鄭茂恩, 楊春紅, 王可洲, 劉濤, 趙元東(. 山東省實驗動物中心, 濟南250002;2. 濟南朋悅實驗動物繁育有限公司, 濟南 250200;. 山東大學,濟南25000)
實驗動物過敏癥(laboratory animal allergy,LAA)被認定為是一種職業(yè)病,主要導致從業(yè)人員呼吸道、皮膚和眼部等的過敏性炎癥反應,實驗動物的皮屑、毛發(fā)、唾液和糞便等均可成為過敏原,LAA已經(jīng)影響到實驗動物從業(yè)人員的職業(yè)健康安全,成為影響健康安全的潛在因素[1]。
LAA是實驗動物行業(yè)面臨的一種新的職業(yè)健康危機,直至Sorrell等[2]和Rajka等[3]分別報道了實驗動物(小型豬、大鼠和小鼠)引起的過敏癥后,才開始引起人們對實驗動物從業(yè)人員健康問題的關(guān)注。此后,國外學者對LAA的患病率和常見癥狀,與接觸數(shù)量、接觸時間和頻率,個體特應性等因素的關(guān)聯(lián)性進行了大量的研究[4-8]。
從實驗動物應用至今, 獲諾貝爾獎項的近90位科學家最關(guān)注的是實驗結(jié)果及其在相應領(lǐng)域所取得的成就, 而對于實驗動物從業(yè)人員的健康安全問題幾乎不曾涉及, 美國“國家職業(yè)安全與健康研究所”在1989年認為LAA對從業(yè)人員具有一定的危險性, 1998年將LAA認定為一種職業(yè)病[9]。
國外研究[10,11]表明,3/4的實驗動物從業(yè)人員有過敏癥狀,1/3的人員出現(xiàn)過職業(yè)性過敏,約1/10的癥狀可能會發(fā)展成哮喘,鼻炎和哮喘是實驗動物從業(yè)人員中普遍存在,每年1 000名實驗動物從業(yè)人員中有2.54人和1.56人會患上鼻炎和哮喘[12]。LAA已經(jīng)成為波蘭實驗動物從業(yè)人員健康安全的一個重要問題,有20.5%的人員出現(xiàn)過哮喘現(xiàn)象, 11.0%的人員出現(xiàn)過眼睛過敏癥狀[13]。Jones等[14]在日本通過問卷調(diào)查顯示, LAA的患病率為17.6%,主要表現(xiàn)為過敏性鼻炎、眼結(jié)膜炎和哮喘等癥狀。Muzembo等[15]對169名日本高知醫(yī)學院受試者進行問卷調(diào)查, 評估與實驗動物接觸的相關(guān)性,結(jié)果顯示LAA的患病率為17.6%,大多數(shù)為過敏性鼻結(jié)膜炎和哮喘癥狀。Moghtaderi等[16]對100名實驗動物人員和50名對照人員進行了皮膚點刺試驗(SPT)和肺部功能試驗,發(fā)現(xiàn)36%的實驗動物從業(yè)人員SPT結(jié)果為陽性,52名LAA人員中36名SPT結(jié)果為陽性,12名肺功能異常的人員中6名為SPT為陽性。
D'Ovidio等[9]和Pomés等[17]認為大多數(shù)過敏原是蛋白質(zhì)超家族成員,至少含50種結(jié)合或攜帶疏水性小分子胞外蛋白。隨著分子技術(shù)的發(fā)展,蛋白芯片技術(shù)、高效液相色譜和X-射線晶體學可以更好地測定和分析免疫球蛋白E(IgE),為過敏原分子反應機制提供詳細信息、診斷治療和預防控制措施。Hollander 等[18]對荷蘭8個動物設施內(nèi)的540名工作人員進行問卷調(diào)查,并進行SPT、總IgE和特異性IgE測定,結(jié)果顯示人對大鼠和小鼠的過敏率分別為19%和10%,胸悶癥狀和總IgE水平升高相關(guān)。Yoshimura等[19]對北海道大學接觸實驗嚙齒類和兔的555名學生和教師進行問卷調(diào)查和IgE測定,LAA人員的IgE陽性率比其他人員顯著升高。Palmberg等[20]對醫(yī)科大學實驗動物的70名工作人員進行了2年跟蹤研究表明,LAA患病率為19%。嚴重暴露24個月后會進一步造成肺功能的損傷,同時嗜酸性細胞、白細胞介素2(IL-2)和淋巴細胞顯著增加,血液CD4+細胞和特異性IgE蛋白比例降低,總IgE蛋白出現(xiàn)偏高現(xiàn)象。Jennifer等[21]對小鼠上皮細胞和特異性IgE小鼠上皮細胞(e71)和尿液(e72)進行了SPT,確定實驗動物工作者的免疫致敏性,93%致敏患者對小鼠蛋白(上皮特異性IgE和/或尿特異性IgE)具有IgE陽性,還觀察到4種未被鑒定的IgE蛋白,單獨的LAA診斷測試不能充分識別對小鼠過敏原的敏感性,未鑒定的IgE結(jié)合蛋白為診斷測試之間的差異提供了一種可能的解釋。在蛋白質(zhì)印跡中,觀察到IgE與已知的小鼠過敏原(Mus m1、Mus m2和小鼠白蛋白)的結(jié)合。
國外對LAA的研究進展非常迅速,而國內(nèi)雖然也有機構(gòu)專門研究職業(yè)過敏性疾病,但對實驗動物引起的職業(yè)性過敏癥研究報告較少[22],國內(nèi)主要通過問卷調(diào)查分析實驗動物從業(yè)人員的健康安全和預防控制,很少對LAA的測定和機制進行深入研究。2013年,徐鋆嫻等[23]對12名實驗動物從業(yè)人員進行了問卷調(diào)查和跟蹤探訪,闡述了實驗動物從業(yè)人員的健康安全不但要加強管理和職業(yè)教育,更重要的是加強自我防護。
動物過敏癥應該采取預防和控制方式來降低風險,控制LAA風險主要包括合理的設計和運行設施,使用安全的儀器設備,建立標準的操作規(guī)程,提供個人防護設備,加強員工培訓,個人衛(wèi)生,醫(yī)學鑒定和預防醫(yī)學等措施[24]。
Larese等[25]研究里亞斯特大學467位接觸到實驗動物的科學人員過敏癥的情況和預防措施效果,發(fā)現(xiàn)暴露時間長短和過敏癥沒有必然的聯(lián)系,而經(jīng)過采取預防措施,LAA從2001~2004年的25.6%降低到2013~2016年的8.2%。Lee等[26]在2016年對韓國獸醫(yī)學會33名受試者分為過敏組和非過敏組進行了暴露研究,過敏組對小鼠、馬、兔和豚鼠的致敏作用明顯高于非過敏組,對一些動物上皮過敏原的敏感性可能是人口統(tǒng)計學或職業(yè)因素,與動物過敏有關(guān)。
職業(yè)健康安全等級由所使用的動物、設施安全、暴露強度、持續(xù)時間和頻率、個人的易感性以及特殊工作場所職業(yè)病和職業(yè)傷害的歷史來決定[27]。LAA是實驗動物工作者最普遍的職業(yè)健康問題,通風、空氣流動、濕度、清潔消毒等因素都可影響環(huán)境中過敏原[28,29],Miller等[30]研究顯示,實驗動物設施對健康監(jiān)測至關(guān)重要,飼養(yǎng)在獨立通風籠具(individually ventilated cage,IVC)系統(tǒng)中嚙齒類動物可以防止病原體在籠間傳播。Straumfors等[31]研究實驗動物設施中的Mus m1(一種來源于小鼠的過敏原因子)和Rat n1(一種來源于大鼠的過敏因子)暴露情況,發(fā)現(xiàn)IVC系統(tǒng)中的動物比開放籠中可以有效減少過敏因子水平。Feary等[32]對英國7個機構(gòu)750名實驗動物工作者通過測量空氣中Mus m1水平進行了調(diào)查, 結(jié)果顯示IVC中 Mus m1水平低于開放籠; 對接觸小鼠低于3年的216名參與者的進行了統(tǒng)計, 顯示IVC患者的致敏率(2.4%)相比常規(guī)籠養(yǎng)(9.8%)較低。Feistenauer等[33]研究動物設施中的小鼠尿液空氣過敏原的健康風險,IVC房間中過敏原濃度最低,使用密封的IVC可最大限度地減少過敏原暴露水平,并降低動物設施人員的過敏癥。
識別與動物相關(guān)的潛在風險并能將其降到最低的可接受程度,對風險進行評估以建立控制和預防風險的策略。D’Ovidio等[34]使用蛋白質(zhì)組陣列技術(shù)研究環(huán)境和職業(yè)暴露過敏原的創(chuàng)新方法,用于評估特定工作場所中對動物過敏原特異性IgE響應性的標準方法。Jones[35]通過脂質(zhì)運載蛋白過敏原如Mus m1作為免疫調(diào)節(jié)蛋白研究動物過敏原與LAA發(fā)展之間的關(guān)系表明, 它可通過Toll樣受體觸發(fā)先天免疫受體并促進氣道性LAA。Federica等[36]研究實驗動物從業(yè)人員氣道炎癥的生物標志物,對呼出一氧化氮(FeNO)、冷凝物過氧化氫(EBC-H2O2)和血清表面活性蛋白A(SP-A)進行測定,結(jié)果顯示FeNO水平與暴露、致敏和年齡相關(guān),致敏人員的EBC-H2O2水平高于對照組,在癥狀中觀察到較高(SP-A)水平,但不受暴露,致敏或年齡的影響。LAA暴露和FeNO高水平相關(guān)的臨床癥狀的存在應促使實驗動物人員進行進一步的醫(yī)學評估,血清SP-A水平可用于監(jiān)測從鼻炎到哮喘的進展。
人員化的管理制度和培訓措施,加強個人防護裝備的管理、管理制度的建設和從業(yè)人員培訓才可能的減少LAA的發(fā)生[37,38]。加強實驗動物員工培訓,嚴格遵循安全操作程序。個人清潔和保護設備在實驗的過敏癥中起著至關(guān)重要的作用,無論是新入職還是已經(jīng)入職的員工,個人清潔等良好的衛(wèi)生習慣都可以大大降低致敏的風險。符合規(guī)格要求的呼吸面罩、手套、頭套、口罩、鞋套和防塵衣等保護設備同樣對穿戴人起到有效保護作用,比如N95類防塵面罩等。以上給我們提供了科學的預防措施。
對于長期暴露于實驗動物的工作人員,應進行年度篩查,檢測出現(xiàn)過敏癥狀以便采取適當?shù)母深A措施[39]。預防是減少生物傷害最有效的方法,可以通過建立級別更高的動物安全實驗室,比如生物安全水平四級(BL-4)實驗室等,減少暴露機會,限制過敏原[40]。隨著實驗動物過敏原接觸的減少,員工個體易感性的重要性將被放大。研究接觸量與結(jié)果之間的關(guān)系,閾值接觸量及如何控制這些接觸量,以及個體易感性的組成部分等,并采取個性化的方法來預防疾病,這將對保護人員健康產(chǎn)生重大影響[27]。
LAA被認定為是一種職業(yè)病,已經(jīng)影響到實驗動物從業(yè)人員的職業(yè)健康安全。美國國際實驗動物許可與評估協(xié)會(AAALAC)、加拿大實驗動物管理委員會(CCAC)以及歐洲實驗動物聯(lián)合會(FELASA)等機構(gòu)均把職業(yè)健康與安全計劃(OHSP)作為一個實驗動物飼養(yǎng)管理和使用機構(gòu)能否被認可的重要評估內(nèi)容,實驗動物從業(yè)人員的職業(yè)安全與健康是AAALAC認證中的關(guān)鍵點之一。
實驗動物從業(yè)人員職業(yè)健康安全涉及環(huán)境職業(yè)衛(wèi)生、公共衛(wèi)生、毒理學、流行病學、疾病學、健康社會學和科技與社會等諸多領(lǐng)域。鑒于國內(nèi)實驗動物科學快速發(fā)展,實驗動物從業(yè)人員的數(shù)量越來越多,制定合理科學的診斷措施和治療方法預防和控制LAA和傳播途徑。對于LAA,不僅要進行培訓和風險評估,更重要的是進行預防[30],有效控制過敏原和減少自身暴露是預防最有利的措施。職業(yè)健康安全不僅反映了整個單位的運行情況和管理責任,也反映了整個行業(yè)的健康發(fā)展,同時也反映了整個社會的經(jīng)濟效益和健康安全意識。