Меры предосторожности и эксплуатационные процедуры в (A) BSL-4 лаборатории: 1. Уровень биологической безопасности 4 Костюм лабораторный люкс въезда и выезда Процедуры
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
Научный интерес к экзотическим, высокого следствие патогенов постоянно увеличивается в последние годы. Особый интерес представляют патогенные организмы считаются развивающиеся или вновь возникающие агенты, которые являются потенциальными биологического оружия. С точки зрения исследований приоритета и риска, эти патогены классифицируются по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в качестве биотерроризма категории АС агентов 1. Кроме того, высокое следствие патогенных микроорганизмов классифицируются как Select агентов [и] Токсины в отношении правил импорта, экспорта и доступа. В США, правила биобезопасности и процедуры , которые должны соблюдаться для работы с особыми патогенными микроорганизмами , которые требуют BSL-2, BSL-3 или BSL-4 сдерживания изложены в биологической безопасности в микробиологических и биомедицинских лабораториях (BMBL) 2. Возбудители, которые воспринимаются как представляют собой наиболее значительный риск для здоровья людей и / или животных считаются BSL-4 патогенных микроорганизмов. Следовательно, BSL-4 исследование требует особой осторожности, HIGHLу специализированной подготовки, а также надежной и избыточными объекта инфраструктуры 3. Для повышения общей осведомленности о проблемах, связанных с BSL-4 исследования, понимание требований к высокой гермооболочка операций, системное управление и регулярное тестирование проверки инженерного контроля необходимо. Мы стремимся продвигать это понимание путем визуального представления повышенные стандарты эксплуатации и биологической безопасности, в результате чего увеличилась трудность практические исследования в BSL-4 сдерживания.
Услуги жилье BSL-4 костюм лаборатории должны соответствовать строгим требованиям , включая, но не ограничиваясь ими, посвященный nonrecirculating систем вентиляции, системы обращения с отходами строгий и процессы 4,5, а также системы автоматизации зданий (BAS) 2,6,7. питания лабораторный воздух фильтруется один раз и вытяжного воздуха дважды фильтруют через воздуха (HEPA) фильтры частиц высокой эффективности, которые ежегодно переаттестацию. В дополнениеBMBL предъявляет жесткие требования к обеззараживанию твердых отходов и сбора и обеззараживания сточных вод всех материалов перед выпуском в систему общего отходов. Несколько увольнений встроены в систему, чтобы предотвратить выпуск любого типа BSL-4 возбудителем. Операции БАС монитор объекта дистанционно и может точно определить проблемные области. Системы поддержки фонда проверяются ежедневно персоналом для обеспечения оптимальной работы и уведомления о проблемах в реальном времени. Все системы проходят на регулярной основе для соблюдения CDC / Отдел требований Выберите агентами и токсинами для эксплуатации объекта.
В дополнение к этим стандартам для физического объекта, лабораторный персонал, работающий с Select агентами и токсинами должны представить к оценке рисков безопасности (SRA) Департаментом юстиции до работы с или вокруг Выбор агентов. Кроме того, персонал , работающий с Tier 1 Выберите агентов (например, вирус Эбола, Bacillus сибирской язвы) должны быть зачисленыв программе персонала по надежности (PRP) , которая постоянно оценивает физическое и психическое здоровье отдельных исследователей 8. Кинопоказы здоровья оценивают ли отдельные лица физически способны выполнять работу в BSL-4 удержания безопасным образом. Психические скрининги здоровья оценивают общее самочувствие, психологическое благополучие и устойчивость, а также знаний о безопасности персонала. В NIAID, ученые, работающие с агентами Select претерпевают дополнительного изучения, в котором каждый человек совершает какое-либо Национальное агентство доступа и проверки запросов (ANACI) проверку, которая исследует образовательные и профессиональные полномочия, криминальной истории, финансовой истории, а также риск иностранного влияния.
По сравнению с BSL-2 лаборатории ввода, максимальная запись защитной оболочки требует значительно большего вложения ресурсов, времени и подготовки. После утверждения и регистрации SRA с Отделом Select агентами и токсинами, сотрудники должны пройти строгие практические поездаING перед доступом к BSL-4 костюм лабораторий. Сотрудники лаборатории получает подготовку по эксплуатации объекта, включая ежедневные проверки критических функций и процедур входа / выхода 9. Персонал также подготовку по вопросам биобезопасности лабораторий и уходу и использованию костюмов с положительным давлением. Белые костюмы, изготовленные из полиэфирной ткани с покрытием поливинилхлоридной используются в NIH / NIAID Интегрированный научно-исследовательский центр в Форт-Детрике. Услуги, которые используют другие типы / коммерческие бренды костюмы с положительным давлением могут потребоваться различные рабочие процедуры для входа и выхода из лаборатории BSL-4, чем те, которые изложены здесь. Исследователи из объектов, использующих эту статью следует учитывать эти различия до обучения. Костюм тренировки на NIH / NIAID Интегрированный научно-исследовательский центр в Форт Детрике включает в себя надлежащие процедуры для надевания костюма, обеспечивая костюм функционирует должным образом, ремонт и обслуживание костюмов (в пределах и за пределами лаборатории), и перемещение в пределах лаборатории. Насе это обучение будет завершено, сотрудник лаборатории может начать работать в BSL-4 костюма лабораторий. Изначально, еще опытные наставники один сотрудник на один только что подготовленный штатный сотрудник в течение первых пяти визитов к BSL-4 костюм лабораторий. Для того, чтобы работать независимо друг от друга на NIH / NIAID Интегрированный научно-исследовательский центр в Форт-Детрике, недавно обученный сотрудник завершает минимум 40 поднадзорных посещений в BSL-4 костюм лабораторий по крайней мере 100 часов практического рабочего времени внутри лабораторий.
Protocol
Representative Results
Discussion
Мы наметили процедуры входа и выхода BSL-4, используемые в NIH / NIAID Интегрированный научно-исследовательский центр в Форт-Детрике для работы с особо опасных (группа риска 4) патогенных микроорганизмов. Одна из целей визуализации входа и выхода процедуры BSL-4, чтобы подчеркнуть важность обеспечения безопасности персонала лаборатории во время работы с такими патогенами, чтобы избежать лабораторных инфекций. Отрицательного давления, BSL-4 лаборатории поддерживать внутрь направленного воздушного потока, чтобы гарантировать, что патогенные микроорганизмы будут содержаться в лаборатории. костюмы с положительным давлением с системами воздуха посвященный дыхания носили сотрудники лаборатории контакта более мягким в воздухе патогенных микроорганизмов с сотрудниками лаборатории. После того, как лабораторные сотрудники покидают лабораторию BSL-4, химическая душа дезинфицирует поверхность потенциально загрязненного костюма и, следовательно, предотвращает возможное загрязнение остальной части здания и лица, меняющегося из костюма.
Поскольку целостность positiкостюм ве давления является одним из нескольких важных первичных барьеров для предотвращения потенциального воздействия болезнетворных микроорганизмов, персонал обязан проверить на наличие утечек костюм перед входом и после выхода из BSL-4 лаборатории. При возникновении утечки, персонал определяет местоположение утечек и оповещения объекта управления. Эти методы обеспечивают быструю реакцию на любое воздействие высоких патогенов последствий. Несмотря на все усилия берется, чтобы устранить риск для персонала лаборатории, нарушения костюма может происходить за счет использования стеклянной посуды, острых предметов, животных агрессии или непрерывного использования.
Хотя процедуры , представленные здесь , как правило , следуют спецификации BMBL намеченные CDC 2, эти процедуры являются специфическими для IRF-Фредерик. Каждый BSL-4 объекта имеет различные характеристики конструкции здания, которые влияют на точные методы лабораторной работы. Альтернативные процедуры для входа и выхода из BSL-4 лаборатории частично зависят от конструкции и эксплуатации этих LABORATORIэс. Кроме того, правительственные нормативные акты в разных странах, также могут оказывать влияние на BSL-4 лабораторных процедур в каждой стране. Тем не менее, общее понимание процедур BSL-4 и строительство систем, обеспечивающих безопасность персонала лаборатории поможет администраторам системы здравоохранения, которые рассматривают конструкцию аналогичных зданий и внешних сотрудников, участвующих в исследованиях высокого риска патогенов мониторинга.
Производительность будет возрастать по мере более лаборантов обучается в BSL-4 лаборатории входа и выхода из процедур и при проведении экспериментов в рамках BSL-4 условиях. Тем не менее, при разработке протоколов с внешними сотрудниками, достаточное количество времени должно быть выделено для выполнения даже основных лабораторных работ, а также ожидания сроков для доставки результатов должны быть скорректированы, принимая трудности, связанные с работой в BSL-4 лаборатории. Обобщенный предположение , что любой эксперимент , проведенный в BSL-2 (например, 2 часа)потребует в два раза больше времени , чтобы выполнить в BSL-4 (например, 4 ч).
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).
