美国生物安全三级实验室管理的启示

万建青，丁家波，杨劲松

(中国兽医药品监察所，北京 100081)

随着我国对生物安全管理越来越重视，我们以考察为契机，较为深入地了解了以美国国家农业生物安全中心(NABC)为代表的美国生物安全三级实验室的建筑设计、管理理念和运行模式，供读者参考。

1 美国农业生物安全中心基本情况

美国农业生物安全中心位于美国堪萨斯州立大学校内，建于1999年3月，前身是生物安全研究所，2002年更名为美国国家农业生物安全中心(NationalAgriculture Biosecurity Center，简 称NABC)。该中心占地113000平方英尺(10500平方米)，其中实验室、动物实验室31000平方英尺(2880平方米);教育和培训10000平方英尺(930平方米)。中心的主要职责是为来自堪萨斯州立大学、堪萨斯州和美国联邦政府的研究人员从事高风险的动物和植物传染病的病原体研究提供高水平的、可靠的和安全的研究场所。中心设有21个生物安全三级实验室(BSL－3)和生物安全三级动物实验室(ABSL－3)，其中 14个研究实验室(Research Labs)，7个保障实验室(Support Labs)。在7个保障实验室中，有5个用于牛、猪等大动物实验的BSL－3Ag，1个鼠类等小动物的BSL－3，1个用于作物传染病研究的BSL－3E。

美国国家生物与农业防御设施(National Bio and Agro－Defense Facility，简称NBAF)已选址在堪萨斯州立大学，将投资5亿美元建成全美最大的联邦动物健康实验室。这是美国历史上第一次将如此大规模的国家联邦实验室建在堪萨斯州，也是堪萨斯州立大学整个校史中的最重要事件之一。目前该项工程已动工，预计2019年完工，建成后美国高致病性传染性人畜共患病实验室(梅岛)和动物再生传染病实验室也将迁址NBAF。

2 美国农业生物安全中心生物安全管理的主要特点

2.1 布局合理，质量可靠 整个实验室建筑设计科学，内部布局合理，建设质量过硬。实验室是典型的“三明治”结构，分为3层(地上2层，地下1层)。地下一层是动物尸体、污物处理层，地上一层是实验区(实验室和动物实验室)，地上二层是设备管道层(包括空调系统、排风过滤装置、纯水处理系统等)。实验区的设计有以下五大特色:一是功能分区科学。进入实验室，需使用磁卡进入缓冲区，该区包括一更、淋浴间、二更，不同功能区均为自动连锁，相邻门不能同时打开;通过缓冲区进入实验室核心区，在核心区内不同实验室相对独立，犹如“盒子中的盒子”，每个实验室的门均有报警提示装置，如闭合不严，则自动报警提示。二是BSL－3Ag设计人性化，可操作性强。共有5个BSL－3Ag，每个BSL－3Ag的空间很大，基本无固定设施，均由活动可拆卸的栅栏组成。使用时根据实验动物的大小，调节活动栅栏，使之形成不同大小的空间格局。三是BSL－3Ag的门均为气密门。气密门的造价高达7500美元/个，门体为双层不锈钢，两层不锈钢之间有真空气密胶条，门框与墙面接触处、墙面与地面接触处有不锈钢压条，采用独特的压紧技术，当门闭合时，能与门框、地面和墙面紧密配合，达到可靠的气密效果，能够有效防止病原微生物扩散。四是细节设计充分考虑动物福利。比如大动物实验室的地面均为专用塑胶地面，对实验动物具有防滑、保温的作用，且利于清洁卫生;每个动物实验室动物走廊设有2个活动隔离栅栏(栅栏之间的空间可容纳2头成年牛)，起到闸口的作用。当动物进入走廊后，为控制实验动物的有序进入，第一个栅栏关闭后，再开启第二个栅栏，尽可能减少对动物的应激刺激。五是动物尸体处理装置先进、实用。该处理装置主体在地下，约4～5米深，一次性可容纳5000磅(约2270千克)的动物尸体(约2头成年牛的重量)，处理时采用碱水解的方式，将动物尸体消毒、溶化。值得一提的是，为了便于识别，在设备管道层，根据不同BSL－3实验室格局对地面涂刷不同颜色的方式，提高了日常检测、维护的工作效率。

2.2 制度健全，管理严格 美国国家农业生物安全中心有130多人，拥有一支以首席科学家Juergen Richt博士为首的研发队伍。中心的实验室除供自身使用外，还为堪萨斯州立大学、堪萨斯州和美国联邦政府从事高风险动物和植物传染病的病原体研究的研究人员提供实验场地，同时也面向社会提供有偿服务。对外实验主要提供场地和培训，大约30名工作人员专门从事实验室设施维护、保障和培训。在管理上，本着“强调细节、重在预防”的原则，有一套完善的实验室管理制度、生物安全应急管理制度和生物安全操作规程。“细节”表现在实验室操作的每个环节中，比如每个BSL－3实验室根据从事的病原微生物的不同，在具体平面布局和仪器设备配制方面有所区别;不同的病原微生物具有不同的生物安全操作规程;实验室的洁净走廊中有一个含有沙子、面罩、防护镜、消毒液、镊子、铲子等物品的装备齐全的应急包等。“预防”也体现在实验室运行管理的细节中。首先，生物安全应急管理制度完整配套，针对性强。在应急预案中，除制订了针对不同病原微生物发生生物安全时的防范措施，还涵盖了在实验室运行中可能发生的因素，如在实验过程中试验人员突发心脏病该如何处理等，并定期开展生物安全应急演练。其次，强化培训，保证人员安全。中心定期对进入实验室的每一个实验人员进行系统培训，考核合格，方可取得进入实验室开展实验的资格。除理论授课外，还设有专门的操作观摩间，通过真正的实验演示，提高了实验人员的培训效果。

2.3 保证运转经费 生物安全三级实验室无疑为深入开展高致病性病原微生物研究，更好地防护实验人员搭建了一个良好的平台。但通过考察，我们也认识到，生物安全三级实验室的良好运行离不开稳定的经费支持。该中心每年的实验室运转经费约5000万美元。经费主要来自堪萨斯州和曼哈顿市拨款。

3 对我国兽医实验室生物安全管理的几点启示

3.1 科学设计硬件设施，把好建设质量关 高等级生物安全实验室设计复杂，建设成本高。我们在建设时，在充分理解我国现行高等级兽医生物安全实验室的规定要求的基础上，学习和借鉴国外实验室设计的成功经验，把先进的设计理念融入到我国的高等级生物安全实验室的建设中。同时，要加强实验室建设质量，特别是要强化关键设施和重要设备的建设质量，只有这样，才能保证实验室的质量和使用寿命。

3.2 强化实验室管理，把好生物安全关 OIE出版的《实验室生物安全手册》指出，生物安全柜、其他设施及操作规程，其中任何一项单独使用都不能确保安全，只有使用者按照对生物安全的深刻理解来操作才能实现安全。它强调了规范化操作及管理对实验室实现正常运行的重要性。一方面，要科学制订实验室各项管理制度和生物安全操作规程。只有根据实际情况，制订适合本实验室的各项规章，保证其科学、规范、可操作。另一方面，要加强人员培训，把各项规章制度落到实处。采用多种形式培训，强化实验人员的生物安全意识，一旦进入实验室，都能非常自觉地执行实验室各种管理制度和操作规程。从管理和使用的角度，确保实验室生物安全。

3.3 加强国际交流，把好人才队伍建设关 人是实验室管理中的最重要因素。不断提高人员素质是进一步提升实验室管理水平的关键。可以采取“引进来、走出去”的策略，邀请国际组织、发达国家高等级生物安全实验室的专家来所交流;派遣相关人员到国外进行中长期培训，系统学习国外的实验室先进管理经营和实践成果，真正做到学懂学透。同时，探索建立长期交流的合作机制。在“引进来、走出去”的基础上，有重点地选择几个适合的实验室，作为长期技术交流合作的对象。

3.4 扩宽经费来源，把好实验室运转保障关 生物安全三级实验室一旦启用，就面临着高额的实验室运转和维护经费。可以尝试在农业部专项拨款为主的基础上，探索拓宽经费来源渠道，建立多元化的经费保障机制，以确保实验室的正常运转。