實驗室生物安全的定義(GB19489-2008,2.13):生物安全條件和狀態(tài)不低于容許水平,可避免實驗室人員、來訪人員、社區(qū)及環(huán)境受到不可接受的損害,符合相關法規(guī)、標準等對實驗室生物安全責任的要求。
涉及生物安全的實驗室活動很多,但國內外標準、手冊等文件通常所指的實驗室生物安全是指病原微生物實驗室的生物安全。符合國家生物安全法規(guī)、標準規(guī)定防護水平的實驗室被稱為“生物安全實驗室”——通過防護屏障和管理措施,達到生物安全要求的病原微生物實驗室(WS 233-2017,2.8)。
我國依法加強對病原微生物實驗室生物安全的管理,制定統(tǒng)一的實驗室生物安全標準,規(guī)定病原微生物實驗室應當符合國家生物安全標準和要求。
病原微生物實驗室從事病原微生物實驗活動,應當嚴格遵守有關國家標準和實驗室技術規(guī)范、操作規(guī)程,采取安全防范措施。
根據病原微生物的傳染性、感染后對人和動物的個體或者群體的危害程度, 我國對病原微生物實行分類管理,將病原微生物分為一類、二類、三類、四類。三類、四類病原微生物統(tǒng)稱為高致病性病原微生物。
生物安全實驗室的分級是防護水平的分級?;陲L險控制原則,我國對病原微生物實驗室實行分級管理,以保證在實驗室內從事相應風險類別病原微生物活動的安全。
根據對四類病原微生物實驗室活動的生物安全防護要求,將實驗室分為一級、二級、三級、四級。依據GB 19489,以BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4(bio-safety level,BSL)表示僅從事體外操作的實驗室的相應生物安全防護水平(一級~四級)。以ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4(animal bio-safety level,ABSL)表示包括從事動物活體操作的實驗室的相應生物安全防護水平(一級~四級)。
根據實驗活動的差異、采用的個體防護裝備和基礎隔離設施的不同,生物安全實驗室分以下情況:
從事病原微生物研究、開發(fā)與應用等活動應當在相應級別的實驗室進行。應依據國家相關主管部門發(fā)布的病原微生物分類名錄,在風險評估的基礎上,確定從事相關活動所要求的實驗室生物安全防護水平,不得降低國家規(guī)定的生物安全防護要求。
微生物的歷史遠比人類的歷史長。因此,人類從一開始就與微生物有各種生存上的關系。世界上最早的以科學研究為目的微生物實驗室大約出現在17世紀,1665年顯微鏡的發(fā)明,推動了微生物研究的加速發(fā)展。天花疫苗的研制(Edward Jenner,1798)、麻風病與桿菌的關系(Armauer Hansen,1868)、分枝桿菌的系列研究(Koch,1882)、革蘭氏染色方法(Gram,1884)、煙草花葉病毒的發(fā)現(Iwanowski,1892年)等開啟了現代微生物學研究。
從事具有感染性的病原微生物活動,感染風險不可避免。1893年法國最早報道了實驗室意外感染破傷風事件(Nicolas, 1893)。在隨后的兩次世界大戰(zhàn)中,細菌被用于武器,給人類帶來了巨大災難。
隨著微生物研究和應用的日益增加,生物安全科技同時快速發(fā)展。20世紀初期,包括緩沖間、傳遞窗、渡槽、負壓柜、手套箱、消毒設備等就開始用做防護設施設備來避免實驗室感染事件的發(fā)生,這些典型的實驗室生物安全特征在一些20世紀初期歐美國家建設的醫(yī)學研究設施、醫(yī)院中目前仍然可見。
1950年,美國公共衛(wèi)生協會和國立衛(wèi)生研究院曾對近5000家美國的實驗室感染進行調查,涉及細菌、病毒、真菌、立克次體和原生動物等70多種病原體,發(fā)現超過千例的感染案例,同時認為被記錄下來的實驗室感染案例僅有三分之一左右。
隨著生物醫(yī)學研究的迅速發(fā)展,從20世紀60年代到80年代,實驗室生物安全的理論、實踐和設施設備漸成系統(tǒng),得到了科學家的共識,并意識到生物安全保障是全球性的問題。在這種大背景下,世界衛(wèi)生組織(WHO)于1983年出版了第一版《實驗室生物安全手冊》(Laboratory Biosafety Manual,LBM),為世界各國的實驗室生物安全保障技術提供指南,包括建設技術要求、運行管理要求和微生物良好操作規(guī)范。WHO的LBM目前為第三版(2004),網上已有疑似為第四版LBM的版本。
我國的實驗室生物安全同步發(fā)展于近現代醫(yī)院的建設、公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。新中國成立后,為解決疫苗等生物制品的研發(fā)問題,我國建設了一批生物制品研究所。在改革開放后,從上世紀80年代開始,我國衛(wèi)生、農業(yè)等行業(yè)的實驗室與歐美、日本等合作,建設了我國第一批高等級生物安全實驗室;90年代,我國開始自行設計和建設高等級生物安全實驗室。
2003年SARS暴發(fā)流行。2004年國務院頒布了《病原微生物實驗室生物安全管理條例》,我國生物安全實驗室的建設、運行和管理進入了法制化規(guī)范化時代。經過10年的快速發(fā)展,我國的生物安全實驗技術和標準在2015年走出國門,在塞拉利昂建設BSL-3實驗室,抗擊埃博拉疫情。
目前,我國的各防護等級生物安全實驗室的設計、建設、運行和管理能力均達到了國際先進水平,有力支撐了我國疾病防控、醫(yī)藥等生命科學相關的各專業(yè)領域的研發(fā)與創(chuàng)新。
2019年底新冠病毒疫情暴發(fā)流行,流行范圍之廣百年罕見,世界各地出現了新冠病毒核酸檢測)能力短缺的問題。醫(yī)院是疾病醫(yī)護的一線,無論是疾病治療、院感控制、傳染病防控與檢測等,均需要符合防護要求的生物安全實驗室。國家已經決策在各級醫(yī)院建設傳染病檢測能力,如何建設并運行好滿足不同需求、平戰(zhàn)結合的適宜生物安全實驗室,是我們面臨的新任務和挑戰(zhàn)。
《生物安全法》將是我國關于生物安全(包括實驗室生物安全)管理的大法,且有專門的章節(jié)規(guī)定了對一~四級生物安全實驗室的管理要求。以下列出了我國主要涉及實驗室生物安全管理的法律法規(guī):
值得注意的是,在某些傳染性疾病特別是新發(fā)傳染病流行或可能流行時,管理部門會根據疫情的發(fā)展,動態(tài)發(fā)布有針對性的管理要求,實驗室須嚴格執(zhí)行。在SARS病毒和新冠病毒暴發(fā)流行時,相關的主管部門發(fā)布并及時更新了多項關于病毒防治和實驗室生物安全的指導文件,比如《新型冠狀病毒實驗室生物安全指南》(第二版),提出了明確的實驗活動的生物安全要求:
(一)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實驗等操作。上述操作應當在生物安全三級實驗室內進行。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。實驗室開展相關活動前,應當報經國家衛(wèi)生健康委批準,取得開展相應活動的資質。
(二)動物感染實驗:指以活病毒感染動物、感染動物取樣、感染性樣本處理和檢測、感染動物特殊檢查、感染動物排泄物處理等實驗操作,應當在生物安全三級實驗室操作。實驗室開展相關活動前,應當報經國家衛(wèi)生健康委批準,取得開展相應活動的資質。
(三)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、核酸提取、生化分析,以及臨床樣本的滅活等操作,應當在生物安全二級實驗室進行,同時采用生物安全三級實驗室的個人防護。
(四)滅活材料的操作:感染性材料或活病毒在采用可靠的方法滅活后進行的核酸檢測、抗原檢測、血清學檢測、生化分析等操作應當在生物安全二級實驗室進行。分子克隆等不含致病性活病毒的其他操作,可以在生物安全一級實驗室進行。
2018年我國新修訂的《標準化法》正式實施,規(guī)定“對保障人身健康和生命財產安全、國家安全、生態(tài)環(huán)境安全以及滿足經濟社會管理基本需要的技術要求,應當制定強制性國家標準”。國務院有關行政主管部門依據職責負責強制性國家標準的項目提出、組織起草、征求意見和技術審查。強制性國家標準歸口行政部門是新《標準化法》的一項重要變化,明確了強制性標準定位于“技術法規(guī)”,提升了其執(zhí)行力度。
根據新的規(guī)定,只有國標可以制定強制性標準,因此,以前的強制性行業(yè)標準、地方標準都將轉為推薦性標準。強制性標準定位于保障健康、安全、國家治理的基礎通用技術要求,更高、更特殊的需求由市場機制供給,國家鼓勵制定推薦性標準,推薦性標準的要求不得低于強制性標準。
生物安全實驗室包括二級實驗室,須要滿足法律法規(guī)和強制性標準的要求。對于相關推薦性標準的要求,實驗室可以自愿選擇滿足,管理部門也可以采信作為監(jiān)管要求。在設計之前,實驗室應了解相關的管理要求和技術要求,避免建成后因不符合特定的要求而不能啟用。
以下列出了我國主要的實驗室生物安全標準: