实验动物与动物实验室的生物安全防护.ppt
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1、实验动物与动物实验室的生物安全防护,1,一、实验动物及实验动物设施 二、实验动物重要的人畜共患病及传染病 三、动物实验室的生物安全防护 四、各级动物生物安全实验室设施与防护要求 五、实验室生物安全事件应急预案 六、我国实验动物管理的组织机构及相关法规简介,内 容,2,一、实验动物及实验动物设施,1、实验动物(Laboratory animals):是指经人工培育,对其携带的微生物和寄生虫实行控制;遗传背景明确,来源清楚;用于科学实验、药品、生物制品的生产和检定及其他科学实验的动物。 2、实验用动物(Animals for research / Experimental animals):所有用
2、于科学实验的动物统称为实验用动物。包括实验动物,野生 动物,经济动物和观赏动物。,3,3、实验动物微生物等级 普通级动物(一级):不携带主要人畜共患病和动物烈性传染病病原的动物。 清洁级动物(二级):除不能携带主要人畜共患病和动物烈性传染病的病原外,不能携带对动物危害大和对科研干扰大的病原。(国外无此等级动物) SPF级动物(三级):又称无特定病原体动物,除一、二级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或对科研干扰大的病原。 无菌级动物(四级):不携带可检出的一切病原体。悉生动物则是在无菌动物物体内移入一种或几种已知微生物后的动物。,4,4、实验动物设施(Laboratory Animal F
3、acility)的概念 广义上是指进行实验动物生产和从事动物实验的场所。 狭义上指保种、繁殖、生产、育成实验动物的场所。 (1)实验动物设施分类 按设施使用功能分类 实验动物生产设施: 动物实验设施: 特殊动物实验设施: 包括感染、应用放射性物质或其他特殊化学物质等动物实验的设施。,5,按设施的平面布局分类 无走廊式 :一般为普通级设施 单走廊式:可为普通级或清洁级设施 双走廊式 :是常用的一种实验动物屏障设施类型。可有效的分割 清洁区和污染区 三走廊式: 动物隔离良好,人员、动物、物品进入有专门通道,可有效避免交叉感染,但空间利用率低,而且投资大,6,按实验动物设施环境内气流组织形式分类 乱
4、流式:又称非单向流洁净室,是指气流以不均匀的速度成不平行的流动,伴有回流或涡流的洁净室。可依靠送风气流不断稀释室内空气,把室内污浊气体逐渐地排出。 单向流式:气流以均匀的截面速度,沿着平行流线以单一方向在整个室截面上通过的洁净房间,又称层流室或平行流室。,7,顶送侧排,涡流或乱流,垂直单向流,8,按实验动物设施环境内微生物控制程度分类 普通环境 符合动物居住的基本要求; 控制人员和物品、动物的出入; 不能完全控制传染因子; 适用于饲育教学等用途的普通级实验动物; 该设施内空气与外界环境相通,但有必要的防野鼠、蚊蝇设施; 洁净等级未作要求。,9,普通环境示意图,10,屏障环境: 符合动物居住的基
5、本要求; 严格控制人员、物品和空气的进出: (1)进入系统的空气应经过初、中、高效三级过滤; (2)进入系统的设备、动物、饲料、水、垫料、实验用品均需有严格的微生物控制; (3)人员须经淋浴、更换灭菌服方可进入室内。 适用于饲育清洁级及无特定病原体(SPF)实验动物; 洁净等级要求达到7级。,11,屏障环境设施平面布局,屏障环境示意图,12,隔离环境: 采用无菌隔离装置以保证无菌状态或无外来污染物; 隔离装置内的空气、饲料、水、垫料和设备均为无菌,动物和物料的动态传递须经特殊的传递系统; 该系统既能保证与外环境的绝对隔离,又能满足转运动物时保持与内环境的一致; 该设施适用于饲育SPF、悉生及无
6、菌动物; 洁净等级要求达到5级或7级。,13,隔离器,14,改良的屏障设施独立供气动物笼系统 (Independent ventilation cage,IVC),该系统采用具有先进水平的微型隔离技术,通过 在笼子内部输送经过高效过滤的空气以保证动物免受 微生物的污染,可以使动物生活在一个相对隔离的环 境中。在普通环境下加IVC 就可成为一个清洁级的动 物房。换笼及实验操作均在超净工作台内进行。,15,独立供气动物笼系统(IVC),16,(2)人员、物品和动物进出屏障环境基本要求,人员进出屏障环境基本要求: 所有进出人员应养成随手关门的好习惯,并能严格遵守“人员入室流程图”所示的方向和要求单向
7、流动; 进入按以下顺序,即:更衣-淋浴- 更灭菌衣-洁净走廊-动物实验室-污染走廊-洗消室-更衣-外部。 所有进出人员必须严格遵守屏障环境管理规定。,17,物品进出屏障环境的基本要求: 双扉高压蒸汽灭菌器:耐高压蒸汽灭菌物品的灭菌。 带紫外线消毒的传递窗:不耐高温高压、不能药液浸泡以及内包装已经由高压蒸汽、60CO辐照和环氧乙烷等灭菌方式灭菌过的物品的灭菌。 盛满消毒液的不锈钢渡槽:不耐高温高压和不便于从传递窗传入的物品的灭菌。,18,动物进出屏障环境的基本要求: 引入的动物应为相应的等级; 引进的动物需有明确的动物品种/系、性别、数量、 出生日期和质量合格证及遗传背景资料等; 动物运达后应先
8、检查运输盒密封材料的完整性; 验收后,按以下顺序将动物传入:动物 (专用包装 盒)传递窗检疫室清洁走廊饲育室或实验室 ;实验后或生产供应包装后污染走廊外部。,19,(3)实验动物设施环境技术指标GB14925-2010,20,一、流行性出血热 二、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎 三、狂犬病 四、猴B病毒病 五、弓形虫病 六、沙门氏菌病 七、钩端螺旋体病 八、结核分支杆菌病 九、志贺菌病 十、鼠痘 十一、兔出血症,几乎所有的生命科学领域的科研/教学/生产/检定/安全评价等都离不开医学动物实验。而动物实验存在生物安全的危险。 人畜共患病:是指脊椎动物与人类之间自然传播和感染疾病,即人类和脊椎动物由共同病原
9、体引起,在流行病学上又有关联的疾病。,21,二、实验动物重要的人畜共患病及传染病,(一)流行性出血热,由流行性出血热病毒引起的主要发生于大鼠的烈性传染病 ,也是一种人畜共患的自然疫源性传染病。1981年WHO统一命 名为肾综合征出血热(HFRS )。 1、自然宿主:主要是小型啮齿动物,大鼠为实验动物型HFRS的主要传染源。 2、传播:气溶胶吸入,人类主要接触宿主动物及排泄物而受感染。 3、症状: 人:发热,头痛,肌肉痛,结膜水肿充血(点状),出血性肾损伤(肾综合症出血热),最后肾衰竭,出现尿毒症,严重可导致死亡。大鼠:多为隐性感染,长期排毒,一般无临床症状,也不死亡。一般不影响实验进程。,22
10、,(二)淋巴细胞性脉络丛脑膜炎,由淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)引起的一种急性传染病 ,为人畜共患病。主要侵害中枢神经系统,呈现脑脊髓炎症状。 1、传播动物:LCMV是人和多种动物共患的病毒性疾病,小鼠、大鼠、豚鼠、犬、猴、兔均易感。持续感染小家鼠,急性感染金黄地鼠。许多小鼠为无症状带毒者 2、症状:人:潜伏期周,流感样症状和脑膜炎、发烧,肌痛,恶心,厌食等。 小鼠:大脑型:多数呆滞,嗜睡,被毛粗乱,弓背,消瘦,特征性表现抓尾巴倒提时,头部震颤,肢体阵挛性惊厥,后肢强直性伸展。症状出现后天内死亡。内脏型:被毛粗乱,结膜炎等,部分小鼠出现腹水。迟发型:先天性带毒小鼠。开始无症状,0.5-1
11、年后表现为:被毛粗乱,弓背,尿蛋白,腹水,生长缓慢等。,23,(三)狂犬病,由狂犬病毒(Rabies Virus,RV)引起的急性直接接触性为主的 人畜共患病。主要特征:侵害中枢神经系统,呈现狂躁不安,意 识紊乱,最后麻痹死亡。 1、传播动物:几乎所有温血动物都对RV易感。最易感动物包括 犬、狐、狼,袋鼠;次易感动物包括仓鼠、豚鼠、兔等啮齿类动 物;中度易感动物包括牛、绵羊、马、灵长类动物。野生啮齿类 动物如野鼠等在一定条件下可成为本病长期存在的危险疫源。四 季均可发生,春夏稍高。 2、症状:(1)前驱期(沉郁期);(2)兴奋期(狂暴期);(3)麻痹期,24,(四)猴B病毒病,由猴B病毒(Si
12、mian Bvirus Infections)(又称疱疹病 毒)引起的人和猴共患的一种传染病。猴是B病毒的自然 宿主,感染率可达1060。多数情况下仅在口腔出现 疱疹和溃疡,之后病毒可长期潜伏在呼吸道或泌尿生殖器 官附近的神经节,也可长期潜伏在组织器官内,产生B病 毒抗体。人类感染主要表现脑炎或脑脊髓炎症状,多数病 人发生死亡。 大多数猴呈隐性感染。种族差异明显,白种人死亡 率高,黄种人低。,25,(五)弓形虫病,本病是由属孢子纲的刚第弓形虫引起的,能够在人 与动物之间传染的重要人兽共患病。小鼠、大鼠、地鼠 、豚鼠、犬和猴为中间宿主,猫为终末宿主。 症状:常无明显症状。 人:多数为无症状的隐性
13、感染; 实验动物:少数被毛疏松不整,淋巴结肿大,出现流产或死胎现象。,26,(六)沙门氏菌,沙门菌(Salmonella sp)是1880年Eberth首先发现。是一类重要 的人兽共患疾病病原体。对实验动物威胁较大的是鼠伤寒和肠炎 菌。在动物中可交叉感染,或同时感染两种沙门菌。豚鼠对沙门 菌高度敏感,感染后可发生严重的临床疾病;小鼠和大鼠也很敏 感,并常以亚临床感染的形式长期带菌。 沙门菌主要通过消化道传染,即动物食入污染沙门菌的粪便 或被粪便污染的饲料、饮水、垫料。 症状:1.急性型:爆发性流行,45天内大批死亡;2.亚急性 型:行为呆滞,腹泻,被毛蓬松,食欲不振,呈肠炎症状;3.慢性 型:
14、下痢为主要症状,消瘦,产仔数减少,也有部分呈隐性感染。 哺乳期小鼠发病率高达70%,BALB/c敏感 , CDF1不敏感,27,(七)钩端螺旋体病,钩端螺旋体病(Leptospirosis)是一种重要而复杂的 人畜共患病和自然疫源性传染病。临床表现形式多样, 主要有发热、黄疸、血红蛋白尿、出血、流产、皮肤和 黏膜坏死、水肿等。 钩端螺旋体的动物宿主非常广泛,几乎所有温血 动物都可感染,其中啮齿目的鼠类是最重要的贮存宿主,28,(八)结核分支杆菌病,由结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引 起的人和动物共患的一种细菌性疾病。人感染后形成 结核病,猴、犬、豚鼠、兔和
15、猫等均可感染,以猴发 病率最高。,29,(九)志贺菌病,由志贺菌(Shigella spp)或称痢疾杆菌引起人和实 验动物肠道感染的一种细菌性疾病。人和猴以细菌性 痢疾为主要症状。,(十)鼠 痘,小鼠鼠痘(Mousepox,MPV)是小鼠的一种毁灭性、高度 传染性疾病,其病原为脱脚病病毒,鼠痘的特点在于感染后 不但引起全身或局部皮肤的痘疹,还可发生肢、尾肿胀,发 炎和坏疽,肢体脱落呈“缺肢“的畸形,故被称为传染性脱 脚病。 流行:小鼠鼠痘在世界各地广为流行,常造成小鼠大批 死亡,有的呈隐性感染,但在实验条件下,病毒可转化为显 性染,从而严重影响和干扰实验研究的顺利进行。 诊断:血清学方法:血凝
16、抑制试验 ;补体结合试验;免疫 荧光;免疫酶试验;酶联免疫吸附试验等。,30,(十一)兔出血症,由兔出血症病毒(Rabbit Hemorrhagic Disease Virus) 引起的兔的一种烈性传染病,又称“兔瘟”。主要特征 是病兔突然死亡,临死兴奋,挣扎、抽搐、惨叫。 本病只发生于兔,不同品种的兔均易感,不同性别 兔的易感性无差异。不同年龄兔的易感性差异很大,主 要发生于60日龄以上的青年兔和成年兔,发病急,死亡 率高,断乳后育成兔死亡率稍低,哺乳期仔兔很少发病 死亡。,31,由于实验动物常采取群体饲养,易造成动物疾病的 暴发和流行。且多数病原属人畜共患病病原,可同时 引起人和动物的疾病
17、,就更具危险性。严格实验动物 的管理制度、预防在先是杜绝人和动物间疾病传播的 根本保证。,三、动物实验室的生物安全防护,32,1、动物实验室生物危害的来源,(1)动物性气溶胶(Animal Aerosol)的产生:感染动物 在观察饲养期间,它们在呼吸、排泄、抓咬、挣扎、逃逸、 跳跃时;在更换垫料、饲料、进行感染接种时;在尸体剖 检、病理组织、排泄物的处理等过程中会大量产生传播危 害性极大的动物性气溶胶。因此对气溶胶的生物安全防护, 应当是动物实验室建设中的核心。,33,(2)实验动物:特别是实验用动物(羊、马、蟾蜍等)本身可能患有能感染人的人畜共患病。如:,34,病例一: 2010年12月17
18、日东北农大动物医学学院做羊的剖腹产实验,19日应用技术学院利用该羊做羊的解剖实验,结果致27名同学、1名教师被感国家乙类传染病布氏杆菌病!后经调查是学院未严格遵守相应的实验操作规程,购买了不合格动物羊所致。此病体内终生带菌,关节疼痛、损伤身体其他器官、不孕不育!最终丧失劳动能力,直接阻碍了今后生活和工作的正常进行! 病例二:2009年中山大学北校区科研人员在没有“实验动物使用许可证”的实验室利用大鼠做实验时,导致实验室多名工作人员感染流行性出血热!,35,2、动物实验室生物安全防范的基本措施,(1) 实验动物设施为单独区域,与办公和其他实验场所分开。 (2)动物实验人员需经培训,取得上岗证,实
19、行持证上岗。 (3)动物应从具有“实验动物生产许可证”的单位购买;不同品种(系)、不同来源的动物必须分室饲养,不同对象、不同内容的实验分室进行。 (4)实验人员更换工作服、鞋、戴帽、手套、口罩、风淋后方可进入。,36,(5)动物由动物传递窗,外包装经紫外线照射或喷洒消毒液后传入,入室后要检疫(小动物7天,大动物14天)。 (6)所有样品、饲料(钴60照射)经渡槽或传递窗紫外线照射或喷洒消毒液后传入。 (7)非实验用品(如食物、饮水、香烟和手机等)一律不得带入动物实验室。 (8)饲养笼、实验器具、饮水瓶、垫料等须经高压灭菌后方可使用。动物饮水:屏障环境内使用灭菌水。,37,(9)按操作规程抓取、
20、固定动物等实验操作。 (10)设置安全出口、出口指示、灭火器械;配置应急洗眼器。 (11)实验废弃物由污物走廊传出,专门放在指定位置统一处理,动物死体专用塑料袋包装后冷冻保存,送专门机构做无害化处理。,38,3、动物实验过程的行为规范,(1)物理限制:是指在实验过程中(包括检查、收集标本、给药、治疗或实验操作等),用手或工具限制动物活动的过程。主要原则和要求包括: 不能作为常规的饲养工具; 工具的设计应合理; 尽量减少限制的时间; 在限制过程中,如果发生损伤或严重的行为改变,应暂停或禁止限制,并给予处理或治疗。 保证实验人员和周围人员的安全。,39,(2)手术操作 操作一定要使用适当的镇静、镇
21、痛或麻醉方法; 禁止不必要的重复操作; 不提倡利用一个动物进行多个手术实验;(东农学生师生感染事件) 严格实验操作规程,防止发生血液/体液外溅和刺伤,避免生物污染; 手术后的动物、标本以及所用器具材料等必须按照规定程序妥善处置。,40,(3)动物实验的有关操作,给药:根据实验要求,按不同的动物,不同途径给药。主要包括灌胃和静脉注射。大动物,将动物麻醉后方可进行灌胃或静脉注射。小动物可根据情况选择是否麻醉,静脉注射时需使用固定器。 采样:原则上活检时应对动物进行麻醉。大动物进行采血或体检时,要求将动物麻醉。对小动物进行采血时,可不麻醉动物,但要防止动物咬抓。 标本的运输:要求用防渗漏的容器装标本
22、。容器应确保密封。将大、小动物标本从实验室传出应严格按照有关规定程序执行。,41,(4)实验标本、废弃物和尸体处理 血液和体液标本的处理:用于抗体、抗原、病原微生物、生化指标等检查的血液和体液,按照要求进行处理并检测,检测后的标本经121,30min高压灭菌处理。 动物组织脏器的处理:动物器官组织,尤其是用于病原微生物分离的组织按照标准程序进行处理;用于病理切片的组织,均需经过甲醛固定后再进行切片。剩余的组织经121,30min高压灭菌处理。,42, 动物尸体的处理:安乐死后的动物尸体,取材完毕,经121,30min高压灭菌处理后,集中送环保部门处理。 动物咽拭子的处理:用于病原分离和PCR检
23、测的咽拭 子,按照各自的要求处理后,进行病毒分离和PCR检测, 剩余的标本经121,30min高压消毒处理。 病原分离培养物的处理:病原分离的培养物,不论是 阳性还是阴性结果,均需经121,30min高压消毒处理。,43,4、实验动物使用程序和要求,(1)实验动物的基本使用程序和要求: 1)购买实验动物时,应从有“实验动物生产许可证”的 单位购买。 2)进行动物实验时,应向有“实验动物使用许可证”的 单位提交“动物实验申请”和“实验动物福利与伦理审查 申请”(发表论文); 3)动物实验申请获得批准后,动物实验室根据申请的动 物种属和数量,将动物安排在指定的区域内饲养和实验; 4)实验结束后,需
24、要动物实验室开具“动物实验证明”。,44,(2)含有感染性材料的动物实验要求 1)涉及感染性材料的操作要在生物安全柜中进行, 并防止泄露在安全柜底面; 2)动物笼具在清洗前先做清除污染处理; 3)污物、一次性物品需放入医疗废物专用垃圾袋中, 经高压灭菌后方可拿出实验室; 4)动物尸体用双层医疗废物专用垃圾袋包裹后,放 入标有动物尸体专用的容器中,用消毒液喷雾容器表 面后处理。 5)生物安全柜每次使用后应该消毒。,45,6)废液需按比例倒入有消毒液的桶中,倒入时需沿容器壁轻倒,应戴眼罩,防止溅入眼中; 7)如果有感染性物质溅到生物安全柜上、地上以及其他地方,应按“菌(毒)外溢在台面、地面和其他表
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