周怡璇 李若楠 張偉 劉星劼

（濱州醫(yī)學(xué)院醫(yī)藥研究中心，山東煙臺 264000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家對生命科學(xué)科研事業(yè)也越來越重視，各大高校對高級別實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)用和需求日益增多。無特定病原體（Specific pathogen Free，SPF）動(dòng)物不攜帶潛在感染或條件致病菌，能夠保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性和可靠性，已經(jīng)成為生命科學(xué)研究中被廣泛認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[1]。而這些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物必須飼養(yǎng)于SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，因此，SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理已成為反映醫(yī)學(xué)院?？蒲兴降闹匾獦?biāo)志之一[2]。但SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行時(shí)間長且對管理與維護(hù)要求較高，難以避免在運(yùn)行過程中發(fā)生緊急安全事件，因此制定合理有效的應(yīng)急管理預(yù)案顯得格外重要。該文將從本校SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室正式運(yùn)行以來遇到的突發(fā)情況進(jìn)行總結(jié)，并對其中典型事件進(jìn)行分析，對實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)急管理措施進(jìn)行深度討論。

1 突發(fā)停電及停水對屏障安全的考驗(yàn)

SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的飼養(yǎng)環(huán)境為屏障環(huán)境，即使用萬級無菌潔凈室作為飼養(yǎng)室，入室施行嚴(yán)格管理，如消毒、淋浴、更換衣物等[3]。實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行依賴著室內(nèi)的各種設(shè)備，包括空調(diào)系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、滅菌系統(tǒng)及其他實(shí)驗(yàn)儀器等，這些設(shè)備均在通電的情況下才能正常使用，因此突發(fā)停電及停水對設(shè)備的使用及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境影響巨大。

1.1 對空調(diào)系統(tǒng)的影響及相應(yīng)措施

本校SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室使用的是全新風(fēng)空調(diào)，配備獨(dú)立的空調(diào)控制系統(tǒng)。空調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是維持SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫濕度正常的核心要素，也是保持設(shè)施內(nèi)潔凈程度的基本條件[4]。室外空氣經(jīng)過初效、中效及高效三級過濾裝置過濾后進(jìn)入屏障環(huán)境內(nèi)，室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生的污濁氣體將會(huì)通過空調(diào)的排風(fēng)口經(jīng)排風(fēng)管道排到室外，在維持室內(nèi)均一空氣介質(zhì)的同時(shí)保證室內(nèi)環(huán)境的萬級潔凈度[5]。如果遭遇突發(fā)停電或停水導(dǎo)致新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行時(shí)，若無相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案則可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)屏障環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重威脅到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生命安全以及科研人員實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。

若遇到突發(fā)停電的情況，可以根據(jù)季節(jié)溫度不同采取不同應(yīng)急措施。若在夏季遇到突發(fā)停電時(shí)，不需要調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)在短時(shí)間內(nèi)可維持相對適宜的溫度與濕度。若在冬季遇到突發(fā)停電時(shí)，當(dāng)室外最低溫度在零度以上且為短時(shí)間停電時(shí)（1h 內(nèi)），同樣無需調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)；但當(dāng)室外溫度在零度以下且停電時(shí)間較長時(shí)，需關(guān)掉樓頂?shù)难a(bǔ)水箱閥門，同時(shí)打開空調(diào)主管泄水閥門、水泵泄水孔以及風(fēng)冷模塊機(jī)組的泄水閥門，排掉所有管路水源，避免因溫度過低導(dǎo)致設(shè)備凍壞。在來電時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉所有泄水閥門并打開補(bǔ)水箱閥門，使管道水注滿并打開循環(huán)水泵，再重新啟動(dòng)空調(diào)。

若遇到突發(fā)停水的情況，因空調(diào)機(jī)房內(nèi)有補(bǔ)水箱可以儲(chǔ)存部分水源，故短時(shí)間的停水對于空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行無大礙。但在缺水的情況下，表冷器等配件的溫度調(diào)節(jié)功能可能因缺水出現(xiàn)異常，因此在夏季較長時(shí)間缺水可能會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)溫度明顯升高。

同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)因突發(fā)停電、停水或其他故障而不再運(yùn)行時(shí)，屏障環(huán)境內(nèi)各房間的壓差也無法再保持。因此不建議外部人員再進(jìn)入屏障環(huán)境內(nèi)，而屏障環(huán)境內(nèi)的門禁系統(tǒng)隨即失效，實(shí)驗(yàn)人員可以選擇立即離開，也可以選擇留在原處等供電恢復(fù)，但不應(yīng)頻繁開啟屏障環(huán)境內(nèi)部各房間的門，防止各房間之間的交叉污染。

1.2 對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物純水儀的影響及相應(yīng)措施

本實(shí)驗(yàn)室使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物純水儀為MN-100J 型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飲水機(jī)，采用三級過濾系統(tǒng)納濾膜滲透系統(tǒng)以及內(nèi)置的紫外殺菌裝置，能有效去除動(dòng)物飲用水中的氟、砷以及含毒性有機(jī)物等有害物質(zhì)，并可有效殺滅水中可能存在的致病的微生物，保證了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飲水符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求[6]。

在突發(fā)停電或停水時(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物純水儀均無法繼續(xù)使用，所以實(shí)驗(yàn)室應(yīng)提前準(zhǔn)備適量的、符合標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。經(jīng)過純水儀處理的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飲用水在儲(chǔ)存一周的情況下是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的，因此建議定期更換儲(chǔ)存飲用水[7]。

1.3 對滅菌設(shè)備的影響及相應(yīng)措施

外環(huán)境中的一切物品進(jìn)入屏障環(huán)境內(nèi)都需要經(jīng)過滅菌處理，一般來說有兩種方式，分別是通過紫外傳遞窗的輻照滅菌以及通過脈動(dòng)真空滅菌器的高溫高壓滅菌。突發(fā)停水不影響紫外傳遞窗滅菌，但當(dāng)突發(fā)停電時(shí)兩種滅菌方式均無法正常使用。

因此，如果在使用過程中遇到突發(fā)停電或停水，應(yīng)關(guān)閉電閘、保持傳遞窗或滅菌器的門為關(guān)閉狀態(tài)，等恢復(fù)供電后再重新滅菌。

1.4 對其他設(shè)備的影響及相應(yīng)措施

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的其他設(shè)備包括大小鼠獨(dú)立通風(fēng)籠具（Individual Ventilated Cages，IVC）、超凈工作臺、顯微鏡、離心機(jī)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備也會(huì)因突發(fā)停電而受到影響或是無法使用。

其中大小鼠IVC 在一般情況均內(nèi)置蓄電池，在停電后自動(dòng)切換至電池供電狀態(tài)，可維持約8～24h 的儀器運(yùn)行，因此，短時(shí)停電對其籠具內(nèi)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生存無太大影響。

由此可見，短時(shí)間的停水、停電，部分設(shè)備可以采用相應(yīng)應(yīng)急措施，以減輕對設(shè)備的損害，并維持室內(nèi)環(huán)境的潔凈及穩(wěn)定。長時(shí)間的停水及停電將對實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，需要聯(lián)系相關(guān)單位盡快供水供電，或啟用備用小型發(fā)電機(jī)和備用水箱以維持實(shí)驗(yàn)室供水供電正常。

2 極端天氣對空調(diào)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

通過對氣候觀測數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，近幾十年間在中國境內(nèi)的極端天氣顯著增多[8]。極端天氣包括極寒、極熱以及極端降水等情況，主要影響的是室外環(huán)境，尤其對空調(diào)系統(tǒng)外機(jī)設(shè)備以及空調(diào)機(jī)房內(nèi)附屬設(shè)備影響較大，對室內(nèi)設(shè)備的影響因素較少。

2.1 極寒天氣對空調(diào)系統(tǒng)的影響及相應(yīng)措施

即使在“全球氣候變暖” 這一大趨勢下，實(shí)證事例表明仍有部分地區(qū)出現(xiàn)了“極寒天氣現(xiàn)象”[9]，尤其是近幾年的寒潮，往往伴隨著大風(fēng)、暴雪等災(zāi)害性天氣，對人們的生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重的影響，同時(shí)對低溫或超低溫條件下的空調(diào)機(jī)組造成了著巨大的潛在危害[10]。

該地區(qū)冬季氣溫達(dá)到零下十幾度，近年來屢次出現(xiàn)極寒天氣，因此本實(shí)驗(yàn)室非常重視空調(diào)系統(tǒng)在冬季運(yùn)行過程中可能發(fā)生的設(shè)備以及管路的凍裂事故[11]。凍裂事故主要發(fā)生在以熱水為熱媒的新風(fēng)加熱器以及熱風(fēng)幕，少部分發(fā)生在以蒸汽為熱媒的新風(fēng)加熱器，另有少部分情況發(fā)生在后盤管內(nèi)的存水排泄不盡時(shí)停止運(yùn)行表冷器[12]。本實(shí)驗(yàn)室曾發(fā)生過冬季低溫時(shí)期水泵凍裂情況，是未將輪換使用的水泵中存水及時(shí)排出而導(dǎo)致，因此冬季長期不用或輪換使用設(shè)備時(shí)，應(yīng)及時(shí)打開泄水閥門、水泵泄水閥以及制冷機(jī)組泄水閥，將管道和設(shè)備里面的水排放干凈避免凍裂管道和設(shè)備[13,14]。

2.2 極熱天氣對空調(diào)系統(tǒng)的影響及相應(yīng)措施

在溫度較高的情況下，空調(diào)系統(tǒng)的能耗將會(huì)顯著上升。

在極熱天氣時(shí)，SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室管理人員應(yīng)首先考慮到本區(qū)域供電壓力問題，預(yù)防好可能出現(xiàn)的停電或停水情況。

2.3 極端降水對空調(diào)系統(tǒng)與屏障安全的影響及相應(yīng)措施

從2012 年的7.21 北京特大暴雨災(zāi)害到2021 年的河南暴雨災(zāi)害，近年來國內(nèi)的極端降水事件不斷發(fā)生，這讓我們不得不考慮到極端降水或多降雨事件對SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室可能造成的影響。

降水過多或時(shí)間過長時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)建筑漏水情況，因此，一定要做好實(shí)驗(yàn)室防水工作。另外，濕度過大時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致空調(diào)外部設(shè)備的線路短路，工作人員應(yīng)做好設(shè)備巡檢與維保工作，一旦發(fā)生問題及時(shí)維修。

管理人員應(yīng)及時(shí)關(guān)注可能發(fā)生的極端天氣，遇到可控范圍內(nèi)的極端天氣可采取部分應(yīng)急措施，以降低對SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境的影響；若遇到較為嚴(yán)重的情況，則應(yīng)積極響應(yīng)國家及當(dāng)?shù)卣念I(lǐng)導(dǎo)，服從指揮，應(yīng)對災(zāi)情。

3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微生物污染的防控

SPF 級實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)研究使用最頻繁的動(dòng)物，因其不存在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響大的微生物而被廣泛認(rèn)可。因此，SPF 級實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的微生物質(zhì)量直接影響著相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性與準(zhǔn)確性，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量的重要評判標(biāo)準(zhǔn)之一，需要我們嚴(yán)加防控[15]。

在對我國部分廠家生產(chǎn)的商業(yè)化SPF 級小鼠的檢疫分析中，結(jié)果證實(shí)部分樣品仍可能存在病原體污染現(xiàn)象，包括呼腸孤病毒Ⅲ型（Reo-3）、小鼠肺炎病毒（PVM）和多瘤病毒（POLY）等病毒污染，以及為肺炎克雷伯桿菌、金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌等細(xì)菌污染，另有少量樣品存在寄生蟲污染[16,17]。其次，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過程中，空調(diào)系統(tǒng)過濾器未及時(shí)更換、物品滅菌不完全、飲用水不達(dá)標(biāo)、飼料或墊料不合格、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境清潔不到位、人員操作不規(guī)范或本人具有傳染性人畜共患病等均可造成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的微生物污染[18,19]。這些微生物病原體中，除條件性致病菌綠膿桿菌外，其他病原體對小鼠本身和實(shí)驗(yàn)研究均具有一定的影響。國外普遍要求排除而未在我國標(biāo)準(zhǔn)中的螺桿菌、牛棒狀桿菌、檸檬酸桿菌等微生物均可也對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康產(chǎn)生不同程度的危害，往往會(huì)產(chǎn)生體重降低、結(jié)膜充血、腫瘤等異物移植生長緩慢等現(xiàn)象[1,20,21]，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，做好實(shí)驗(yàn)動(dòng)物檢疫工作顯得尤其重要。

針對此類情況，入駐前的動(dòng)物檢疫工作至關(guān)重要，我們通常需要對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物攜帶微生物進(jìn)行檢測，并將其放在檢疫觀察室內(nèi)觀察1～2 周，均無異常后再轉(zhuǎn)入相應(yīng)飼養(yǎng)室中。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的微生物污染一旦發(fā)生就難以清除，按照《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》 應(yīng)將本室內(nèi)污染的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物全部淘汰或是重新凈化，所有的飼養(yǎng)器具及實(shí)驗(yàn)器具均需重新清理消毒，本室內(nèi)外有可能被污染的區(qū)域應(yīng)當(dāng)采取嚴(yán)格的消毒措施，且應(yīng)空置一段時(shí)間后再次啟用。而目前常用的凈化方法包括剖腹取胎技術(shù)以及胚胎移植技術(shù)，剖腹取胎技術(shù)的特點(diǎn)是相對來說簡單且有效，而胚胎移植技術(shù)更適用于基因編輯動(dòng)物的凈化[22]。但在實(shí)際情況中，部分單位并不具備大規(guī)模凈化的能力，且無法承擔(dān)全部淘汰的損失，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物表現(xiàn)基本正常的情況下也有通過藥浴達(dá)到消滅寄生蟲污染的案例，并在隨后的18 個(gè)月隨訪過程中未發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)現(xiàn)象[23]。

4 日常實(shí)驗(yàn)過程中對人員傷害防護(hù)

SPF 級實(shí)驗(yàn)動(dòng)物往往需要屏障系統(tǒng)及IVC 系統(tǒng)的雙重保險(xiǎn)，因此其生存環(huán)境相對穩(wěn)定，不但保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信性，也最大程度保障了實(shí)驗(yàn)人員的安全。但是2011 年發(fā)生的東北農(nóng)大師生在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程中感染布魯氏菌病的事件，再一次讓我們重視起動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程中的安全隱患問題[24]。

4.1 突發(fā)的物理性危害及應(yīng)對措施

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)生的物理性危害包括動(dòng)物的抓傷咬傷、銳器的割傷刺傷、不慎摔傷碰傷、放射線輻射傷以及觸電傷等，一般情況下若實(shí)驗(yàn)人員按照標(biāo)準(zhǔn)流程操作，很大程度上可以避免這些傷害。

操作人員及管理人員應(yīng)具備一定的應(yīng)急處理知識，針對不同傷害采取相應(yīng)措施。抓傷或咬傷一般是由于操作人員操作不規(guī)范或固定不當(dāng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物受到驚嚇從而被動(dòng)物攻擊。被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物抓傷或咬傷的傷口一般較小，操作人員可能會(huì)出現(xiàn)疼痛或焦慮等癥狀，如處理不當(dāng)可能存在感染的風(fēng)險(xiǎn)，因此，應(yīng)及時(shí)沖洗傷口并仔細(xì)消毒，必要時(shí)使用抗菌劑治療，并及時(shí)進(jìn)行接種破傷風(fēng)疫苗[25]。針刺傷和銳器傷一般是由于操作人員未正確取用針頭或銳器，若造成損傷的針頭或銳器已經(jīng)使用過或存在潛在感染的危害，則應(yīng)立即擠出傷口的血液，盡可能沖洗干凈、消毒包扎，及時(shí)就醫(yī)并作好跟蹤復(fù)查和治療[26]。摔傷碰傷一般是由于隔離衣腳底較滑，操作人員疾行不慎或是搬運(yùn)物品用力不當(dāng)而導(dǎo)致，實(shí)驗(yàn)室工作人員應(yīng)做好巡視工作，一旦發(fā)現(xiàn)摔傷碰傷的實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)協(xié)助其轉(zhuǎn)移至屏障環(huán)境外，盡快處理傷情。放射線輻射傷一般是由于操作人員作業(yè)期間室內(nèi)或超凈工作臺紫外燈處于開啟狀態(tài)，無防護(hù)情況下長時(shí)間的放射線輻射可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)人員頭暈、灼傷、四肢無力甚至對視力造成嚴(yán)重傷害。因此，工作人員應(yīng)做好檢查，在有人作業(yè)的情況下嚴(yán)禁開啟室內(nèi)或超凈工作臺紫外滅菌裝置[27]。觸電傷一般是由于使用潮濕電器，傷情可能較為嚴(yán)重，因此，工作人員應(yīng)嚴(yán)格檢查實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備的用電安全，并且具備相關(guān)急救知識，及時(shí)對受傷人員進(jìn)行急救處理并送至醫(yī)院進(jìn)行治療[28-30]。

4.2 突發(fā)的化學(xué)性危害應(yīng)對措施

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)生的化學(xué)性危害一般來源于化學(xué)消毒劑或是實(shí)驗(yàn)用藥劑，往往表現(xiàn)為對皮膚、眼睛、呼吸道和胃腸道的強(qiáng)烈刺激，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致灼傷。

因此使用揮發(fā)性消毒劑時(shí)不應(yīng)有人長時(shí)間處于室內(nèi)，在消毒結(jié)束后應(yīng)及時(shí)通風(fēng)；若化學(xué)消毒劑或藥劑濺射到皮膚或眼睛上時(shí)應(yīng)及時(shí)沖洗，若出現(xiàn)瘙癢或灼傷癥狀應(yīng)及時(shí)就醫(yī)[31]。

4.3 突發(fā)的生物性危害應(yīng)對措施

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)生的生物性危害一般來源于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體液、糞便或是其他分泌物及廢棄物，如果動(dòng)物本身攜帶有傳染性的病原微生物，則很有可能通過皮膚接觸或伴隨物理性傷口出現(xiàn)時(shí)的體液接觸等方式傳染給操作人員。

因此對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的定期檢疫、哨兵動(dòng)物的設(shè)置與實(shí)驗(yàn)廢棄物的正確處理十分必要[32]。一旦操作人員的手套或隔離衣發(fā)生破損導(dǎo)致與潛在感染的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分泌物或廢棄物發(fā)生直接接觸后，應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn)，充分沖洗接觸部位或傷口處，使用消毒劑消毒并及時(shí)就醫(yī)。若在隨診中發(fā)現(xiàn)疑似感染則應(yīng)對污染樣品進(jìn)行保存、檢測，同時(shí)按國家相關(guān)規(guī)定向上級主管部門報(bào)告，并及時(shí)跟進(jìn)事件進(jìn)展情況[33]。如果感染事件屬實(shí)，則應(yīng)按上文相應(yīng)措施對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行徹底的消毒滅菌。

5 小結(jié)

SPF 級實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作為生命科學(xué)及醫(yī)藥研究領(lǐng)域的重要載體，其飼養(yǎng)環(huán)境為SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的管理水平直接決定了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，及時(shí)有效地應(yīng)對實(shí)驗(yàn)室突發(fā)的緊急事件才能夠保障實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行、保證動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物從業(yè)人員的自身安全。近年來各大高校和研究機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室安全事故時(shí)有發(fā)生，國家和教育部也出臺了一系列相關(guān)政策和指導(dǎo)意見，對實(shí)驗(yàn)室的安全管理工作越來越重視。制定和實(shí)施SPF 級動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)急管理措施是實(shí)驗(yàn)室安全管理的重要保障，需要每一位實(shí)驗(yàn)動(dòng)物從業(yè)人員的重視與支持。