第四章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境控制

第四章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境控制第一頁，共31頁?；蛐捅憩F(xiàn)型演出型發(fā)育環(huán)境周圍環(huán)境1959年Russell和Bruch提出的動(dòng)物遺傳和環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)說

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中。為了使動(dòng)物經(jīng)過實(shí)驗(yàn)處理后的反應(yīng)保持穩(wěn)定，就必須要求每個(gè)動(dòng)物的表現(xiàn)型和演出型都保持穩(wěn)定；而要求每個(gè)動(dòng)物的表現(xiàn)型和演出型保持穩(wěn)定，就必須對(duì)動(dòng)物的生存環(huán)境進(jìn)行控制。

1959-1962年孕婦服用反應(yīng)停后出生的海豹兒第二頁，共31頁。環(huán)境對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)處理的影響

R=(A+B+C)×D+E式中：R:

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的總反應(yīng)

A:

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種屬的共同反應(yīng)

B：動(dòng)物品種及品系特有的反應(yīng)

C:

動(dòng)物的個(gè)體反應(yīng)（個(gè)體差異）

D:

環(huán)境的影響（包括實(shí)驗(yàn)處理）

E:

實(shí)驗(yàn)誤差第三頁，共31頁。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境的概念外環(huán)境大環(huán)境內(nèi)環(huán)境小環(huán)境第四頁，共31頁。二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境的分類及控制指標(biāo)1.普通環(huán)境（conventionalenvironment）

普通環(huán)境符合動(dòng)物居住的基本要求，不能完全控制傳染因子，但能控制野生動(dòng)物的進(jìn)入，適用于飼養(yǎng)普通級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

普通環(huán)境溫度犬、兔、猴、小型豬等控制在16-28℃，豚鼠、地鼠控制在18-29℃范圍；日溫差≤4℃，相對(duì)濕度控制在40-70%，換氣次數(shù)最少8次/h。第五頁，共31頁。2.屏障環(huán)境（barrierenvironment）屏障環(huán)境符合動(dòng)物居住的要求，嚴(yán)格控制人員、物品和空氣的進(jìn)出，適用于飼育清潔級(jí)及無特定病原體級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。屏障環(huán)境是專門為清潔級(jí)、SPF級(jí)動(dòng)物飼養(yǎng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的環(huán)境，符合動(dòng)物居住的要求。通過對(duì)出入屏障環(huán)境的人員、物品、動(dòng)物和空氣潔凈度的控制，避免各種可能的傳染因子傳入屏障環(huán)境內(nèi)；通過對(duì)溫濕度、噪聲和換氣次數(shù)等各種理化因子的控制，給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的繁育營造良好的環(huán)境。屏障環(huán)境溫度控制在20-26℃，日溫差≤4℃；相對(duì)濕度控制在40-70%，換氣次數(shù)控制在10-20次/h，空氣潔凈度7級(jí)。第六頁，共31頁。3.隔離環(huán)境（isolationenvironment）采用無菌隔離裝置以保持無菌狀態(tài)或無外來污染物。隔離裝置內(nèi)的空氣、飼料、水、墊料和設(shè)備應(yīng)無菌，動(dòng)物和物料的動(dòng)態(tài)傳遞須經(jīng)特殊的傳遞系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能保證與環(huán)境的絕對(duì)隔離，又能滿足轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物時(shí)保持內(nèi)環(huán)境一致。適用于飼育無特定病原體、悉生及無菌實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。隔離環(huán)境溫度控制在20-26℃，日溫差≤4℃；相對(duì)濕度控制在40-70%，換氣次數(shù)控制在10-20次/h，飼養(yǎng)無菌動(dòng)物或悉生動(dòng)物的隔離裝置空氣潔凈度為5級(jí)。為了保證良好的隔離環(huán)境，隔離裝置內(nèi)外的靜壓差要保持在50Pa。第七頁，共31頁。指標(biāo)單位范圍其他溫度攝氏（℃）20-26日溫差≤4℃濕度相對(duì)濕度（%）40-70換氣量次/小時(shí)≥15氣流速度米/秒≤0.2梯度壓差帕斯卡（Pa）≥10清潔走廊>飼養(yǎng)室>次清潔走廊空氣潔凈度級(jí)7級(jí)美國宇航局標(biāo)準(zhǔn)落下菌數(shù)個(gè)/平皿≤3氨濃度毫克/立方米（mg/m3）≤14噪聲分貝（dB）≤60工作照度勒克斯（Lux）≥20012小時(shí)明12小時(shí)暗SPF動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制指標(biāo)第八頁，共31頁。環(huán)境分類使用功能適用動(dòng)物等級(jí)普通環(huán)境---實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、檢疫普通動(dòng)物屏障環(huán)境正壓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、檢疫清潔動(dòng)物、SPF動(dòng)物負(fù)壓動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、檢疫清潔動(dòng)物、SPF動(dòng)物隔離環(huán)境正壓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、檢疫SPF動(dòng)物、悉生動(dòng)物、無菌動(dòng)物負(fù)壓動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、檢疫SPF動(dòng)物、悉生動(dòng)物、無菌動(dòng)物不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境的使用功能和適用動(dòng)物等級(jí)第九頁，共31頁。1.保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。2.保障實(shí)驗(yàn)研究獲得正確結(jié)果。3.合乎標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)工作者提供適宜的工作環(huán)境，避免不利的因素對(duì)人的傷害。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境控制的意義第十頁，共31頁。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施是為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供能夠控制的、穩(wěn)定的、適合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生長/繁殖環(huán)境依據(jù)功能，可分為

生產(chǎn)繁殖設(shè)施動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施第十一頁，共31頁。一、普通設(shè)施

普通設(shè)施應(yīng)符合普通環(huán)境控制要求，用于飼養(yǎng)普通級(jí)動(dòng)物。設(shè)施通常為單走廊專用房舍，有空調(diào)和送、排風(fēng)裝置，有防野鼠、防昆蟲措施。此外還應(yīng)配置動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室、清洗室、籠器具和飼料墊料倉庫。因普通級(jí)大動(dòng)物糞尿排泄量大，在設(shè)施建造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意足夠的通風(fēng)換氣量和通暢的下水管道?；\具要定期清洗消毒，飼料應(yīng)確保未污染和霉變。工作人員進(jìn)入時(shí)應(yīng)采取一定的防護(hù)措施，如穿著工作服，戴口罩、帽子和手套。第十二頁，共31頁。二、屏障設(shè)施根據(jù)屏障控制規(guī)模的大小，分為：1.全屏障系統(tǒng)2.屏障單元：

單間飼養(yǎng)室/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室凈化控制雙走廊屏障系統(tǒng)內(nèi)人、動(dòng)物、物品的移動(dòng)路向第十三頁，共31頁。全屏障系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為雙走廊或三走廊空氣要經(jīng)過初、中、高效三級(jí)，其空氣潔凈度要達(dá)到10000級(jí)。屏障系統(tǒng)內(nèi)保持正壓，通過設(shè)定清潔走廊、飼養(yǎng)室/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室和污物走廊之間的壓差調(diào)節(jié)氣流走向。屏障系統(tǒng)的出入口一般都設(shè)兩道門，形成緩沖間（氣閘），防止開門時(shí)外界空氣逆流進(jìn)入屏障系統(tǒng)內(nèi)。第十四頁，共31頁。1.氣流走向

清潔走廊飼養(yǎng)室/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室次清潔走廊外部區(qū)域2.人員走向：

更衣室淋?。L(fēng)淋）清潔走廊飼養(yǎng)室/動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室次清潔走廊更衣室3.物品移動(dòng)走向耐高壓物品：

物品高壓滅菌內(nèi)準(zhǔn)備室清潔走廊飼養(yǎng)室/動(dòng)物飼養(yǎng)室次清潔走廊外部區(qū)域

不耐高壓物品：

物品傳遞窗噴霧消毒內(nèi)準(zhǔn)備室清潔走廊飼養(yǎng)室/動(dòng)物飼養(yǎng)室次清潔走廊外部區(qū)域屏障系統(tǒng)內(nèi)人流、物流、氣流走向（以雙走廊為例）第十五頁，共31頁。第十六頁，共31頁。3.局部屏障設(shè)備：

層流架獨(dú)立通氣籠盒（IVC）層流架獨(dú)立通氣籠盒（IndividuallyVentilatedCages，IVC）第十七頁，共31頁。三、隔離設(shè)施隔離設(shè)施是采用特制的隔離裝置以營造與外界隔離的環(huán)境，用于無菌動(dòng)物的制備、無菌動(dòng)物和悉生動(dòng)物的維持和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。亦可用于SPF動(dòng)物的保種和一般的感染性試驗(yàn)?？芍糜谑覂?nèi)普通環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)。無菌隔離器可用硬質(zhì)或軟質(zhì)材料制成。硬質(zhì)材料采用PVC塑料或不銹鋼，軟質(zhì)材料通常采用聚乙烯透明塑料，通氣后鼓脹成型。目前全世界應(yīng)用最廣泛的是聚氯乙烯全透明薄膜隔離器。第十八頁，共31頁。隔離器的基本構(gòu)造示意圖第十九頁，共31頁。第三節(jié)特殊動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施放射性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施特殊化學(xué)物質(zhì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施第二十頁，共31頁。危險(xiǎn)度1級(jí)（無或極低的個(gè)體和群體危險(xiǎn)）

不太可能引起人或動(dòng)物致病的微生物。如大腸桿菌、乳酸桿菌等危險(xiǎn)度2級(jí)（個(gè)體危險(xiǎn)中等，群體危險(xiǎn)低）

病原體能夠?qū)θ嘶騽?dòng)物致病，但對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作人員、社區(qū)、牲畜或環(huán)境不易導(dǎo)致嚴(yán)重危害。實(shí)驗(yàn)室暴露也許會(huì)引起嚴(yán)重感染，但對(duì)感染有有效的預(yù)防和治療措施，并且疾病傳播的危險(xiǎn)有限。如傷寒桿菌、沙門氏菌、致病性大腸桿菌等危險(xiǎn)度3級(jí)（個(gè)體危險(xiǎn)高，群體危險(xiǎn)低）

病原體通常能引起人或動(dòng)物的嚴(yán)重疾病，但一般不會(huì)發(fā)生感染個(gè)體向其他個(gè)體的傳播，并且對(duì)感染有有效的預(yù)防和治療措施。如霍亂弧菌、炭疽桿菌等危險(xiǎn)度4級(jí)（個(gè)體和群體的危險(xiǎn)均高）

病原體通常能引起人或動(dòng)物的嚴(yán)重疾病，并且很容易發(fā)生個(gè)體之間的直接或間接傳播，對(duì)感染一般沒有有效的預(yù)防和治療措施。如SARS病毒、甲流病毒等WHO《實(shí)驗(yàn)室生物安全手冊(cè)》第三版中文版感染性微生物的危險(xiǎn)度等級(jí)分類第二十一頁，共31頁。

感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)計(jì)理念防護(hù)措施：二段封閉防護(hù)：病原體和人隔離開，感染性實(shí)驗(yàn)室和外界環(huán)境隔離開。感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的等級(jí)

ABSL-1（Animalfacility-BiosafetyLevel-1，P1)ABSL-2（Animalfacility-BiosafetyLevel-2，P2）

ABSL-3（Animalfacility-BiosafetyLevel-3，P3）

ABSL-4（Animalfacility-BiosafetyLevel-4，P4）

第二十二頁，共31頁。不同級(jí)別感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室的要求ABSL-1適用：危險(xiǎn)度1級(jí)（無或極低的個(gè)體和群體危險(xiǎn)）動(dòng)物飼育室要求：①飼育籠具應(yīng)有防逃出裝置；②感染實(shí)驗(yàn)區(qū)應(yīng)與其他區(qū)域分開,有防昆蟲和嚙齒類動(dòng)物侵入的裝置；③靠近出口處設(shè)洗手池；④地面、墻壁應(yīng)使用耐水耐消毒藥的材料。第二十三頁，共31頁。ABSL-2適用：危險(xiǎn)度2級(jí)（個(gè)體危險(xiǎn)中等，群體危險(xiǎn)低）

ABSL-2是在ABSL-1的操作規(guī)范、處理方法、安全設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室要求的基礎(chǔ)上建立起來的。飼養(yǎng)室門應(yīng)保持關(guān)閉，有明顯的“生物危害”標(biāo)志牌。動(dòng)物飼育室要求：（1）應(yīng)分別設(shè)置動(dòng)物飼育室和實(shí)驗(yàn)操作室、檢疫觀察室。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)宜在隔離器、IVC和生物安全柜內(nèi)進(jìn)行。（2）門應(yīng)帶鎖、可自動(dòng)關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)室的門應(yīng)具有可視窗。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室不宜設(shè)下水地漏。（3）應(yīng)設(shè)置恒溫恒濕空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和空氣凈化機(jī)組，一般宜采用全新風(fēng)。（4）應(yīng)配備高壓蒸汽滅菌器。（5）污物處理應(yīng)保證滿足實(shí)驗(yàn)室運(yùn)轉(zhuǎn)和控制污染的要求。固體廢棄物經(jīng)高壓蒸汽滅菌后交環(huán)保部門統(tǒng)一處理；污染的廢水必須經(jīng)過有效消毒。有害污染廢棄物要與一般廢棄物分開放置（6）應(yīng)有可靠的電力供應(yīng)和應(yīng)急照明。保證緊急情況下基本設(shè)備的用電需要。(7)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置火災(zāi)報(bào)警、消防器材以及洗眼設(shè)施。第二十四頁，共31頁。ABSL-3適用:

危險(xiǎn)度3級(jí)（個(gè)體危險(xiǎn)高，群體危險(xiǎn)低）三級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室（ABSL-3）適用于飼養(yǎng)接種了危險(xiǎn)度3級(jí)微生物的動(dòng)物。這種病原微生物對(duì)人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危險(xiǎn)性，主要通過氣溶膠使人傳染上嚴(yán)重的甚至是致命疾病，或?qū)?dòng)植物和環(huán)境具有高度危害的致病因子。實(shí)驗(yàn)人員需接受過專門操作訓(xùn)練，并由具有上述工作經(jīng)驗(yàn)的能勝任的科學(xué)人員監(jiān)督管理。ABSL-3要有雙重密封門或氣閘室（緩沖隔離室）和外界隔離的實(shí)驗(yàn)區(qū)。外部空氣通過高效過濾器送入室內(nèi)，排出的空氣亦需經(jīng)高效過濾器過濾。感染材料的所有操作應(yīng)在生物安全柜內(nèi)或其他封閉設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。所有傳染性液體或固體廢棄物應(yīng)先經(jīng)過高溫高壓或化學(xué)處理去除污染后再處理。第二十五頁，共31頁。ABSL-3設(shè)施設(shè)備要求：（1）應(yīng)為全封閉系統(tǒng)，有清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)組成，各區(qū)之間設(shè)緩沖間。（2）室內(nèi)配管線應(yīng)內(nèi)藏，適應(yīng)熏蒸消毒和沖洗消毒的需要。（3）動(dòng)物飼養(yǎng)區(qū)和生物安全柜內(nèi)應(yīng)保持負(fù)壓，排出的氣體應(yīng)經(jīng)過高效過濾器過濾。（4）每個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室出口處附近要有自動(dòng)開關(guān)洗手池。（5）在適當(dāng)?shù)奈恢冒仓酶邏簻缇鳎腥拘詮U棄物在運(yùn)出ABSL-3前必須經(jīng)高壓滅菌。第二十六頁，共31頁。ABSL-4適用:

危險(xiǎn)度4級(jí)（個(gè)體和群體的危險(xiǎn)均高）四級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物安全實(shí)驗(yàn)室（ABSL-4）是最高度安全實(shí)驗(yàn)室。適用于未知的或能引起致命疾病的，對(duì)個(gè)人有高度風(fēng)險(xiǎn)的病原體的工作。實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)經(jīng)過專門的操作培訓(xùn)，并由有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)人員監(jiān)督管理。采用獨(dú)立的建筑物內(nèi)用隔離區(qū)和外部隔斷的構(gòu)造。根據(jù)相應(yīng)的隔離等級(jí)使室內(nèi)保持負(fù)壓。在密封型(即Ⅲ級(jí))生物安全柜內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，工作人員應(yīng)穿上通過維持生命裝置換氣的整體式正壓個(gè)人防護(hù)服。非本區(qū)的工作人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

第二十七頁，共31頁。ABSL-4在ABSL-3設(shè)施設(shè)備的基礎(chǔ)上，還要求：（1）獨(dú)立的建筑物，應(yīng)設(shè)置隔離區(qū)和一定的相關(guān)區(qū)域。（2）墻、屋頂應(yīng)耐水和封閉，排氣管、電線、煤氣、水管等也應(yīng)封閉。（3）必須通過氣鎖緩沖室才能進(jìn)入設(shè)施。氣鎖緩沖室的潔凈側(cè)與限制側(cè)之間必須有更衣室和淋浴室隔開。（4）進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的氣體應(yīng)經(jīng)高效過濾，排出的氣體應(yīng)經(jīng)二層高效過濾器過濾后再排出。（5）一切動(dòng)物飼育實(shí)驗(yàn)應(yīng)在完全密閉、