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实验室生物安全事件案例解析与反思(上)

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-08  浏览次数:85
核心提示:导语人类从事病原微生物相关研究、生产、教学等工作已有上百年的历史,曾出现了不少实验室生物安全事件。通过分析、研究历史上发
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人类从事病原微生物相关研究、生产、教学等工作已有上百年的历史,曾出现了不少实验室生物安全事件。通过分析、研究历史上发生过的实验室生物安全事件,可以总结实验室生物安全的关键点、客观规律和管理经验,有助于降低病原微生物实验室发生生物安全事件的概率和风险,从而保障病原微生物实验室内外人员、动植物与环境的安全。

 01  ➠美国生物恐怖快速反应和先进技术实验室炭疽事件
     
        ➠事件描述

2014年6月5日,生物恐怖快速反应和先进技术实验室的科学家在生物安全三级实验室内制备了8种细菌性管控制剂的提取物,其中一种细菌是炭疽芽孢杆菌。这些样品用化学制剂处理10 min后,少量样品涂在琼脂平板上检测无菌状态,琼脂平板培养24 h后无菌斑形成认为无活菌,在化学制剂中处理了24 h的其他样品被运送至美国疾病预防控制中心的生物安全二级实验室——特殊致病细菌分部和生物技术核心设施分部,用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪快速鉴定细菌种类。6月13日,生物恐怖快速反应和先进技术实验室的工作人员注意到,由于高压灭菌器的机械故障,在培养箱中滞留的琼脂平板上形成了菌斑,这种生长表明进行无菌检测的样品仍然含有活孢子,所有相关样品被撤回生物安全三级实验室。(Centers for Disease Control and Prevention, 2014;赵焱,2019)

➠病原特性

炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis),又名炭疽杆菌,是一种革兰氏阳性杆菌,可引起人、牛、马、羊等发生重要的人兽共患炭疽病。炭疽芽孢杆菌菌体粗大,两端平截或凹陷,排列似竹节状,无鞭毛,无动力,形成的芽孢呈椭圆形,可形成荚膜。根据感染途径,分为经皮肤损伤感染的皮肤型炭疽、经胃肠黏膜损伤感染的肠型炭疽、经呼吸道吸入感染的肺型炭疽。在美国,炭疽芽孢杆菌是管控制剂之一。

➠传染分析

该事件影响了两个生物安全等级较低的实验室——特殊致病细菌分部和生物技术核心设施分部的正常工作,造成超过70名员工存在潜在暴露风险,潜在的传播途径是气溶胶传播,所有人员接受抗生素治疗并注射疫苗,所幸未发生人员感染。

➠事故原因类别

灭活验证实验管理

➠分析与反思

美国生物恐怖快速反应和先进技术实验室的这起生物安全事故与失活验证实验有关。发生事故的实验室不仅在未经科学论证的情况下将失活验证实验的炭疽芽孢培养验证时间缩短至24h,而且未按规定申请实验室生物安全委员会批准实验方法,故错误判断了实验样品的失活状态,将未完全失活的实验样品转运至生物安全二级实验室进行后续实验,从而造成了生物安全事故。

因此各高等级生物安全实验室应高度重视实验样品、废弃物等实验室材料转移至生物安全二级及以下的实验室前,须进行失活验证实验以确保实验室材料处于完全的失活状态。实验室应针对每种生物因子制定相应的标准操作规程,各生物因子的标准操作规程不能混用,失活验证实验的规定时间不能随便更改或缩短,实验室生物安全委员会应定期审批标准操作规程。

 02 ➠法国朊病毒实验室意外扎破手指感染死亡事件

➠事件描述

2010年5月,一名24岁的技术人员在朊病毒研究实验室工作,当她处理转基因小鼠大脑的冰冻切片时,处理样品的镊子尖端刺穿双层乳胶手套后刺伤了拇指,刺伤部位有出血。2017年11月,她的右肩和颈部开始出现灼痛,半年后疼痛加剧并蔓延到她身体的右半部分;2019年1月,她变得抑郁和焦虑,并出现记忆障碍和幻视;最后,该技术人员在症状出现19个月后死亡。(Brandel, et al., 2020)

➠病原特性

朊病毒(Prion),又称朊蛋白,是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的能侵染动物和人类的因子,是由人类正常表达的PrPC蛋白转变为异常的PrPSC蛋白而来,只发生了构象的改变,未发生共价键的改变,氨基酸序列也没有任何改变。朊病毒引起的人类的克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)是人类最常见的一种可传播性海绵状脑病,分为经典CJD和变异型CJD,这两种类型目前只能通过对脑组织的尸检加以区分。

➠传染分析

此事件的传染源是沾染朊病毒的镊子,传播途径是镊子意外刺伤拇指而传播。

➠事故原因类别

实验操作管理

➠分析与反思

实验室要强化员工的培训工作,使其掌握自我防护知识,正确进行各项技术操作,预防锐器刺伤、割伤等伤害。开展朊病毒实验的实验室需要重新认识并重视朊病毒对人类健康的危害,为实验人员提供完备的个体防护装备(如金属网手套)。

文章来源未来实验室学苑

 
 
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