目前大学及科研院所的动物实验设施已成为生命科学研究的重要支撑条件。北京大学医学部及各大附属医院涉及大鼠、小鼠的动物实验主要在医学部实验动物科学部清洁级动物设施中进行,该设施的硬件条件及软件水平直接影响到科研数据的准确性。建立合理的设施布局、完善设施管理体系势在必行。本文就医学部清洁级动物实验设施发展、运行与管理的现状进行总结并对所存在的问题加以探讨,以期能够为科研人员提供更好的服务。
1 清洁级动物实验设施发展历史
北京大学实验动物科学部于1984年12月成立,现拥有实验动物设施约5 000m2,包括1984年建成的2 400m2的旧实验动物楼、2002年投入使用的1 719m2的新实验动物楼、科研及动物质量监测楼320m2及其他附属设施约300m2。
由于在20世纪90年代末国内的科研工作仍普遍应用普通级的大鼠、小鼠进行试验。因此,清洁级动物设施的前身是1997年9月成立的普通级动物实验设施,位于监测楼的1层。普通级动物实验设施1997年最初为2名工作人员,设施的面积仅为约160m2,涉及动物实验的单位仅为4个~5个,进行的动物实验10项左右。
1999年将旧动物楼的4层从繁育普通级大鼠、小鼠改为承接动物实验,纳入到动物实验设施中,面积增加到约760m2,工作人员7人。随着北京市实验动物管理办公室的“从2003年起必须使用清洁级及以上级别的啮齿类动物进行实验(教学用动物除外)”的规定出台,普通级动物设施改造升级为清洁级动物实验设施,取得了北京市科学技术委员会颁发的屏障环境大鼠、小鼠使用许可证。同时将旧动物楼的3层及新动物楼1层亦改为动物实验设施,面积增加到约1 500m2,工作人员达到22人。
2003年至今,我们对清洁级动物实验设施、设备进行了一系列改造和更新,不断改善动物实验条件。如2004年对3、4层的墙面进行粉刷和装修;2005年添置笼架、层流柜等设备。
2006年更换了全部高效空气过滤器;2007年添置超净工作台等设备;2009年对旧动物楼外立面进行改造及楼顶防水工程;2009年建立了转基因动物服务平台,现为分子心血管学教育部重点实验室转基因动物公共平台;2010年-2013年旧动物楼添置了IVC动物饲养设备35余套,极大地改善了动物饲养条件;2013年将旧动物楼2层进行全面装修改造,再次扩大了设施面积。目前累计设施面积已达到约2 000m2,工作人员达到30人,具有博士学位1人,本科学历1人,大专学历6人,高级技术工人4人。由此可见,10年的发展历程中,设施面积扩大了12.5倍,人员增加了15倍。
清洁级动物实验设施现为医学部及附属医院提供基因修饰大鼠、小鼠的繁育及饲养管理服务约100项;每年协助100多个科室完成大鼠、小鼠动物实验300项/次~400项/次。
2 清洁级动物实验设施运行与管理现状
清洁级动物实验设施的管理涉及到设施与设备的运行管理、工作人员的管理及实验人员的管理三大方面,三方面紧密结合,不可分割。
2.1 设施及设备管理
由于旧动物楼已建成30年,当时的设计理念已不符合当今的清洁级动物设施的发展要求。在现有的条件下,我们尽可能保证设施的正常有序的运行。
进入清洁级动物实验设施的一切物品都需要经过灭菌、消毒后才可进入。能耐高温高压物品,如隔离服、垫料、笼具、水瓶等均经高压灭菌器灭菌。不能高压的物品,可经消毒液消毒的仪器设备,如跑台、温箱、血压测定装置等用消毒液擦拭后进入屏障环境。饲料采用Co60辐射灭菌的全价饲料。
每天定时观察并记录设施内各动物实验室的温度、湿度以及各区域压力差。
每天工作结束后,对设施内的台面、地面清洁后用次氯酸钠消毒液擦拭消毒,每周六定期对环境进行喷雾消毒。为了避免细菌的耐药性,过氧乙酸和新洁尔灭消毒液轮换使用。
目前动物实验设施中多为IVC笼具,IVC的维护、保养与管理非常重要。要求做到:①责任明确:定人管理、定期保养、定点使用、定期检较防尘、防潮、防震、防脱、防松、防漏;②每天检查IVC主机的参数,做好记录,特别注意电压;③检查笼内外压差的数值,更换过滤膜。
更换机箱内滤膜的程序为初效→中效→高效过滤膜。更换滤膜的时间初效为1个月~3个月,中效6个月~9个月,高效12个月~18个月。
设施内的照明、门窗、超净工作台如出现问题及时维修,确保动物实验不受影响。
动物尸体及废弃物每日放在专用医用废弃物袋中,暂时保存在设施内低温冰柜中,每日由专门的工作人员负责运送到医学部动物尸体房中存放,定期由专业的公司进行焚烧处理。
2.2 工作人员的管理
工作人员需持有北京市实验动物协会颁发的北京市实验动物从业人员岗位证书方能进行工作。需熟悉掌握屏障环境动物设施设备的基本性能和使用方法、保证系统正常运行的各种程序。定期对工作人员进行培训,树立正确的操作规程和无菌操作观念,加强服务意识教育,要求对待实验人员态度和蔼、耐心。每年一次对工作人员进行体检。
工作人员日常工作应严格按照实验室的操作规程进行。饲养管理人员、洗刷消毒人员、高压消毒人员、外围辅助人员均按照相应的工作职责和工作流程进行工作,而且要求互相配合。如有违规情况发生,除口头批评教育外,给予一定的经济惩罚。
2.3 实验人员的管理
实验人员涉及面广,流动性大,管理具有一定的难度。要求实验人员需持有北京市实验动物协会颁发的北京市实验动物从业人员岗位证书。申请实验时需到北京大学医学部实验动物科学部网站下载清洁级动物实验申请表、并需签署动物实验知情同意书,填写完整发送到相应的邮箱,等待审核、批准。
我们制定了清洁级动物实验室使用细则,制作成展板悬挂在各个楼层。包括动物实验执行程序、实验人员须知、动物实验室管理规定三个方面,要求实验人员必须严格遵守,如果出现违规现象,经工作人员及时提醒仍不改正,请导师协助解决,若仍不改正,将拒绝其进入设施。
为了严格控制人员的进出,最近新安装了门禁系统,减少了人员的随意进出,使管理更加有序。
3 存在的问题及分析
3.1 基因修饰大鼠、小鼠繁育管理中的问题
随着基因修饰大鼠、小鼠的广泛使用,如何管理是实验动物管理人员需要面对的一个崭新课题,也是一个难题。
3.1.1 目前基因修饰大鼠、小鼠的引进及繁育现状
目前长期在清洁级动物设施中繁育的的基因修饰大鼠、小鼠已达100多个大类,来源相当复杂,有的从国外进口,有的从国内的科研院所、公司引进。我们要求引进的动物,必需具备官方正规的近3个月健康检测报告方可进入清洁级动物实验设施中。但动物实验设施中人员流动大,基因修饰动物在设施中长期繁育,是非常不安全的。
3.1.2 正确的繁育保种方法
由于引进的动物数量较少,需要长期繁育的动物,应在繁育到一定数量的情况下,通过剖腹净化,进入实验动物生产设施中保种,繁育。在生产设施中繁育保种的动物,13年来经北京市实验动物管理办公室质量检测,全部合格,符合国家标准。当实验人员应用时从生产设施中取出到动物实验设施中进行实验。但是这样的做法可能加重了生产设施的负担及实验人员的经济负担。
3.2 有机整合动物实验设备
科研工作中,越来越多的实验需要借助小动物活体成像仪、CT等实验设备进行实验,而我们不具备这样的条件,实验者必须将动物拿出屏障环境才可进行实验,而动物一旦离开屏障环境,是不允许再进入的。但许多实验需要在进行活体成像实验后继续进行,这样为实验人员带来极大的不便。如果将医学部现有的小动物活体成像仪等设备进行有机的整合,合理安排,安放在动物部屏障环境内,将为广大科研工作者提供诸多便利。
3.3 实验动物从业人员素质问题
由于饲养管理工作的性质,饲养管理从业人员的整体素质偏低是不可回避的事实。面对科研人员的动物实验要求可能理解不透彻或不甚理解。因此,除加强对现有饲养管理人员的培训外,今后将更多的吸纳具有大专以上学历具有相关背景知识的人员从事动物实验服务工作,根本上提高饲养人员素质。
4 小结
综上所述,北京大学医学部清洁级动物实验设施已成为学校及附属医院科研条件重要组成部分,经过10多年的发展,尽管面临一些困难,但始终在良性循环的轨道上运转。
参考文献:
[1] 黄海定,曾星,邓时贵,等.大学附属医院动物实验设施的运行管理[J].现代医院,2010,10(6):119-121.
[2] 黄文革,郭芬芬,陈凤英,等.我校屏障系统动物实验设施的综合管理[J].中国比较医学杂志,2010,20(1):170-172.
