實驗室生物安全概論王健偉.ppt

1、實驗室生物安全概論,王健偉 中國醫(yī)學科學院病原生物學研究所,主要內容,實驗室生物危害 生物安全實驗室的發(fā)展概況和我國現(xiàn)狀 生物安全實驗室與生物安全防護 生物安全管理制度的有關原則,實驗室生物安全（laboratory biosafety）,是指在從事病原微生物實驗活動的實驗室中避免病原微生物對工作人員和相關人員的危害，對環(huán)境的污染和對公眾的傷害，為了保證試驗研究的科學性還要保護被試驗因子免受污染。,生物危險,感染性的致病因子，無論是直接感染，還是間接地散播到環(huán)境中去，對人類、動物或植物都是一個現(xiàn)實的或潛在的危險。,Animals,Humans,Plants,實驗室生物安全,操作者,操作對象,環(huán)

2、境,一、實驗室生物危害,過去發(fā)生的實驗室相關感染的比較,19791999年間實驗室相關感染（LAI）的統(tǒng)計,實驗室主要生物危害,還有許多不明原因的實驗室相關感染,健康工作者HIV感染的職業(yè)危險,暴露類型 經皮 粘膜 經皮和粘膜 未知 皮膚,報告數(shù)量（截至99年6月） 47 5 2 1 0,單次HIV暴露的危險性（） 0.3 0.03 0.03,美國CDC,HBV、HCV和HIV職業(yè)感染的相對危險性,病毒 HBV HCV HIV,健康工作者的血清陽轉率（%） 335 128 0.120.4,每ml血中病毒顆粒數(shù) 102108 10106 10103,針頭刺傷的傳播概率 630 0.7510 00

3、.3,美國CDC，1994,Pike等對3 921例實驗室相關感染統(tǒng)計分析結果發(fā)現(xiàn)，已知原因的實驗室感染只占全部感染的18，不明原因的實驗室感染卻高達82。 對不明原因的實驗室感染的研究表明，大多數(shù)可能是病原微生物形成的感染性氣溶膠在空氣擴散，實驗室內工作人員吸入了污染的空氣感染發(fā)病的。,氣溶膠的特點,生物氣溶膠無色無味、無孔不入，不易發(fā)現(xiàn)，實驗人員在自然呼吸中不知不覺吸入而造成感染。若治療控制不及時會造成嚴重后果。 與其疾病自然感染相比，有些微生物氣溶膠感染的癥狀不典型，病程復雜，難以及時診治，影響預后。 有些氣溶膠感染只有呼吸道粘膜免疫才有預防作用，非呼吸道免疫途徑預防作用效果欠佳。現(xiàn)有常

4、規(guī)疫苗的預防效果不理想，如肺炭疽。 呼吸道傳播的傳染病的微生物特別是高致病性病毒常常發(fā)生變異，尤其是其抗原性、致病性都可能發(fā)生改變，在空氣中存活力增強。 氣溶膠傳播容易發(fā)生病原體在人與人、人與動物、動物與動物之間的傳播。 可以遠距離或較遠距離傳播，這是其與其他傳播途徑的顯著區(qū)別，也是氣溶膠傳播難以預防的另一重要原因。,實驗室微生物氣溶膠的種類,飛沫核氣溶膠 粉塵氣溶膠,兩類微生物氣溶膠對實驗室工作人員都具有嚴重的危害性，其程度取決于微生物本身的毒力、氣溶膠的濃度、氣溶膠粒子大小、以及當時實驗室內的微小氣候條件。 研究發(fā)現(xiàn)，粒徑100m的飛沫沉降很快，而粒徑5m的飛沫核能夠被呼吸道的粘膜捕獲。,

5、可產生各種嚴重程度微生物氣溶膠的實驗室操作,產生微生物氣溶膠的其它因素,另外，一些在自然環(huán)境中可以繁殖的微生物，一旦進入實驗室的空調或通風系統(tǒng)，污染了空調的冷卻水，則可以形成更廣泛的微生物氣溶膠污染。 除了實驗室操作可以產生微生物氣溶膠外，患有呼吸道傳染病或皮毛上染有病原微生物的實驗動物也可以產生微生物氣溶膠。 微生物氣溶膠在一個實驗室內產生后，還可以通過氣流轉移到同一建筑物的其他地方，甚至污染整個建筑物的空氣。,保證實驗室生物安全的措施,強化工作和管理人員生物安全意識； 建立規(guī)范化、法制化和日?；墓芾眢w系； 加強培訓和考核； 配備必要的物理、生物防護設施、設備； 掌握規(guī)范的微生物操作技術和

6、方法，等等,二、生物安全實驗室的發(fā)展概況和我國現(xiàn)狀,Laboratory Biosafety Manual, 3rd edition - lab commissioning and certification - lab biosecurity concepts,Biosafety: To promote the use of safe practices in the handling of pathogenic microorganisms in the laboratory during transportation in field investigations in manufact

7、uring facilities in health-care facilities,Laboratory Biosafe ty Manual 1st edition,1983,1993,2003,2004,WHO Laboratory Biosafety Manual,- translated into F, S, P, Ch, Ru - available on web, CD-Rom, hard copies,國際概況,在1993年由美國疾病預防控制中心/國立衛(wèi)生研究院（CDC/NIH）發(fā)布了 Biosafety in the Microbiological and Biomedical

8、 Laboratories Manual, 3th edition CDC/NIH） 1999年發(fā)布了第4版，目前已被國際公認為“金標準”。,國內概況,1980年代進口少數(shù)BSL-3實驗室 20世紀80年代我國自己研制第一個國產三級生物安全防護水平（biosafety level 3, BSL-3）實驗室誕生 建造了一批此種防護水平或接近BSL-3水平的生物安全實驗室。 2003年頒布了微生物和生物醫(yī)學實驗室生物安全通用準則（WS 2332002），這是一個開創(chuàng)性工作。 2003年獸醫(yī)實驗室生物安全通用標準并已頒布實施。,國內概況,2003年8月開始起草，實驗室生物安全通用要求GB19489-

9、2004。2004年5月中華人民共和國質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和中華人民共和國標準化管理委員會正式頒布了該標準。 2004年9月1日中華人民共和國建設部與國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局又聯(lián)合發(fā)布了生物安全實驗室建設技術規(guī)范(GB50346-2004）,國內概況,2004年11月12日，由溫家寶總理簽發(fā)中華人民共和國國務院令(第424號)公布施行病原微生物實驗室生物安全管理條例（簡稱條例）。該條例規(guī)定了在病原微生物實驗活動中保護實驗人員和公眾健康的宗旨，從而使我國病原微生物實驗室的管理工作步入法制化管理軌道。不言而喻，條例對我國防生物威脅和處理突發(fā)衛(wèi)生事件的建設具有現(xiàn)實的和深遠的意義。,國內概況,可感染人

10、類的高致病性病原微生物菌（毒）種或樣本運輸管理規(guī)定（中華人民共和國衛(wèi)生部令第45號）, 2005年12月28日頒布； 人間傳染的病原微生物名錄（衛(wèi)科教發(fā)2006 15號），2006年1月11日 人間傳染的高致病性病原微生物實驗室生物安全管理審批辦法（中華人民共和國衛(wèi)生部令第50號） 2006年8月,三、病原微生物危害程度分類,第八條 人間傳染的病原微生物名錄由國務院衛(wèi)生主管部門商國務院有關部門后制定、調整并予以公布；動物間傳染的病原微生物名錄由國務院獸醫(yī)主管部門商國務院有關部門后制定、調整并予以公布。,病原微生物實驗室生物安全管理條例,病原微生物實驗室生物安全管理條例,第七條 國家根據(jù)病原微生

11、物的傳染性、感染后對個體或者群體的危害程度，將病原微生物分為四類： 第一類病原微生物，是指能夠引起人類或者動物非常嚴重疾病的微生物，以及我國尚未發(fā)現(xiàn)或者已經宣布消滅的微生物。 第二類病原微生物，是指能夠引起人類或者動物嚴重疾病，比較容易直接或者間接在人與人、動物與人、動物與動物間傳播的微生物。 第三類病原微生物，是指能夠引起人類或者動物疾病，但一般情況下對人、動物或者環(huán)境不構成嚴重危害，傳播風險有限，實驗室感染后很少引起嚴重疾病，并且具備有效治療和預防措施的微生物。 第四類病原微生物，是指在通常情況下不會引起人類或者動物疾病的微生物。 第一類、第二類病原微生物統(tǒng)稱為高致病性病原微生物。,4 生

12、物危害評估 當實驗室活動涉及傳染或潛在傳染性生物因子時，應進行危害程度評估。危害程度評估應至少包括下列內容：生物因子的種類（已知的、未知的、基因修飾的或未知傳染性的生物材料）、來源、傳染性、致病性、傳播途徑、在環(huán)境中的穩(wěn)定性、感染劑量、濃度、動物實驗數(shù)據(jù)、預防和治療。 危害程度評估應由適當?shù)挠薪涷灥膶I(yè)人員進行。,中華人民共和國國家標準（GB19489-2004） 實驗室生物安全通用要求,根據(jù)條例的有關要求，為規(guī)范人間傳染的病原微生物的實驗操作，確保實驗室生物安全，衛(wèi)生部組織制訂了人間傳染的病原微生物名錄，已于2006年1月11日下發(fā)。,涉及病原微生物,法定報告?zhèn)魅静∷婕暗牟≡⑸?法定報

13、告?zhèn)魅静∫酝獬Ｒ妭魅静〔≡⑸?國外新發(fā)現(xiàn)和已消滅傳染病病原微生物,病毒 細菌 放線菌 衣原體 支原體 立克次體 螺旋體 真菌,有關說明,國外新發(fā)現(xiàn)（我國尚未發(fā)現(xiàn)）傳染病病原體的操作級別完全按照國外同類標準 非法定傳染病病原微生物的操作級別主要參照國際相關標準 本規(guī)定中所指的操作級別主要指野生型病原微生物，重組體另加說明,名錄的結構,共3個表格： 表1 病毒（附朊病毒） 表2 細菌、放線菌、衣原體、支原體、立克次體、螺旋體 表3 真菌 每個表格后面有說明和注釋，使用前應仔細閱讀,病毒培養(yǎng)：指病毒的分離、培養(yǎng)、滴定、中和試驗、活病毒及其蛋白純化、病毒凍干以及產生活病毒的重組試驗等操作。利用活病

14、毒或其感染細胞（或細胞提取物），不經滅活進行的生化分析、血清學檢測、免疫學檢測等操作視同病毒培養(yǎng)。使用病毒培養(yǎng)物提取核酸，裂解劑或滅活劑的加入必須在與病毒培養(yǎng)等同級別的實驗室和防護條件下進行，裂解劑或滅活劑加入后可比照未經培養(yǎng)的感染性材料的防護等級進行操作。 動物感染實驗：指以活病原微生物感染動物的實驗。,有關說明,未經培養(yǎng)的感染性材料的操作：指未經培養(yǎng)的感染性材料在采用可靠的方法滅活前進行的病毒抗原檢測、血清學檢測、核酸檢測、生化分析等操作。 滅活材料的操作：指感染性材料或活病毒在采用可靠的方法滅活后進行的病毒抗原檢測、血清學檢測、核酸檢測、生化分析、分子生物學實驗等不含致病性活病毒的操作。

15、 無感染性材料的操作：指針對確認無感染性的材料的各種操作，包括但不限于無感染性的病毒DNA或cDNA操作。,脊髓灰質炎病毒 這里只是列出一般指導性原則。目前對于脊髓灰質炎病毒野毒株的操作應遵從衛(wèi)生部有關規(guī)定。對于疫苗株按3類病原微生物的防護要求進行操作，病毒培養(yǎng)的防護條件為BSL-2, 動物感染為ABSL-2, 未經培養(yǎng)的感染性材料的操作在BSL-2，滅活和無感染性材料的操作均為BSL-1。疫苗衍生毒株（VDPV）病毒培養(yǎng)的防護條件為BSL-2, 動物感染為ABSL-3, 未經培養(yǎng)的感染性材料的操作在BSL-2，滅活和無感染性材料的操作均為BSL-1。上述指導原則會隨著全球消滅脊髓灰質炎病毒的

16、進展狀況而有所改變，新的指導原則按新規(guī)定執(zhí)行。,在保證安全的前提下，對臨床和現(xiàn)場的未知樣本檢測操作可在BSL-2或以上防護級別的實驗室進行，涉及病毒分離培養(yǎng)的操作，應加強個體防護和環(huán)境保護。要密切注意流行病學動態(tài)和臨床表現(xiàn)，判斷是否存在高致病性病原體，若判定為疑似高致病性病原體，應在相應生物安全級別的實驗室開展工作。,對未知樣本的操作,本表未列出之病毒和實驗活動，由各單位的生物安全委員會負責危害程度評估，確定相應的生物安全防護級別。如涉及高致病性病毒及其相關實驗的應經國家病原微生物實驗室生物安全專家委員會論證。,未列出的病原微生物,在衛(wèi)生部發(fā)布有關的管理規(guī)定之前，對于人類病毒的重組體（包括對病

17、毒的基因缺失、插入、突變等修飾以及將病毒作為外源基因的表達載體）暫時遵循以下原則： （1）嚴禁兩個不同病原體之間進行完整基因組的重組； （2）對于對人類致病的病毒，如存在疫苗株，只允許用疫苗株為外源基因表達載體，如脊髓灰質炎病毒、麻疹病毒、乙型腦炎病毒等； （3）對于一般情況下即具有復制能力的重組活病毒，其操作時的防護條件應不低于其母本病毒；對于條件復制型或復制缺陷型病毒可降低防護條件，但不得低于BSL-2的防護條件，例如來源于HIV的慢病毒載體，為雙基因缺失載體，可在BSL-2實驗室操作；,使用人類病原微生物的重組體,（4）對于病毒作為表達載體，其防護水平總體上應根據(jù)其母本病毒的危害等級及防

18、護要求進行操作，但是將高致病性病毒的基因重組入具有復制能力的同科低致病性病毒載體時，原則上應根據(jù)高致病性病原體的危害等級和防護條件進行操作，在證明重組體無危害后，可視情降低防護等級； （5）對于復制型重組病毒的制作事先要進行危險性評估，并得到所在單位生物安全委員會批準。對于高致病性病原體重組體或有可能制造出高致病性病原體的操作應經國家病原微生物實驗室生物安全專家委員會論證。,國家正式批準的生物制品疫苗生產用減毒、弱毒毒種的分類地位另行規(guī)定。,生物制品用菌毒種,朊病毒（Prion）,大量活菌操作：實驗操作涉及“大量”病原菌的制備，或易產生氣溶膠的實驗操作（如病原菌離心、凍干等）?！按罅俊钡牟≡苽?，是指病原菌的體積或濃度，大大超過了常規(guī)檢測所需要的量。比如在大規(guī)模發(fā)酵、抗原和疫苗生產，病原菌進一步鑒定以及科研活動中，病原菌增殖和濃縮所需要處理的劑量。 樣本檢測：包括樣本的病原菌分離純化、藥物敏感性實驗、生化鑒定、免疫學實驗、PCR核酸提取、涂片、顯微觀察等初步檢測活動。 霍亂弧菌：因屬甲類傳染病，流行株按第二類管理，涉及大量活菌培養(yǎng)等工作可在BSL-2實驗室進行；非流行株歸第三類。,有關細菌、真菌實驗活動的說明,名錄只是一種指南，謹供參考，是最基本的要求，不可能涵蓋所有的實驗活動。各單位應根據(jù)實驗活動的具體情況，對實驗活動的危害進行再評估和實時評估