賈延芳,天津醫(yī)科大學(xué)三中心臨床學(xué)院 天津市 300170

鄭健,天津市第一中心醫(yī)院檢驗(yàn)科 天津市 300192

高英堂,天津市第三中心醫(yī)院,天津市重癥疾病體外生命支持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津市肝膽疾病研究所 天津市 300170

0 引言

近些年全球爆發(fā)了多起大規(guī)模的新發(fā)傳染病:2002-11/2003年春夏之交,在我國(guó)爆發(fā)嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)[1]; 2009年爆發(fā)甲型H1N1流感[2]; 始于2012年的中東呼吸綜合征(middle east respiratory syndrome,MERS)[3,4]; 2014年,西非多國(guó)爆發(fā)的埃博拉出血熱(ebola virus disease,EVD)[5];2019年出現(xiàn)的COVID-19[6,7].以COVID-19為例,2019年底在中國(guó)武漢首次發(fā)現(xiàn),目前已涉及全球絕大多數(shù)國(guó)家[8,9].報(bào)道顯示,盡管新冠疫情在我國(guó)、韓國(guó)等少數(shù)國(guó)家得到有效控制,但在歐美等國(guó)家仍呈上升趨勢(shì).新發(fā)傳染病傳播速度之迅猛、死亡率之高以及波及范圍之廣給全世界各個(gè)國(guó)家的公共衛(wèi)生防疫工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn).研究表明,預(yù)防或延緩新發(fā)傳染病大流行的有效措施,在一定程度上取決于準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)及診斷篩查能力[10].因此,面對(duì)新型未知生物危險(xiǎn)因子,生物安全實(shí)驗(yàn)室管理和檢測(cè)能力的高效性和準(zhǔn)確性,在應(yīng)對(duì)突發(fā)性公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.然而就目前現(xiàn)狀而言,對(duì)于新型未知生物危險(xiǎn)因子的感染方式、傳播途徑、致病劑量以及對(duì)生物安全實(shí)驗(yàn)室的要求都處于探索階段.在此期間,生物安全實(shí)驗(yàn)室工作人員的安全防護(hù)對(duì)于避免發(fā)生實(shí)驗(yàn)室獲得性感染起到關(guān)鍵性作用.

近幾年連續(xù)爆發(fā)的全球性新發(fā)傳染病,促使實(shí)驗(yàn)室生物安全成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),這也是目前全球面臨的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題之一.實(shí)驗(yàn)室各相關(guān)工作人員要基于以往生物安全實(shí)驗(yàn)室在應(yīng)對(duì)新發(fā)傳染病時(shí)的經(jīng)驗(yàn),充分完善、不斷創(chuàng)新安全防護(hù)措施.本文就相關(guān)領(lǐng)域的主要研究進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要述評(píng).

1 生物安全實(shí)驗(yàn)室的分級(jí)與規(guī)范

世界衛(wèi)生組織(world health organization,WHO)《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)(第三版)》表述:“實(shí)驗(yàn)室生物安全”一詞用于描述為防止無(wú)意暴露于病原體和毒素或其意外釋放而實(shí)施的遏制原則、技術(shù)和做法[11].換言之,“實(shí)驗(yàn)室生物安全”是指旨在防止病原體和毒素丟失、被盜、誤用、轉(zhuǎn)移或故意釋放的機(jī)構(gòu)和個(gè)人的安全措施[11].其主要目的是保護(hù)工作人員避免感染危險(xiǎn)生物因子,保護(hù)公眾健康和生存環(huán)境不受污染,并且不改變?cè)囼?yàn)對(duì)象原有性質(zhì)[12].

美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(chinese center for disease control and prevention,CDC)《微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全(第五版)》將生物安全實(shí)驗(yàn)室分為四級(jí),即Biological Safety Level-1-4 (BSL-1-4).國(guó)內(nèi)病原微生物實(shí)驗(yàn)室依據(jù)其承擔(dān)的檢測(cè)工作在生物安全方面具有不同的規(guī)范要求,在實(shí)驗(yàn)室選址、設(shè)計(jì)建造、安全設(shè)備、個(gè)人防護(hù)和環(huán)境保護(hù)等方面均有明確的指南或準(zhǔn)則.參考我國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》(WS 233—2017)及相關(guān)文獻(xiàn)[12-15],總結(jié)BSL-1-4實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)要特征見(jiàn)表1.

2 實(shí)驗(yàn)室生物安全管理現(xiàn)狀與不足

規(guī)范的生物安全管理是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全運(yùn)行的重要保障.我國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)《臨床實(shí)驗(yàn)室生物安全指南》(WS/T 442-2014)指出,實(shí)驗(yàn)室生物安全管理包括實(shí)驗(yàn)室硬件(設(shè)施設(shè)備)、軟件(管理體系)和工作人員的管理.

2.1 實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀 2004年以來(lái),我國(guó)先后頒布《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》(國(guó)務(wù)院令第424號(hào))、《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》(GB 19489—2004)等一系列法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,推動(dòng)生物安全實(shí)驗(yàn)室相關(guān)防護(hù)意識(shí)和水平的提高[16,17].通過(guò)公布病原微生物分類和實(shí)驗(yàn)室生物安全等級(jí)規(guī)范,進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室生物安全管理標(biāo)準(zhǔn)化,并規(guī)定實(shí)驗(yàn)室人員職業(yè)暴露以及生物危險(xiǎn)因子泄露時(shí)的應(yīng)急報(bào)告和控制時(shí)限[17].自此以后,我國(guó)實(shí)驗(yàn)室生物安全在管理規(guī)范化、隊(duì)伍建設(shè)、人員培訓(xùn)、技術(shù)研發(fā)和應(yīng)急管理等方面取得了階段性的進(jìn)步,為新發(fā)傳染病的防控提供了可靠的支持[17].

表1 生物安全實(shí)驗(yàn)室適用范圍和簡(jiǎn)要特征

如今,隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,生物安全管理中信息技術(shù)的應(yīng)用日益增多,提高了生物安全實(shí)驗(yàn)室信息化管理水平和備案時(shí)效,使得實(shí)驗(yàn)室管理更加便捷、規(guī)范和高效,一定程度上減少了由于管理者失誤造成的實(shí)驗(yàn)室生物安全事故隱患[18].例如,國(guó)內(nèi)一些專家利用信息技術(shù)將電子芯片RFID技術(shù)與GPS、ZigBee等技術(shù)相結(jié)合,研發(fā)出生物安全實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)菌(毒)種的安全保存、實(shí)時(shí)定位和防竊等功能,使相關(guān)管理部門可以及時(shí)監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確掌握菌(毒)種的動(dòng)態(tài)信息,更高效地對(duì)實(shí)驗(yàn)室生物安全進(jìn)行管理[12].

2.2 實(shí)驗(yàn)室管理不足之處 盡管生物安全管理在制定規(guī)范和監(jiān)督檢查等方面取得長(zhǎng)足進(jìn)步,但實(shí)驗(yàn)室在相關(guān)規(guī)范具體落實(shí)和人員培訓(xùn)等諸多方面仍有欠缺[19].近幾年,多次爆發(fā)的新發(fā)傳染病暴露出實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的不足之處,特別是廣泛分布于醫(yī)療機(jī)構(gòu)的BSL-2實(shí)驗(yàn)室.

2.2.1 管理體系、組織制度不完善,生物安全自查工作不規(guī)范:就國(guó)內(nèi)而言,生物安全實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)管理規(guī)定大多屬于綱領(lǐng)性的文件,對(duì)操作規(guī)范只作宏觀指導(dǎo),具體操作性的要求較少,而且監(jiān)督管理制度不完善[20].大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的生物安全管理主要依賴于醫(yī)院院內(nèi)的感染管理制度,但后者難以有效預(yù)防、控制實(shí)驗(yàn)室感染,總之,醫(yī)院院內(nèi)感染管理制度不能代替實(shí)驗(yàn)室生物安全管理制度[21].此外,部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有設(shè)置生物安全實(shí)驗(yàn)室檢查和生物安全柜等設(shè)施的檢測(cè)記錄[21].但近些年,這種情況在國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院得到一定程度的改善,現(xiàn)階段更需要注意的是自查工作在不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)重視程度的差異.

2.2.2 實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施達(dá)不到管理要求:一些低資源地區(qū)的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu),由于經(jīng)濟(jì)落后,對(duì)實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的重視程度不夠,實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施距離實(shí)際需求及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還有一定差距,在一定程度上降低了實(shí)驗(yàn)室生物安全的保障系數(shù)[22,23].

2.2.3 實(shí)驗(yàn)室工作人員缺乏安全意識(shí)、應(yīng)急處理能力不足:實(shí)驗(yàn)室工作人員的生物安全素質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室生物安全的基本保障,然而生物安全實(shí)驗(yàn)室中仍然存在漠視生物安全、不按照規(guī)范操作的問(wèn)題,為生物安全事故埋下了隱患.有研究表明,若實(shí)驗(yàn)室工作人員不熟悉本實(shí)驗(yàn)室的意外事件應(yīng)急處理程序,出現(xiàn)意外事件時(shí)就不能迅速準(zhǔn)確應(yīng)對(duì),甚至發(fā)生因處理不及時(shí)或處理不當(dāng)導(dǎo)致事件進(jìn)一步惡化[24].這與實(shí)驗(yàn)室工作人員面對(duì)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)主觀意識(shí)不強(qiáng)、缺乏底線思維以及實(shí)驗(yàn)室管理者對(duì)工作人員意外事故應(yīng)急培訓(xùn)與演練的不足有直接關(guān)系[25].

2.2.4 樣本存儲(chǔ)與處理、危險(xiǎn)廢棄物處置不當(dāng):調(diào)查發(fā)現(xiàn),個(gè)別醫(yī)療機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室存在樣本、試劑混放現(xiàn)象,且未對(duì)冰箱設(shè)置防護(hù)[2].實(shí)驗(yàn)室生物廢棄物往往含有致病性危險(xiǎn)生物因子,有些實(shí)驗(yàn)室存在對(duì)其處置不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象,易造成環(huán)境污染,甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室工作人員發(fā)生實(shí)驗(yàn)室獲得性感染,進(jìn)而造成致病性危險(xiǎn)生物因子的傳播[26].

2.2.5 實(shí)驗(yàn)室備案不足:經(jīng)調(diào)查顯示,實(shí)驗(yàn)室中的各項(xiàng)生物安全設(shè)施與《人間傳染的病原微生物名錄》中的相關(guān)規(guī)定存在一定差距,并且部分實(shí)驗(yàn)設(shè)施未符合《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》以及《生物實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)》的要求[21].實(shí)驗(yàn)室因各種原因不能向衛(wèi)生主管部門主動(dòng)備案,導(dǎo)致相關(guān)部門不能及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)施審查和規(guī)范,為發(fā)生實(shí)驗(yàn)室感染等事件埋下隱患.

3 生物安全實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)危險(xiǎn)暴露的后果及預(yù)防措施

忽視實(shí)驗(yàn)室生物安全管理,可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)人員或社會(huì)人群感染危險(xiǎn)致病因子甚至死亡的嚴(yán)重后果.由于生物感染往往具有隱蔽性,感染后不易覺(jué)察等特點(diǎn),因此易造成群體性感染事故[26].實(shí)驗(yàn)室感染存在多個(gè)途徑,如圖1所示,處理病原微生物和細(xì)胞培養(yǎng)占比超過(guò)六成[26-28].實(shí)驗(yàn)室處理病原體樣本的現(xiàn)代診斷方法通常是從病人的血液、拭子或其他組織、體液中提取核酸或蛋白,進(jìn)行核酸檢測(cè)和血清抗體檢測(cè)[29].在操作過(guò)程中,如果不遵守實(shí)驗(yàn)室生物安全的嚴(yán)格規(guī)定,可能造成實(shí)驗(yàn)室獲得性感染.調(diào)查分析顯示,人為失誤占實(shí)驗(yàn)室獲得性感染的比例非常高[13,28,30],圖2列出了常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室獲得性感染事故類型,其中半數(shù)以上事故由感染性物質(zhì)濺出或噴灑以及針頭刺傷引起.研究人員未能規(guī)范使用個(gè)人防護(hù)設(shè)備是導(dǎo)致感染的關(guān)鍵因素[31].然而,并非所有接觸病原體都必然導(dǎo)致感染和疾病.感染是否發(fā)生取決于以下幾個(gè)因素:特定病原體、病原體暴露量、劑量-反應(yīng)關(guān)系和傳播途徑等[27,32].因此,首先要確定所考慮的特定病原體是否可以在人與人之間傳播; 其次,對(duì)于可傳播的病原體,評(píng)估可能導(dǎo)致的暴發(fā)規(guī)模和范圍[32].值得注意的是,人類并不是生物危害的唯一潛在受害者.2007年,英國(guó)爆發(fā)了口蹄疫,后來(lái)懷疑是由于附近兩個(gè)研究這種病毒的實(shí)驗(yàn)室管道破裂所致[28].

考慮到對(duì)人類的致病作用和對(duì)環(huán)境的潛在危害,應(yīng)采取并遵循最大限度的遏制措施和程序,以減少這類風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生[27].實(shí)驗(yàn)室降低風(fēng)險(xiǎn)的常規(guī)預(yù)防措施包括:出入控制、防護(hù)裝備、生物安全柜、定向氣流、凈化程序和設(shè)備、人員培訓(xùn)、緊急事故響應(yīng)和報(bào)告系統(tǒng)、安全、密封的環(huán)境等[32].

4 實(shí)驗(yàn)室針對(duì)檢測(cè)和研究新發(fā)傳染病的措施

新型病原體的出現(xiàn)和流行病的演變對(duì)各級(jí)公共衛(wèi)生系統(tǒng)提出了復(fù)雜的新挑戰(zhàn)[33].對(duì)于新出現(xiàn)或重新出現(xiàn)的病毒,如SARS-CoV,實(shí)驗(yàn)室操作常常伴隨著高病毒載量和高毒力[31].新發(fā)傳染病流行的早期階段,通常對(duì)這些病原體的傳播動(dòng)力學(xué)以及微生物特性知之甚少[34].實(shí)驗(yàn)室工作人員接觸病原體的強(qiáng)度和深度、以及所遇到的病原體濃度和受侵襲概率比在常規(guī)環(huán)境中要高[31].經(jīng)驗(yàn)表明,在識(shí)別和分離一種新的病原體時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致由該新分離物引起的實(shí)驗(yàn)室獲得性感染[13].臨床實(shí)驗(yàn)室處于檢測(cè)新發(fā)傳染病的前沿,這些實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)疫情的能力對(duì)于感染控制和預(yù)防至關(guān)重要[27,33].正因?yàn)槿绱?實(shí)驗(yàn)室需要制定適當(dāng)?shù)纳锇踩雷o(hù)措施,以保護(hù)實(shí)驗(yàn)室工作人員免受感染,降低實(shí)驗(yàn)室獲得性感染發(fā)生率[27].建議實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝監(jiān)控?cái)z像頭,實(shí)驗(yàn)室管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控,并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室工作人員安全便捷的交流[35].此外,有專家建議在常規(guī)基礎(chǔ)上進(jìn)行健康檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)性疫苗接種,以及做好疫苗接種后的不良反應(yīng)和相關(guān)癥狀檢查[27].BSL-4實(shí)驗(yàn)室處理的大多數(shù)病毒在亞洲、南美和非洲的發(fā)展中國(guó)家引起過(guò)暴發(fā),這些國(guó)家利用流動(dòng)實(shí)驗(yàn)室提供早期診斷,從而避免了樣品在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生生物危險(xiǎn)因子泄露事件[35].2014-09,中國(guó)派出一個(gè)移動(dòng)生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室(MBSL-3實(shí)驗(yàn)室)和一個(gè)訓(xùn)練有素的診斷小組前往塞拉利昂[36].新型冠狀肺炎時(shí)期,中國(guó)疾病預(yù)防控制中心也緊急出動(dòng)MBSL-3實(shí)驗(yàn)室馳援湖北武漢.因此,確定適宜的生物安全管理措施在應(yīng)對(duì)緊急公共衛(wèi)生事件時(shí)將會(huì)發(fā)揮重要作用.

圖1 實(shí)驗(yàn)室感染的來(lái)源. 引自參考文獻(xiàn)[27,28].

圖2 導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室獲得性感染的實(shí)驗(yàn)室事故類型. 引自參考文獻(xiàn)[13].

4.1 SARS 2003年SARS的流行體現(xiàn)了核酸檢測(cè)在數(shù)周內(nèi)識(shí)別、分離和鑒定一種未知病毒病原體的能力[37,38].疫情初期,鑒于該病毒有可能通過(guò)飛沫感染和污染物傳播,加上其較高的病死率(10%-20%),專家建議,針對(duì)該未知病毒的生物安全措施從SARS爆發(fā)初期就開(kāi)始實(shí)施,涉及SARS-CoV復(fù)制的任何程序都要在BSL-3實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行[38,39].在處理疑似或潛在的SARS-CoV標(biāo)本時(shí),要確保最嚴(yán)格的防護(hù)措施[38].對(duì)于要保留的病原體樣本,根據(jù)樣本類別,儲(chǔ)存在BSL-3實(shí)驗(yàn)室或帶有門禁系統(tǒng)的BSL-2實(shí)驗(yàn)室[39].除此之外,建立數(shù)據(jù)庫(kù),維護(hù)和更新這些樣本的信息,只允許指定的工作人員訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù),以確保數(shù)據(jù)庫(kù)信息的安全[39].SARS爆發(fā)期間,世界衛(wèi)生組織SARS反應(yīng)小組負(fù)責(zé)人表示:“每個(gè)政府都應(yīng)該充分了解其國(guó)家所有的生物安全實(shí)驗(yàn)室,以確保他們有適當(dāng)?shù)脑O(shè)施; 要完全阻斷動(dòng)物與人之間的傳播仍然很困難,但我們應(yīng)該遵循適當(dāng)?shù)某绦?避免SARS的實(shí)驗(yàn)室傳播”[40].對(duì)于在BSL-3實(shí)驗(yàn)室工作的人來(lái)說(shuō),要實(shí)施更為嚴(yán)格的生物安全培訓(xùn)[39].此次SARS的流行在一定程度上改善了生物安全實(shí)驗(yàn)室的管理防護(hù)措施[38].

4.2 MERS 2012年,一種新型SARS樣冠狀病毒在中東的出現(xiàn)引起了國(guó)際社會(huì)對(duì)可能發(fā)生的傳染病大流行的擔(dān)憂[3,41].MERS的爆發(fā)比預(yù)期更嚴(yán)重,醫(yī)院和公眾之間在感染控制和預(yù)防方面面臨很多困難[33].2015年,韓國(guó)疫情初期,為了應(yīng)對(duì)MERS爆發(fā)造成的實(shí)驗(yàn)室生物安全威脅,盡管臨床實(shí)驗(yàn)室配備了二級(jí)生物安全柜,但是尚不具備諸如負(fù)壓痰液收集和預(yù)處理室等高端設(shè)施[33].公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)要及時(shí)規(guī)范用于檢測(cè)、研究MERS-CoV的生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)施配備標(biāo)準(zhǔn).臨床實(shí)驗(yàn)室主要負(fù)責(zé)測(cè)試樣本以支持臨床決策,通常擁有可快速檢測(cè)的病原體樣本,因此,面對(duì)新發(fā)傳染病,臨床實(shí)驗(yàn)室更要重視實(shí)驗(yàn)室生物安全相關(guān)事項(xiàng)[33].

4.3 EVD 2013-12/2016-03,西非爆發(fā)了迄今為止最大規(guī)模的EVD[42,43].EVD是由埃博拉病毒引起的一種出血熱,此種病毒具有高度傳染性,可通過(guò)感染性體液或分泌物傳播[5,44-46].風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是制定埃博拉病毒實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的關(guān)鍵要素[47].疫情爆發(fā)期間,沒(méi)有針對(duì)人類的疫苗、有效的治療方法和暴露后預(yù)防.因此,埃博拉病毒的培養(yǎng)和檢測(cè)必須在BSL-4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行[44,45].實(shí)驗(yàn)室始終是高度接觸BSL-4病毒病原體的潛在場(chǎng)所,盡管保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)很高,但實(shí)驗(yàn)室工作人員感染埃博拉病毒的風(fēng)險(xiǎn)依然很高[45,48].實(shí)驗(yàn)室人員在指定用于埃博拉病毒檢測(cè)的空間內(nèi)進(jìn)行常規(guī)技能訓(xùn)練和相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行的測(cè)試控制,以培養(yǎng)肌肉記憶[47].針對(duì)新型病原體實(shí)施新的診斷方法時(shí),要進(jìn)行專門培訓(xùn)[49].除此之外,還要在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備方面進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè),并長(zhǎng)期致力于有效監(jiān)督和質(zhì)量改進(jìn)[49].在疫情結(jié)束時(shí),歐洲實(shí)驗(yàn)室對(duì)埃博病毒疫情進(jìn)行了評(píng)估,包括針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的診斷、生物安全管理等方面,其回顧性評(píng)估有助于查明當(dāng)前操作程序中的瓶頸,并改進(jìn)生物安全實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)措施[42].

4.4 COVID-19 新型冠狀病毒是一種人畜共患的病毒,主要通過(guò)呼吸道飛沫和接觸傳播,引起人發(fā)熱、乏力、干咳,甚至急性呼吸窘迫等癥狀的肺炎,該病于2019-12在中國(guó)武漢地區(qū)爆發(fā),世界衛(wèi)生組織將其命名為COVID-19[50-52].在COVID-19大流行期間,采用嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室規(guī)范和準(zhǔn)則對(duì)于建立和維持安全的工作環(huán)境至關(guān)重要[9].實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格遵守世界衛(wèi)生組織的《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)》和國(guó)家相關(guān)部門制定的實(shí)驗(yàn)室生物安全規(guī)范等[53].通過(guò)評(píng)估病原體毒力、感染后果、流行潛力、感染所需劑量、感染途徑或傳播方式、宿主譜和病原體在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的生存能力,以采取適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室安全管理措施[13].

報(bào)道顯示,COVID-19患者的咽拭子、下呼吸道分泌物、肺泡灌洗液、血漿或糞便等標(biāo)本攜帶病毒核酸,具有傳染性,而疫情前期,實(shí)驗(yàn)室工作人員無(wú)法評(píng)估這些樣本是否來(lái)源于SARS-CoV-2潛伏期或無(wú)癥狀感染者,故對(duì)工作人員自身安全具有潛在威脅[51].為了解決這些與病原體有關(guān)的重要問(wèn)題,研究人員將新型冠狀病毒的基因組序列與SARS-CoV和MERS-CoV進(jìn)行了比較,以探索它們之間的關(guān)聯(lián)性[54].在此期間,任何處理、加工和測(cè)試潛在SARS-CoV-2感染樣本的實(shí)驗(yàn)室操作都需要由具備資質(zhì)的技術(shù)人員在符合要求的BSL-2或BSL-3實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行[53].

在中國(guó),樣本采集人員為疑似或確診COVID-19患者采集樣本前,必須經(jīng)過(guò)生物安全培訓(xùn)且具備相應(yīng)的操作技能,個(gè)人防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)按三級(jí)生物安全執(zhí)行[51].在包裝疑似或確診為COVID-19患者樣本時(shí),將已貼好患者信息條碼的樣本裝入密封袋,由專人運(yùn)送[51].樣本接收與處理采用與臨床一體化的、無(wú)紙化辦公信息系統(tǒng)[51].國(guó)家衛(wèi)生健康委辦公廳《新型冠狀病毒實(shí)驗(yàn)室生物安全指南（第二版）》(<2020>70號(hào))規(guī)定:病毒培養(yǎng)以及動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室操作; 未經(jīng)培養(yǎng)的感染性材料的操作,在生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,同時(shí)采用生物安全三級(jí)實(shí)驗(yàn)室的個(gè)人防護(hù); 滅活材料的操作可以在生物安全一級(jí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.當(dāng)生物安全柜的操作臺(tái)面被SARS-CoV-2或其他潛在感染性材料污染時(shí)使用新鮮配制的有效氯含量為0.55%消毒液進(jìn)行消毒.當(dāng)含病毒的器皿碎裂或傾覆造成實(shí)驗(yàn)室污染時(shí)應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)室空間密閉,避免污染物擴(kuò)散,使用0.55%有效氯消毒液的毛巾覆蓋污染區(qū); 清理污染物嚴(yán)格遵循活病毒生物安全操作要求,采用壓力蒸汽滅菌處理,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室換氣等,防止次生危害,疫情期間的微生物平皿和樣本均當(dāng)日銷毀[51].在疫情期間,做好實(shí)驗(yàn)室工作人員的安全防護(hù)培訓(xùn),充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的防護(hù)設(shè)備,保障實(shí)驗(yàn)室人員自身的安全.

在意大利,COVID-19患者的血液樣本在BLS-2實(shí)驗(yàn)室處理,該實(shí)驗(yàn)室配備有二級(jí)生物安全柜(BSC),任何可能被污染的生物材料都會(huì)被丟棄[53].所有實(shí)驗(yàn)室工作人員必須穿戴個(gè)人防護(hù)裝備,以防止液滴擴(kuò)散引發(fā)的實(shí)驗(yàn)室獲得性感染或無(wú)癥狀感染時(shí)的傳播[53].在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí),實(shí)驗(yàn)室的門都必須是關(guān)閉的,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人員之間保持至少1 m的距離,避免讓兩個(gè)實(shí)驗(yàn)人員同時(shí)使用相同的儀器[53].此外,意大利研究機(jī)構(gòu)為檢測(cè)SARS-CoV-2感染患者的組織學(xué)和細(xì)胞學(xué)樣本制定了一個(gè)內(nèi)部方案,目的是確保經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)室人員安全,以確保生物安全實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)控制措施實(shí)施到位[9].

5 實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的建議與展望

在經(jīng)歷了幾次全球新發(fā)傳染病以后,各國(guó)公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)都應(yīng)該積極完善實(shí)驗(yàn)室生物安全管理體系,對(duì)此可將以下幾個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)、監(jiān)管到位:(1)借鑒先進(jìn)的生物安全管理經(jīng)驗(yàn),根據(jù)生物安全實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際工作情況,制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室生物安全管理體系,強(qiáng)化防護(hù)綜合措施[12,26],可以保護(hù)實(shí)驗(yàn)室工作人員不受實(shí)驗(yàn)對(duì)象的傷害,保護(hù)樣品不交叉?zhèn)魅炯安晃廴局車h(huán)境; (2)實(shí)驗(yàn)室管理人員和技術(shù)人員必須定期接受生物安全知識(shí)培訓(xùn),加強(qiáng)應(yīng)急演練,一旦出現(xiàn)意外事件時(shí)能快速準(zhǔn)確地做出反應(yīng)[12,26].實(shí)驗(yàn)室的管理負(fù)責(zé)人在員工培訓(xùn)和監(jiān)督管理方面采取合理措施[55].最直接接觸危險(xiǎn)生物因子的實(shí)驗(yàn)室人員所佩戴的防護(hù)用具,可以利用新型材料研制,降低防護(hù)成本,有利于實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)用具的普及,提高利用率; (3)安全措施的選擇取決于感知到的風(fēng)險(xiǎn),風(fēng)險(xiǎn)分析基于病原體的危險(xiǎn)等級(jí)和在特定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的詳細(xì)操作[56].執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí),首先最重要的是,必須確定與實(shí)驗(yàn)室及其活動(dòng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn),以及其可能造成的潛在的人類健康威脅或不利于環(huán)境的影響[32].當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)被定義和評(píng)估時(shí),可以采取適當(dāng)?shù)拇胧⑵渥钚』痆32].一個(gè)適當(dāng)執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是確保每個(gè)相關(guān)人員和公眾得到充分保護(hù)的關(guān)鍵步驟,實(shí)驗(yàn)室的工作才能以安全可靠的方式進(jìn)行[32,55]; (4)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)在促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)交流、培訓(xùn)和信息資源共享方面體現(xiàn)著獨(dú)有的價(jià)值.實(shí)驗(yàn)室響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)旨在確保實(shí)驗(yàn)室對(duì)公共衛(wèi)生威脅作出高度優(yōu)先的有效反應(yīng),實(shí)驗(yàn)室響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)參與新出現(xiàn)的傳染病的反應(yīng)程度取決于公共衛(wèi)生威脅的規(guī)模和后果[57].如今,隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),5G通訊工程、遠(yuǎn)程操控以及人工智能等為生物安全實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)措施的發(fā)展提供了新穎的途徑,可以大大降低實(shí)驗(yàn)室人員暴露在未知病原體下的風(fēng)險(xiǎn); (5)前線醫(yī)院以及生物安全實(shí)驗(yàn)室在疫情應(yīng)對(duì)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室、臨床和公共衛(wèi)生相互結(jié)合起來(lái)[58].《全球衛(wèi)生安全議程》呼吁結(jié)束孤立思維,鼓勵(lì)采用綜合衛(wèi)生安全方法[19].需要在全球范圍內(nèi),特別是在低資源環(huán)境下,建立創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)室能力,并確保生物材料的安全處理[19].

6 結(jié)論

面對(duì)新發(fā)傳染病的檢測(cè)和研究,保護(hù)實(shí)驗(yàn)室工作人員的安全、避免危險(xiǎn)生物因子泄漏導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)室獲得性感染和環(huán)境污染、獲得準(zhǔn)確的研究結(jié)果是實(shí)驗(yàn)室生物安全管理的最重要目標(biāo).隨著人類活動(dòng)對(duì)野生動(dòng)物生存環(huán)境的破壞以及生物危險(xiǎn)因子的不斷變異,未來(lái)也許依然會(huì)有新發(fā)傳染病的爆發(fā),實(shí)驗(yàn)室生物安全仍然面臨著諸多挑戰(zhàn),各國(guó)政府和衛(wèi)生行政部門應(yīng)該高度重視生物安全問(wèn)題,不斷更新和完善生物安全實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化管理體系,使生物安全管理更加規(guī)范化.而對(duì)于病原體的泄露最重要的還是人為因素,要增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)人員的安全意識(shí)、規(guī)范實(shí)驗(yàn)人員的行為,以逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)水平的提升.此外,要充分利用新型科技手段,不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)施設(shè)備,利用科學(xué)技術(shù)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)的發(fā)展.公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)應(yīng)該積極開(kāi)展管理指標(biāo)體系的研究以及生物安全信息化管理的創(chuàng)新型設(shè)計(jì),應(yīng)用新技術(shù)、新手段積極探索.這些將在新發(fā)傳染病爆發(fā)時(shí),為生物安全管理帶來(lái)嶄新的工作模式,有效促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)的發(fā)展.