医疗机构实验室生物安全

医疗机构实验室生物安全,定义,生物危害（Biohazard） 一种对人体能产生有害因子的生物源性的力量，例如：由植物和动物传播的微生物、毒素和过敏原感染和毒害人。实验室生物安全（Biosafety） 是指为避免微生物和医学实验室各种活动中生物因子（例如：细菌、病毒、真菌、毒素以及含有感染性病毒的各种样本）可能对人、环境和社会造成的危害，而采取的防护措施（硬件）和管理措施（软件），以达到对人、环境和社会的安全防护目的的一种综合行为。,生物安全的目的,主要是对人的保护工作人员同事及家人后勤服务人员环境,主要内容,1. 实验室生物安全发展历史回顾2. 实验室生物安全国内外现状3. 医疗机构实验室生物安全隐患与对策4. 生物安全实验室的设施和设备要求5. 生物安全柜的种类及选购6. 结语,一、实验室生物安全发展历史回顾,实验室感染事故实验室生物安全的提出实验室生物安全发展的主要事件,历史,1941年美国发生74例实验室相关的吸入性布氏杆菌感染事故1949年 222 个病毒实验室中83%没有防护1976年英国某医学实验室的工作人员体检时发现结核菌感染者比其他人员高5倍1978年英国报告一个商业洗衣房因清洗来自一Q热实验室的内衣裤及外衣时发生6例雇员和1例参观者感染Q热,1974年丹麦某医院临床生化检验室的工作人员肝炎发病率比普通人群高出 7倍1992年美国报告因工作感染爱滋病的人员13例，其中有1例是实验室工作者，12例是临床医生或护士1993年国内某医院报告225名医院工作人员HBV检测结果：医生、护士、食堂工作人员、检验人员。其中检验人员感染率最高，阳性率为81.2%。多为主观估计错误及操作失误引发。,近年实验室感染相关事故,2003年 新加坡、台湾SARS实验室 感染事件2004年 北京SARS实验室感染事件,问题的提出,过去主要注重的是： （1）新技术、新方法、新项目的开展； （2）经济效益；过去较少注意的是： （1）生物安全及防护； （2）出现问题：医护人员（检验人员）的感染，尤其是“非典”,“非典” 给我们留下的教训与思考： 丛玉隆教授在健康报上撰文说：“过去，中国检验界在学科建设的理念上，更多的是重视质量管理，相对忽视生物安全管理在与SARS的斗争中，我国医疗机构的检验人员已经付出了沉重的代价。”,几个急需解决的问题： SARS病人确诊之前或疑似病人的一系列检验如何进行生物防范。 在现有条件下，综合性医院检验科能否做SARS病源学检测（包括免疫学与分子生物学方法）。根据目前的实验条件，综合性医院检验科的其他传染性标本怎样进行生物防范。,实验室感染事故,1980年以前的实验室感染事故的特点发生频率高1951年，Sulkin和Pike对5000个实验室进行了问卷调查，结果发现有1342例实验室感染事故,仅1/3的事例在文献中报告过； 1974年Skinhoj报告丹麦一个临床实验室雇员的肝炎发病率比普通人群高7倍； 1976年Harrington和Shannon 报告在英国医学实验室的工作人员结核病感染率比普通人群高5倍；,实验室感染事故,1980年以前的实验室感染事故的特点实验室以外人员的感染1973 年和1978年，英国两个实验室发生了两起三例天花二代感染;一个商业洗衣房在清洗来自Q热实验室的内衣裤和制服时发生了6个雇员感染Q热；在实验室参观者中有一例Q热感染和两例与立克次体的患者接触的家庭成员。,实验室感染事故,1980年以前的实验室感染事故的特点大多数感染的原因不明确80% 是不明原因的感染。20% 感染的原因是明确的。,实验室感染事故,近期实验室感染事故的特点同一实验室的交叉污染实验操作失误导致感染违规操作导致感染,实验室生物安全的提出,1971年体外重组DNA的成功,引起了生物安全风波；1975年2月2427日在美国加利福利亚的Asilomar召开了第一次国际生物安全会议，剑桥分子生物学实验室Sydney Brenner在会议上提出，生物危害不仅仅在于会引起实验人员何种疾病，也不是看看上周做的实验对今天有何害处。生物危害是一种综合的、长期的效应，它可能对其他生物和环境带来一些潜在的、间接的影响，也可能在近期并不表现出来，而经过一个潜伏期后才表现危害。从而“实验室生物安全”引起人类的高度重视。1979年美国学者Pike.R.M在他的一篇评论中指出“生物安全知识、防护技术和设备对防止绝大多数实验室感染的发生是非常有用的。,国际实验室生物安全发展的主要事件,我国实验室生物安全发展的主要事件,二、实验室生物安全的现状,国外实验室生物安全现状建立了系统的实验室标准操作规范；建立了有效的生物安全管理机制；定期的实验室生物安全学术交流和人员培训,有专业学术期刊；定期修改、补充和完善生物安全指南；建立了生物安全柜标准，生物安全柜广泛使用。,二、实验室生物安全的现状,国内实验室生物安全现状尚没有建立系统的实验室标准操作规范；尚没有建立有效的生物安全管理机制；无实验室生物安全学术交流和有专业学术期刊，人员培训不系统、不规范；生物安全柜没有广泛使用，有相当一部分实验室使用超净工作台。,实验室生物安全存在的问题,缺乏有效的实验室生物安全评价体系没有对BSL3以上实验室的生物安全评价体系；没有实验室特殊操作环节、技术和方法的生物安全评价方法； 寄生虫实验室感染呈上升趋势；实验室病原微生物交叉污染，导致感染是新的趋势。,实验室生物安全存在的问题,没有系统的基础理论和生物安全教育、培训机制实验室生物安全也越来越重要，但没有系统的学科理论；缺乏有效的生物安全教育。美国的少数大学刚刚开始在大学开设生物安全课程。,实验室生物安全相关标准和管理体系,实验室生物安全相关标准WHO的实验室生物安全手册；USA的(BMBL) USA的 USA的生物危害主要防护：生物安全柜的选择、安装和使用 USA的II级生物安全柜NSF国际标准/美国国家标准,实验室生物安全相关标准和管理体系,实验室生物安全相关标准USA的42 CFR Part 73选择的病原微生物和毒素的拥有、使用和运输；USA的加拿大的实验室生物安全手册；中国的GB194892004实验室生物安全通用要求；中国的WS2332002微生物和生物医学实验室生物安全通用要求等。,实验室生物安全相关标准和管理体系,实验室生物安全管理体系（三级管理）国家生物安全专家委员会研究单位（或机构）生物安全委员会实验室生物安全员,上,下,实验室生物安全相关标准和管理体系,国家生物安全管理专家委员会：负责制定实验室生物安全管理的各种规范、指南或法律法规等；负责培训实验室生物安全管理人员；负责全国BSL3以上的实验室的建设、安全评价和验收；各种有害生物因子的生物危害评价等。,实验室生物安全相关标准和管理体系,单位（或机构）生物安全管理委员会，负责本单位所有实验室的生物安全工作：评估本单位涉及生物危害的各种活动的生物安全防护措施；各种实验室生物安全管理制度的落实；实验室生物安全的日常管理；安全设施和设备的定期检测和维护、人员培训等。,实验室生物安全相关标准和管理体系,实验室生物安全管理员：具体负责实验室生物安全措施的落实、监督、日常管理等。,新发传染病对实验室生物安全需求,从1980年至今，各种新发和再发传染病已有40多种，对人类健康构成了严重的威胁;特别是2003年的SARS和2004年高致病性禽流感的暴发流行再一次给人类提出了公共卫生的安全防范的警告。,新发传染病对实验室生物安全需求,在这些新发传染病中，绝大多数病原体属于危险等级3或4的，对它们的诊断、基础研究和疫苗研制都必须在BSL3实验室或4实验室中，即实验室生物安全程度要求非常高。随着国家公共卫生体系、动物疫病预防体系的建设,实验室生物安全的硬件建设和软件建设也将随之加强。,新发传染病对实验室生物安全需求,实验室生物安全的建设必须遵守国家的相关标准和管理条例：国务院的病原微生物实验室生物安全管理条例（2004发布）；GB194892004实验室生物安全通用要求（认可标准）WS2332002微生物和生物医学实验室生物安全通用准则；农业部302号令兽医实验室生物安全管理规范（2003）,三、医疗机构实验室生物安全隐患与对策,血、尿、便、痰等各种“未知疾病标本”是每个医院检验工作者每时每刻都面临的生物安全隐患。据卫生部临床检验中心调查了解，目前全国9万多家医院的临床实验室和检验科几乎都没有配置最基本的生物安全防护设备生物安全柜。,卫生部临床检验中心主任申子瑜研究员在接受记者采访时指出，医院临床实验室和检验科与专业的疾病预防控制机构、科研机构的实验室有所不同，他们面对的是就诊者未知疾病的标本，既无法预先判断标本中所带的致病微生物的高危程度，更难确定哪种类型的检测应该在哪级的生物安全实验室中进行。,根据世界卫生组织实验室生物安全手册和卫生部行业标准微生物和生物医学实验室生物安全通用准则，医院临床实验室和检验科因接触可能含有致病微生物的标本，最低也应达到二级生物安全防护实验室要求。但是，在这一高危环境工作的医院临床实验室和检验科，目前几乎都没有配备必要的生物安全柜或其它物理遏制装置，这对于当前需要重点防控的SARS、人禽流感、鼠疫及艾滋病等传染病是极为不利的。,尤其是对于检验科内风险级别较高的、接触高危标本几率较大的区域，如微生物和分子生物医学实验室等更应予以高度重视。为此，申子瑜主任呼吁，应尽快制定切实符合医院实际情况的临床实验室生物安全防护管理办法。,必须杜绝各类生物安全事故,2004年7月8日，在卫生部召开的全国疾病预防控制系统电视电话会议上，卫生部常务副部长高强要求全国疾病预防控制系统和医疗机构切实采取有效措施，加强生物实验室的安全管理工作。高强指出，这次实验室污染事件给卫生系统的生物安全管理工作敲响了警钟，加强生物实验室的安全是当前卫生系统面临的一项重要而紧迫的任务。今后要做好以下工作：,一、坚持依法管理，增强安全意识，落实管理责任 二、制定有效措施，切实维护科研人员健康： 1. 要努力改善科研条件，特别是从事高风险科研的岗位，要配备必要的设施和设备； 2. 严格执行有关科研人员健康监测和报告制度，一旦出现情况，做到早发现、早报告、早隔离、早治疗； 3. 落实有关人员定点医院治疗办法，既保护科研人员有效治疗，又防止向社会扩散。,三、加强医疗机构的生物安全管理工作， 提高医疗机构识别传染病的能力： 1. 加强对医务人员的培训，提高医务人员对传染病的警惕意识； 2. 二是要切实加强医疗机构医院感染控制工作； 3. 三是吸取这次事故的教训，加强医疗机构检验科和有关生物实验室的安全管理，对医疗机构中病原微生物比较集中的区域和密切接触病原微生物的部门，要配备必要的通风橱和二级生物安全柜，严格执行管理制度和操作规程。,对策,硬件：设施、设备、仪器软件：管理（制度、规章、SOP文件等，关键在执行）、人员培训,四、生物实验室设施及设备要求,依据传染性实验室的生物防范分级及适用范围实验室设施管理设备,依据,中华人民共和国卫生行业标准（WS233-2002，2003年8月1日实施）微生物及生物医学实验室生物安全通用准则美国NIH及CDC（1999年第四版）微生物及生物医学实验室生物安全美国NIH及CDC （1993年第三版）General Laboratory Health and SafetyWHO （2003年第二版） LABORATORY BIOSAFETY MANUAL （interim guidelines）,传染性实验室的生物防范分级 及适用范围,据所处理的微生物及其毒素的危害程度 分为四级，依次为： 一级生物安全防护实验室（BSL-1相当于P1） 无致病作用的微生物，如教学的普通微生物实验室等 二级生物安全防护实验室（BSL-2相当于P2 ) 具有中等潜在危害的微生物。,三级生物安全防护实验室（BSL-3相当于P3 ) 呼吸传播，使人传染严重甚至是致病微生物及其毒素，传播途径明，目前已有疫苗 四级生物安全防护实验室（BSL-4相当于P4 ) 高度危险性，通过气溶胶传播或传播途径不明，目前尚无疫苗或治疗方法的致病微生物及其毒素。,一级生物安全防护实验室 无须使用生物安全柜 应穿工作服，手上有皮肤破损戴手套 实验室设计和建造无特殊要求： 有可开启的窗户，应设置纱窗，设洗手池， 围护结构内表面应易于清洁。 地面应防滑、无缝隙，不得铺设地毯。 实验台表面应不透水，耐腐蚀、耐热， 有专门放置生物废弃物容器的台（架）,二级生物安全防护实验室（BSL-2） 1、适用于： (1) 含漱液、血清和血液等样品的诊断检测 (2) 溶液、固定或用其他方法处理灭活的病毒 和/或无传染性病毒基因片段 （3）常规的细菌和毒素检测 （4）能产生气溶胶的样品处理 （5）临床样品的包装、分装 （6） 离心管和离心机转头的封闭与开启,2、如下情况使用生物安全柜： （1）致病微生物气溶胶或溅出的操作应在生物安全柜 （级生物安全柜为宜）（2）处理高浓度或大容量感染性材料均须在生物安全 柜 (级安全柜为宜）或物理抑制设备中进行， 并使用个体防护设备。（3）上述材料的离心操作如果使用密封的离心机转子 或安全离心杯，且它们只在生物安全柜中开闭和 装载感染性材料，则可在实验室中进行。,3、二级生物安全防护实验室的个人防护（1）当操作不能在安全柜内进行，必须外部操作时， 必须使用面部保护（护目镜、面罩、个体呼吸保护 用品或其他防溅出保护设备）。（2）应穿工作服或罩衫，离开时，不得穿着外出， 应先在实验室中消毒，然后统一洗涤或丢弃。（3）当手可能接触感染材料，应戴手套。如可能发生 溢出或溅出，应戴两副手套，一次性手套不得清洗 和再次使用。,4、二级生物安全实验室设计和建造的特殊要求。 （1）应设置实施各种消毒方法的设施，如高压灭菌 锅、化学消毒装置等对废弃物进行处理。 （2）应设置洗眼装置 （3）实验室出口应有发光指示标志 （4）实验室有不少于每小时34次的通风换气次数5、其他同一级实验室,三级生物安全防护实验室 （BSL- 3）或相当于P3实验室 1、适用于： 主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死疾病的致病微生物及其毒素，通常已有预防传染的疫苗。艾滋病病毒的研究（血清学实验除外）应在三级生物安全防护实验室中进行。,SARS标本的病原学检测要求在三级生物安全防护实验室中进行，包括：（1）细胞培养的方法分离病毒（2）收集或浓缩病毒或其他培养产物（3）用活病毒或病毒的全基因接种动物（4）咽拭子样品的诊断检测,2、三级生物安全防护实验室安全设备和个体防护 （1）必须安装级或以上生物安全柜，感染性材料的 操作应在生物安全柜中进行。 （2）当操作不得不在柜外进行时，必须个体防护与使 用物理抑制设备综合防护措施。 （3）在进行感染性组织培养、有可能产生感染性气溶 胶的操作时，必须使用个体防护设备。,（4）当不能安全有效地将气溶胶限定在一定范围内 时，应使用呼吸保护装置。（5）人员在进入实验室工作区前，穿背开式防护服。（6）工作时戴手套（两副为宜），一次性手套先 消毒后丢弃。（7）在实验室中必须配备有效的消毒剂、眼部清 洗剂或生理盐水，且易取用，可配备应急药品。,3、实验室设计和建造的特殊要求（1）选址：可与其他用途房屋设在一栋建筑物中，但必 须自成一区。（2）平面布局（图1）（3）缓冲间是进入实验室必经通道，必须设两道连门，当其中一道门打开时，另一道门自动处于关闭状态，实验室内所有的门均可自动关闭。墙交角均为圆弧形 。（4）通风：控制实验室气流方向和压强梯度。室内空气经高效过滤后排出外，确保气流由“清洁”区向“污染”域。不得安装分体空调器。,图1,4、安全装置及特殊设备必须设置级或级生物安全柜 排风必须经过高效过滤器过。 不产蒸汽高压灭菌锅消毒装置 传递窗双门不得同时打开 压力显示报警装置 双路供电洗手池必须为脚踏、肘动或自动开关。实验室内外必须设置通讯系统，,四级生物安全防护实验室（BSL-4） （分安全柜型实验室和穿着正压服型实验室）1、适用于高度危险性，气溶胶传播或途径不明，目前尚无疫苗或治疗方法的致病微生物及其毒素。,2、个体防护要求（l）所有操作都必须在级生物安全柜中进行。 如穿整体由生命维持系统供气正压工作服， 则相关操作可在级生物安全柜中进行。（2）所有人员进实验室，须换上全套实验室服， 包括内衣、内裤、衬衣、鞋和手套等。 离开实验室，所有这些保护服在更衣室内脱 光，淋浴后离开。,3、四级生物安全防护实验室安全设备（1）独立的建筑物或区域，通讯系统，闭路电视。（2）在三级防护实验室的要求上提高一个级别。（3）所有操作均在级生物安全柜中进行、 如穿正压工作服，则可在级柜中进行。（由于一般医院不可能设置四级生物安全 防护实验室，故详细资料省略）,生物安全实验室分级,一 实验室负责人职责,组织编写安全手册检查督促执行情况培训工作人员根据需要更正完善政策购置必要的设备,二 操作要求,标准微生物操作：进出实验室有限制不准在实验室进食、饮水和抽烟不准用嘴吸吸管尖锐物处理制度实验室清洁、消毒制度垃圾处理制度防止昆虫、啮齿类动物进入的措施特殊操作：特殊方法的特定的操作要求,三 人员防护,一级防护：穿工作服、戴工作帽和口罩。每次实验后立即进行手清洗和消毒。 手消毒用0.30.5%碘伏消毒液或快速手消毒剂（洗必泰醇、新洁尔灭醇、75%酒精等）揉搓分钟。,人员防护,二级防护： 穿工作服、隔离衣、鞋套，戴手套、工作帽。对病人实施近距离操作时，戴防护眼镜。 注意呼吸道及粘膜防护。 每次实验后立即进行手清洗和消毒。 手消毒用0.30.5%碘伏消毒液或快速手消毒剂（洗必泰醇、新洁尔灭醇、75%酒精等）揉搓分钟。,人员防护,三级防护： 除二级防护外，还应当加戴全面型呼吸防护器。,实验室设置,NIH CDC 病源 操作 一级屏障 二级屏障P1 BSL1 不会经常引发 标准的 不要求 开放实验台、NOTICE 健康成人疾病 微生物 洗手池 操作,实验室设置,NIH CDC 病原 操作 一级屏障 二级屏障P2 BSL 2 人类病原菌 BSL1操作 1级、2级 BSL-1加： CAUTION 因皮肤伤口、 加： 生物安全柜， 高压灭菌锅 吸入、黏膜曝 1、限制进入 实验服、手套、 露而发生危险 2、有生物危险 若需要则采取 警告标志 面部保护措施 3、“锐器” 安全措施 4、生物安全 手册，其中规 定废物消毒和 医疗观察,实验室设置,NIH CDC 病源 操作 一级屏障 二级屏障P3 BSL-3 内源性和 BSL-2操作 1级、2级 BSL-2加：WARNING 外源性病源， 加： 生物安全柜 1和进入走廊隔开 可通过气溶 1、控制进入 保护性实验服、 2双门进入， 胶传播，能 2、所有废物消毒 手套、若需要 门自动关闭 导致严重后 3、洗涤前， 则采取呼吸 3排出的空气 果或生命危险 实验服消毒 保护措施 循环 4、有基础血清 4实验室内负压,实验室设置,NIH CDC 病原 操作 一级屏障 二级屏障P3 BSL-3 内源性和 BSL-2操作 1级、2级 BSL-2加：WARNING 外源性病原， 加： 生物安全柜 1和进入走廊隔开 可通过气溶 1、控制进入 保护性实验服、 2双门进入， 胶传播，能 2、所有废物消毒 手套、若需要 门自动关闭 导致严重后 3、洗涤前， 则采取呼吸 3排出的空气不 果或生命危险 实验服消毒 保护措施 循环 4、有基础血清 4实验室内负压,生物安全柜空气过滤能力分1、2、3级2级为HEPA（高效微粒子空气，能99.99%地去除0.3微米以上颗粒)；3级为UEPA尽量选择使用 空气100%外排, 压缩机功率大,五、如何选购生物安全柜,生物安全设备分类,1.超净台 2. CLASS I 一级生物安全柜 3. CLASS II 二级生物安全柜 4. CALSS III三级生物安全柜（又称手套柜）,超净台,正压柜气流从顶部或底部经过过滤器后从操作区正面流向工作台面，被样品污染的气流排出柜外，没有循环气流。超净台保护样品不受污染，适用于普通实验室或1级生物安全水平中对人员和环境无保护要求的实验。,生物安全柜与超净工作台 超净工作台是洁净的工作环境，无菌操作，生物安全柜除超净台具备的功能外，主要是高效过滤和全排式空气流向，使传染性标本对空气的污染不会危害操作者，达到生物防护的目的。因此超净工作台不能代替生物安全柜。,CLASS I一级生物安全柜,负压柜气流经操作人员向内进入工作台面，被污染的气流通过HEPA过滤器外排出柜外，没有循环气流。CLASS I级BSC保护操作人员和环境不受污染，适用于生物安全水平中对实验样品无保护要求的实验。,CLASS II 二级生物安全柜,层流负压柜 生物安全柜的II级标准 垂直层流气流：起保护操作人员作用；气流向内、经过HEPA过滤的流向工作台面保护实验样品 外排气流：经过HEPA过滤保护环境CLASSII级生物安全柜适用于1、2、3级生物安全水平的实验。它们可以安全的保护样品、人员和环境。CLASS II 级生物安全柜根据结构以及气流分配的不同，主要是外排气流，分为A型（30%排在室内 ） 、B型B型中又分为 B1 （70%接管道外排） B2 （100%接管道外排） B3 （30% 接管道外排）,CLASS II A生物安全柜,（1）从工作台开口处向内进入的气流最低流速平均为0.38米/秒(0.75ft/min)；（2）由向下的气流和从开口处向内进入的气流混合后部分经HEPA高效过滤形成向下的气流进入工作区，部分（30%气流）经HEPA过滤后外排在室内；（3）允许经HEPA过滤的外排气流在实验室内排放；（4）被污染的管道和气流通道为正压状态。（5）A型BSC适合用于符合BSL1、BSL2、BSL3级中挥发性毒性的化学品和挥发性放射核物质试剂的实验。这类化学物或核放射物随循环气流回到工作区时对实验不产生影响的实验。,CLASS II B1生物安全柜,（1）从工作台开口处向内进入的气流最低流速平均为0.5米/秒(100ft/min)；（2）经过HEPA高效过滤的向下气流大部分由未经污染的向内进入的气流和循环气流组成（3）大部分被污染的向下的气流（70%）通过专用的管道经HEPA过滤后接管道排至室外（4）所有受生物污染的管道和气流通道均在负压状态下或被负压的管道或气流通道包围。（5）B1 型BSC适用于符合BSL1、BSL2、BSL3级中的只有极微量挥发性毒性化学物或有痕迹量放射核物质做添加物的微生物研究，这类化学物或核放射物随循环气流回到工作区时对实验不产生影响的实验。,CLASS II B2生物安全柜,（1）从工作台开口处向内进入