的實驗活動要與實驗室防護水平匹配，嚴禁開展與安全防護級別不符的實驗活動；加強生物樣本的管理，尤其高致病微生物樣本及病毒標本、菌毒種的保存、使用和廢棄，專人負責、詳細記錄；嚴格按照技術規范進行實驗活動；廢棄物要嚴格按照規定分類收集、分類處理；做好實驗室分區，避免實驗區與辦公區交叉感染[9]。

2.3 實驗室化學品安全教育

據2010-2015年間關于高校實驗室46起嚴重事故的不完全統計結果分析，其中37起事故發生在化學實驗室[6]，而在同期對另外95起國內外實驗室事故分析中，危險化學品安全事件有69起(占全部事件數的74%)[10]。化學品安全問題已成為實驗室安全的事故多發因素。在生物醫學類實驗室，所涉及的危險化學品種類與特點有:

(1) 生物學實驗室所用到的生化試劑的特點是大多具有揮發性、強毒性、腐蝕性、致癌性等，種類繁多、不易牢記；

(2) 大多數有毒致癌性試劑往往無色無味，在長時間或高頻率使用情況下極易讓人放松警惕，如不實施相應的防護措施，會對實驗人員的身體造成潛在的或嚴重的傷害[3]；

(3) 有毒試劑若保管不當造成泄露或流失，會對外界造成巨大的危害，如2013年某高校的投毒事件，引發社會對學校危化品管理制度深思。

因此，在對實驗人員進行危險化學品的安全教育上，須始終強調以下幾個關鍵點:

(1) 要求實驗室人員從一開始就了解并牢記所使用的每一種化學品的理化性質、危害性以及急救措施；

(2) 使用者和管理者必須遵循五雙原則；

(3) 根據化學品危害程度選擇并堅持使用適當的防護措施；

(4) 掌握急救設備如滅火器、洗眼器及急救箱的使用；

(5) 危急情況下，掌握報警及逃生常識。

2.4 實驗室設備安全教育

生物醫學類實驗室常用設備諸如高壓滅菌鍋、烤箱、高速離心機、液氮罐等，具有一定的危險性，是設備安全管理環節的重點關注對象。如果操作不當容易造成儀器損壞甚至人員傷亡，此類設備需要專人專管，使用前必須受到嚴格培訓。另外小型電器如烤箱、恒溫箱、水浴鍋等加熱設備使用時應該定時查看，防止火災發生。另據實驗室管理的經驗，實驗室用水系統，如純水儀和制冰機的管道老化是容易造成實驗室溢水事故的重要原因之一，定期檢查所有用水設備的管道和接口，是避免此類事故發生的關鍵。

2.5 實驗室廢棄物處理

美國實驗室根據美國環境保護總署給出的《危險物質名錄》，將廢棄物按照其危險性分為危險廢棄物和非危險廢棄物2類，有些學校的分類更加詳細，國外實驗室均要求盡可能減少對環境污染[11]。在我國，近年來由于對環境保護意識逐漸加強，各高校對化學廢棄物的排放回收也更加重視。生物醫學實驗室的化學廢棄物主要為有毒試劑及部分有機溶劑，因此首先應對廢棄物進行分類，其次盛放化學廢棄物的容器一定要密封，不能泄漏也不能被腐蝕；裝有危險廢棄物的容器還必須貼有專用標簽，標簽上必須注明所回收的試劑類別和名稱、實驗室負責人姓名、地址、聯系電話等。如果是混合樣品，需標注各組分的比例，統一置放于暫存點。指定具有化學廢棄物處理資質的專業公司，定期對廢棄物進行統一回收處理。此外，應該增加實驗室污染控制的經費投入。對于實驗室不再使用的有效期內化學品，在學校范圍內建立免費交換平臺，減少環保部門回收成本、節約資源，努力建設綠色環保型實驗室[12]。國外實驗室化學品安全管理體系較國內成熟，可以為我們建立完善的化學品管理制度提供借鑒經驗。

3 安全管理體系的建立與探索

3.1 安全手冊的編寫與安全準入制度的完善

對于剛開始從事科研活動的實驗人員來說，一本切合實際的《實驗室安全手冊》能夠在第一時間為其提供全面合理的建議，能夠保障實驗者自身、他人及環境安全。我院科研基地組織一批具有長期實驗室工作經驗的技術及研究人員，結合研究基地實際情況及發展現狀，編寫印發的《實驗室安全手冊》，從實驗室安全管理總則、生物安全、化學安全、設備安全、廢棄物處理及緊急事件應急預案等方面，對實驗人員進行全面指導。該手冊的編寫注重結合實驗室的具體情況和專業特點， 從細節入手，內容具體、生動、圖文并茂，如對特殊儀器的安全性使用、危險化學品按實驗類別分類等做出明確指示及規定，避免直接引用法規條文，以增強該手冊的實用性、可讀性以及學生對安全措施的直觀感受。在實驗者進入實驗室之前，就以該手冊作為培訓教材，進行必要的學習和考核，并在今后的實驗中，將手冊作為實驗室安全的參考依據，為實驗者提供可以隨時查詢的相關安全信息或急救措施。

在我國基礎醫學研究與生命科學研究的快速發展要求下，生物醫學類實驗室必須實行對外開放，方能夠滿足人才培養的實際需要。但與此同時，許多缺乏經驗的臨床醫生與研究生進入實驗室，都會面臨實驗室各類安全隱患，且在我國高校實驗室現行管理模式下，管理主要依托于研究室負責人及專業技術管理人員，普通入室人員極易發生安全操作事故。因此針對所有入室實驗人員建立長效強制性的實驗室準入制度，是保障實驗室安全的有效途徑。我院科研基地施行的實驗室安全準入制度，要求一切入室人員必須參加入室安全培訓課程，通過考核后方能進入基地開展實驗，并在入室后簽訂實驗人員安全承諾書，由實驗室安全管理員進行后期長效日常管理(見圖1)。

圖1 實驗室安全長效管理結構圖

3.2 安全責任制度與日常監察制度的建立

實驗室安全管理應該遵循根據“誰使用誰負責，誰主管誰負責”的原則，采用分級負責制，實行“學校→院系或直屬單位→研究室→直接使用人”的分級責任體系，每間實驗室都應有安全負責人，落實每位實驗儀器使用者或房間負責人為直接安全責任人[13]。實驗室安全負責人制度應明確實驗室負責人和實驗室安全管理崗位人員的職責，實驗室主任掌控實驗室的宏觀管理，各室的安全管理由實驗室安全管理崗位人員具體負責，并將其列入其年度考核工作。而研究生作為實驗室的重要成員，每天都在實驗室工作學習的時間及對實驗室的了解程度有時往往超過在職工作人員，因此高年級研究生對低年級研究生的安全規范化操作習慣培養不可低估。高年級研究生實際上擔當著實驗室協助管理的責任，因此實驗室安全負責人可充分調動研究生參與管理的熱情，將安全職責落實到學生及其他進入實驗室進行實驗的人員，并建立獎勵及處罰機制， 以此強化學生及實驗人員主人公意識和安全意識。

制定各種安全規章是開展工作的前提，但實地檢查制度是落實實驗室安全管理制度和措施的重要保證[14]。安全檢查形式上可以分為定期檢查和不定期檢查。定期檢查可以監督實驗室安全管理制度的落實，不定期檢查可以防止應付檢查的情況發生，以確保安全管理成為實驗室工作的常態。安全檢查的規模包括實驗室內部每日自查、安全管理部門夜間巡查、實驗室管理部門定期或不定期進行檢查以及院級以上大規模巡查或抽查。安全檢查項目應包括電路、危險化學品、防火、防盜、廢棄物處理、設備、衛生等，重點是有毒或劇毒化學品、易燃、易爆和強酸堿等危險品的管理使用記錄的抽查，防火器材的配備、放置，實驗室安全檢查原始記錄，實驗廢棄物的處理等。對嚴重違規的行為進行嚴肅處理，督促安全負責人每天檢查并認真填寫實驗室安全自查情況登記表，對出現的問題及時解決，將實驗室不安全因素消滅在萌芽狀態。

4 結語

高校實驗室安全管理是一件任重而道遠的工作，隨著近年來生物醫學實驗室不斷新建，入室人員大幅增加，以及新材料新設備的啟用，生物、化學及設備安全管理問題也在不斷出現新的風險點。在復雜繁瑣的實驗室管理工作中，管理者除了對安全問題的重視外，還需要不斷了解新設備或新技術可能帶來的危險因素，學習國內外實驗室安全管理的先進經驗，確保實驗室安全教育成為實驗室常規教育內容，做到時刻將安全問題列為實驗室最重要的管理問題，應牢記“隱患險于明火，防范勝于救災，責任重于泰山”，確保實驗室安全正常運行，為生物醫學實驗室的發展提供穩固的保障。

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