احتياطات السلامة وإجراءات التشغيل في (A) BSL-4 المختبر: 1. سلامة الأحيائية مستوى 4 البدلة مختبر جناح دخول وخروج إجراءات
Summary
Although researchers are generally knowledgeable about procedures and safety precautions required for biosafety level 1 or 2 (BSL-1/2) experiments, they may not be familiar with experimental procedures in BSL-4 suit laboratories. This article provides a detailed visual demonstration of BSL-4 suit laboratory systems check, laboratory entry, movement, and exit procedures.
Abstract
Biosafety level 4 (BSL-4) suit laboratories are specifically designed to study high-consequence pathogens for which neither infection prophylaxes nor treatment options exist. The hallmarks of these laboratories are: custom-designed airtight doors, dedicated supply and exhaust airflow systems, a negative-pressure environment, and mandatory use of positive-pressure (“space”) suits. The risk for laboratory specialists working with highly pathogenic agents is minimized through rigorous training and adherence to stringent safety protocols and standard operating procedures. Researchers perform the majority of their work in BSL-2 laboratories and switch to BSL-4 suit laboratories when work with a high-consequence pathogen is required. Collaborators and scientists considering BSL-4 projects should be aware of the challenges associated with BSL-4 research both in terms of experimental technical limitations in BSL-4 laboratory space and the increased duration of such experiments. Tasks such as entering and exiting the BSL-4 suit laboratories are considerably more complex and time-consuming compared to BSL-2 and BSL-3 laboratories. The focus of this particular article is to address basic biosafety concerns and describe the entrance and exit procedures for the BSL-4 laboratory at the NIH/NIAID Integrated Research Facility at Fort Detrick. Such procedures include checking external systems that support the BSL-4 laboratory, and inspecting and donning positive-pressure suits, entering the laboratory, moving through air pressure-resistant doors, and connecting to air-supply hoses. We will also discuss moving within and exiting the BSL-4 suit laboratories, including using the chemical shower and removing and storing positive-pressure suits.
Introduction
وقد زاد الاهتمام العلمي في الغريبة ومسببات الأمراض عالية نتيجة باطراد في السنوات الأخيرة. ذات أهمية خاصة هي مسببات الأمراض تعتبر الناشئة أو التي عاودت الظهور العوامل التي هي الأسلحة البيولوجية المحتملة. من حيث الأولوية البحثية والمخاطر، وتصنف هذه الجراثيم من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، والإرهاب البيولوجي الفئة AC كلاء 1. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيف مسببات الأمراض عالية نتيجة-وكلاء اختر [والسموم] فيما يتعلق وائح الاستيراد والتصدير والوصول. في الولايات المتحدة، والقواعد والإجراءات المتعلقة بالسلامة الأحيائية التي يجب اتباعها للعمل مع مسببات الأمراض خاصة التي تتطلب BSL-2، BSL-3، أو BSL-4 الاحتواء وترد في السلامة الأحيائية في الميكروبيولوجية والمختبرات الطبية الحيوية (BMBL) 2. وتعتبر مسببات الأمراض التي ينظر إليها تقديم المخاطر الصحية الأكثر أهمية للإنسان و / أو الحيوانات BSL-4 مسببات الأمراض. ونتيجة لذلك، يتطلب البحث BSL-4 الحذر بشكل خاص، HIGHLالتدريب المتخصص ذ، و a وسيلة قوية وزائدة عن الحاجة البنية التحتية 3. لتحسين الوعي العام من التحديات المرتبطة بالبحوث BSL-4، فهم احتياجات عمليات بناء عالية الاحتواء، وإدارة النظم، وروتيني التحقق من صحة اختبار الضوابط الهندسية ذلك ضروريا. ونحن نهدف إلى تحقيق هذا الفهم من خلال تقديم بصريا زيادة مستويات التشغيل والسلامة البيولوجية، ويؤدي إلى ازدياد صعوبة من التدريب العملي على البحث في BSL-4 الاحتواء.
يجب مرافق سكنية مختبرات BSL-4 دعوى تلبية المتطلبات الصارمة بما في ذلك، ولكن ليس على سبيل الحصر، أنظمة التهوية nonrecirculating مخصصة، نظام صارم لمعالجة النفايات والعمليات 4،5، وأنظمة التشغيل الآلي للبناء (BAS) 2،6،7. يتم تصفية العرض الجوي مختبر مرة واحدة والهواء العادم من خلال الجسيمات (HEPA) مرشحات الهواء ذات الكفاءة العالية، والتي يتم إعادة إصدار شهادات سنويا تصفيتها المزدوج. بالاضافه لذلكBMBL يفرض شروطا صارمة لإزالة التلوث من النفايات الصلبة وجمع وإزالة التلوث لجميع المواد السائلة قبل إطلاقها في نظام النفايات العام. يتم بناؤها التكرار متعددة في النظام لمنع إطلاق أي نوع من BSL-4 الممرض. عمليات منشأة رصد BAS عن بعد ويمكن تحديد منطقة المشكلة. يتم فحص أنظمة دعم مرفق يوميا من قبل الموظفين للتشغيل الأمثل وإخطار من المشاكل في الوقت الحقيقي. ويتم اختبار جميع النظم على أساس متكرر ليتوافق مع CDC / شعبة متطلبات وكلاء حدد والسموم لتشغيل المرافق.
وبالإضافة إلى هذه المعايير لمرفق فعلي، يجب أن موظفي المختبرات العمل مع وكلاء حدد والسموم يقدم إلى تقييم المخاطر الأمنية (SRA) من قبل وزارة العدل قبل العمل مع أو حول وكلاء تحديد. وبالإضافة إلى ذلك، الموظفين العاملين مع الفئة 1 اختار وكلاء (على سبيل المثال، فيروس إيبولا، عصيات الجمرة الخبيثة) يجب أن يكونوا مسجلينفي برنامج الاعتمادية الموظفين (PRP) التي تقيم باستمرار على الصحة البدنية والعقلية للباحثين الأفراد 8. والفحوصات الطبية تقيم ما إذا كان الأفراد قادرين جسديا على أداء العمل في BSL-4 الاحتواء بطريقة آمنة. عروض الصحة العقلية تقييم الرفاه العام، والرعاية النفسية والمرونة، والوعي سلامة الموظفين. في المعهد المذكور، العلماء الذين يعملون مع وكلاء الاختيار يخضع تدقيق إضافي حيث يكمل كل فرد لفحص والاستفسارات (ANACI) فحص الخلفية الوكالة الوطنية Access الذي يدرس المؤهلات العلمية والمهنية، والتاريخ الاجرامي، والتاريخ المالي، وخطر النفوذ الأجنبي.
مقارنة مع دخول مختبر BSL-2، والحد الأقصى دخول الاحتواء يتطلب استثمارا أكبر بكثير من الموارد والوقت والتدريب. بعد موافقة حساب الاحتياطي الخاص والتسجيل مع شعبة وكلاء حدد والسموم، ويجب أن يخضع موظفي التدريب العملي على صرامة القطارجي قبل الوصول إلى مختبرات دعوى BSL-4. يتلقى موظفي المختبرات تدريب على تشغيل المرفق، بما في ذلك الشيكات اليومية من المهام الحيوية وإجراءات الدخول / الخروج 9. يتم تدريب الموظفين أيضا على السلامة البيولوجية في المختبرات والرعاية واستخدام دعاوى الضغط الإيجابي. يتم استخدام سترات بيضاء مصنوعة من ألياف البوليستر مع طلاء البولي فينيل كلورايد في مرفق المعاهد الوطنية للصحة / NIAID البحوث المتكاملة في فورت ديتريك. المرافق التي تستخدم أنواع أخرى / العلامات التجارية التجارية الدعاوى الضغط الإيجابي قد تتطلب الإجراءات التشغيلية المختلفة للدخول والخروج من المختبر BSL-4 من تلك المذكورة هنا. الباحثون في المرافق التي تستخدم هذه المادة ينبغي أن تأخذ في الاعتبار هذه الاختلافات قبل التدريب. تدريب دعوى في مرفق المعاهد الوطنية للصحة / NIAID البحوث المتكاملة في فورت ديتريك يتضمن الإجراءات المناسبة لارتداء الزي، وضمان دعوى يعمل بشكل صحيح، إصلاح وصيانة الدعاوى (داخل المختبر وخارجها)، والتحرك داخل المختبر. علىم هذا اكتمال التدريب، يمكن للموظف مختبر تبدأ العمل داخل المختبرات دعوى BSL-4. في البداية، وآخر من ذوي الخبرة الموجهين موظف واحد على واحد الموظف المدربين حديثا خلال الخمس مرة الأولى إلى مختبرات دعوى BSL-4. على العمل بشكل مستقل في مرفق المعاهد الوطنية للصحة / NIAID البحوث المتكاملة في فورت ديتريك، ويكمل الموظف المدربين حديثا ما لا يقل عن 40 مرة تحت إشراف في بي إس-4 مختبرات دعوى مع لا يقل عن 100 ساعة من وقت العمل عملي داخل المختبرات.
Protocol
Representative Results
Discussion
لقد بينا في BSL-4 مدخل ومخرج الإجراءات المستخدمة في مرفق المعاهد الوطنية للصحة / NIAID البحوث المتكاملة في فورت ديتريك للعمل مع عالية الخطورة (مجموعة الخطر 4) مسببات الأمراض. هدف واحد من تصور مدخل ومخرج إجراءات BSL-4 هو التأكيد على أهمية سلامة موظفي المختبر خلال العمل مع هذه الكائنات الممرضة لتجنب العدوى المكتسبة من المختبر. سلبي الضغط، BSL-4 مختبرات الحفاظ على تدفق الهواء الاتجاه إلى الداخل لضمان أن يتم احتواء مسببات الأمراض داخل المختبر. الدعاوى إيجابي الضغط مع أنظمة الهواء التنفس مخصص من قبل موظفي المختبرات تخفيف حدة الاتصال من مسببات الأمراض المحمولة جوا مع موظفي المختبرات البالية. بعد مغادرة موظفي المختبرات مختبر BSL-4، دش الكيميائية يطهر سطح الدعوى التي يحتمل تلوثها وبالتالي يمنع تلوث محتمل من بقية المبنى وشخص تغير من أصل الدعوى.
كما نزاهة positiدعوى لقد الضغط هي واحدة من عدة حواجز رئيسية هامة لمنع تعرض الممرض المحتملين، مطلوب موظفين للتحقق من وجود تسرب دعوى أمام المدخل وبعد الخروج من BSL-4 المختبرات. في حالة حدوث تسرب، ويحدد الموظفين موقع التسريبات والتنبيهات إدارة المرافق. هذه الممارسات ضمان استجابة سريعة للأي التعرض لمسببات الأمراض نتيجة عالية. على الرغم من أن يتخذ كل جهد ممكن للقضاء على خطر لموظفي المختبر، قد تحدث انتهاكات الدعوى من خلال استخدام الأواني الزجاجية، والأدوات الحادة والعدوان الحيوان، أو الاستخدام المتواصل.
في حين أن الإجراءات المعروضة هنا متابعة عموما المواصفات BMBL التي حددها CDC 2، وهذه الإجراءات هي محددة لIRF-فريدريك. كل مرفق BSL-4: له عدة مبنى مواصفات التصميم التي تؤثر على الأساليب الدقيقة للعملية المختبر. إجراءات بديلة للدخول والخروج مختبرات BSL-4 تعتمد في جزء منها على تصميم وتشغيل هذه LABORATORIوفاق. وبالإضافة إلى ذلك، قد يكون اللوائح الحكومية في بلدان مختلفة أيضا تأثير على إجراءات مختبر BSL-4 في كل بلد. ومع ذلك، فهم عام لإجراءات BSL-4 وبناء الأنظمة التي تدعم سلامة موظفي المختبرات ومساعدة المسؤولين الصحيين الذين يفكرون في تصميم المباني مماثلة والمتعاونين الخارجيين المعنيين بالدراسات مسببات الأمراض مخاطر عالية الرصد.
سوف الإنتاجية زيادة كما يتم تدريب المزيد من موظفي المختبرات في مدخل المختبر BSL-4 وإجراءات الخروج وإجراء التجارب تحت BSL-4 الأحوال. ومع ذلك، عند تصميم بروتوكولات مع شركاء من الخارج، ينبغي تخصيص الوقت الكافي لأداء حتى العمليات المختبرية الأساسية، وتوقعات أطر زمنية لتحقيق النتائج يجب أن يتم تعديلها من خلال قبول الصعوبات الكامنة في العمل في BSL-4 المختبرات. هناك افتراض المعمم هو أن أي تجربة أداء في BSL-2 (على سبيل المثال، 2 ساعة)سوف تتطلب ضعف كمية من الوقت لأداء في BSL-4 (على سبيل المثال، 4 ساعات).
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The content of this publication does not necessarily reflect the views or policies of the US Department of Health and Human Services or of the institutions and companies affiliated with the authors. KJ, MRH, and LB performed this work as employees of Battelle Government Services, Inc.; JHK as an employee of Tunnell Government Services, Inc.; and MGL as an employee of Lovelace Respiratory Research Institute, Inc. Tunnell Government Services and Lovelace Respiratory Research Institute are subcontractors of Battelle Memorial Institute under its prime contract with NIAID, under Contract No. HHSN272200700016I.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
| Windex | Grainger | 3U560 | |
| Sperian aluminum pressure test cap | Honeywell Sperian | CC0199649 | |
| Sperian suit repair kit | Honeywell Sperian | CC0199621 | |
| Sperian Protection Suit Integrity Test Log | NA | NA | Created by individual lab |
| Sperian positive pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
| Soapy water | NA | NA | Created by individual lab |
| Outer suit gloves (canners) | Fisher | 19-019-601 | |
| Outer suit gloves (MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
| Inner nitrile suit gloves | Fisher | 19-050-592 | |
| Zip Lube | Amazon | B000GKBEJA | |
| Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
| Socks | Cintas | 944 | |
| Duct Tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
| Towels | Cintas | 2720 | |
| O-rings | O-ring warehouse | AS568-343 | |
| Overshoes | Amazon | B0034KZE22 | |
| Plastic dunk tanks | Fisher | 14-831-113 | |
| Entry and exit logbook | NA | NA | Created by individual lab |
| Baby powder | Amazon | 44230 | |
| Ethanol | Fisher | BP2818500 |
References
- . of Allergy and Infectious Diseases. NIAID Category A, B, and C Priority Pathogens. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. , (2013).
- Chosewood, L. C., Wilson, D. E. . Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. , (2009).
- Shurtleff, A. C., et al. The impact of regulations, safety considerations and physical limitations on research progress at maximum biocontainment. Viruses. 4, 3932-3951 (2012).
- Walker, J., Stern, L. . A Guide to the Biosolids Risk Assessments for the EPA Part 503 rule. , (1995).
- Salkin, I. F., Krisiunas, E., Turnberg, W. L. Medical and infectious waste management. Appl. Biosaf. 5 (2), 54-69 (2000).
- de Kok-Mercado, F., Kutlak, F., Jahrling, P. B. The NIAID integrated research facility at Fort Detrick. Appl. Biosaf. 16 (2), 58-66 (2011).
- Jahrling, P. B., et al. The NIAID Integrated Research Facility at Frederick, Maryland: a unique international resource to facilitate medical countermeasure development for BSL-4 pathogens. Pathog. Dis. , (2014).
- Skvorc, C., Wilson, D. E. Developing a behavioral health screening program for BSL-4 laboratory workers at the National Institutes of Health. Biosecur. Bioterror. 9, 23-29 (2011).
- Le Duc, J. W., et al. Framework for leadership and training of Biosafety Level 4 laboratory workers. Emerg. Infect. Dis. 14 (11), 1685-1688 (2008).
