第四章實驗動物環(huán)境控制

第四章實驗動物環(huán)境控制第一頁，共31頁。基因型表現(xiàn)型演出型發(fā)育環(huán)境周圍環(huán)境1959年Russell和Bruch提出的動物遺傳和環(huán)境之間相互關系的學說

在動物實驗中。為了使動物經(jīng)過實驗處理后的反應保持穩(wěn)定，就必須要求每個動物的表現(xiàn)型和演出型都保持穩(wěn)定；而要求每個動物的表現(xiàn)型和演出型保持穩(wěn)定，就必須對動物的生存環(huán)境進行控制。

1959-1962年孕婦服用反應停后出生的海豹兒第二頁，共31頁。環(huán)境對動物實驗處理的影響

R=(A+B+C)×D+E式中：R:

實驗動物的總反應

A:

實驗動物種屬的共同反應

B：動物品種及品系特有的反應

C:

動物的個體反應（個體差異）

D:

環(huán)境的影響（包括實驗處理）

E:

實驗誤差第三頁，共31頁。第一節(jié)實驗動物環(huán)境一、實驗動物環(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、實驗動物環(huán)境的分類及控制指標1.普通環(huán)境（conventionalenvironment）

普通環(huán)境符合動物居住的基本要求，不能完全控制傳染因子，但能控制野生動物的進入，適用于飼養(yǎng)普通級實驗動物。

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，適用于飼育清潔級及無特定病原體級實驗動物。屏障環(huán)境是專門為清潔級、SPF級動物飼養(yǎng)和動物實驗設計的環(huán)境，符合動物居住的要求。通過對出入屏障環(huán)境的人員、物品、動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)；通過對溫濕度、噪聲和換氣次數(shù)等各種理化因子的控制，給實驗動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。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、墊料和設備應無菌，動物和物料的動態(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)境的絕對隔離，又能滿足轉(zhuǎn)運動物時保持內(nèi)環(huán)境一致。適用于飼育無特定病原體、悉生及無菌實驗動物。隔離環(huán)境溫度控制在20-26℃，日溫差≤4℃；相對濕度控制在40-70%，換氣次數(shù)控制在10-20次/h，飼養(yǎng)無菌動物或悉生動物的隔離裝置空氣潔凈度為5級。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。指標單位范圍其他溫度攝氏（℃）20-26日溫差≤4℃濕度相對濕度（%）40-70換氣量次/小時≥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7級美國宇航局標準落下菌數(shù)個/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小時明12小時暗SPF動物實驗室環(huán)境控制指標第八頁，共31頁。環(huán)境分類使用功能適用動物等級普通環(huán)境---實驗動物生產(chǎn)、動物實驗、檢疫普通動物屏障環(huán)境正壓實驗動物生產(chǎn)、動物實驗、檢疫清潔動物、SPF動物負壓動物實驗、檢疫清潔動物、SPF動物隔離環(huán)境正壓實驗動物生產(chǎn)、動物實驗、檢疫SPF動物、悉生動物、無菌動物負壓動物實驗、檢疫SPF動物、悉生動物、無菌動物不同實驗動物環(huán)境的使用功能和適用動物等級第九頁，共31頁。1.保證實驗動物健康和質(zhì)量標準化。2.保障實驗研究獲得正確結果。3.合乎標準的環(huán)境為動物實驗工作者提供適宜的工作環(huán)境，避免不利的因素對人的傷害。實驗動物環(huán)境控制的意義第十頁，共31頁。第二節(jié)實驗動物設施實驗動物設施是為實驗動物和動物實驗提供能夠控制的、穩(wěn)定的、適合實驗動物生長/繁殖環(huán)境依據(jù)功能，可分為

生產(chǎn)繁殖設施動物實驗設施第十一頁，共31頁。一、普通設施

普通設施應符合普通環(huán)境控制要求，用于飼養(yǎng)普通級動物。設施通常為單走廊專用房舍，有空調(diào)和送、排風裝置，有防野鼠、防昆蟲措施。此外還應配置動物實驗室、手術室、清洗室、籠器具和飼料墊料倉庫。因普通級大動物糞尿排泄量大，在設施建造設計時應注意足夠的通風換氣量和通暢的下水管道?；\具要定期清洗消毒，飼料應確保未污染和霉變。工作人員進入時應采取一定的防護措施，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/動物實驗室凈化控制雙走廊屏障系統(tǒng)內(nèi)人、動物、物品的移動路向第十三頁，共31頁。全屏障系統(tǒng)一般設計為雙走廊或三走廊空氣要經(jīng)過初、中、高效三級，其空氣潔凈度要達到10000級。屏障系統(tǒng)內(nèi)保持正壓，通過設定清潔走廊、飼養(yǎng)室/動物實驗室和污物走廊之間的壓差調(diào)節(jié)氣流走向。屏障系統(tǒng)的出入口一般都設兩道門，形成緩沖間（氣閘），防止開門時外界空氣逆流進入屏障系統(tǒng)內(nèi)。第十四頁，共31頁。1.氣流走向

清潔走廊飼養(yǎng)室/動物實驗室次清潔走廊外部區(qū)域2.人員走向：

更衣室淋?。L淋）清潔走廊飼養(yǎng)室/動物實驗室次清潔走廊更衣室3.物品移動走向耐高壓物品：

物品高壓滅菌內(nèi)準備室清潔走廊飼養(yǎng)室/動物飼養(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)準備室清潔走廊飼養(yǎng)室/動物飼養(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.局部屏障設備：

層流架獨立通氣籠盒（IVC）層流架獨立通氣籠盒（IndividuallyVentilatedCages，IVC）第十七頁，共31頁。三、隔離設施隔離設施是采用特制的隔離裝置以營造與外界隔離的環(huán)境，用于無菌動物的制備、無菌動物和悉生動物的維持和動物實驗。亦可用于SPF動物的保種和一般的感染性試驗?？芍糜谑覂?nèi)普通環(huán)境中運轉(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。隔離器的基本構造示意圖第十九頁，共31頁。第三節(jié)特殊動物實驗設施感染性動物實驗設施放射性動物實驗設施特殊化學物質(zhì)動物實驗設施第二十頁，共31頁。危險度1級（無或極低的個體和群體危險）

不太可能引起人或動物致病的微生物。如大腸桿菌、乳酸桿菌等危險度2級（個體危險中等，群體危險低）

病原體能夠?qū)θ嘶騽游镏虏?，但對實驗室工作人員、社區(qū)、牲畜或環(huán)境不易導致嚴重危害。實驗室暴露也許會引起嚴重感染，但對感染有有效的預防和治療措施，并且疾病傳播的危險有限。如傷寒桿菌、沙門氏菌、致病性大腸桿菌等危險度3級（個體危險高，群體危險低）

病原體通常能引起人或動物的嚴重疾病，但一般不會發(fā)生感染個體向其他個體的傳播，并且對感染有有效的預防和治療措施。如霍亂弧菌、炭疽桿菌等危險度4級（個體和群體的危險均高）

病原體通常能引起人或動物的嚴重疾病，并且很容易發(fā)生個體之間的直接或間接傳播，對感染一般沒有有效的預防和治療措施。如SARS病毒、甲流病毒等WHO《實驗室生物安全手冊》第三版中文版感染性微生物的危險度等級分類第二十一頁，共31頁。

感染性動物實驗設施設計理念防護措施：二段封閉防護：病原體和人隔離開，感染性實驗室和外界環(huán)境隔離開。感染性動物實驗室的等級

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。不同級別感染性動物實驗室的要求ABSL-1適用：危險度1級（無或極低的個體和群體危險）動物飼育室要求：①飼育籠具應有防逃出裝置；②感染實驗區(qū)應與其他區(qū)域分開,有防昆蟲和嚙齒類動物侵入的裝置；③靠近出口處設洗手池；④地面、墻壁應使用耐水耐消毒藥的材料。第二十三頁，共31頁。ABSL-2適用：危險度2級（個體危險中等，群體危險低）

ABSL-2是在ABSL-1的操作規(guī)范、處理方法、安全設備和實驗室要求的基礎上建立起來的。飼養(yǎng)室門應保持關閉，有明顯的“生物危害”標志牌。動物飼育室要求：（1）應分別設置動物飼育室和實驗操作室、檢疫觀察室。動物實驗宜在隔離器、IVC和生物安全柜內(nèi)進行。（2）門應帶鎖、可自動關閉。實驗室的門應具有可視窗。動物實驗室不宜設下水地漏。（3）應設置恒溫恒濕空調(diào)通風系統(tǒng)和空氣凈化機組，一般宜采用全新風。（4）應配備高壓蒸汽滅菌器。（5）污物處理應保證滿足實驗室運轉(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）應有可靠的電力供應和應急照明。保證緊急情況下基本設備的用電需要。(7)應按規(guī)定設置火災報警、消防器材以及洗眼設施。第二十四頁，共31頁。ABSL-3適用:

危險度3級（個體危險高，群體危險低）三級實驗動物生物安全實驗室（ABSL-3）適用于飼養(yǎng)接種了危險度3級微生物的動物。這種病原微生物對人體、動植物或環(huán)境具有高度危險性，主要通過氣溶膠使人傳染上嚴重的甚至是致命疾病，或?qū)又参锖铜h(huán)境具有高度危害的致病因子。實驗人員需接受過專門操作訓練，并由具有上述工作經(jīng)驗的能勝任的科學人員監(jiān)督管理。ABSL-3要有雙重密封門或氣閘室（緩沖隔離室）和外界隔離的實驗區(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在生物安全柜內(nèi)或其他封閉設備內(nèi)進行。所有傳染性液體或固體廢棄物應先經(jīng)過高溫高壓或化學處理去除污染后再處理。第二十五頁，共31頁。ABSL-3設施設備要求：（1）應為全封閉系統(tǒng)，有清潔區(qū)、半污染區(qū)和污染區(qū)組成，各區(qū)之間設緩沖間。（2）室內(nèi)配管線應內(nèi)藏，適應熏蒸消毒和沖洗消毒的需要。（3）動物飼養(yǎng)區(qū)和生物安全柜內(nèi)應保持負壓，排出的氣體應經(jīng)過高效過濾器過濾。（4）每個動物實驗室出口處附近要有自動開關洗手池。（5）在適當?shù)奈恢冒仓酶邏簻缇?，感染性廢棄物在運出ABSL-3前必須經(jīng)高壓滅菌。第二十六頁，共31頁。ABSL-4適用:

危險度4級（個體和群體的危險均高）四級實驗動物生物安全實驗室（ABSL-4）是最高度安全實驗室。適用于未知的或能引起致命疾病的，對個人有高度風險的病原體的工作。實驗人員應經(jīng)過專門的操作培訓，并由有經(jīng)驗的科學人員監(jiān)督管理。采用獨立的建筑物內(nèi)用隔離區(qū)和外部隔斷的構造。根據(jù)相應的隔離等級使室內(nèi)保持負壓。在密封型(即Ⅲ級)生物安全柜內(nèi)進行實驗，工作人員應穿上通過維持生命裝置換氣的整體式正壓個人防護服。非本區(qū)的工作人員嚴禁入內(nèi)。

第二十七頁，共31頁。ABSL-4在ABSL-3設施設備的基礎上，還要求：（1）獨立的建筑物，應設置隔離區(qū)和一定的相關區(qū)域。（2）墻、屋頂應耐水和封閉，排氣管、電線、煤氣、水管等也應封閉。（3）必須通過氣鎖緩沖室才能進入設施。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）進入實驗室的氣體應經(jīng)高效過濾，排出的氣體應經(jīng)二層高效過濾器過濾后再排出。（5）一切動物飼育實驗應在完全密閉、