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SPF級動物實驗室運行管理的總結(jié)與探討

發(fā)布時間:2023.07.19 瀏覽次數(shù):

      實驗動物是教學科研工作中的重要載體和工具,是生命科學、醫(yī)學創(chuàng)新研究的重要支撐,對生物安全、藥物研發(fā)、醫(yī)療進步等方面至關(guān)重要。伴隨著基因編輯等醫(yī)學生物學技術(shù)的快速發(fā)展,實驗動物需求迅速增長,因此建設(shè)實驗動物平臺十分必要,尤其是建設(shè)綜合性、高水平的實驗動物設(shè)施。動物實驗室的正常運轉(zhuǎn)是實驗動物質(zhì)量的重要保障,也是實驗動物教學及科研質(zhì)量與效率的前提條件。本文從動物實驗室管理制度及SOP制定、屏障系統(tǒng)的運行、日常管理方面對動物房高效管理進行探討。濱州醫(yī)學院(煙臺校區(qū))SPF級動物實驗室飼養(yǎng)的實驗動物種類包括實驗大鼠和實驗小鼠。實驗室于2018年招標改建,投資七百余萬元,改建面積約1200m2。根據(jù)《中華人民共和國實驗動物管理條例》和中華人民共和國國家標準GB14925—2010《實驗動物及設(shè)施》的要求,實驗室于2020年9月改建完工,2021年5月通過由山東省科技廳動管辦組織的專家組驗收,取得《實驗動物使用許可證》和《實驗動物生產(chǎn)許可證》并正式對外開放。SPF級動物實驗室的屏障系統(tǒng)為直流式全新風、恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),飼養(yǎng)間內(nèi)放置IVC籠架、超凈臺或生物安全柜,用于SPF級大、小鼠的飼養(yǎng)和實驗操作。兩年來,SPF級動物實驗室制定修改了一系列相關(guān)管理制度及SOP,嚴格按照屏障系統(tǒng)設(shè)施標準操作規(guī)程進行管理,確保動物質(zhì)量符合SPF級標準。  

 

1、管理制度與SOP制定

1.1管理制度

SPF級動物實驗室管理制度主要包括:《濱州醫(yī)學院SPF級動物實驗室動物管理辦法》《SPF級動物實驗室使用管理規(guī)定》《SPF級動物實驗室工作人員管理守則》《實驗室生物安全管理規(guī)定》等,從實驗室管理、行為規(guī)范、環(huán)境質(zhì)量控制等方面保障屏障環(huán)境達標。同時實驗室制定《實驗動物生物安全應急預案》《實驗室消防安全應急預案》《實驗室水電安全應急預案》等多項應急預案,以保障科研人員的人身安全。

1.2標準操作規(guī)程SOP

兩年來SPF級動物實驗室制定實驗動物飼養(yǎng)及繁育標準操作規(guī)程(SOP)4本,包括《動物實驗標準操作規(guī)程》《SPF級動物實驗室管理制度》《動物飼養(yǎng)及設(shè)備設(shè)施標準操作規(guī)程》《實驗動物生產(chǎn)管理標準操作規(guī)程》,其中細化規(guī)程56項,包括:實驗操作、分組編號、抓取、處死、采樣等實驗標準操作規(guī)程;SOP管理、采購、登機、消毒、人員物品動物進出、清潔、記錄等管理標準規(guī)程;大小鼠飼養(yǎng)、檢疫、環(huán)境設(shè)施檢測、滅菌器操作、IVC使用維護等飼養(yǎng)及設(shè)施標準操作規(guī)程;KM、C57BL/6J小鼠、SD大鼠生產(chǎn)飼養(yǎng)、采樣送檢等生產(chǎn)標準操作規(guī)程。

 

2、屏障系統(tǒng)運行

實驗動物設(shè)施是實驗動物居住的環(huán)境,它是用于實驗動物生產(chǎn)、實驗的建筑和設(shè)備的總和,也是最基礎(chǔ)的硬件環(huán)境。實驗動物設(shè)施環(huán)境按空氣凈化控制程度可以分為普通環(huán)境、屏障環(huán)境和隔離環(huán)境三大類,其中屏障環(huán)境是指符合動物居住的要求,嚴格控制人員、物品和空氣的進出,適用于飼育無特定病原體(SPF)級實驗動物。濱州醫(yī)學院SPF級動物實驗室流程圖如圖1所示,采用三走廊設(shè)計,實現(xiàn)了人流、物流、污物流分離,避免對屏障內(nèi)環(huán)境造成交叉污染。

屏障環(huán)境能夠保持符合國際標準要求的飼養(yǎng)條件離不開各種設(shè)備系統(tǒng)的正常運行。對空調(diào)系統(tǒng)、IVC系統(tǒng)、高壓滅菌系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、飲水系統(tǒng)的維護和檢查是保證動物房內(nèi)各項指標正常穩(wěn)定最重要的部分。屏障環(huán)境的穩(wěn)定必須定期對動物房內(nèi)壓差、換氣、塵埃粒子、溫度、濕度、照度進行監(jiān)測;對IVC送風、排風,進行定期檢查;定期清潔IVC送排風管的粉塵,更換空調(diào)初、中、高效過濾器,IVC初效、高效過濾器等。

2.1溫度、濕度、壓差

濱州醫(yī)學院SPF級動物實驗室屏障內(nèi)溫度區(qū)間為19~24℃,濕度為40%~70%。溫濕度由空調(diào)系統(tǒng)自動控制,動物飼養(yǎng)人員及控制室值班人員每天(包括周末及節(jié)假日)記錄。

2.2送排風

屏障環(huán)境的空氣經(jīng)低效、中效、高效過濾器進入屏障系統(tǒng),排風通過初效過濾和中效過濾及活性炭后排出設(shè)施。屏障內(nèi)空氣潔凈度達到10000級,風速用風速儀測定,風量用風量罩測定并記錄,設(shè)施內(nèi)的氨濃度不得高于14mg/m3,檢測塵埃粒子數(shù)在350/L以內(nèi)。利用空調(diào)送排風系統(tǒng)形成清潔走廊、飼養(yǎng)間、污染走廊、緩沖間、屏障外的靜壓差梯度,壓差控制在10~20Pa,同時人員、動物、物品、污物的走向采用單向流通路線,有效防止空氣逆向形成污染。為保證屏障內(nèi)空氣質(zhì)量,空調(diào)初效過濾器每月更換2次,中效過濾器每月更換1次,高效過濾器每年更換1次,高效過濾器更換完成后重新調(diào)整屏障環(huán)境壓差。

2.3噪音與振動

噪音干擾對實驗動物的生理活動、身體健康具有重要影響。研究表明,噪音干擾通過影響與物質(zhì)和能量代謝相關(guān)的酶的生理活性從而影響新陳代謝速率,長期噪音影響會造成小鼠活動減少、進食量減少、體重下降。同時,噪音影響小鼠的神經(jīng)系統(tǒng),造成記憶力下降、學習能力下降、暴躁易怒。因此,控制飼養(yǎng)間內(nèi)噪音在國家標準以內(nèi)是保障實驗動物身心健康的重要環(huán)節(jié)。本實驗室墻壁采用隔音材料建設(shè),能有效隔絕外界環(huán)境噪音,日常噪音控制在60分貝以內(nèi)。同時,規(guī)定飼養(yǎng)間內(nèi)不得使用手機等通信娛樂設(shè)備,要求飼養(yǎng)及實驗操作輕拿輕放,不得大聲喧嘩,減少實驗動物噪音干擾。

2.4消毒與滅菌

屏障內(nèi)每個房間清潔物品實行專室專用,不得混用,污物必須及時帶出屏障,不得在屏障內(nèi)存放。每次打開IVC籠盒進行操作后,地面和操作臺用消毒液擦拭消毒。屏障內(nèi)每天進行日常清掃和地面消毒,每周進行屏障內(nèi)整體消毒,使用5%苯扎溴銨、3%過氧化氫和84消毒液交替噴霧室內(nèi)空間、擦拭地面墻面。無動物區(qū)域,如操作間、走廊、緩沖間等每天開啟紫外燈消毒30min。進入屏障內(nèi)物品需經(jīng)過嚴格的消毒滅菌處理,否則不得進入屏障環(huán)境。經(jīng)高壓滅菌的物品如動物籠具、墊料等存放在潔存室內(nèi),如超過1周未使用則需重新滅菌。人員進入屏障內(nèi)必須穿戴無菌隔離服、一次性帽子、口罩、手套,并進行手消毒。使用過的隔離服經(jīng)清洗高壓滅菌后可重復使用,每進出一次需更換一件隔離服。人、動物、物品都必需遵循從潔凈區(qū)到相對污染區(qū)的單向流動,嚴格按各流程進出屏障環(huán)境。動物飲用水由專門動物純水設(shè)備制備,經(jīng)初級濾芯、納米膜、活性炭過濾罐等過濾后,通過磁能紫外滅菌燈照射并產(chǎn)生臭氧,在一系列消毒滅菌后通過封閉水管直接進入屏障內(nèi),在潔存室取水后供動物飲用。

 

3、日常管理

3.1人員培訓

人員操作不規(guī)范是造成屏障內(nèi)環(huán)境污染的最主要因素,為避免此類情況的發(fā)生,保證實驗動物質(zhì)量,加強對從業(yè)人員和實驗人員的培訓管理是必不可少的。由于本校SPF級動物實驗室為開放性實驗平臺,因此實驗室面向全體師生定期舉辦SPF級動物實驗人員培訓。并進行考試和現(xiàn)場培訓,全部通過后辦了門禁卡,進行動物寄養(yǎng)。

3.2物品管理

1)飼養(yǎng)籠具。屏障內(nèi)飼養(yǎng)籠具為IVC籠具,包括籠底、金屬格柵、籠蓋、生命窗等部分。SPF級動物實驗室IVC籠具生產(chǎn)廠家為:山東省新華醫(yī)療器械股份有限公司。臟籠具在洗消間內(nèi)進行清洗,洗凈后消毒液浸泡30min,用清水沖洗干凈,晾干。經(jīng)初步清洗消毒后的籠具通過高壓滅菌的方式(121℃,30min)進入屏障內(nèi),存放于潔存室中,使用時轉(zhuǎn)移至相應飼養(yǎng)間,存放的籠具若超過1周未使用,需重新進行高壓滅菌。

2)飼料墊料。SPF級動物實驗室使用經(jīng)鈷-60輻照處理后真空(或充氮)包裝的商業(yè)化飼料,墊料使用8目無塵玉米芯墊料,生產(chǎn)廠家為:南京協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限公司。飼料種類主要包括維持飼料、生長繁殖飼料、免疫缺陷飼料等。飼料的質(zhì)量必須符合國家標準(GB14925—2010)要求,生產(chǎn)廠家必須提供質(zhì)量合格證、生產(chǎn)日期、當日批次的輻照證明及權(quán)威機構(gòu)檢測報告,同時每批飼料由獸醫(yī)抽樣送檢,經(jīng)檢測合格后的飼料方可使用。在倉庫存放要離地離墻,倉庫環(huán)境須保持干燥,注意防蟲、防鼠、防霉變、防化學污染,避免暴露在陽光下。

3.3動物管理

1)實驗動物進出管理

實驗動物進出是影響屏障內(nèi)環(huán)境的重要因素之一,本校SPF級動物實驗室要求實驗動物必須從具有生產(chǎn)SPF級實驗動物許可資質(zhì)的單位訂購,同時必須提供合格證明。運輸籠具必須滿足通風、搬運等使用要求,符合SPF級動物標準。動物進入屏障系統(tǒng)前先檢查外包裝是否破損、合格證是否齊全等。檢查無誤后,用75%酒精對動物運輸籠盒進行噴灑并擦拭消毒,再由傳遞窗進行紫外照射(15min)后,進入檢疫觀察室進行驗收。動物在檢疫觀察室內(nèi)進行飼養(yǎng)檢疫,檢疫期為1~2周,未見異常情況則轉(zhuǎn)入飼養(yǎng)間進行飼養(yǎng)及實驗。

2)實驗動物日常飼養(yǎng)

飼養(yǎng)員分區(qū)域定量飼養(yǎng),分工明確。正常實驗動物的墊料、飲水、飼料更換周期為7d,特殊實驗動物如糖尿病小鼠等墊料更換周期為2d,每次完成換籠后清潔臺面、地面。每月更換整體籠具一次,包括籠底、籠蓋、金屬格柵。更換下的臟籠具必須及時移出屏障,當天在洗消間進行清理消毒。飼養(yǎng)員每日記錄飼養(yǎng)籠數(shù)、實驗鼠狀態(tài),飼養(yǎng)間溫度、濕度、壓差,公休日、節(jié)假日輪流值班。飼料放在金屬格柵上以避免沾染排泄物或飲水而潮濕發(fā)霉,剛離乳的仔鼠或特殊情況可放置飼料在玉米芯墊料上以方便取食。成年鼠平均每20g體重每天所需飼料量約為3~5g,飼料投放量依照動物一周內(nèi)的攝食量給予。

3)實驗動物福利倫理

研究表明,實驗動物的生活環(huán)境、情緒狀態(tài)等因素直接影響到實驗數(shù)據(jù)的準確性。同時,實驗鼠作為哺乳動物和人類一樣對疼痛等具有深切的感知,隨著實驗動物使用的普及以及醫(yī)學倫理的完善,實驗動物的福利倫理問題越來越受到人們的關(guān)注。2018年2月6日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員發(fā)布了國家標準GB/T35892—2018《實驗動物福利倫理審查指南》,規(guī)定了國內(nèi)實驗動物生產(chǎn)、運輸和使用過程中的福利倫理審查和管理要求。相關(guān)文件的發(fā)布為保障國內(nèi)實驗動物福利提供了理論支持,雖然科研人員正越來越重視實驗過程中“3R”原則的實施,但在全球范圍內(nèi)“3R”原則的影響力仍需進一步提高,動物福利倫理仍需要更多的關(guān)注和推廣。

 

4、結(jié)語

總之,實驗動物在高校、科研單位等的教學科研中發(fā)揮了重要的作用。實驗動物的身心健康直接影響到科研數(shù)據(jù)的準確性和可重復性。實驗動物設(shè)施的等級直接影響到實驗動物的質(zhì)量,關(guān)系到科研數(shù)據(jù)的準確性、可重復性。因此建設(shè)標準化動物設(shè)施、提高動物福利是保證動物實驗順利進行的基礎(chǔ)。本文以濱州醫(yī)學院SPF級動物實驗室為例,總結(jié)探討了動物實驗室日常管理運行方面的內(nèi)容,為SPF級動物實驗室的標準化管理提供參考。


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