高校實驗動物的傳染源防控措施研究與實踐

王朝霞，蔣興浩

（1. 上海交通大學 實驗動物中心，上海 200240；2. 上海交通大學 資產管理與實驗室處，上海 200240）

實驗動物是生命科學基礎研究、食品藥品安全以及轉化醫學臨床前實驗的重要支撐材料，已經在各個領域得到廣泛應用[1]。實驗動物質量若無法得到保證，將影響科學研究數據的準確性和可重復性，直接導致實驗結果失去可信性，甚至實驗動物會攜帶人畜共患病菌，不僅影響實驗人員健康，一旦擴散還將嚴重影響公共衛生安全。

實驗動物的傳染源防控是一個不斷自我完善和健全的控制管理體系。目前，我國已經建立了相對完善的法規、制度和技術標準，如國家《實驗動物管理條例》《實驗動物質量管理辦法》《實驗動物生產、使用許可證管理辦法》等一系列規范性文件，基本做到有法可依、有章可循[2]。對比中國國家標準、歐洲實驗動物科學聯合會（FELASA）以及Charles River 公司權威行業機構質量要求可以看到，國內高校實驗動物設施一般以國標SPF 級別的標準為準繩，監測自身的實驗動物質量。而國外只有行業標準，高校更傾向于考慮自身的實際情況，制訂適合不同研究計劃的實驗動物健康監測方案[3-4]。這樣的情況就導致從國外高校引入的實驗動物質量良莠不齊，而且適合實驗的動物質量可能并不能達到我國屏障設施的準入標準。

我校實驗動物中心（以下簡稱“中心”）為校級公共服務平臺，實驗動物以嚙齒類為主，服務于生、農、醫、藥、化工、材料等10 多個學院及多家附屬醫院。從國外引進的基因修飾小鼠比較多，復雜的動物實驗來源，及以學生為主體的實驗人員給中心的實驗動物傳染源控制和生物安全管理帶來了更多的風險與挑戰。經過多因素分析后，中心采取一系列防控措施，制定符合自身設施的動物傳染源防控方法，并在實踐中逐步完善，使中心的SPF 級小鼠的微生物檢測合格率連續保持在較好的水平，且從未有實驗動物源性人畜共患病的事件發生。

1 傳染源分析

高校實驗動物中心引發病原微生物擴散的危險因素有明顯的特征，如動物需求的多樣性、實驗材料的特殊性、學生的流動性、管理的復雜性、實驗時間的不確定性、環境的不可控性等，這些因素均能造成不同程度的生物安全風險。我校實驗動物中心為全年24 h 開放，其管理難度很大。一般來說，實驗動物源性病原微生物的傳染源主要有三個方面：一是實驗動物自身攜帶；二是實驗人員攜帶；三是實驗動物飼養與實驗環境中存在。對三個主要源頭做好病原微生物的控制和動態監測，是保證實驗動物等級標準及實驗結果的可靠性、及時了解實驗動物健康狀況、防止疾病爆發流行的主要方法[5]。

中心結合行業規范、實際工作經驗及行業專家意見，制定了安全風險評價指標體系，以便能夠更好地進行風險識別、風險評估與風險控制。其中微生物控制及感染性物質管理是權重最高的評價指標[6]，是保證生物安全管理的重點環節，也反映出病原微生物傳染源控制的重要性。

2 運行管理體系

健全的實驗室管理體系是設施安全運行的首要保障。我校在中心運行之初，就成立了上海交通大學實驗動物管理委員會、學術委員會以及倫理與使用委員會（簡稱IACUC）。三個委員會分別從學校資源調撥、動物實驗學術探究以及動物倫理方面開展工作，并形成每年一次的三個委員會的聯席例會制度，集中討論我校涉及實驗動物的所有工作，各部門協調配合，最終形成決議。IACUC 實行每季度一次的例會制度，依照章程與工作程序，嚴格審查實驗內容，嚴格控制感染性實驗在規定設施中進行，嚴格監督設施運行管理，切實發揮其監督管理功能。

中心制定了完整的管理文件體系，包括人員、動物、物品管理，飼養操作，實驗手術，動物福利，設施監控等各個方面在內的管理文件和操作規程近190項，相應的記錄文件近140 項，如《上海交通大學重大突發事件總體應急預案》 《上海交通大學實驗動物中心突發事件應急管理制度》《實驗動物運輸操作規程》《國內新進實驗動物管理制度》《小鼠生物凈化管理制度》《實驗廢棄物品的處理管理制度》《哨兵鼠的使用與送檢制度》《物品進出屏障設施的操作規程》《實驗動物尸體處理管理制度》等。中心制定的安全手冊、應急預案等，涵蓋了實驗動物傳染源控制、人員傳染源控制以及環境傳染源控制的相關內容，使每項工作均有章可循。

按照上海市實驗動物許可證管理制度，中心自2013 年運行以來，各項工作有序開展，參考我國已經建立的實驗動物遺傳、微生物、寄生蟲、營養和環境設施等5 個方面的國家標準，定期進行檢查監督，發現問題后及時整改，形成閉環管理，較好地做到了傳染源控制。同時加強人員培訓制度建設，包括職業健康安全、管理制度宣貫、技術能力提升等多方面內容，加強隊伍能力建設，以適應我校及國家實驗動物事業發展的需要。

3 具體控制措施

3.1 規范動物來源

安全、可靠的動物來源是實驗動物傳染源控制的源頭和關鍵。《實驗動物管理條例》規定：“對引入的實驗動物，必須進行隔離檢疫”[7]。高校科研人員具有多學科、多方向的科研性質，對實驗動物特別是嚙齒類轉基因小鼠的需求種類及數量越來越多。隨著科研能力的增強，越來越多的轉基因小鼠在各科研團隊間進行輸出和流轉，由于各團隊微生物控制水平參差不齊，特別是當實驗動物來自不明健康等級的供應者或實驗室時，對實驗動物的傳染源控制提出了更加嚴格的要求。

根據動物供應商的規模、業界口碑及多次送檢結果，遴選出優質供應商，進行統一訂購，并定期對其提供的實驗動物進行抽檢，監督供應動物質量的穩定性。對于科研人員從國外或非認可單位引進的一些特殊品系或者定制的轉基因動物，必須進行相應的隔離檢疫或隔離觀察飼養，待動物檢疫或送檢合格后方可轉為正常飼養，如檢疫檢測不合格，則進行生物凈化或實施安樂死。

3.2 建立生物凈化制度

對于微生物檢測不合格的小鼠必須經過生物凈化后方可進入設施，主要運用以下兩種技術，使凈化后的動物達到SPF 級。一種是經典的剖宮產代乳凈化技術[8]，在掌握小鼠繁殖、妊娠周期的基礎上，采用剖宮產手術，在無菌環境中對小鼠進行子宮摘除取胎，取出仔鼠進行代乳，進而達到提高實驗小鼠微生物級別的目的。準確預判生產時間、把握手術時機，對生物凈化成功率至關重要。另一種是體外受精及胚胎移植技術（IVF-ET）[9-10]，這是目前應用比較廣泛的輔助生殖工程技術。對雄鼠采用實驗室外安樂死，取附睪放入HTF 溶液中傳入屏障內實驗室，然后取出精子獲能。雌鼠通過超排處理后收集卵母細胞，通過體外培養獲取受精卵，然后移植至SPF 級受體母鼠體內，實現生物凈化。所有生物凈化后的小鼠，會再次送檢復查是否符合SPF 級微生物級別，不符合者需要二次凈化，近期實驗小鼠凈化品系及凈化結果見表1。

表1 實驗動物凈化品系及凈化結果

3.3 健全質控體系

實驗物品進入屏障內部主要通過脈動真空高壓滅菌器和紫外傳遞窗兩種方式，中心進行物品分類，從嚴管理，所有能進行高壓滅菌的，必須全部由中心進行滅菌。定期對屏障設施內環境，如各區域的實驗操作臺、換籠工作臺、排風口、飼養籠架、實驗儀器、墻壁、電話、門把手等進行每日、每周、每月等不同頻率等級的消毒。環境質量監測和控制體系主要對消毒、滅菌效果進行驗證評價，包括空氣落下菌、內環境定點采樣、飼養用品（墊料、飼料、飲水、籠具、小推車等）及實驗用品（注射器、手術器械、試劑等）進行定期抽檢、滅菌器效果驗證等。各類物品如檢出不合格則直接淘汰或重新消毒、高壓滅菌。

從微生物監測單元、哨兵動物、監測的病原和頻率、樣品數、檢測方法、檢測報告以及方案實施的可行性等諸多因素考慮，制定動物健康監測計劃。針對不同監測單元的實驗項目，根據其實驗性質進行病原體選擇確定監測的病原，制定每個監測單元的病原體排除列表。對國外進境動物，增添國外流行且可能對動物實驗造成影響的其他項目，如小鼠諾如病毒、螺旋桿菌等。因特殊情況不能直接抽檢的實驗動物，需要通過設置哨兵動物來直接或間接接觸隔離觀察動物，從而進行替代采樣。

日常監測的頻率需要考慮多方面因素，在節約資源和檢測到病原體感染的最短時間之間選擇平衡點[11]。中心通過摸索，制定出每月自檢和每季度送檢相結合的方案，并根據檢測結果適時調整監測頻率及措施，達到快速預警及有效控制病原微生物感染及擴散的目的。

3.4 加強獸醫巡查

在獸醫培訓指導下，使每位飼養人員成為獸醫助手，除了正常動物飼養換籠工作，以及每天須記錄所負責房間的壓差、溫度、濕度外，還要做好實驗動物狀態觀察記錄。如發現異常情況，及時在籠牌上做好標記，并第一時間上報給獸醫，由獸醫診斷后給出相應建議，飼養人員配合執行。

獸醫定期對群體進行巡檢和檢疫，以了解實驗動物健康狀況。如發現患病或可疑動物，立即隔離或直接淘汰，做到及早發現，減少損失。對異常死亡的動物，獸醫需要及時診斷，對動物死亡原因進行分析，并給出處理意見。獸醫對實驗動物全面的健康護理，不僅能及時發現動物異常，保證動物福利，并且可以判斷動物是否感染病原微生物，進一步采取控制措施，及時遏止，避免繼續感染擴散。

3.5 規范廢棄物處理

對于無感染性的死亡動物，用動物尸體袋打包后存放于冰柜，由指定的動物尸體無害化處理單位定期進行回收處理。感染性廢棄物及尸體須用生物危害物專用袋包裝，經高壓滅菌后，再與無感染性的尸體一起進行無害化處理。所有帶出中心進行短時實驗的動物尸體也須裝入專用生物垃圾袋，交還中心一并處理。動物實驗廢棄墊料也由專業的無害化公司處理。

動物實驗過程中產生的廢棄物應分類放置于專用容器中，銳利物品放入利器盒中，生物實驗廢棄物放入專用黃色垃圾桶，統一滅菌處理。

3.6 保障設施環境

實驗動物環境是指圍繞該動物的所有外界條件，是實驗動物賴以生存的條件。嚴格控制實驗動物環境可以保證實驗動物的健康與質量，保障實驗研究獲得正確的結果，同時也是為實驗動物飼養及實驗室工作人員提供合適的條件。SPF 級實驗動物環境設施嚴格按照國標GB14925—2010《實驗動物 環境及設施》的要求，合理布局更衣室、清潔走廊、物品暫存間、飼養室、實驗室、污物走廊、緩沖間、人員及污物出口等。設施布局原則為：人員、動物、物品、空氣設置單向流動；繁殖與實驗動物分區飼養，低樓層飼養低等級動物；不同等級、品種、品系不混養。

SPF 級屏障設施采用全新送風系統，通過三級過濾控制空氣潔凈度和菌落數，控制進風閥和出風閥的調節換氣量和梯度差；通過換氣量與動物飼養密度協調控制氨濃度，并通過調節高效送風口的面積控制氣流速度。通過上述控制技術措施使得實驗動物飼養繁育的環境技術指標完全符合國標GB14925—2010 中的規定，即空氣潔凈度7 級，溫度20～26 ℃，最大日溫差＜4 ℃，相對濕度40%～70%，最小換氣次數≥15 次/h，動物籠具處氣流速度≤0.2 m/s，動物照度15～20 LX，壓差10～20 P，氨濃度≤14 mg/m3，噪音≤60 dB。

另外空調凈化設備與送排風系統委托第三方進行專業維保，并設置UPS 備用電源、備用機組以及采用雙路供電等措施保障屏障環境安全運行。采用機械化洗消設備，保障籠具清洗質量，降低交叉污染的風險。日常工作中保持環境衛生，消滅可能的傳播媒介，嚴格貫徹防蟲滅鼠工作，在設施所有出入口處設置擋鼠板，防止野生動物進入實驗動物設施。

4 結語

實驗動物中心作為公共服務平臺，關系到眾多學院師生的健康安全，生物安全管理工作顯得尤為重要。中心自運行以來，經過不斷探索，形成了一套適合中心運行發展的規范化、標準化的管理制度，具備一定的應急處理能力，對病原微生物的傳染源及傳染途徑做到了有效控制，動物健康生存，實驗得到保障，優秀的科研成果不斷涌現。隨著我校大生命學科的發展和轉化醫學國家基礎大設施的落成，實驗動物的需求日益增加，新實驗動物大樓建設正在有效推進。實驗動物中心作為重要的科研支撐基礎設施，以期能為學校的“雙一流”建設和國家的相關學科領域發展做出更多的貢獻。