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ABSL-3设施高传染性药物动物实验的生物安全和数据质量考虑

2020年01月19日 浏览量: 评论(0) 来源:Journal of Biosafety and Biosecurity Volume 1, Issue 1, March 2019, Pages 50-55 作者:李晓菲译 责任编辑:admin
摘要:动物模型是研究严重传染病的关键,对确定其发病机制、研制疫苗和药物具有重要意义。涉及SARS CoV,HIV,M.tb,H7N9和Brucella等3级风险药物的动物实验必须在动物生物安全三级设施(ABSL-3)中进行。由于体内操作,ABSL-3设施的生物安全风险高于BSL-3设施的生物安全风险。毫无疑问,必须加强管理,以确保ABSL-3设施的生物安全。同时,我们不能忽视在ABSL-3实验室进行的动物实验所获得的可靠的科学结果。研究提高科学数据质量的整体生物安全概念具有重要的现实意义。结合国内外相关文献,指出了影响ABSL-3实验室动物实验结果的主要安全问题和影响因素。基于这些问题,提出了在ABSL-3设施中进行动物实验的管理措施,既考虑到生物安全,又考虑到科学可靠的数据。
摘要:动物模型是研究严重传染病的关键,对确定其发病机制、研制疫苗和药物具有重要意义。涉及SARS CoV,HIV,M.tb,H7N9和Brucella等3级风险药物的动物实验必须在动物生物安全三级设施(ABSL-3)中进行。由于体内操作,ABSL-3设施的生物安全风险高于BSL-3设施的生物安全风险。毫无疑问,必须加强管理,以确保ABSL-3设施的生物安全。同时,我们不能忽视在ABSL-3实验室进行的动物实验所获得的可靠的科学结果。研究提高科学数据质量的整体生物安全概念具有重要的现实意义。结合国内外相关文献,指出了影响ABSL-3实验室动物实验结果的主要安全问题和影响因素。基于这些问题,提出了在ABSL-3设施中进行动物实验的管理措施,既考虑到生物安全,又考虑到科学可靠的数据。
 
关键词:ABSL-3  动物实验  生物安全  科学合理的数据质量  管理
 
简介:动物模型是研究严重传染病的关键,对确定疾病的发病机制、研制疫苗和药物具有重要意义。严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、结核分枝杆菌(M.tb)、H7N9流感病毒和布鲁氏菌,可导致严重或致命的人类疾病,并对公共健康造成重大危害。涉及这些高传染性病原体的动物实验需要在ABSL-3设施中进行。毫无疑问,确保生物安全是ABSL-3设施动物实验管理的最高优先事项。同时,我们不能忽视在ABSL-3实验室进行的动物实验的科学价值。因此,研究从生物安全的前提下考虑数据质量的动物实验管理实践要点具有重要意义。
 
生物安全概念:ABSL-3的动物实验管理的目标是保证可靠的动物实验数据(科学可靠的数据),同时确保安全。这一目标有两层含义:一是“生物安全第一”,即以确保实验中人员、环境和动物的安全为首要考虑。二是“科学可靠的数据质量”,保证科研数据的完整性和可靠性,并确保基于安全性达到科学研究目标。“生物安全”和“科学可靠数据的质量”这两个要素都应予以考虑。因此,我们需要首先建立一个确保动物实验安全的整体生物安全观,然后优化动物护理和研究程序,从动物实验中获得可靠的、科学可靠的数据。总体生物安全概念需要遵循以下原则:
 
生物安全与动物福利相结合:动物福利与科学质量密切相关,良好的动物福利条件有利于科学数据的可靠性。实验动物福利要求动物在达到研究目的的同时,根据自身的性质提供生活条件,尽可能减轻实验中的动物应激和疼痛,从而保持身心健康。减轻动物的应激和疼痛可以减少攻击性,减少气溶胶污染以及动物的抓伤和咬伤,使工作人员更安全。当它们的生理和心理健康得到维持时,会尽量减少对环境和操作的应激反应。因此,它们具有更稳定的生理生化指标,动物实验结果更可靠。
 
生物安全与实验操作相结合:非人灵长类动物(NHP)是ABSL-3实验室人类病原体感染实验中最有用的实验动物之一。然而,与一般商业化的小鼠生物隔离笼(IVC)不同,NHP动物笼有时需要根据实验要求定制。在考虑生物安全的前提下,应根据动物福利和操作方便的要求,设计定制化的NHP笼。动物生物隔离笼使动物难以照料和处理,不适用。个人防护设备(PPE)是保护工作人员的主要屏障。在ABSL-3设施内穿戴的PPE可能会限制工人的视力并降低触觉。. 这些限制降低了工作人员的准确性。因此,当工人使用针头和其他锋利的工具进行手术时,他们受伤的机会增加了。因此,应根据个人防护用品的具体要求,优化标准操作程序(sop)和培训计划,提高操作的准确性和稳定性,确保“生物安全”和“科学合理的数据质量”。以下是影响ABSL-3动物实验结果的主要安全问题和因素。在此基础上,提出了管理实践要点。
 
ABSL-3设施内的主要安全问题:实验动物的安全问题:当笼盖或笼门锁不好时,感染性动物可能会逃跑,对人类和环境造成潜在危害。人畜共患病:动物体内携带的人畜共患传染病病原体对工人有潜在危害。例如,B型疱疹病毒通常携带在猕猴体内,感染的动物没有症状。然而,B型疱疹病毒对人类是致命的。动物的抓挠、咬和踢:如果动物没有使用止痛剂或麻醉剂充分镇静,一些侵入性手术很容易引起过度反应。工人们会被受感染的动物抓伤和咬伤。进入房间时,工作人员可能会侵入动物的安全“飞行距离”,并使动物感到被困而无法逃生,尤其是在ABSL-3密闭空间内。 在这种情况下,动物可能会表现出攻击性行为,例如咬人,抓挠和踢向人员。
 
病原微生物的安全问题:传染性气溶胶:在处理动物、更换笼子、倾倒垫料等过程中,容易从受感染的动物皮、毛皮和床上用品中产生传染性气溶胶。这些传染性气溶胶对工人和环境有潜在的危害。锐器伤害:针头、刀和剪刀等锋利的器械通常用于动物手术,包括但不限于采血、取样、活体检测、活检、麻醉、安乐死和尸检。工人可能会被污染的锋利物伤害并接触病原体。活体实验和尸检的感染性材料:在活体实验和尸检期间,工人可能接触到动物传染物质,如血液、尿液、粪便、鼻咽拭子、含有细菌或病毒的样本、体液和受感染动物的器官。这些传染性物质对工人和环境有潜在危害。动物垫料、含病原体的培养基和受感染动物的尸体等废物极有可能使人员和环境暴露于致病微生物之下。
 
感染性物质溢出和飞溅:当实验室工作人员在工作台或地面上不慎发生泄漏或溅落时,感染性物质会对人员和环境造成生物安全危害。传染病样本运输:从受感染动物身上采集的一些样本可在ABSL-3中进行评估,其他样本则需要从ABSL-3中转移出来进行检测。未能安全地将样本从ABSL-3中转移出来,对人员和环境都构成潜在危害。在ABSL-3内的房间之间转移动物:受感染的动物有时需要从动物室转移到ABSL-3内的特定手术室或尸检室进行相关的活体检查或尸检。在动物运输过程中,人员和环境可能会接触到病原体。人身安全问题:在某些实验中,可以在ABSL-3装置内设置特殊设备,如X射线、PET/CT或核磁共振装置。这种设备会产生电离或放射性辐射,我们不能忽视相关的物理安全问题。电离辐射损伤:X射线、CT和其他成像设备用于在动物实验期间提供活体成像数据。例如,在研究SARS-CoV的猴模型中,胸部X射线和CT扫描都可以提供肺部病变的图像。暴露在成像设备X射线下的工人可能有皮肤、造血和肠道损伤的危险。
 
放射性危害:PET/CT扫描作为一种生物和分子成像方法,可以无创、定量、动态地监测体内标记化合物、特定器官或病变组织的功能信息以及动物体内的生物和生化变化。正是由于这些优点,PET/CT成像在传染病动物研究中的应用越来越广泛。然而,这些动物需要注射一种PET/CT扫描用的放射性标记示踪剂。因此,动物的垫料、排泄物和尸体可能含有放射性物质。这些材料对人员和环境都有风险。
 
麻醉问题:麻醉剂常用于动物实验。麻醉剂也对人体健康有害。异氟醚作为一种吸入麻醉剂,由于其优良的麻醉质量,在动物实验中得到了广泛的应用。但是,如果工人接触到废弃的麻醉气体,可能会导致健康问题。设施和设备不足引起的安全问题:主要屏障包括实验室安全设备,如生物安全柜(BSC)、动物隔离器和个人防护设备(PPE)。工作人员受到病原体、传染性物质和受感染动物的主要屏障的保护或隔离。
 
影响动物实验结果的因素:动物本身:不同动物在解剖学和病理生理学上有不同的特点。不同物种对测试材料的反应不同。动物的性别、年龄、体重和生理健康状况也会影响实验结果。健康的实验动物比不健康的动物对各种刺激有更好的耐受性。动物饲养环境与营养因素:动物饲养环境因素包括温度、湿度、换气率、空气洁净度、光照、噪声等对实验动物的健康有影响。如果参与实验的动物营养不良,结果将是不可靠的。涉及实验动物的工人熟练程度和技术程序。
 
ABSL-3动物实验管理实践的关键要素:项目组成员的培训和经验;工人的健康和安全;动物尸体及废物的处置;实验室管理实践;从合格的实验动物供应商处采购健康的实验动物;设置实验动物的检疫和驯化期;实验动物科学护理;防止受感染的动物逃逸;设置防止野生鼠害进入设施的装置;
 
安全管理实践:病原微生物安全管理;人员出入管理;防止感染性气溶胶;锋利物的安全使用;避免被动物咬伤或抓伤;为涉及高传染性药物的动物实验制定良好的标准操作规程;废物的安全处置;应急事故响应;化学品安全管理规程;物理危害安全管理规程;设施设备管理;人员培训。
 
结论:ABSL-3实验室的管理目标是确保高传染性药物动物实验的安全性,获得高质量的实验数据。为了实现这一目标,我们需要建立一个全面的生物安全概念,其中既有对安全(工作人员、环境)的全面考虑,也有对数据质量的全面考虑。这两个方面对于在ABSL-3上成功实施动物实验至关重要。要采取综合措施,做好AUP评审、实验动物管理、实验室安全管理、设施设备管理、人员培训等工作。这些措施既能保证ABSL-3的安全性,又能保证科学的动物实验结果。
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