生物安全三级实验室生物安全风险点的识别与控制

王团结，姚文生，康 凯，万建青，王利永，李 阳，赵俊杰

（1.中国兽医药品监察所，北京 100081；2.中国动物卫生与流行病学中心，青岛 266032）

生物安全三级（BSL-3）实验室或动物生物安全三级（ABSL-3）实验室开展实验活动的重要前提是保证实验人员安全和周围环境安全。这类实验室操作的病原微生物包含动物的烈性传染病病原（如猪瘟病毒、口蹄疫病毒）、人兽共患病病原（如高致病性禽流感病毒、布鲁氏菌）以及人的传染病病原（如艾滋病病毒）。实验活动中的风险识别与控制应根据微生物的特性以及对人和环境的危害程度不同而区别对待。当操作动物烈性传染病病原时，应加强实验人员的生物安全责任和提高生物安全道德意识，避免此类病原体进入环境[1]；当操作人兽共患病病原或人的传染病病原时，在保证操作者本身安全的前提下，也要保证病原体不会逃逸出实验室而造成环境危害。生物安全实验室运行与管理链条中某个环节做得不到位极易导致生物安全事故发生。

1 样本和菌毒种管理

1.1 样本的接收

样本接收是实验开始前的一项重要工作，实验室应制定完整的样本接收程序。运输高致病性病原微生物的菌毒种或样本的容器需要包装3层：最外层包装无生物安全防护性能；中间层包装应该符合国际民航组织《危险物品航空安全运输细则》规定的A类包装标准，要防水、防破损、防外泄、耐高温、耐高压[2]，并在醒目位置印有生物安全标识；内层包装指盛放样品的离心管等，内层包装和中间层包装之间一般填充足量的纱布，避免内层包装破损后样本发生渗漏而产生大量的气溶胶。样本中间层包装的开启应该在生物安全柜等隔离设施中进行，以防止内层包装破损、内层样品变质而产生正压或采样时消毒不彻底等意外情况下产生的危险性气溶胶。

1.2 样本和菌毒种的实验室间传递

样本和菌毒种在实验室间的传递需要经过传递窗或渡槽等防护设备。控制传递中风险点的关键在于：一是要定期做好这类防护设备的巡查维护和有效性测试；二是要加强对实验操作者的培训，使其充分了解样本和菌毒种在传递过程中的风险点和相关设施设备的操作注意事项。

1.3 样本和菌毒种的保存

2013年3月26日，美国得克萨斯大学医学院证实其所属加尔维斯顿国家实验室丢失1瓶可能导致出血热的瓜那瑞托（Guanarito）病毒[3]。这表明，实验室样本和菌毒种的保存是实验室日常安全管理中的一个关键风险点，除了要防止失窃或故意破坏以外，还存在以下多种风险：标识不清楚而导致误用，断电等紧急情况导致的保存设备异常，容器质量不符合要求导致的炸裂和溢洒事故。实验室临时样本、无价值样本等不需保存时，在送出实验室前必须经过有效的高压灭菌处理后方可作为废物处理。

1.4 病原分离鉴定

病原的分离鉴定是一个系统的实验过程，涉及多个环节。病原分离鉴定实验操作中常见的生物安全风险见表1。

表1 病原分离鉴定中的主要生物安全风险

2 动物实验

2.1 日常状态下的生物安全风险

2.1.1 隔离设施中饲养的动物 由于饲养环境与实验操作者完全隔离，因此，生物安全风险相对较小。但动物实验中涉及解剖操作的，必须在生物安全柜中进行。

2.1.2 开放饲养的动物（猪、猴子、牛、羊）由于此类动物始终暴露于实验操作者，不断产生危险性气溶胶，生物安全风险较大。根据所操作病原微生物的风险评估特点制定合适的个人防护措施，保证实验操作员与危险性气溶胶完全隔离。当操作动物烈性传染病病原时，可穿着内层防护服加穿防水围裙，带一次性口罩和护目镜。但实验操作人员离开防护区之前要经过强制淋浴，实验产生的废弃物和个人一次性防护用品应确保有效的高压灭菌后方可运出实验室。操作此类病原体的防护原则是防止病原体逃逸出实验室造成环境污染；当操作人兽共患病等烈性病病原时，防护的原则除了要保障实验操作人员的安全，还要防止病原体逃逸出实验室。这类病原体大多是接触传播或气溶胶传播，实验操作人员要穿着有效的自给式呼吸装置如正压呼吸器，必要时在装配有生命支持系统的实验室里穿着正压防护服。物理防护屏障只是保障生物安全的一方面，实验操作者要提高生物安全意识和实验操作技能，在实验过程中要尽可能减少危险性气溶胶的产生。

2.2 紧急状态下的生物安全风险

2013年11月，美国威斯康星大学一位研究人员在BSL-3实验室工作时，不幸被装有H5N1禽流感病毒的注射器刺破皮肤，所幸未造成感染[4]。在开展高风险的实验活动前，要经过长时间的模拟实验以保证实验人员能够默契配合，协同工作。在攻毒实验中，如果动物保定不好或者实验操作员之间配合出现问题，很容易发生动物抓伤、咬伤以及针头刺伤等情况。若发生上述紧急情况，在有隔离饲养设施的实验室核心间内立即处置，尽可能挤出受伤处的血液并用实验室配置的医疗急救箱进行包扎，最后按正常程序退出实验室。需要注意的是，在动物解剖过程中，动作务必轻柔，目的是减少气溶胶的产生和解剖利器对实验操作者的伤害风险；实验结束后，解剖器械须清洗完毕经高压灭菌后传送到实验室外，不得与动物尸体混杂处理[5]。

当盛放样本或菌毒种的容器破碎或注射喷射等意外情况下造成溢洒时，要按照溢洒程序处置。实验室内应常备防范感染性物质溢洒的处理工具包，并明确标示出工具包的存放地点。处理工具包应包括对所操作病原微生物有效的消毒液（如84消毒液、75%酒精、3%H2O2、1:200卫可等）、镊子或钳子、一次性刷子、可高压的扫帚和簸箕或其他处理利器的装置、纱布或纸巾或其他可吸水材料、橡胶长手套、溢洒处理警示标识（如“禁止进入”“生物危险”）以及其他专用工具。

3 危险废弃物处理

3.1 污水处理

BSL-3实验室的活毒废水主要来自淋浴间，这些污水必须经过污水处理系统无害化处理后排入市政管网。如果消毒灭菌不彻底，会对环境造成重大污染。为了防控风险，要定期对污水处理系统进行生物学监测。在污水处理过程中，要做好系统运行状态的监控，记录温度和压力的变化情况并存档备查[6]。近几年，在高级别生物安全实验室生物安全评审过程中，有些专家要求污水处理间要做适当的设备防漏水措施。比如，房间设计成微负压并配备有效的气（汽）体消毒设备（如过氧化氢发生器），地面要设计污水收集池以及回收装置等，以保障污水处理系统故障情况下的生物安全。

3.2 固体废弃物

实验过程中产生的固体废物必须经过有效的高压灭菌，对高压灭菌效果检验合格后，方可交由当地有资质的医疗废物处理公司处理。固体废物一般分为动物尸体、实验废弃物和一次性个人防护装备等。固体废物高压灭菌前要装入专用的高压袋，扎口但不密封。研究发现，高压袋的密封会影响高压蒸汽灭菌的效果[7]。原则上，不同类型的废弃物高压灭菌的程度不同，其选择的高压灭菌程序也不同。要做好每一类废弃物的高压灭菌效果验证，做到分类、分程序处理。

4 意外事件与生物安保

4.1 意外事件

常见的意外事件包括电力故障、火灾和积水等紧急状况。

4.1.1 电力故障 发生电力故障时，对实验质量（尤其是动物实验）的影响是巨大的，更重要的是极易引发生物安全事故。实验室一些比较重要的负荷，如生物安全柜、动物隔离设施、高效空气过滤网、生命支持系统等，都应设置应急电源，在发生电力故障时保证不间断电源持续供电30 min以上。

4.1.2 火灾 实验室发生火灾时，要把人员安全因素放在首位，组织人员有序撤离火场。同时，要保障实验设施设备、试剂材料、生物材料等的安全。

4.1.3 积水 积水事件有时会发生于开放饲养的ABSL-3实验室，为了避免此类事件，一是要合理设置核心间内地漏等装置，避免粪便等固体废物堵塞下水；二是要强化实验人员规范操作理念，防止因解剖器械或实验耗材随意丢弃而堵塞地漏等。

4.2 生物安保

实验室有发生感染性材料（尤其是菌毒种）失窃的风险，要从“人防”“技防”两方面避免此类事件的发生。一是要制定一整套关于生物安保的程序文件，包括样品和菌毒种库的人员准入制度、感染性材料的保存和使用记录、事故报告流程等；二是在实验室外部设置有效物理屏障，避免无关人员靠近。

5 结语

生物安全三级实验室的生物安全风险点无处不在，风险识别和风险控制贯穿于实验室管理的各个细节。风险识别，要结合所操作病原微生物的特性、实验室的布局和设施设备状况、实验室管理及操作团队的素质和熟练程度、实验室周围的自然和人文环境等诸多因素，精准研判；风险控制，要根据风险识别的内容，以“消除、减少、隔离、保留、转移、控制”[1]为六大原则，从软件和硬件两方面着手，做到人人各司其职、文件有效运行、设备安全运转，才能真正做到防患于未然，为实验室生物安全保驾护航。