第一节　病原微生物实验室生物安全

学习目标

生物安全（biosafety）是指防范、处理生物因子对人体及自然环境危害的综合性措施，主要包括实验室生物安全及生物恐怖活动防范。前者涉及病原生物体实验中样本采集、运送、分离培养、鉴定或储存等过程，一旦发生污染或泄漏导致工作人员感染，进而引起环境严重危害，同时也包括对生物基因改造而由此产生的安全问题。生物恐怖主要是人为将强致病性的微生物毒株或其代谢产物进行播散，对社会公众及自然环境造成严重危害。本章主要介绍病原生物实验室生物安全。

一、病原微生物实验室生物安全相关术语

1.生物因子（biological agents）

包括一切微生物和生物活性物质。生物安全中涉及的生物因子主要是能够使人、动物或植物致病的微生物、寄生虫及其代谢产物。

2.气溶胶（aerosols）

悬浮于气体介质中的粒径0.001~100μm的固态或液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系。病原微生物实验室中，许多操作都可以产生带有微生物的气溶胶，主要包括飞沫核气溶胶和粉尘气溶胶，并随空气扩散而污染实验室空气，若工作人员吸入后可引起实验室相关感染。

实验室中可产生严重气溶胶的操作主要有：离心时离心管破裂；打开或打碎干燥菌种安瓿；搅拌后立即打开搅拌器盖；小鼠鼻内接种；注射器针尖脱落时毒液漏出；拍打工作服、隔离衣等。此外，打碎带有培养物的平皿，火焰上灼热接种环等亦可产生气溶胶。

3.高效空气过滤器（high efficiency particulate air filter, HEPA）

通常以滤除大于等于0.3μm微粒为目的，滤除效率符合相关要求的过滤器。

4.生物安全柜（biological safety cabinet, BSC）

为负压过滤排风柜。可防止操作者和环境暴露于实验过程中产生的生物气溶胶。其防护原理如下：送入安全柜工作区的空气经过HEPA滤器过滤，在安全柜内形成百级洁净度的环境，从而保护了操作对象；从安全柜排出的空气经过HEPA滤器过滤释放，以保护环境；安全柜内形成的负压和气幕可以防止气溶胶外泄，从而保护了操作者。根据正面气流速度，送风、排风方式，将生物安全柜分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级三种类型。

5.缓冲间（buffer room）

在清洁区、半污染区和污染区相邻区之间设置缓冲密闭室，具有通风系统，其两个门具有互锁功能，且不能同时处于开启状态。

二、病原微生物危害程度分类

根据病原微生物的传染性、感染后对个体或者群体的危害程度，中华人民共和国第424号国务院令《病原微生物实验室生物安全管理条例》中将病原微生物分为四类；根据卫生部制定的《人间传染的病原微生物名录》（2006年1月11日），每一类又包括若干种。

第一类病原微生物，指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。主要包括29种病毒，如克里米亚-刚果出血热病毒（新疆出血热病毒）、埃博拉病毒、马尔堡病毒、天花病毒和猴痘病毒等。

第二类病原微生物，指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。主要包括51种病毒、4种朊粒、10种原核细胞型微生物和4种真菌。如病毒中的口蹄疫病毒、汉坦病毒、高致病性禽流感病毒、艾滋病病毒、SARS冠状病毒等；细菌中的炭疽芽胞杆菌、布鲁菌、土拉弗朗西斯菌、牛型分枝杆菌、结核分枝杆菌、立克次体、鼠疫耶尔森菌、霍乱弧菌等；真菌中的粗球孢子菌等。

第三类病原微生物，指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。对人类致病的常见微生物主要属于第三类微生物，如乙型肝炎病毒、单纯疱疹病毒、脑膜炎奈瑟菌、金黄色葡萄球菌、志贺菌等。

第四类病原微生物，指在通常情况下不会引起人类或者动物疾病的微生物。

第一类、第二类病原微生物统称为高致病性病原微生物（highly pathogenic microorganism）。

三、病原微生物实验室生物防护分级及设备要求

要保证在教学、科研以及临床检验等过程中的生物安全工作，必须建立符合生物安全标准的实验室。根据所接触的生物病原体的危害程度，病原微生物实验室的生物安全防护水平（biosafety level，BSL）分为四级（BSL-1、BSL-2、BSL-3和BSL-4），表示仅从事体外（in vitro）操作生物因子的实验室相应生物安全防护水平。其中BSL-4的防护级别最高。

1.BSL-1实验室

普通建筑物即可，有防止节肢动物和啮齿动物进入的设计。在靠近出口处设洗手池、挂衣装置。墙壁、天花板和地面应平整、易清洁。实验室有适当的消毒设备。

2.BSL-2实验室

满足BSL-1要求。实验室门应带锁，可自动关闭并有可视窗。在实验室内应使用专门的工作服，应戴乳胶手套。配备生物安全柜、高压蒸汽灭菌器和洗眼设施。实验室出口应有在黑暗中可明确辨认的标识。

3.BSL-3实验室

在建筑物中自成隔离区或为独立建筑物。由清洁区、半污染区和污染区组成，应有备用电源。有安装独立的送排风系统以控制实验室气流方向和压力梯度，确保实验室内不出现正压和生物安全柜内气流不倒流。有符合生物安全工作要求的Ⅱ级和Ⅲ级生物安全柜。在污染区和半污染区出口处设非手动开关洗手装置。清洁区设置淋浴装置。下水直接通往独立的液体消毒系统集中收集，经有效消毒后处置。

4.BSL-4实验室

分为安全柜型、正压服型和混合型实验室。

安全柜型BSL-4实验室建造在独立建筑物内或建筑物中独立的完全隔离区域内，该建筑物远离城区。由清洁区、半污染区和安放有Ⅲ级生物安全柜的污染区组成。气流及压力梯度的要求同BSL-3实验室。

正压服型BSL-4实验室由BSL-4级实验设施、Ⅱ级生物安全柜和具有生命支持供气系统的正压防护服组成。进入污染区的工作人员应穿着正压防护服。

依照我国《病原微生物实验室生物安全管理条例》规定，BSL-1、BSL-2实验室不得从事高致病性病原微生物实验活动。BSL-3和BSL-4实验室在满足相关条件后方可从事高致病性病原微生物的实验活动。《人间传染的病原微生物名录》文件对人间传染的病原微生物的危害程度分类、从事实验活动所需生物安全实验室的级别以及运输包装的分类都做出了明确规定，在工作中需遵照执行。

在动物感染的实验研究中，以ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4表示包括从事动物在体（in vivo）操作的实验室的相应生物安全防护水平。动物实验室同时应考虑动物实验操作（如染毒、取样、动物尸体及排泄物的处置等）过程中产生的潜在生物危害的防护。应特别防范动物源性气溶胶。

在寄生虫感染的实验室诊断中，因近距离接触患者的分泌物、排泄物和血液等，也必须在相应的生物安全条件下进行。例如在对绦虫患者驱虫、对孕节和虫卵的处理、血吸虫尾蚴的动物感染、弓形虫包囊和滋养体的分离等，应严格遵循操作程序，避免实验室感染和病原体的污染。多数寄生虫病原体和血液样本的检测一般需在BSL-2级生物安全实验室内操作。

四、个人防护装备

个人防护装备用于预防在进入实验室后，可能出现的危险因素对操作者的危害，如预防气溶胶、接种意外等。主要包括：①实验室防护服。实验室应确保具备足够的有适当防护水平的清洁防护服。每隔一定时间应更换防护服以确保清洁；当防护服被危险材料污染时应立即更换；离开实验室区域之前应脱去防护服。②面部保护用具。在处理危险材料时应有许可使用的安全眼镜、面部防护罩或其他眼部和面部保护装置可供使用。③手套。实验室工作时应该有符合要求的手套。应对实验室工作人员进行使用前佩戴及使用后摘除等培训，保证所戴手套无漏损，戴好手套后可完全遮住手及腕部。在撕破、损坏或怀疑内部受污染时应更换手套，在工作完成或中止后应消毒、摘掉并安全处置。④鞋。使用皮制或合成材料的不渗液体的防滑鞋类。在从事可能出现漏出的工作时可套一次性防水鞋套。⑤呼吸防护。进行容易产生高危害气溶胶的操作时，需使用适当的个人防护装备（包括N95口罩，N98口罩，个体独立呼吸器，正压防护服等）、生物安全柜和其他物理防护设备。

五、实验室管理体系及安全工作行为

1.病原微生物实验室生物安全管理体系

包括成立生物安全委员会；明确实验室生物安全负责人及责任制，强化日常管理；做好各种材料领取、灭菌、事故等的记录和报告；做好实验室人员培训、考核；制定、完善和执行标准操作规程；制定紧急撤离行动计划并进行演练。对从事特定病原生物的人做好免疫预防接种工作和定期体检；定期开展实验室生物安全监督检查，及早发现问题并予以彻底解决。

2.安全工作行为

有良好的洗手习惯，在限制使用洗手池的地点使用乙醇做手部清洁；接触生物源性材料时做好防护工作，严格执行操作规程，使用合适合格的器械和材料。应培训实验室工作人员安全操作尖利器具及装置。禁止用手对任何利器剪、弯、折断、重新戴套或从注射器上移去针头。实验室内尽可能减少使用刀、剪等利器，尽量采用替代品；正确使用生物安全柜，防范气溶胶产生、扩散及吸入；妥善处理感染性、损伤性及化学性废弃物。

（刘　新　韩　俭）

学习小结

复习参考题