张永斌,郭学军
(广州中医药大学实验动物中心,广东 广州 510405)
高校实验动物与生物安全
张永斌,郭学军
(广州中医药大学实验动物中心,广东 广州 510405)
实验动物是高校教学科研工作中的重要实验对象和工具,也是转化医学的必要环节。随着科技创新发展,高校使用的实验动物和实验用动物的品种、品系越来越多,出现的生物安全事件也日趋频繁,已严重威胁人类健康和生态环境。分析了高校实验动物潜在生物安全危害,探讨了实验动物生物安全管理方面存在的问题,并就应对实验动物生物安全隐患问题提出了建议。
高校;实验动物;生物安全
实验动物是生命科学研究的主要实验材料,据Pubmed网站对近30年科研论文检索统计,有2000多万篇SCI论文采用实验动物模型进行研究,涉及生命科学和医学研究的大部分领域[1]。由此可见,实验动物已成为高校医药科技创新的重要工具,但是,在科技创新发展的同时,生物安全事件也频频发生[2-3],而该类事件的发生,又对相关高校实验室生物安全管理工作存在的疏漏情况提出了警示,因此,加强生物安全的教育及管理工作刻不容缓。
实验动物是高校教学科研工作中的重要实验对象和工具,也是转化医学的必要环节,可以为生命科学各领域,包括基础医学、生物化学、食品药品检验、卫生防疫等重要学科提供服务[4]。2012年,获国家自然科学基金资助的生命科学和医学领域的课题有13 449项,其中使用实验动物的占40%左右,实验动物对高校科研的直接支撑作用彰显无遗[5]。
生物安全(biosafety)一词,最早出现于美国国立卫生研究院1975年制定的 《NIH实验室操作规则》,主要指为避免危险生物因子造成实验人员暴露、向实验室外扩散并导致危害所采取的一系列综合措施[6]。实验动物生物安全就是指对实验动物可能产生的潜在风险或现实危害的防范和控制,包括在使用实验动物的各个环节中存在的生物安全隐患,如引种、繁育、运输、动物抓取、麻醉、灌胃、采血等过程[7]。由于高校经常开展分子生物学、微生物学、免疫学、生物物理学、细胞学、病理学等在内的各类生物学和医学实验,承担的生物安全风险不容小视,一旦发生感染事故,不仅会严重影响到实验人员及在校学生的身体健康,使得校园安全受到威胁,更有可能进一步传染至校外人群,引发社会恐慌,由此可见,高校实验室生物安全管理尤为重要。目前,《实验室生物安全通用要求》(GB 19489-2008)根据对所操作生物因子采取的防护措施,将实验室生物安全防护分为一级、二级、三级和四级,其中一级防护水平最低,四级防护水平最高。如涉及气溶胶传播(例如H7N9、甲流等),可引起严重的或致死性疾病的病原体研究必须在三级以上实验室进行[8]。
3.1 实验动物生产过程中的生物安全隐患 国内实验动物的生产机构大多尚未产业化,规模小而结构松散,以致常规动物的供应质量难以保证[1]。部分高校还存在无证生产实验动物或存在违法操作的情况,这就会导致生产过程中存在实验动物被感染、病原体繁殖的可能以及向环境扩散的危险,并有可能造成生物安全问题的产生,甚至有可能导致人畜共患病的传播。
在基因工程动物的生产过程中,外源基因的随机插入,有可能发生插入突变,致使某些特定的内源基因失活或者激活某些潜在的原癌基因。同时,外源基因的过量表达可能对宿主动物产生不良影响[7]。
3.2 动物实验过程中的生物安全隐患 在具备动物使用许可证的动物实验室进行非感染实验,生物危害的风险应该是最小的,但由于各种原因,部分高校实验室还在动物使用许可证以外的场所从事动物实验工作,这些场所实验设施落后,野生动物及昆虫自由进出,动物尸体随意丢弃,实验人员生物安全防护意识非常薄弱,一旦暴发人畜共患病,后果将不堪设想[9]。
原代及传代细胞培养技术已经广泛应用于生物医药研究的各个领域,就细胞的来源而言,细胞培养物和人类的遗传学关系越近,对人类的风险越大,因此,细胞培养环境条件的改变,也会对实验人员的安全产生极大影响[6]。
3.3 教学动物实验中的生物安全隐患 高校开展教学实验所使用的实验动物主要是小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等。除此之外,还有实验用动物如羊、鸡、白鸽等[10],而实验用动物在使用过程中也存在一定的安全隐患。
教学动物实验一般在普通课室里完成,因此要求使用过的实验动物需当天处死并作无害化处理。但是,某些高校为提高学生的实践能力、培养创新思维,新开设了探索性实验教学,该课程由学生自主设计实验方案,自主选择实验时间,这就导致实验动物在课室饲养的时间超过2周,从而为生物安全管理留下了重大隐患[11]。
4.1 建立生物安全管理与监督体制 目前,医学院校和综合大学大多设立了实验动物管理委员会来开展对全校实验动物工作的管理,但是往往将实验室生物安全的管理职能放在了设备处或资产处。为使高校实验室生物安全管理工作平稳有序进行,学校需设立由设备、实验动物中心及相关职能部门组成的实验室生物安全管理委员会,委员会下设立实验动物管理办公室和试剂、设备管理办公室,用以主持全校实验动物、试剂和设备的安全管理工作。同时,应建立健全生物安全管理制度、人员培训制度、动物尸体和废弃物的回收处理制度,并把责任分级落实到二级学院和实验室,做好定期巡查监督管理[12]。
4.2 贯彻落实实验动物生产及使用许可证制度从2002年起,国家科技部等七部委在全国推行实验动物生产和使用许可证制度,从硬件和软件2个方面,有力地促进了实验动物机构的建设,提高了生物安全防范水平。《广东省实验动物管理条例》已由广东省第十一届人民代表大会常务委员会第十九次会议通过,并自2010年10月1日开始实行,同时,广东省科技厅对违反实验动物管理条例的高校实行校长约谈制度,以上举措有效震慑了高校无证私自开展动物实验的违法行为。
4.3 实验动物的质量管理与控制 重视、加强、完善、规范实验动物质量管理和质量控制是实验动物科学发展的关键,也是高校生物安全控制的重要一环[13]。实验动物质量管理具有丰富的内涵,目前,国家已建立较为完善的法律法规和技术标准,推行实验动物生产许可证制度,各省也相继建立了省级实验动物质量检测中心,有力保障了实验动物质量。质量控制主要侧重于实验动物质量检测试剂、检测技术及方法等,建立“哨兵动物”的微生物检测体系[14],提升实验动物生产部门的自检能力、防范实验动物微生物和寄生虫感染,是高校实验动物生物安全防控的重要手段。
遗传工程技术可以用来建立多种疾病的动物模型,但也带来了伦理、法律、安全性等问题。目前,世界主要发达国家和部分发展中国家都制定了各自对转基因生物的管理法规,负责对其安全性进行评价和监控。另外,病毒分子生物学在一些综合性大学和农业院校得到广泛研究,被攻毒的实验动物或实验用动物经常游离于高校生物安全监管之外,这也为生态安全带来重大隐患。
4.4 加强实验室生物安全的规范管理 首先,加强动物实验项目的准入管理,严格审查实验内容,禁止细菌、病毒感染实验,化学诱癌实验和同位素实验在普通级、SPF级动物实验室进行,同时,实验人员是否参加过实验动物行业岗前培训或选修过《实验动物学》也应作为重要的审核条件;其次,加强实验室教师队伍的建设和培训,提高识别和控制微生物危害因子的能力,掌握接触病原微生物后预防感染的方法;最后,加强对实验者的指导和监督,规范实验动物饲养管理和实验室生物样品、有毒危险品和化学试剂的管理[15],作好万一发生实验动物生物安全事件的预案。
4.5 规范实验动物废弃物的管理 实验动物废弃物包括实验动物生产和实验过程中所产生的垫料以及实验动物尸体、组织、排泄物等,其中有些对人、动物和环境具有生物或化学危害性,如处理不当,可能传播疾病、危害人类及动物的健康安全,进而危害生态安全等[16-17]。 因此,高校应重视实验动物尸体与废弃物的无害化处理工作,首先,应从学校层面制定和颁布实验动物尸体及其废弃物处理的管理办法并作好经费预算;其次,应明确具体实施单位和实施步骤;最后,应建立严格的登记制度并加强巡查工作。
4.6 加强生物安全相关法律、法规宣传 世界卫生组织1983年颁布的《实验室生物安全手册(第一版)》是全世界第一部有关实验室生物安全和减少实验室事故发生的指导性规程,该手册经过1993年及2002年的2次改版,已被世界各地广泛接受和使用。经过了多年的发展,我国也已出台多部有关实验室生物安全的国家标准,如GB 17981-2005《医学实验室安全要求》、GB 19489-2008《实验室生物安全通用要求》、国务院令第424号《病原微生物实验室生物安全管理条例》等[18]。高校应充分利用讲座、培训班、课堂教学和校园网等开展生物安全管理标准和法规的宣传,使实验室安全管理工作朝科学化、制度化和规范化方向的发展。
随着生命科学、医学研究的日趋活跃,跨学科、跨专业开展动物实验的现象在高校已非常普遍,这也为高校的生物安全管理增加难题。因此,高校生物安全管理中要始终树立“以人为本、预防为主、安全第一”的实验室安全思想,强化实验室安全管理,努力寻求学校层面上加大生物安全管理力度,同时,设立动物实验准入门槛,缩小生物安全监控范围并作好预案。
[1]李继平,金剑,秦川.实验动物在医学创新研究与发展中的作用[J].中国医药导报,2014,11(31):152-155.
[2]董智强,罗雷,王玉林,等.广州市某高校动物实验室生物安全事件的调查与分析 [J].医学动物防制,2010,26(1):14-15.
[3]张慧俭,张娜.中医院校实验动物生物安全教育现状及对策[J].中国科教创新导刊,2013(32):82.
[4]王贵平,薛智谋,周正宇.高校公共服务实验动物管理系统的开发与应用[J].江苏科技信息,2014(15):26-29.
[5]王光跃.关注医学创新的“支撑点”——多名专家谈医学实验动物的现状和未来[J].中国医药科学,2013,3(6):10-12.
[6]顾杰.科研实验中心生物安全隐患及应对策略浅谈[J].齐齐哈尔医学院学报,2012,33(9):1213-1215.
[7]钱军,孙玉成.实验动物与生物安全[J].中国比较医杂志,2011,21(10/11):15-19.
[8]郝智慧,赵厚德.动物实验的生物安全防护初探[J].实验动物科学,2010,27(4):62-64.
[9]章敏,孙江桥,田代志,等.医药院校教学实验室对于实验动物的安全防控探析 [J].实验室研究与探索,2014,33(3):283-286.
[10]祁宝奎,易虎.医学院实验室的生物安全防护及其控制措施[J].职业与健康,2009,25(13):1424-1425.
[11]李红花,李英信,李芳芳.医学本科生在探索性实验教学中的实验室生物安全管理初探[J].现代预防医学,2010,37(14):2664-2665.
[12]梁馨云,林鸿程,张薇,等.浅谈医学院校病原生物学实验室的生物安全管理[J].现代医药卫生,2013,29(8):1268-1269.
[13]宁磊,张新创.实验动物的质量与控制[J].微生物免疫学进展,2014,42(1):79-83.
[14]黄小燕,潘裕,樊海艇,等.大鼠、小鼠微生物学质量监测中的哨兵动物设置 [J].中国比较医学杂志,2014,24(8):67-69.
[15]王欣.医学实验室生物安全管理的规范化[J].基础医学与临床,2006,26(6):674-678.
[16]江涛,郭姣,张锦红,等.浅谈我院实验动物尸体、废弃物无害化处理的经验 [J].实验动物科学,2009,26(1):65-66.
[17]韩建红,赵明德,吴志邦,等.浅谈我院实验动物废弃物的管理[J].当代医药论丛,2012,10(6):274-275.
[18]汤家铭,陈民利.医学实验动物学[M].北京:中国中医药出版社,2012.
(责任编辑:慕宗杰)
Experimental Animals and Biosafety in Universities
ZHANG Yong-bin,GUO Xue-jun
(Laboratory Animal Center,Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou 510405,China)
Laboratory animals are important subjects and tools for teaching and research in colleges and universities,which is the necessary link of translational medicine.With the innovative development of science and technology,the species and strains of experimental animals used in colleges and universities have been remarkably increased.The emergence of biosafety incidents caused by inappropriate management of laboratory animals has become increasingly frequent,which poses a serious threat to human health and ecological environment.We pointed out the potential biosafety hazard brought by experimental animals in colleges and universities,analyzed the problems existing in biosafety control of experiment animals,and proposed some measures and advices on copping with biosafety hidden danger of laboratory animals.
colleges and universities;laboratory animal;biosafety
G642.423;Q95-331
A文章顺序编号:1672-5190(2016)02-0091-03
2016-02-03
项目来源:广东省科学技术厅项目(2013B060500055)。
张永斌(1973—),男,副研究员,博士,主要从事动物实验室管理与教学工作。