生物安全下病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革和實(shí)踐

朱鈺

摘 要：目前，國(guó)內(nèi)高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)室生物安全教育的重要性，并進(jìn)行了一系列探索，但仍存在不少弊端。高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室需在確保生物安全下，努力提高學(xué)生綜合能力，適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)病原生物學(xué)的要求。針對(duì)目前大多數(shù)高校的情況，可通過(guò)優(yōu)化課程設(shè)置，改變教學(xué)方法，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，加強(qiáng)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作人員生物安全培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)，并將生物安全教育貫徹到學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：生物安全;病原生物實(shí)驗(yàn);能力;課程改革

一、引言

生物安全通常是指對(duì)生物危害的檢測(cè)、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)、防范和治理的科學(xué)技術(shù)體系。自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球所面臨的病原生物威脅不斷增加。這一方面同人類與大自然的接觸增多有關(guān)，另一方面也同高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室事故頻發(fā)有關(guān)。無(wú)論是2003年或是2004年的SARS實(shí)驗(yàn)室感染事件，還是2010年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)27名學(xué)生感染布魯氏菌，都表明高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一塊應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理的“保留地”[1-3]。我國(guó)雖然于2002年頒布了《微生物和生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》，對(duì)相關(guān)病原生物實(shí)驗(yàn)室的生物安全作了相關(guān)規(guī)定，且SARS流行后，又先后及時(shí)頒布了《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》和《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》等一系列法律法規(guī);2018年國(guó)務(wù)院再次對(duì)《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》進(jìn)行了修訂，強(qiáng)化了對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全等級(jí)的要求。但由于歷史原因，我國(guó)人民對(duì)生物安全的整體了解和認(rèn)識(shí)明顯弱于西方國(guó)家。

高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)著醫(yī)學(xué)微生物和人體寄生蟲(chóng)兩門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，全面且先進(jìn)的病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課是幫助學(xué)生提高綜合臨床能力的重要途徑。伴隨高校教學(xué)內(nèi)容和研究種類、領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，高校擴(kuò)招、學(xué)生人數(shù)越來(lái)越多，高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。而病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的性質(zhì)，又決定了進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的教師和學(xué)生，都會(huì)不同程度地接觸到病原體。如何在目前有限的條件下，既有效地預(yù)防、控制和消除可能發(fā)生的生物安全隱患，促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物安全的認(rèn)識(shí)，保護(hù)參與者的身體健康和生命安全，又保障正常教學(xué)秩序的開(kāi)展和學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提升。結(jié)合重慶醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際，通過(guò)優(yōu)化課程設(shè)置，改變教學(xué)方法，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，針對(duì)性的制訂安全制度，為保障學(xué)生高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了實(shí)踐。

二、當(dāng)前我國(guó)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀

硬件落后是當(dāng)前我國(guó)病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀。我國(guó)雖然早在2004年就公布了《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》，但由于歷史原因，我國(guó)大多數(shù)高校的病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本上都沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)，所以大多數(shù)高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)基本為BLA-1，甚至更低[4]。而目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍使用的大腸桿菌、金黃色葡萄菌、化膿鏈球菌、毛霉等菌種在原衛(wèi)生部公布的《人間傳染的病原微生物名錄》中都屬于危害程度第三類，要求在進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)活動(dòng)操作時(shí)使用BLS-2實(shí)驗(yàn)室[5]。如果嚴(yán)格執(zhí)行這一規(guī)定，將使大多數(shù)高校病原生物實(shí)驗(yàn)室的正常教學(xué)工作難以開(kāi)展，而高校無(wú)論是在原有建筑物內(nèi)進(jìn)行改建BLS-2實(shí)驗(yàn)室或新建BLS-2實(shí)驗(yàn)室，都需要投入較大的資金，這可能導(dǎo)致許多高校直接減少學(xué)時(shí)，繼而降低了培養(yǎng)目標(biāo)。

生物安全制度管理、執(zhí)行不嚴(yán)。雖然國(guó)務(wù)院早在2004年就公布了《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全管理?xiàng)l例》，高校病原生物實(shí)驗(yàn)室也陸續(xù)上墻公布，但在具體的執(zhí)行中多流于形式。普遍存在“四個(gè)不到位”，即管理部門對(duì)高校監(jiān)控不到位，高校自身對(duì)學(xué)生的生物安全教育不到位，實(shí)驗(yàn)教師要求不到位，學(xué)生自身認(rèn)識(shí)不到位。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中隨便走動(dòng)、吃東西，不穿實(shí)驗(yàn)服，剛接觸過(guò)細(xì)菌試管就直接接打電話、直接用帶手套的手觸摸電腦、手機(jī)等現(xiàn)象常有發(fā)生。2010年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生感染布魯氏菌就是如此，學(xué)生上午解剖，下午觀察，全程無(wú)消毒、無(wú)防護(hù)。同時(shí)，由于微生物培養(yǎng)簡(jiǎn)單，上手比較容易，導(dǎo)致高校一些沒(méi)有微生物背景的人也較易跨界參與其研究，因?qū)ι锇踩闹匾约拔ｋU(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足，操作上的不規(guī)范，同樣帶來(lái)了巨大的生物安全隱患。而國(guó)務(wù)院所公布的《人間傳染的病原微生物名錄》中更是缺少對(duì)一些重要人獸共患寄生蟲(chóng)的監(jiān)控。所以高校中一些非病原生物專業(yè)人員的跨界研究和人獸共患寄生蟲(chóng)的研究正在成為另一個(gè)新的生物安全隱患。

三、生物安全下病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革和實(shí)踐

（一）基于生物安全下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和內(nèi)容設(shè)置

目前，大多數(shù)院校的病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括醫(yī)學(xué)微生物和人體寄生蟲(chóng)兩部分。例如，人體寄生蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)分為線蟲(chóng)、吸蟲(chóng)、絳蟲(chóng)等，醫(yī)學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)分為細(xì)菌、真菌、病毒，一些教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)跟不上生物安全的要求。為此，重慶醫(yī)科大學(xué)首先將病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合，成立了病原生物學(xué)及免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)從新梳理實(shí)驗(yàn)大綱，清查出學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要操作的病原體項(xiàng)目有14項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和老師需要接觸病原體的項(xiàng)目24項(xiàng)。隨后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上以實(shí)驗(yàn)材料為主線將病原生物和免疫實(shí)驗(yàn)按血液、糞便、組織、尿液、動(dòng)物等進(jìn)行分類，對(duì)病原生物學(xué)和免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中涉及生物安全的內(nèi)容從新進(jìn)行了編排和設(shè)置。例如，細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中革蘭染色菌種和方法的選擇，腸道桿菌中生化反應(yīng)菌種的選擇等。明確了人體寄生蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生自己制作囊蚴玻片的實(shí)驗(yàn)流程和動(dòng)物來(lái)源、尸體處理等細(xì)節(jié);改變了病毒實(shí)驗(yàn)中所需要的病毒種類和方法。最大限度從實(shí)驗(yàn)大綱、內(nèi)容和技術(shù)方法上保證教師和學(xué)生的生物安全。

（二）基于生物安全下的創(chuàng)新性教學(xué)方法和手段的應(yīng)用

如果把實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比喻為實(shí)驗(yàn)課的血和肉，那么創(chuàng)新性教學(xué)方法就是賦予這些血和肉有靈性的魂。為保證學(xué)生在高致病性微生物帶來(lái)的生物安全問(wèn)題下，仍然獲得相關(guān)能力，并能不斷提高相關(guān)能力和技巧，我校同時(shí)還在教學(xué)方法和手段上進(jìn)行許多創(chuàng)新和改革。在參考國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，一方面充分利用實(shí)驗(yàn)室原有的設(shè)備，如病理標(biāo)本展示柜、宿主展示柜向?qū)W生講解、宣傳生物安全;另一方面又組織教師對(duì)一些強(qiáng)致病病原體進(jìn)行微課錄制，推送給學(xué)生，幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí);同時(shí)還與公司合作制作了革蘭染色、血液標(biāo)本、糞便標(biāo)本檢查等虛擬實(shí)驗(yàn)和VR實(shí)驗(yàn)。借助高科技手段替代高風(fēng)險(xiǎn)生物安全的操作。這些借助操作視頻、微課、慕課、虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，不但利于幫助學(xué)生反復(fù)熟悉并掌握相關(guān)的知識(shí)，還保障了學(xué)生的安全。

“紙上得來(lái)終覺(jué)淺”，如果一味的利用視頻或虛擬實(shí)驗(yàn)，一方面會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。適當(dāng)、足量的實(shí)踐操作不僅可以增加學(xué)生的動(dòng)手能力，還可以增強(qiáng)學(xué)生的生物安全意識(shí)。為保證學(xué)生有足夠的操作，針對(duì)病原生物實(shí)驗(yàn)中所涉及的生物安全菌種，一方面尋找安全生物制品進(jìn)行替代，另一方面積極進(jìn)行仿真替代。例如，我們先后制作了相關(guān)高致病細(xì)菌的生化仿真塑膠的培養(yǎng)物;通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬配置安全生物“標(biāo)本”替代“臨床標(biāo)本”;通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生寢室微生物測(cè)定模擬生物安全事故等。經(jīng)過(guò)這樣精心準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)，即加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)生物安全的認(rèn)識(shí)，又使學(xué)生得到了足夠的訓(xùn)練，在保證生物安全的基礎(chǔ)上，很好地完成了實(shí)踐教學(xué)。

（三）基于生物安全下的硬件配套和管理組織體系

改變教學(xué)方法、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段僅是避免發(fā)生實(shí)驗(yàn)室生物安全事故的方法之一，而不是唯一。不斷創(chuàng)造條件提高病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施和管理不但是其自身學(xué)科發(fā)展的需要，同時(shí)也是國(guó)家高等教育發(fā)展的需要。為此，借助重慶醫(yī)科大學(xué)對(duì)本科教學(xué)的改革發(fā)力，我們逐步對(duì)涉及生物安全的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了不同程度的改造，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安置了洗眼器、高壓消毒器、紫外燈、生物安全柜等必要安全設(shè)施，并積極進(jìn)行生物安全水平二級(jí)（BSL-2）實(shí)驗(yàn)室的申請(qǐng)和建設(shè)。通過(guò)學(xué)校對(duì)教學(xué)改革的大力推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件得到了大幅提升，為本科學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的順利進(jìn)行提供了良好的生物安全教學(xué)環(huán)境。好的硬件設(shè)施，還需要好的管理來(lái)保障。因此，重慶醫(yī)科大學(xué)從上至下制定了嚴(yán)格的生物安全管理體系;要求定期對(duì)相關(guān)教師進(jìn)行生物安全培訓(xùn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室制定了相關(guān)生物安全管理制度，對(duì)菌種保管室、接種室嚴(yán)格實(shí)行憑卡出入登記，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行《菌種移交登記冊(cè)》《菌種注銷登記冊(cè)》記錄，并定期對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師進(jìn)行生物安全考核。為保障在教學(xué)過(guò)程中始終貫穿生物安全，幫助學(xué)生樹(shù)立生物安全意識(shí)，實(shí)驗(yàn)室一方面對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題制定了針對(duì)性較強(qiáng)的病原生物學(xué)及免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則，要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師在第一堂實(shí)驗(yàn)課前進(jìn)行詳細(xì)講解，并通過(guò)視頻讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物安全對(duì)個(gè)人、學(xué)校及國(guó)家的重要性;另一方面還通過(guò)在不同病原生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多次反復(fù)強(qiáng)調(diào)生物安全，將生物安全基本原理，氣流與屏障建立，污染銳器、感染動(dòng)物和泄漏處置，生物安全柜操作等生物安全技能融入具體實(shí)驗(yàn)中，確保學(xué)生對(duì)生物安全建立起敬畏之心。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨人類對(duì)自然探索的增多和相關(guān)生物技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的全球已經(jīng)將生物安全問(wèn)題列入影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政治穩(wěn)定的重大問(wèn)題。高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要場(chǎng)所，同時(shí)也是生物安全隱患多的地方。高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室如何在保證不斷發(fā)展創(chuàng)新的同時(shí)，保障生物安全建設(shè)同步進(jìn)行，避免生物安全事故的發(fā)生已經(jīng)成為全球重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。歷史的原因使我國(guó)高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的硬件配套落后，但是這不能成為我們放松生物安全的理由，更不能依靠“等，要”來(lái)進(jìn)行硬件建設(shè)。高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全問(wèn)題，也絕不是簡(jiǎn)單靠硬件和管理的建設(shè)，就能一勞永逸的。高校病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的生物安全是一項(xiàng)長(zhǎng)期和持續(xù)的工作。實(shí)踐表明，只有通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、方法、硬件、管理全面的建設(shè)，才能保證學(xué)生在獲得全面培養(yǎng)的同時(shí)，也對(duì)生物安全建立起敬畏之心。

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