احتياطات السلامة وإجراءات التشغيل في (A) BSL-4 مختبر: 4. إجراءات التصوير الطبية
Summary
Here, we present an overview of the preparation and animal handling procedures required to safely perform medical imaging in an animal biosafety level 4 laboratory. Computed tomography of a mock-infected guinea pig illustrates these procedures that may be used to evaluate the disease caused by a high consequence pathogen.
Abstract
Medical imaging using animal models for human diseases has been utilized for decades; however, until recently, medical imaging of diseases induced by high-consequence pathogens has not been possible. In 2014, the National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Integrated Research Facility at Fort Detrick opened an Animal Biosafety Level 4 (ABSL-4) facility to assess the clinical course and pathology of infectious diseases in experimentally infected animals. Multiple imaging modalities including computed tomography (CT), magnetic resonance imaging, positron emission tomography, and single photon emission computed tomography are available to researchers for these evaluations. The focus of this article is to describe the workflow for safely obtaining a CT image of a live guinea pig in an ABSL-4 facility. These procedures include animal handling, anesthesia, and preparing and monitoring the animal until recovery from sedation. We will also discuss preparing the imaging equipment, performing quality checks, communication methods from “hot side” (containing pathogens) to “cold side,” and moving the animal from the holding room to the imaging suite.
Introduction
بعثة من المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية مرفق البحوث المتكاملة في فورت ديتريك في فريدريك MD (IRF-فريدريك) هو إجراء بحوث الأمراض المعدية الناشئة على فهم العمليات المرض السريرية التي ترتبط شدة الميكروبية التي يسببها مرض. وIRF-فريدريك لديه قدرة فريدة على أداء التصوير الطبي في النماذج الحيوانية من مسببات الأمراض عالية نتيجة في لABSL-4 مختبر 1. طرائق التصوير المتاحة للمحققين ما يلي: التصوير المقطعي (CT) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، واحد الفوتون التصوير المقطعي (SPECT) والموجات فوق الصوتية، والأشعة السينية، والتنظير. يستخدم الباحثون قدرات التصوير المتاحة لمراقبة تطور المرض وتقييم فعالية التدخلات، مثل العلاج من تعاطي المخدرات والتطعيم، في الدراسات الطولية.
وكانت طرائق التصوير في IRF-فريدريك تحديدامصممة للحفاظ على المكونات الأساسية للمعدات خارج احتواء ارتفاع 2،3 ويمكن الوصول للصيانة والإصلاح. هذا التصميم يفصل جناح التصوير في "الساخنة" (التي تحتوي على العوامل المسببة للأمراض) و"الجانبين الباردة." لتحقيق هذا الفصل، تم إنشاء أنابيب مصممة خصيصا لتوسيع مساحة عالية الاحتواء في المملون من كل طريقة التصوير (الشكل 1). وبالإضافة إلى توفير الاحتواء البيولوجي، هذه الأنابيب تحمي معدات التصوير من الغازات والمواد الكيميائية المستخدمة لتطهير المختبر عالية الاحتواء. العلماء والتكنولوجيين التصوير تشغيل الماسحات الضوئية من "الجانب البارد" في حين الطب المقارن (CM) التعامل مع الموظفين ومراقبة الحيوانات في "الجانب الساخنة". منذ الموظفين CM يجب أن تعمل بشكل وثيق مع العلماء التصوير لتنسيق هذه التجارب، يمكن لهذا الفصل يؤدي إلى تحديات الاتصالات.
بعد تقييم الخيارات المتاحة، كان موظفو CM خارجمزودة قطع الأذن بلوتوث التي تنقل الطول الموجي القصير تردد فائقة موجات الراديو لهواتف تستخدم لاستدعاء الموظفين التصوير خارج الاحتواء. ويرجع ذلك إلى تصميم المنشأة، كان لا بد من تثبيتها في كل من الغرف للتغلب على تدخل إشارة الناجمة عن طبقات من الاسمنت والصلب بين "الساخنة" و "الجانبين الباردة" نقطة وصول لاسلكية. وبالتالي، التواصل بين الموظفين سم يرتدي صاخبة الدعاوى الضغط الإيجابي والموظفين التصوير خارج عالية الاحتواء هو الآن يمكن الاعتماد عليها. كما تم تركيب كاميرات على الجانب الساخن من الغرف التصوير لتصوير الموظفين للاطلاع على النشاط على "الجانب الساخنة". مع الكاميرات، يمكن للموظفين التصوير توجيه الفنيين سم مع وضع الحيوان أو أي تغييرات في اللحظة الأخيرة لبروتوكول التصوير.
كل عمل في IRF-فريدريك ABSL-4 دعوى المختبر يتطلب الموظفين لارتداء إيجابي الضغط التغليف الدعاوى 4. ارتداء هذه الدعاوى يقلل من التنقل، والثقيلة في وقت متأخرس قفازات المرفقة في الدعوى إلى جانب ما يصل إلى ثلاث طبقات إضافية من القفازات التنازلات البراعة. والنتيجة هي أن الإجراءات تستغرق وقتا أطول لاستكمال والمهام التي تتطلب المهارات الحركية الدقيقة أكثر صعوبة بكثير. كما يزيد مستوى السلامة الحيوية، التعامل مع الحيوانات والتلاعب تصبح أكثر صعوبة وتستغرق وقتا طويلا، لاسيما مع الحيوانات الصغيرة. الإجراءات في مختبر ABSL-4 يمكن أن يستغرق ما يصل إلى 2-3 مرات أطول من مختبر ABSL-2.
والغرض من هذه المقالة هو لإظهار بصريا التحديات المرتبطة نماذج التصوير الحيوان في بيئة ABSL-4 باستخدام التصوير المقطعي إجراء المسح الضوئي للخنزير غينيا على سبيل المثال.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد أكد المواد السابقة في هذه السلسلة على تدريب مكثف، والاهتمام بالتفاصيل، وإجراءات السلامة، والضوابط الهندسية الإضافية المطلوبة للعمل بأمان في أقصى 12،13 احتواء المختبر. أداء العمل بأمان هو أولوية قصوى في هذه المختبرات. هذه الفلسفة هي أكثر أهمية عند التعامل م?…
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 (DHHS) or of the institutions and companies affiliated with the authors. This work was funded in part through Battelle Memorial Institute’s prime contract with the US National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) under Contract No. HHSN272200700016I. M.R.H., K.J., D.P., L.B., and J.W. performed this work as employees of Battelle Memorial Institute. Subcontractors to Battelle Memorial Institute who performed this work are: R.B., an employee of Charles River Laboratories – Insourcing Solutions; L.K. and M.R.L., employees of MEDRelief Staffing Inc.; M.G.L. as an employee of Lovelace Respiratory Research Institute, Inc.; and J.H.K. as an employee of Tunnell Government Services, Inc.
Materials
| Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
| CT scanner | Philips Healthcare | ||
| CT phantom | Philips Healthcare | ||
| Isovue-300 (CT contrast reagent) | Bracco Diagnostics | NDC 0270-1315-30 | |
| Ventilated rack | Lab Products | ||
| Micro-isolator cage | Lab Products | ||
| Biosafety cabinet | Nuaire | ||
| Anesthesia machine | SurgiVet | WWV9000 | |
| Anesthesia induction box | VetEquip | ||
| Anesthesia mask | Henry Schein | ||
| Isoflurane | Henry Schein | ||
| Waste gas scavenging canister | Fisher | F/AIR | |
| Holding cushion | |||
| Ophthalmic ointment | |||
| Vital signs monitor | Bionet | BM3Vet | |
| Mobile phone | Spectralink | 8440 | |
| Blue Tooth ear piece | |||
| Wireless access points | |||
| Sperian positive-pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
| Outer suit gloves (latex, Ansell Canners and Handlers) | Fisher | 19-019-601 | |
| Outer suit gloves (nitrile/rubber, MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
| Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
| Socks | Cintas | 944 | |
| Duct tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
| Towels | Cintas | 2720 | |
| Zip lube | Amazon | B000GKBEJA |
References
- 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).
- de Kok-Mercado, F., Kutlak, F. M., Jahrling, P. B. The NIAID Integrated Research Facility at Fort Detrick. Appl Biosafety. 16, 58-66 (2011).
- Keith, L., Moyer, B. R., Cheruvu, N. P. S., Hu, T., et al. . Preclinical imaging in BSL-3 and BSL-4 envrionments: imaging pathophysiology of highly pathogenic infectious diseases. , (2014).
- Chosewood, L. C., Wilson, D. E. . Biosafety in microbiological and biomedical laboratories. , (2009).
- Janosko, K., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 1. Laboratory suite entry and exit procedures. J Vis Exp. , (2016).
- Diagnostic Radiology Committee Task Force on CT Scanner Phantoms. . Phantoms for evaluation and quality assurance of CT scanners. , (1977).
- Collins, B. ACUP 712.01 Waste anesthetic gas scavenging systems. Institutional Animal Care and Use Committee. , (2013).
- Gargiulo, S., et al. Mice anesthesia, analgesia, and care, Part I: anesthetic considerations in preclinical research. ILAR J. 53, E55-E69 (2012).
- Office of the Press Secretary. . Executive order 13546. Optimizing the security of Biological Select Agents and Toxins in the United States. The White House. , (2010).
- Escaffre, O., Borisevich, V., Rockx, B. Pathogenesis of Hendra and Nipah virus infection in humans. J Infect Dev Ctries. 7, 308-311 (2013).
- Sueblinvong, V., et al. Critical care for multiple organ failure secondary to Ebola virus disease in the United States. Crit Care Med. , (2015).
- Mazur, S., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 2. General practices. J Vis Exp. , (2016).
- Bohannon, J. K., et al. Safety precautions and operating procedures in an (A)BSL-4 laboratory: 3. Aerobiology. J Vis Exp. , (2016).
