临床实验室生物安全及安全防护设备

临床实验室生物安全河南省临床检验中心临床实验室的主要危害源包括三个方面：物理危害源化学危害源生物危害源前两者的特性：1、可感知，易避免；2、危害范围有限；3、危害持续时间短。一、惨痛的历史教训历史上，实验室感染的事件曾多次发生，实验室人员曾为此付出了沉重的代价。这些感染的主要原因是：防护意识不强；操作失误，防护条件不足。例一：1956年，前苏联的一个实验室曾有9支装有感染了委内瑞拉马脑炎病毒的鼠脑的安瓿被打破。由于没采取必要的措施，结果在几天内造成24名工作人员感染。例二：1961年莫斯科一家研究所的实验人员从流行性出血热疫区捕捉到一些野鼠带回实验室。由于疏忽，这些野鼠被放在了室内暴露的场所。不久，实验室相继有63人出现发热症状，开始被误诊为流感，1周内又增加了30人，才开始怀疑到是流行性出血热。例三：1967年，欧洲的三个城市为研制疫苗，从乌干达等地进口了一批黑长尾猴，而这些猴子携带一种特殊的病毒，引起了13名工作人员患病，并使这种疾病在德国马尔堡等地区流行，马尔堡病毒由此而得名。例四：1979年4月,前苏联斯维尔德洛夫斯克实验室的泄露事故。当地的生物武器实验室发生了爆炸，约10公斤的炭疽芽孢粉剂泄露，爆炸释放出大量的细菌毒雾，造成附近1000多人发病，数百人死亡。例五：1998年，我国某大城市的某高校在使用大白鼠进行试验时，有两名学生被大白鼠咬伤，还有一些学生在给实验老鼠放血、解剖的过程中，未按照要求戴手套操作，结果在29名实验人员中，有9人感染了流行性出血热。例六：2001年，在英国波布特莱尔实验室东北方向50公里的布伦特伍德地区发生了口蹄疫。据分析和证实，口蹄疫病毒是从波布特莱尔实验室里泄漏出来，经过空气传播到布伦特伍德的地区，从而造成了大规模的口蹄疫爆发。例七：2003年9月，一名27岁的研究生在新加坡国立大学生物安全二级实验室，因不恰当的实验程序，受到西尼罗河病毒样本与非典冠状病毒的交叉感染。例八：2010年12月19日下午，东北农业大学应用技术学院畜禽生产教育班学生在动物医学学院实验室进行“羊活体解剖学实验”。共5个班级28人感染布鲁氏菌病，其中包括27名学生（14名男生，13名女生）、1名老师。黑龙江省教育厅就东北农大布病事故处置提出如下指导意见：“……通过对学生走访和现场实地调查，专家组认定该事故是一起因学校相关责任人在实验教学中违反有关规定造成的重大教学责任事故，学校对事故承担全部责任。”二、微生物风险度评估《病原微生物实验室生物安全管理条例》《实验室生物安全通用要求》（GB19489-2004）WHO《生物安全手册》（第三版，2004）四类在通常情况下不会引起人类或者动物疾病的微生物。Ⅰ级（低个体危害，低群体危害）不会导致健康工作者和动物致病的细菌、真菌、病毒和寄生虫等生物因子。Ⅰ级（无或极低的个体和群体危险）不太可能引起人或动物致病的微生物。三类能够引起人类或者动物疾病，但一般情况下对人、动物或者环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生物。Ⅱ级(中等个体危害，有限群体危害)能引起人或动物发病，但一般情况下对健康工作者、群体、家畜或环境不会引起严重危害的病原微生物。实验室感染不导致严重疾病，具备有效治疗和预防措施，并且传播风险有限。Ⅱ级（个体危险中等，群体危险低）病原微生物能够对人或动物致病，但对实验室工作人员、社区、牲畜或环境不易导致严重危害。实验室暴露也许会引起严重感染，但对感染有有效的预防和治疗措施，并且疾病传播的危险有限。二类能够引起人类或者动物严重疾病，比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。Ⅲ级（高个体危害，低群体危害）能引起人类或动物严重疾病，或造成严重经济损失，但通常不能因偶然接触而在个体间传播，或能使用抗生素、抗寄生虫药治疗的病原微生物。Ⅲ级（个体危险高，群体危险低）病原微生物通常能引起人或动物的严重疾病，但一般不会发生感染个体向其他个体的传播，并且对感染有有效的预防和治疗措施。一类能够引起人类或者动物非常严重疾病的微生物，以及我国尚未发现或者已经宣布消灭的微生物。Ⅳ级(高个体危害，高群体危害)能引起人类或动物非常严重的疾病，一般不能治愈，容易直接或间接或因偶然接触在人与人，或动物与人，或人与动物，或动物与动物间传播的病原微生物。Ⅳ级（个体和群体的危险均高）病原微生物通常能引起人或动物的严重疾病，并且很容易发生个体之间的直接或间接传播，对感染一般没有有效的预防和治疗措施。根据《实验室生物安全通用要求》（GB19489-2004）等级划分与标准，病原微生物按危险程度分为四组：1级风险组：指对个体和社会无危险或危险性较低的微生物。特性：低个体危害，低群体危害。不会导致健康人员和动物致病的细菌、真菌、病毒和寄生虫等生物因子属之。2级风险组：指对人或环境具有中等潜在危害的微生物。特性：中等个体危害，有限群体危害。即某种病原体，能引起人类或动物疾病，但对实验室人员、社会、牲畜或环境不太可能具有严重的危险性，实验室暴露可能引起严重感染，但具有有效的治疗方法及预防措施，并且感染的传播性有限。3级风险组：主要通过呼吸途径使人传染上严重的甚至是致死性疾病的致病微生物及其毒素。特性：高个体危害，低群体危害。即某种病原体，通常能引起严重的人类或动物疾病，但一般不会因偶然接触而从一个个体传染给他人，具有有效的治疗方法及预防措施，即通常已有预防传染的疫苗和治疗药物。4级风险组：对人体和环境具有高度的危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明，目前尚无有效的疫苗或治疗方法的病原微生物及其毒素。特性：高个体危害，高群体危害。即能引起人类或动物非常严重的疾病，一般不能治愈，容易直接或间接或因偶然接触而在人与人、人与动物、动物与动物之间传播的病原微生物。三、临床实验室的生物安全防护实验室生物安全防护（biologicalsafetycontainmentlabortories）：是指在实验室环境下处理和保存感染性物质的过程中采用的一系列的防护措施。它包括一级防护（primarycontainment）和二级防护(secondarycontainment）。一级防护（屏障）：个人防护装备和设备。二级防护（屏障）：实验室设置和设施。(一)、生物安全实验室的分级及适用范围一般说来，生物安全实验室分为如下四个级别：1、生物安全1级实验室（BSL-1）实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于对健康成年人已知无致病作用的微生物，如用于教学的普通微生物实验室等。一级为普通的微生物实验室，对外人的进入不特别禁止，也不需要使用生物安全柜。试验一般在普通实验台上进行设施要求布局：无特殊要求。设施设备：无特殊要求。人员进入：无特别限制。2、生物安全2级实验室（BSL-2）实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于对人或环境具有中等潜在危害的微生物。设置要求：建立新实验室时应尽量远离公共区域并进行有效的隔离；三区划分明确；贮存限制性病原体的实验室门窗必须加锁。设施要求：对于可能发生气溶胶的实验在II级生物安全柜中进行；如果涉及到化学致癌物质、放射性物质和挥发性溶剂，则应在具有全排风功能的II级B2生物安全柜中进行；限制锐利器具的使用。人员进入要求：禁止外人进入实验区域。生物危害警告标识授权人员方可进入生物安全水平：------------责任人：-------------紧急联系电话：-----------白天电话：------------家庭电话：-----------必须得到上述责任人的授权方可进入3、生物安全3级实验室（BSL-3）实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于主要通过呼吸道途径使人传染上严重的甚至是致死性疾病的病原微生物及其毒素，通常已有预防传染的疫苗和治疗药物。设置要求：实验室的设计和工程应符合特定要求：独立设置、三区两缓、用时负压。设施要求：试验室的送风必须经过三级过滤，不允许使用循环回风；排风还需要经过高效过滤后排放。实验室的排风必须独立设置，并采取有效措施保证排风系统的平衡，保证各个试验区域之间的负压要求。试验必须在在IIB级以上的生物安全柜内进行。人员进入要求：非实验室工作人员禁止入内；未成年人严禁入内。4、生物安全4级实验室（BSL-4）实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于对人体具有高度的危险性，通过气溶胶途径传播或传播途径不明，目前尚无有效的疫苗或治疗方法的病原微生物及其毒素。值得特别注意的事，当出现新型不明微生物时，也必须在四级生物安全防护实验室中进行，待有充分数据后再决定此种微生物或毒素应在四级还是在较低级别的实验室中处理。（二）、生物安全柜1、、生物安全柜的概念和意义生物安全柜（Biologicalsafetycabinets，BSC）是为操作培养物、菌毒株以及诊断性标本等具有感染性的实验材料时，用来保护操作者本人、实验室环境以及实验材料，使其避免暴露于上述操作过程中可能产生的感染性气溶胶或微量溅出而设计的负压过滤排风装置。2、几个重要的概念（1）、HEPA高效空气过滤器highefficiencyparticulateairfilter(HEPA)HEPA是指在额定风量和有效过滤面积下及空气阻力在245Pa以下的对直径≥0.3μm的粒子捕集效率在99.97%以上的空气过滤器。高效过滤器采用超细玻璃纤维滤纸或聚丙烯滤纸为滤材，经密折而成。特点：通风阻力小、展开面积大、容尘量大、滤过效率高。（2）、微生物气溶胶是指由微生物组成的悬浮于气体介质中的相对稳定的分散体系。形成原因：搅拌、振荡、离心等。特点：①、无色无味、无孔不入、不易发现、易于感染；②、感染症状不典型，病程复杂，难以及时诊治，影响预后；③、有些气溶胶感染只有呼吸道粘膜免疫才有预防作用，非呼吸道免疫途径作用效果欠佳，现有常规疫苗的预防效果不理想，如肺炭疽；④、呼吸道传播的病原微生物特别是高致病性病毒常常发生变异，尤其是其抗原性、致病性都可能发生改变，在空气中存活力也可能增强；⑤、微生物气溶胶易引起病原体在人与人、人与动物、动物与动物之间的传播；⑥、微生物气溶胶可以远距离或较远距离传播，这是其传播性难以预防的另一重要原因。微生物气溶胶产生的方式和类型对276种实验室操作测试发现，239种（86.6%）操作可以产生微生物气溶胶。按其产生微生物气溶胶颗粒的多少，可以将这些操作分为重度、中度和轻度三级。可以产生各种严重程度微生物气溶胶的主要实验操作如下：产生微生物气溶胶的其它因素除了实验室操作可以产生微生物气溶胶外，患有呼吸道传染病或皮毛上染有病原微生物的实验动物也可以产生微生物气溶胶。微生物气溶胶在一个实验室内产生后，还可以通过气流转移到同一建筑物的其他地方，甚至污染整个建筑物的空气。扩散的防止方法——有效拦截：过筛；阻挡。（3）、保护性气幕生物安全柜在使用过程中，由正面进风与内部循环风交汇而成的可以阻挡微生物气溶胶的保护性气流。3、实验室生物安全中的几个问题和误区（1）、实验室保护的对象是什么？操作者——操作对象——环境（2）、使用了BSC可确保万无一失吗？事实：BSC可防气溶胶和细微溅出，但对肉眼可见的溅出和破裂不可防护。原因：质量+速度气流保护能力则不能保护。（3）、所有的BSC都能发挥“三种保护”作用吗？事实：不能（三）、生物安全柜的分类1、超净工作台≠BSC超净工作台空气流向示意图2、BSC的分类生物安全柜根据表面风速的不同，可分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级。Ⅱ级生物安全柜又分为A1型、A2型、B1型、B2型四个型。BSC循环排气进风送风排气处连接Ⅰ0%100%0.380室外硬管ⅡA170%30%0.40.38室内无ⅡA270%30%0.40.38室外套管ⅡB130%70%0.510.38室外套管ⅡB20100%0.510.38室外硬管Ⅲ0100%不适不适均可均可BSC-1原理示