实验动物与动物实验的生物安全

实验动物与动物实验的生物安全第

一

节

生

物

安

全

概

述一

、生物技术、生物危害和生物安全生物技术：

一切利用有机体的操作技术都可称为生物技术，其中，现代生物技术是以基因工程为核心，综合利用现代生物学、化学和工程学的手段，直

接或间接地利用生物体、生命体系和生命活动过程生产有用物质的一门高级应

用技术科学。转基因实验动物的育成是现代生物技术在实验动物领域的成功运

用。生物危害：是指包括病毒、细菌、真菌、原虫、昆虫和其他有害动植物等在内的生物因素对人类及其生存环境的危害。生物因素广泛存在于环境和各种生物体内，具有

强大的变异能力以适应环境，例如产生抗药性的细菌、昆虫和鼠类等。人类有意识地使

用现代生物技术进行科研和生产时，也可能产生以目前的科技知识水平无法预见的后果，

从而危害人类健康、破坏生态平衡、污染自然环境等。生物安全：狭义的生物安全是指防范由现代生物技术的开发和应用(主要是转基因技术)所产生的负面影响，即对生物多样性、生态环境和人体健康可能构成

的危险或潜在风险。广义的生物安全包括更广泛的内容，大致分为3方面：①人类的健康安全；②人类赖以生存的农业生物的安全；③与人类生活息息相关的生物多样性即环境生物安全。生物安全技术涉及生物资源保护、劳动保护、环境保护和医药食品等方面，主要解决生物技术从研究、开发、生产到实际应用整个过程中的安全性问题，使危害性降低到可以接受的程度，以保障人类的健康和环境的安全。二、

生物安全的基本内容(一)生物安全原理生物安全的原理包括生物安全分级和生物安全屏障两方面。生物安全分级是对生物危害进行正确评估的依据，生物安全屏障则是对生物危害进行有效遏制的方法。生物安全的最终目的，就是通过

正确的评估和适当的防范，在保障人类健康和环境安全的同时，推

动生物技术的发展，使之为人类创造最大利益。(二)病原微生物危害性的分级在应用实验动物开展生物医学研究时，工作人员面对的主要生物危害是来自动物或实验室的各类病原微生物。按照病原微生物对人或

动物致病性的强度进行分类，既是生物安全评估的依据，也是制定生

物危害防制对策的根据。世界卫生组织(WHO)对感染性微生物的危害程度分级对个人和社会无危害性或危害性很低、不太可能对人或动物致病的微生物。对个人有中度危害性，对社会危害性低，其病原体可使人或动物致病，但对实验室工作者、社会、家畜或环境不太会造成严重危害。在实验室内接触虽有发生严重感

染的可能，但有有效的治疗和预防措施，而且传播的可能性有限。对个人有高度危害性，对社会有低度危害性，其病原体通常使人或动物罹患严重疾病，但一般不致传染，有有效的治疗和预防措施。对个人和社会均有高度危害性，其病原体通常引起人或动物的严重疾病，且易于直接或间接传播给其他个体，通常无有效的治疗和预防措施。第

1级第

2级第3级第4级表10

-

1

不同危害程度感染性微生物的分级危害性级别危害程度实验室感染机会多，感染后发病的可能性大，症状重并可危及生命，缺乏有效的预防措施，以及传染性强、对人群危害大的烈性传染病，包括国内未发现的或

虽已发现但无有效防治的传染病病原体。实验室感染机会多，感染后症状较重可危及生命，发病后不易治疗，对人群危害较大的传染病的病原体。仅具一般危害性，能引起实验室感染机会较少，在一般微生物学实验室中采用一般措施能控制感染和传播，或有对之有效的免疫预防的病原体。可用于制造生物制品的各种减毒、弱毒及不属于上述第1、第2、第3类的各种低致病性微生物。第2类病原体第3类病原体第4类病原体表10-2

我国对各类病原体的危害性分级注：“

√

”表示必须排除的人兽共患传染病。第1类病原体危害性级别危害程度(三)生物安全等级BSL-1

:非已知会导致疾病的物质。BSL-2

:

与人类疾病相关的物质。BSL-3

:

与人类疾病相关并且与气溶胶传播潜力有关的本地的外来的物质。BSL-4:危险的/外来的具有生命威胁特征的物质。(四)生物安全实验室的分级一级：对人体和环境危害较低，不会引发健康成人疾病。二级：对人体和环境有中等危害或具有潜在危险的致病因子。三级：主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致命疾病的致病因子。通常有预防治疗措施。四级：对人体有高度危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明的微生物。尚无预防治疗措施。(五)为何要讲生物安全防护不注意安全和容易导致意外事故针刺伤(穿刺)碎玻璃刺伤(不穿鞋，刺伤手)载玻片割伤(显微镜下计数细胞)溅入口腔，溅入眼睛(分装/冻存样品)离心管破裂，滑倒跌伤，酒精灯损坏负压泵接管损伤，过滤分装毒种过程(六)生物安全实验室的安全防护：1、

对实验者2、

对他人3、

对周围环境4、

对样品(七)发生事故后可以造成严重危害1、

安全事故→受伤者感染→发病→死亡2、受伤人员的生活及工作环境压力3、工作队伍的稳定性降低三、在实验动物和动物实验研究中引入生物安全的必要性1、动物实验动物是医学生物学实验研究的第1要素。使用微生物学质量不合格的动物，常常会引入各类人兽共患病和动物烈性传染病的病原体，从

而在繁育和实验中通过各种途径感染工作人员和其他动物。在使用野生动物的研究中，

一些野生动物携带对其自身不致病，但对人却有致命危

害的病原微生物，如来源于灵长类和啮齿类野生动物的埃博拉(Ebola)病

毒，由于人类对这些微生物所知甚少，故而缺乏有效的防范手段，容易

导致严重的感染事故。2、

设施设备设施和设备是医学生物学实验研究的第2要素。没有与实验动物生产和实验研究的要求相适应的设施，污染就会扩散。对设施设备的使用不当、维护和检查不力等也是导致生物危害因素泄漏的重要原因。3、

操作由不当操作引发的生物危害具有一定隐蔽性，其后果可能在相当长一段时间后才显露出来，故此难以追查当时究竟是谁、什么样的操作引发了事故。

在实际工作中，由于危害因素的蓄积和表达需要一定时间，因此与短期实验

研究(几天或几周)相比，长期的实验(数月以上)或连续的动物繁殖生产过程中这类问题较多发生。4、

基因安全随着现代生物技术的发展，在基因水平开展对实验动物及动物实验的研究方兴未艾，转基因和克隆动物的相继问世使“基因安全”随之成为新

的生物安全问题，由于人类对基因工程技术的使用与控制尚不成熟，对基

因工程产物的认识受到现有科学技术水平的限制，这些新技术、新物种的

潜在危害，陛仍需经过一定的时间才能被人们意识到。如若对这些新技术、

新物种控制不当，极可能造成对现有生态和遗传平衡的破坏，进而给人类

的生存带来无法估计的严重影响。所以，在进行实验动物及动物实验研究，尤其是运用各项新技术、新方法时，必须充分认识其中可能存在的危害性，牢固树立生物安全的概念，

采取切实有效的措施进行防范，从而确保研究的顺利开展和保护人类、物

种及环境的安全。第二节

实验动物和动物实验研究中的生物危害一、对实验动物工作者个人的危害实验动物和动物实验研究中对个人的生物危害主要表现为各种人兽共患病及实验性病原体的感染和传播。由于饲喂、换笼及各类实验操作

需要与动物密切接触，从事动物实验和动物饲育的人员成为这类危害的

首要受害者，其中，动物实验人员因为有更多机会接触实验状态下的非

健康动物，受到感染的概率高于动物饲育人员，感染的严重程度则受到

病原体的量、对人体的致病性和感染途径三个方面因素的影响。(一)人兽共患病(二)实验性病原体(三)引起感染的途径1、

经呼吸道感染2、

经口感染3、

创伤及黏膜接触感染4、

昆虫媒介二、对实验动物的危害实验动物感染人兽共患病或动物传染病后，可引起非特异性死亡，或干扰实验结果，动物烈性传染病还会导致大批动物死亡，造成严重后果。实验动物繁育

及动物实验设施设备的不适当和管理不善、防范不力，常导致实验动物受到外界

环境中病原体的污染，如开放系统中饲养的动物常常因诸如野猫、野鼠及昆虫等

的进入而遭外来病原感染或发生交叉感染，引起疾病和死亡。这样的情况在管理

不善的屏障系统中同样会发生。对不同实验的动物管理混乱，隔离不当，或感染

动物逃逸等也会导致动物间的交叉感染。在诸多因素中，人是实验室污染的最大来源，人的皮肤、黏膜等处经常存在很多微生物。此外，患皮肤病或呼吸道疾病的工作人员在操作时，也会将病原体

传染给实验动物。其他因素如饲育密度过高、环境控制不达标、实验操作等也会

直接或间接引发生物危害。三、对实验动物设施周边环境的危害实验动物设施内的危害因素向外扩散，就会引起设施周边环境的污染，甚至导致这些区域的生物灾害，引发社会安全问题。对环境的危害多来自动物饲育和实验中的“三废”,即污染的空气、动物尸体、污染垫料、注射器、手套、污水等。除了对“三废”的处理不

当外，有些扩散是人为的，如将混有动物排泄物的垫料作为肥料用于生产农作物，或用动物尸体饲喂宠物。此外，管理疏漏导致实验动物的逃逸，或实验动物未经完全处死即弃置，待其苏醒后逃逸，亦可将实验室内的病原或有害物质散布到外界。四、克隆及转基因动物的潜在生物危害克隆动物和转基因动物在生物医学研究方面具有广阔的应用前景，但同时也存在许多安全性问题。例如转基因动物的器官移植可能增加人兽共患病的传播机会，具有某些优势性状的转基因动物释放到自然界，会对生态平衡及物种多样性造成压力等。转基因动物在生理、行为、代谢以及对理化和生物因子的耐受力等方面的新特性，以及转基因动物所应用的基因重组技术，都可能产生一些超过人类防范能力的危害因素，对这些因素的增殖一旦失控，就可能带来严重后果。第三节

实验动物与动物实验中生物危害的防制一

、防制的一般原则生物危害的防制，须依据研究工作所涉及生物安全的等级，设定不同的生物安全水平，某一生物安全水平由生物技术机构的实践和技术、安全设备

以及所拥有的设施几方面的要求共同组成，以适应对特定生物进行安全操作和处理。世界卫生组织(WHO)对实验室的生物安全等级划分以及不同级别实验室的一般要求如表10-4所示。危害级别生物安全级别实验室类型(举例)实验室操作安全设备第

1级第

2

级第

3

级第

4

级一

般

—

—

生

物

安

全

1级一

般

—

—

生

物

安

全

2级防播散——生物安全3

级最高级防播散——生物

安

全

4

级一

般

教

学

用

实

验室初级卫生服务、

初

级医院水平，诊断、教学及公共卫

生实验室特殊诊断实验室有危害性病原体的实验室GMT*G

M

T

,

保

护

性

衣

着，生物危害

标志同第2级，另加特殊衣着，控

制进入，定向

气流同第3级，另加入口气锁，淋

浴后退出，污

物特殊处理无特殊要求，开放式工

作台开放式工作台，另加生

物安全柜(BSC**)以防止气溶胶所有工作均在生物安

全柜和(或)其他主

要

防播散

设

备

内

进行Ⅲ级生物安全柜或正压服，双门高压灭菌

器，空气过滤注：*:微生物学操作规程(good

microbiological

technique);**:生物安全柜(biologicalsafetycabinet)。表

1

0

-

4

生

物

危

害

级

别

与

安

全

级

别

、

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室

要

求

和

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备

的

关

系二、加强对人的生物安全教育作为科学研究活动的主体，从业人员的生物安全意识直接影响生物安全管理目标的实现，表现在对各项操作及管理规程的遵守、对动物及各类设施设备

的正确选择和使用、对各类隐患的防范等方面其中，过分信任并单纯依赖安全

设施往往会淡化人的安全意识，使操作人员忽视安全操作规范，也是导致意外

伤害事故的一大原因。三、使用标准化合格的实验动物在实验动物饲育及实验的过程中，动物本身所携带的人兽共患病及动物传染病的病原体可通过各种途径在动物饲养室内播散，危害操作人员和动物的安

全。因此，推广实验动物的标准化，杜绝带有各类生物安全问题的“非标”动

物进入实验室，是对生物危害源头的遏制。四、

与研究工作相适宜的动物设施和管理(一)实验动物繁育生产及动物实验环境根据环境条件的不同，可将实验动物繁育生产和动物实验设施划分为三大类：普通环境、屏障环境和隔离环境。1.普通环境

符合动物居住的基本要求，不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级实验动物。2.屏障环境

适用于饲育清洁级实验动物及无特定病原体(SPP)实验动物，该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出。3.

隔离环境

采用无菌隔离装置以保存无菌或无外来污染动物。隔离装置内的空气、饲料、水、垫料和设备均为无菌，动物和物料的动态传递须经特殊的传递系统，该系统既能保证与环境的绝对隔离，又能满足转运动物时保持内

环境一致。该设施适用于饲育无特定病原体(specific

pathogen

free,SPF)、悉生(gnotobiotic,GN)

及无菌(germ

free,GF)

实验动物。(二)不同生物安全等级的动物实验室设置及管理根据研究涉及的病原微生物的分类等级，将动物实验室划分为与之对应的4等，即P1

、P2

、P3

、P4实验室，分别对应我国病原微生物危险度第4、3、2、1级。项

目

具体要求管理规程

1.在本设施的入口处或其他适当地方应张贴国际通用的生物危害示警标记(见图10-1)。2.只有经批准的人员方可入内。3.除供实验用的动物外，禁止其他动物进入。4.在实验室内发生任何创伤(包括微小伤口在内)都应及时报告和记录。5.如发生感染性物品的明显溅泼或外溢事故时，应立即向实验室主任报告，以便及时采取适当措施并记录在案。6.工作人员必须戴工作帽、口罩和手套。7.其他同安全度1。安全设备

1.动物的饲养笼可加用空气过滤罩(filtercap)。2.对在接种或解剖等工作中可能产生气溶胶者应采用I级或Ⅱ级生物安全柜(BSC)或在负压隔离器内进行。3.必须在本设施内或邻近设施设有高压蒸气灭菌装置。动物饲养室结构1.如采用机械通风系统，则必须保持室内负压，并采用全新风。2.其他同安全度1。表10-6安全度2的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求项

目具

体

要

求管理规程1.进入的人员必须严格控制。2.设施内应穿一次性防护工作服，离开时脱下，在废弃前应进行高压蒸气灭菌。3.动物饲养工作原则上由实验人员承担，4.尽量选用无尘垫料。5.应考虑到对工作人员采取有关的免疫预防措施。6

.

其他同安全度2。安全设备1.感染的动物应饲养在负压隔离器内的笼中，或于室内在其笼架后方设有通风系统的抽气口。2.动物实验可在I级或Ⅱ级生物安全柜(BSC)或隔离器内进行。3

.

其他同安全度2。动物饲养

室结构1.感染实验区的入口应设有两扇门的缓冲间，使之成为一个气阀(airlock),缓冲间内应配备洗手和淋浴的设备。2.应有机械通风系统，以保持室内负压、全新风并有一定的空气流向(自危险性较低的区域向潜在有高危险性区域流动),排出的气体必须经高效空气过滤(HEPA),在设计通风系统时应考虑如何防止室内发生正压的意外事故，并准备好发生突然停电时的对策。3

.

其他同安全度2。表10-7

安全度3的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求管理规程1.进人的人员必须严格控制，只有经本部门负责人指定的人员方准予进入。

2.在本设施内不可单独一人进行工作，必须执行两人一起工作的规定。3.工作人员应受过微生物学家最高水平的训练，并熟知所从事工作的危险性及其预防措施。4.工作人员进入本设施时应脱下自己所穿的衣服，穿上特制的一次性防护工作服。工作完毕后，应将防护工作服脱下，放入一专门容器以便进行高压蒸气灭菌，然后废弃。

人员必须经淋浴后方可离开。5

其他同安全度3安全设备1.必须配备双扉高压蒸气灭菌器，其清洁端应在控制区之外。2.凡不能用高压蒸汽灭菌的物品，须经灭菌液浸泡槽或蒸熏灭菌传递柜进行灭菌。

3.所有动物必须饲养在负压隔离器内。4.对动物的所有操作必须在Ⅲ级生物安全柜(BSC)内进行。5.必须经常了解工作人员的健康状况，并采取适当免疫措施。6.其他同安全度3。动物饲养室结构1.如果本设施不是属于最高级防播散-生物安全水平4级(maximumcontainment-biosafe-tylevel4)的实验室的一部分，则必须是隔离的独立建筑。2.其他同安全度3。表10-8

安全度4的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求具

体

要

求项

目五、具备规范、娴熟的操作技术(一)与动物接触的有关技术1、避免操作中气溶胶的产生

气溶胶是以胶体状态悬浮在大气中的液体或固体微粒，其直径一般为1-5pm,

是最适宜引起感染的尺寸。因此在饲育、给药等工作中，必须注意轻柔地抓取、固定动物，保持室内安静，避免突发的声响和动作惊扰动物，禁止在饲养室内清

理更换下的笼具和垫料等。2、

避免损伤不适当的捕捉极易导致被动物咬伤、抓伤，动物实验特别是手术过程中，操作人员可能因动物的挣扎、操作技术不熟练、畏惧等因素被针尖、刀、剪

等器械所伤，外伤往往成为进一步感染的原因。因此操作人员必须熟练掌握

实验动物的捕捉固定方法和各类常用的实验技术，使用袖套、手套等个人防护用品，并借助合适的捕捉及固定设备和其他手段以防范此类危害的发生。3、动物剖检中的注意事项剖检动物时，即便不是感染性的实验，也无确定动物血液、体液、脏器中有无繁殖的病原体，因此严禁在动物饲养室内无任何防止扩散措施的情形下进行剖检，而应到专门的实验室或在专门的设施内进行。剖检时，应将动物固定板放在盘子中，尽量减少对工作面和作业空间的污染机会。剖检前可将动物放人消毒液中浸泡一下或用乙醇擦拭动物体表，以防止动物体毛飞扬，同时可作为无菌取材前的消毒。剖检后应及时清理并消毒操作区域，各种器械、材料和废弃物按规定处理或经无害化后弃置。(二)其他技术与规范1、

对动物的管理熟知动物的正常外观及行为，对动物出现的异常体征能及时发现并采取措施，从而争取控制危害的时机；经常检查关养动物的笼器具及设施，防止动物逃逸或设施对动物造成伤害；对出逃在外的动物，即使能够确认其来源，

一般也不应再放回原处，而应视实际晴况作隔离观察或处死丢弃等，尤其严禁任意放人外观相同的动物中继

续饲养和实验；实验中须避免搞错动物的分组，因此要养成做各类标志的良好科研习惯；防止将外观相似的不同品系动物混淆等。2.

遵循《微生物学实验技术规范》

(GMT)该规范包括在实践中证明行之有效的生物安全技术，涉及实验室标本安全处置技术、防止感染性材料扩散技术等多方面。进行实验研

究前应接受有关的技术培训以熟练掌握这些技术。六、

良好的卫生习惯及正确的个人防护工作人员每次接触动物或生物组织等以及结束饲养观察离开前，必须彻底洗手。工作中必须正确穿戴规定的服装，戴好口罩、手套、帽子等，诸如戴

口罩只掩住嘴，而把鼻子露在外的错误穿着方法必须纠正。不用手触摸面部、

眼、口、鼻等部位，禁止在工作区进食、饮水、吸烟或存放食物。离开工作区

域应脱下防护服，工作服应定期清洗消毒，

一次性防护用品不得重复使用。七、正确处理生物危害“三废”1、

废气

动物饲养室、实验室排风等。2、

废液

动物粪尿、笼具洗涤污水、传染性材料废水，重组DNA实验室废弃的含有生物危害的废水等。3、

固体物料

各种实验操作器材以及动物及其局部组织、污染垫料等。处理的方法有运用化学药剂的化学处理、使用过滤、高温灭菌焚烧等手段的物理处理以及生物处理。八、实验室安全防护措施：◆1级屏障：个人防护，室内防护装置▲2级屏障：建筑▲严格的实验室管理制度▲标准操作规程(SOP)一、个人防护安全意识，个人保健：容易疏忽，嫌麻烦等了解工作性质及病原特点：不同病原体熟悉实验室及仪器设备：严格执行SOP防护用品：防护服、手套、口罩、防护镜、洗眼器等良好的操作习惯：严格执行各项制度：避免形式主义1、生物安全柜主要用于保护实验工作人员，避免吸入工作中可能产生的浮尘。原则是空气被抽离工作区，然后通过一台高效颗粒空气(HEPA)滤器排入大气。CO₂

培养箱使用注意事项(1)组织培养皿需放在塑料盘内进行孵育。(2)培养瓶和碟不能叠放。(3)定期清洁和消毒。(4)防止漏气

(CO2)。(5)专人管理，每天检查CO2,

管道，温度等。(6)避免在仪器上堆积物品。离心机：最易导致污染的设备!(1)在离心感染性材料时要把其放在密封的离心桶内。(2)离心桶只能在EPC内打开。(3)离心桶在使用后要消毒其表面。(4)若离心桶需要平衡，应在EPC中进行。(5)如果怀疑离心机内有破损情况发生，需要等转头停止30分钟后再进行消毒。(6)避免使用质量差的离心管。(7)专人定期维修、保养、检定。(8)仪器放置位置要平，可承重，仪器上避免放置物品。液氮罐(1)要小心避免直接接触液氮，当把样品管移出液氮罐时要小心其会爆裂。(2)选用优质冻存管。禁止用玻璃管保存样品。(3)存取样品时需注意防护。应戴防护镜，手套，口罩，穿防护服。高压灭菌器(1)定期检查排水桶。(2)注意防护，防止烫伤，待温度降下后再开盖。(3)一次高压物不宜过多。(4)禁止器皿盖盖高压。显微镜(1)注意安全使用载玻片(2)按正确方向缓慢调解镜头(3)一次观察样品不宜过多(4)注意劳逸结合冰箱(1)安全存放样品(2)专人管理制度(3)定期检查(4)相对分区生物安全手册1、

生物安全委员会名单、职责、人员分工及工作机制2、

微生物危害评估：针对研究的病原体的危害3、

实验室管理制度4、

毒种及样品管理制度二、实验室管理程序及制度1、

生物安全实验室管理程序成立生物安全委员会编写各种标准操作程序

(S2、

实验室管理制度编写生物安全手册O

P)

人员培训5、实验室使用和操作规程6、实验微生物操作规程7、实验室事故处理及报告规程8、工作人员(含本人签字)实验室准入登记表9、实验室使用登记表10、

实验室内仪器设备清单及设备安全注意事项11、

仪器设备使用登记表