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中国援塞移动实验室安全风险评估与生物安全应对措施

添加日期:2015年09月24日 关键字: 点击次数:1622 次

导读:

中国援塞移动实验室安全风险评估与生物安全应对措施

埃博拉病毒是一种能引起人类和灵长类动物发生急性出血症状的烈性传染病病毒,感染性极强,感染患者病死率极高。在疫源地现场标本接收、处理及分离鉴定过程中实验人员均可能接触到埃博拉病毒,这些实验活动存在较高的实验室感染风险。

中国援塞埃博拉检测队在西非执行任务期间,基于埃博拉病毒的生物学特征、致病性、传播途径和实验活动等内容,对实验室中埃博拉病毒引发感染及可能造成危害的风险进行评估,并制订了具体应对措施,这些措施确保了实验室人员和环境安全。


本文对中国援塞移动实验室安全风险评估情况和实验环节几个关键点的应对措施作了归纳总结,可为以后其他高致病性传染病实验室检测的安全防护提供借鉴。

1概述埃博拉病毒于1976年在刚果民主共和国和苏丹南部一个叫“埃博拉”的地方发生的疫情中被发现。2013年西非出现埃博拉疫情大暴发前,至少在11个国家和地区检出过埃博拉病毒,共造成人间暴发疫情23起,实验室感染事件3起。2013年西非几内亚出现疫情后迅速传播到利比里亚、塞拉利昂以及其他国家,成为国际关注的突发公共卫生事件。根据世界卫生组织(WHO)报道,截止2015年2月27日,埃博拉感染病例已累积达23825例,其中死亡9660例。埃博拉病毒具有极高的传播风险,同时致死率高达50%~90%。
埃博拉病毒的实验室检测,可对疑似感染患者早确诊、早隔离、早治疗提供科学依据,同时有利于疫情的判断和疾病的防控。各类医疗卫生机构人员包括检测人员是埃博拉出血热的高危人群,标本接收、处理及分离鉴定过程均存在较高的感染风险。对实验室活动进行安全风险评估并制订相应措施,对保护检测人员安全和切断埃博拉病毒的传播有重要作用。西非许多国家都没有可用于埃博拉病毒病检测的实验室。截止2015年1月25日,在西非埃博拉灾情严重的3个国家已有26家国际实验室投入运营,承担了所有疑似埃博拉感染患者的标本检测工作,为疫情的防控做出了巨大贡献。

中国也将自主研发的移动式P3实验室投入到塞拉利昂西区的检测任务中,截止2015年1月14日,中国援塞检测队累积检测标本3707例,其中阳性1380例,占同期驻塞13家国际实验室检测总量的1/5。实验过程中,中国检测队队员严格按照生物危害风险进行防护,在关键操作环节加强安全控制,不仅完成了大量标本的检测任务,同时实现了检测队员“零感染”的目标。

2埃博拉检测实验室安全风险评估埃博拉病毒具有极高的感染性,属于非常罕见的致命病毒。实验室进行临床标本的接收、标本分离和灭活及检测等操作时都存在工作人员被感染的潜在风险,据KatzLM等报道,曾有多次实验室人员感染埃博拉出血热的事件。
根据《病原微生物实验室生物安全管理条例》、《埃博拉出血热医院感染预防与控制技术指南(第一版)》等国家标准及法规要求,中国援塞检测队对其安全风险程度进行了评估。风险评估的依据主要基于埃博拉病毒生物学特征、埃博拉出血热流行病学特点和实验室操作等几个关键环节,并在此基础上制订具体防护措施和方案。埃博拉病毒属于丝状病毒科埃博拉病毒属,是一种线性、非节段的单股负链RNA病毒。病毒颗粒有类脂包膜,内部有囊膜,含有螺旋状核糖核衣壳。在常温下较稳定,中度耐热,56℃不能完全被灭活,60℃灭活需要1h,100℃下5min可完全灭活。对化学消毒剂敏感,例如次氯酸钠、乙醇、去氧胆酸钠、福尔马林、乙醚等可以使其完全灭活;γ射线照射也可将其灭活。埃博拉病毒有多种亚型,其中扎伊尔型毒力最强,引起人类疾病死亡率最高。2013年引起西非埃博拉出血热疫情的即为扎伊尔型。
接触传播是埃博拉病毒病最主要传播途径,接触病人和被感染动物的尸体或各种体液、分泌物、排泄物及其污染物(例如使用过的注射器等)都可感染埃博拉病毒病。空气传播和飞沫传播方式尚未得到证实,但并不能排除其可能性。由于检测人员直接与患者标本接触,感染的机率更大,属于埃博拉感染的高危人群。
3实验室生物安全控制关键环节埃博拉病毒主要通过接触传播,同时不能排除气溶胶传播的可能性,中国检测队在移动P3实验室进行埃博拉感染标本相关操作时采用A级防护用品,包括穿戴内胆衣、一次性防渗漏防护服、一次性鞋套加穿防穿刺防水靴、医用防护口罩(N95及以上)、三层乳胶手套、一次性防渗反穿衣、正压头套和动力送风呼吸系统。埃博拉病毒对消毒剂和紫外线敏感,标本及感染性材料采用含有效氯5000mg/L的消毒液进行消毒,仪器表面或内腔使用75%酒精消毒,皮肤采用75%酒精或碘酒消毒,标本中病毒灭活采用60℃加热1h的方式,实验室定期采用紫外线照射的方式进行全面消毒。
为了防止检测人员在实验过程中发生感染,必须遵循实验室管理制度和操作规范,同时要对以下几个关键环节重点进行防控:

第一,实验室生物安全防护等级。埃博拉病毒的生物安全等级为4级,按照《人间传染的病原微生物名录》规定,对其感染性材料的操作应该在生物安全防护三级实验室(即P3实验室)中进行。第二,为了防止交叉污染和便于消毒,实验区应根据污染程度进行合理分区。第三,实验中接触感染材料过程中的生物安全防护,主要包括标本的接收、包装的拆除、信息核对、样本灭活、核酸提取和废弃物处理等过程,必须使用适当的个人防护用品并遵循生物安全规范才能有效降低感染风险。中国实验室在这几个关键环节加强控制,降低感染风险。


1.中国埃博拉检测实验室部署在塞拉利昂西区JUI镇中塞友好医院内,简称为JUI实验室。中塞友好医院被分隔成两部分,左侧为中国援塞医院留观治疗中心,右侧为中国援塞埃博拉检测实验室(如图1所示)。中国埃博拉检测实验室由接样区、移动式P3实验室、固定P2实验区、垃圾焚烧区和办公区几个部分组成。移动式P3实验室是最主要的设施,由主舱、辅舱和指挥车三部分组成,主舱和辅舱之间由密闭通道连接,标本信息核对、灭活、处理及核酸提取等工作在主舱进行,辅舱装配了淋浴间和多套支持设备,指挥车负责与主舱和辅舱进行交流和监控。核酸扩增的工作安排在二级生物安全实验室(P2实验室)中进行。

图1 中国援塞移动生物安全实验室平面布局图

(摘自杨瑞馥,刘超,夏晓东等.现代瘟疫埃博拉病毒病科学出版社.2015(1):183)

2.为了对各区进行隔离并有利于卫生消毒,整个实验区按照污染程度进行了划分:接样区及通道设为污染区,P2实验室区、P3实验区和垃圾焚烧区设为半污染区,办公区和其他部分设为洁净区,各区之间用警戒线分隔。检测工作的流程为:在接样区接收样品运送至移动实验室传递窗;然后检测人员将样品转运至主舱,并进行样本信息核对、病毒灭活和核酸提取工作;提取的核酸移出移动实验室后在固定P2实验室进行扩增实验;实验数据传送到办公区后,结合患者流行病学资料进行诊断,然后将诊断结果分发到各个留观治疗中心。整个流程严格按照生物危害程度进行防护。


3.实验过程中的生物安全防控措施,主要包括以下几个方面:①个人防护用品的穿脱。穿戴由2人配合共同完成,穿戴时互相整理和检查,确保防护无漏洞;摘脱时帮助对方消毒液和脱卸。②标本的接收。也由2人共同完成,需要检查标本外包装是否符合规范,是否有破损及渗漏痕迹,对不符合要求的送检标本一律拒收。将标本运送容器表面喷洒消毒液进行消毒,然后装入密封袋,再对密封袋表面消毒。③标本包装的拆除和信息核对。在生物安全柜中逐层打开标本包装,同时喷洒消毒液,用镊子取出试管,用相机拍摄登记的标本信息和患者流行病学资料,用电脑传送至指挥车,由外部人员进行信息核对。④病毒灭活和核酸提取。将试管放入盛有含氯消毒液的50ml离心管中,60℃灭活1h。灭活后的标本在生物安全柜中打开,每个标本吸取50μl至样品板中,用自动核酸提取仪进行提取。⑤废弃物的处理。实验产生的感染性废弃物(包括废弃标本、吸头和标本包装袋等)放入密封袋,再放入医疗垃圾袋扎牢袋口,置高压灭菌装置中121℃高压灭菌20min,高压灭菌后在焚烧区集中焚烧处理。


4意外安全风险的控制

生物安全实验室管理上的疏漏和意外事故,不仅可以导致实验室工作人员感染,更有可能造成环境污染和大面积人群感染。历史上曾多次发生生物安全实验室安全事故,造成不同程度的损失。也有埃博拉实验室相关事故的报道,包括针刺伤引起感染及最近美国CDC一名技术员意外暴露于埃博拉病毒的事件。为了防止这类意外事故的发生,中国埃博拉检测实验室根据实际情况制订了严格的防控及应对措施。

1.个人防护风险控制

(1)穿戴防护装备环节严格遵守防护装备的储存要求,如温度、湿度、光照及有效防护时间等,使用前确保在有效期内并得到妥善保管,杜绝因保管不当而造成防护效果丧失。防护用品在使用前严格检查各防护装备有效性及可靠性,例如手套需检测是否漏气,防护服检查是否有破损。穿戴过程中应确保需保护部位被覆盖,检查防护装备尺寸是否合适,口罩要检测其气密性。穿戴完毕进行自查互查,确保防护装备穿戴正确,防护效果可靠。

(2)防护设备破损或失效时①防护服破损时处置方法:发现外层防护服破损后应立即停止实验操作,使用含有效氯5000mg/L的消毒液对手套进行消毒,并更换手套,在第一缓冲间脱去外层沾染的隔离衣,实验人员撤离至第二缓冲间,穿上新的防护服回到实验室,并按规定上报情况。如果发现双层防护服破损,同样停止试验并更换手套,如果皮肤暴露需同组人员配合用碘伏或75%酒精进行消毒处理,然后按照程序退出实验室并上报情况,立即将发生暴露的实验人员送至驻地隔离点隔离观察。②手套破损导致暴露风险:如果发现手套破损,应停止试验操作,用含氯消毒剂消毒手套并脱下,再对内层手套进行消毒,然后戴上一层手套继续工作。如果外层和内层手套均发生破损,则将手套均脱下,然后用75%对暴露的手部皮肤进行消毒处理,按标准程序退出实验室,将发生皮肤暴露的实验人员送至驻地隔离点隔离观察。③正压防护面罩工作故障:当正压送风装置发出缺电报警或停止工作,应停止实验操作,并按标准程序退出。更换另一组实验人员穿戴好个人防护装备后继续工作。


2.实验操作中的风险控制

(1)对针头等固体污染物的处理如果送检标本包装中发现针头或棉棒等,应用镊子将其放入盛有消毒液的锐器桶中;如果针头或污染的吸头掉落在台面或地面,应用消毒剂浸透的纱布覆盖其上,然后用镊子将其归拢、收集并放入锐器桶中。

(2)感染性液体溢洒感染性液体例如血液标本溅洒在生物安全柜内,用止血钳夹取含氯消毒剂浸湿的纱布覆盖并擦拭,重复操作一次,使用后的纱布置于生物安全垃圾袋内,并开启紫外线灯照射30min。如果感染性液体溅洒到地面上,用纱布覆盖溢出物和周围区域,从外围向中心倾倒消毒剂进行消毒,反应30min,用镊子将覆盖物移开并再用含消毒剂的纱布将地面擦拭干净,然后用30g/L过氧化氢气体对实验室进行终末消毒。如果手套表面沾染了感染性液体,应用含氯消毒剂对手套进行消毒,脱下手套并对内层手套进行消毒,然后更换新的手套。当防护服被污染后应先对手套进行消毒并更换新的手套,然后在另一位工作人员配合下对污染的防护服喷洒消毒液,同时对污染区域进行消毒,10min后两人按照标准程序撤出试验区,30min后另一组队员进入继续实验。

(3)锐器损伤手部手部被锐器扎伤后应立即向指挥车中监测人员报告,并通知相关负责人,准备救治措施。然后用75%酒精依次对外层和内层手套进行消毒,脱掉手套后暴露受伤部位,尽量挤出损伤部位的血液,用碘伏对污染的皮肤和伤口进行消毒,在同组人员的配合下,按标准程序退出实验室,立即前往驻地隔离点隔离观察。

(4)离心管破裂当离心机运行时听到异常声响并怀疑离心管破裂后,立即关闭电源并保持离心机盖关闭;或打开离心机盖后发现有离心管破裂,应立即合上离心机盖。待离心机静置30min后打开盖子,用浸没75%乙醇的纱布覆盖离心机转子和离心机腔内壁,灭活溢出感染性物质。用镊子清理破损离心管,避免扎伤。将破裂的离心管装入盛有含氯消毒剂的锐器桶中,用75%乙醇浸透的纱布离心机转子和离心机腔内壁进行消毒,然后用过氧化氢气体对实验室进行终末消毒。

(5)生物安全柜停止工作当生物安全柜故障会意外停电停止工作后应中止操作,封闭所有盛装感染性物质的容器,关闭生物安全柜玻璃窗。向监控室报告情况,并报告相关负责人。然后按标准程序退出实验室或从应急门撤出。当恢复实验室恢复工作后,排除各种安全风险后可重新进入实验室进行实验操作。

(6)实验人员突感身体不适应停止实验工作,并报告监控室做好应对准备,同组实验人员配合做好消毒工作,按标准程序退出实验室。如果工作人员突然晕倒,另一人应将晕倒的人员扶到坐的姿势,让晕倒的人员的背和头靠在救护者的胸前,救护者的双手和胳膊架在晕倒的人的腋下。然后向监控室报告情况,提醒做好救治准备,同时申请外部人员进入协助对防护服和实验室进行消毒,将晕倒的人拖到缓冲间脱掉防护服后抬出实验室。


3.其他突发意外事件援塞移动检测实验室制定了停电、压力异常等突发事件处置预案,所有人员均学习和了解了实验室的布局和设备,熟悉紧急行动计划、撤离路线。一旦发生紧急情况无法处理时,应进行紧急撤离到移动实验室外。


5小结传染病给人类带来的威胁越来越严重,特别是病毒引起的传染病暴发规模和频率超过以往。各类传染病在世界各地不断出现,例如近些年发生的“非典”、高致病性禽流感、腺病毒感染以及2013年西非埃博拉疫情等,这些传染病具有传染性强、传播速度快、病死率高的特点,给人类生命带来了严重挑战,同时对社会稳定、经济发展和国家安全带来威胁。自然因素例如温度和湿度的变化可改变虫媒的地区分布,从而使传染病流行情况发生改变;同样随着人类交流活动日益频繁,可以将流行病带到全球任何一个角落。微生物自身进化也是出现新的微生物物种和微生物致病力增强的主要原因之一,通过自然进化机制微生物可产生新的毒素、逃避宿主免疫、产生耐药性和找到新的宿主,这给传染病的防控带来了困难。对一些罕见微生物我们应保持高度警惕,要不断提高对新发传染病的科学识别能力,充分了解其生物安全风险,以便采取有效的应对措施,防止病原广泛扩散。中国援塞移动实验室检测队在非洲执行埃博拉检测任务期间,对埃博拉实验室生物安全风险进行了科学评估,充分考虑个人防护和实验操作中关键环节的安全隐患,并采取详细的处理措施和应急预案,确保避免或减少意外生物安全事件发生,降低检测人员和环境安全。这些经验的归纳将为以后传染病病原检测的安全防护工作提供参考。


本文来源:《中国消毒学杂志》2015年第32卷第4期;“中国援塞移动实验室安全风险评估与生物安全应对措施”,田曙光,王雪松,陈勇,张文义,陈泽良,常国辉,刘超(中国援塞移动实验室检测队,弗里敦塞拉利昂)

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