SPF级动物实验室运行管理的总结与探讨 | 干货分享
实验动物是教学科研工作中的重要载体和工具，是生命科学、医学创新研究的重要支撑，对生物安全、药物研发、医疗进步等方面至关重要。伴随着基因编辑等医学生物学技术的快速发展，实验动物需求迅速增长，因此建设实验动物平台十分必要，尤其是建设综合性、高水平的实验动物设施。动物实验室的正常运转是实验动物质量的重要保障，也是实验动物教学及科研质量与效率的前提条件。本文从动物实验室管理制度及SOP制定、屏障系统的运行、日常管理方面对动物房高效管理进行探讨。
滨州医学院（烟台校区）SPF级动物实验室饲养的实验动物种类包括实验大鼠和实验小鼠。实验室于2018年招标改建，投资七百余万元，改建面积约1200m2。根据《中华人民共和国实验动物管理条例》和中华人民共和国国家标准GB14925—2010《实验动物及设施》的要求，实验室于2020年9月改建完工，2021年5月通过由山东省科技厅动管办组织的专家组验收，取得《实验动物使用许可证》和《实验动物生产许可证》并正式对外开放。
SPF级动物实验室的屏障系统为直流式全新风、恒温恒湿空调系统，饲养间内放置IVC笼架、超净台或生物安全柜，用于SPF级大、小鼠的饲养和实验操作[1]。两年来，SPF级动物实验室制定修改了一系列相关管理制度及SOP，严格按照屏障系统设施标准操作规程进行管理，确保动物质量符合SPF级标准。
1、管理制度与SOP制定
1.1管理制度
SPF级动物实验室管理制度主要包括：《滨州医学院SPF级动物实验室动物管理办法》《SPF级动物实验室使用管理规定》《SPF级动物实验室工作人员管理守则》《实验室生物安全管理规定》等，从实验室管理、行为规范、环境质量控制等方面保障屏障环境达标。同时实验室制定《实验动物生物安全应急预案》《实验室消防安全应急预案》《实验室水电安全应急预案》等多项应急预案，以保障科研人员的人身安全。
1.2标准操作规程SOP
两年来SPF级动物实验室制定实验动物饲养及繁育标准操作规程（SOP）4本，包括《动物实验标准操作规程》《SPF级动物实验室管理制度》《动物饲养及设备设施标准操作规程》《实验动物生产管理标准操作规程》，其中细化规程56项，包括：实验操作、分组编号、抓取、处死、采样等实验标准操作规程；SOP管理、采购、登机、消毒、人员物品动物进出、清洁、记录等管理标准规程；大小鼠饲养、检疫、环境设施检测、灭菌器操作、IVC使用维护等饲养及设施标准操作规程；KM、C57BL/6J小鼠、SD大鼠生产饲养、采样送检等生产标准操作规程。
2、屏障系统运行
实验动物设施是实验动物居住的环境，它是用于实验动物生产、实验的建筑和设备的总和，也是最基础的硬件环境[2]。实验动物设施环境按空气净化控制程度可以分为普通环境、屏障环境和隔离环境三大类，其中屏障环境是指符合动物居住的要求，严格控制人员、物品和空气的进出，适用于饲育无特定病原体（SPF）级实验动物[3]。滨州医学院SPF级动物实验室流程图如图1所示，采用三走廊设计，实现了人流、物流、污物流分离，避免对屏障内环境造成交叉污染。
屏障环境能够保持符合国际标准要求的饲养条件离不开各种设备系统的正常运行。对空调系统、IVC系统、高压灭菌系统、照明系统、饮水系统的维护和检查是保证动物房内各项指标正常稳定最重要的部分。屏障环境的稳定必须定期对动物房内压差、换气、尘埃粒子、温度、湿度、照度进行监测；对IVC送风、排风，进行定期检查；定期清洁IVC送排风管的粉尘，更换空调初、中、高效过滤器，IVC初效、高效过滤器等[4]。
2.1温度、湿度、压差
滨州医学院SPF级动物实验室屏障内温度区间为19～24℃，湿度为40%～70%。温湿度由空调系统自动控制，动物饲养人员及控制室值班人员每天（包括周末及节假日）记录。
2.2送排风
屏障环境的空气经低效、中效、高效过滤器进入屏障系统，排风通过初效过滤和中效过滤及活性炭后排出设施。屏障内空气洁净度达到10000级，风速用风速仪测定，风量用风量罩测定并记录，设施内的氨浓度不得高于14mg/m3，检测尘埃粒子数在350/L以内。利用空调送排风系统形成清洁走廊、饲养间、污染走廊、缓冲间、屏障外的静压差梯度，压差控制在10～20Pa[5]，同时人员、动物、物品、污物的走向采用单向流通路线，有效防止空气逆向形成污染[6]。
为保证屏障内空气质量，空调初效过滤器每月更换2次，中效过滤器每月更换1次，高效过滤器每年更换1次，高效过滤器更换完成后重新调整屏障环境压差[7]。
2.3噪音与振动
噪音干扰对实验动物的生理活动、身体健康具有重要影响。研究表明，噪音干扰通过影响与物质和能量代谢相关的酶的生理活性从而影响新陈代谢速率，长期噪音影响会造成小鼠活动减少、进食量减少、体重下降[8]。同时，噪音影响小鼠的神经系统，造成记忆力下降、学习能力下降、暴躁易怒。因此，控制饲养间内噪音在国家标准以内是保障实验动物身心健康的重要环节。本实验室墙壁采用隔音材料建设，能有效隔绝外界环境噪音，日常噪音控制在60分贝以内。同时，规定饲养间内不得使用手机等通信娱乐设备，要求饲养及实验操作轻拿轻放，不得大声喧哗，减少实验动物噪音干扰。
2.4消毒与灭菌
屏障内每个房间清洁物品实行专室专用，不得混用，污物必须及时带出屏障，不得在屏障内存放。每次打开IVC笼盒进行操作后，地面和操作台用消毒液擦拭消毒。屏障内每天进行日常清扫和地面消毒，每周进行屏障内整体消毒，使用5%苯扎溴铵、3%过氧化氢和84消毒液交替喷雾室内空间、擦拭地面墙面。无动物区域，如操作间、走廊、缓冲间等每天开启紫外灯消毒30min。
进入屏障内物品需经过严格的消毒灭菌处理，否则不得进入屏障环境[9]。经高压灭菌的物品如动物笼具、垫料等存放在洁存室内，如超过1周未使用则需重新灭菌。人员进入屏障内必须穿戴无菌隔离服、一次性帽子、口罩、手套，并进行手消毒[10]。使用过的隔离服经清洗高压灭菌后可重复使用，每进出一次需更换一件隔离服。人、动物、物品都必需遵循从洁净区到相对污染区的单向流动，严格按各流程进出屏障环境。
动物饮用水由专门动物纯水设备制备，经初级滤芯、纳米膜、活性炭过滤罐等过滤后，通过磁能紫外灭菌灯照射并产生臭氧，在一系列消毒灭菌后通过封闭水管直接进入屏障内，在洁存室取水后供动物饮用。
3、日常管理
3.1人员培训
人员操作不规范是造成屏障内环境污染的最主要因素[11]，为避免此类情况的发生，保证实验动物质量，加强对从业人员和实验人员的培训管理是必不可少的。
由于本校SPF级动物实验室为开放性实验平台，因此实验室面向全体师生定期举办SPF级动物实验人员培训。并进行考试和现场培训，全部通过后办了门禁卡，进行动物寄养。
3.2物品管理
1）饲养笼具。屏障内饲养笼具为IVC笼具，包括笼底、金属格栅、笼盖、生命窗等部分[1]。SPF级动物实验室IVC笼具生产厂家为：山东省新华医疗器械股份有限公司。脏笼具在洗消间内进行清洗，洗净后消毒液浸泡30min，用清水冲洗干净，晾干。经初步清洗消毒后的笼具通过高压灭菌的方式（121℃，30min）进入屏障内，存放于洁存室中，使用时转移至相应饲养间，存放的笼具若超过1周未使用，需重新进行高压灭菌。
2）饲料垫料。SPF级动物实验室使用经钴-60辐照处理后真空（或充氮）包装的商业化饲料，垫料使用8目无尘玉米芯垫料，生产厂家为：南京协同医药生物工程有限公司。饲料种类主要包括维持饲料、生长繁殖饲料、免疫缺陷饲料等。饲料的质量必须符合国家标准（GB14925—2010）要求，生产厂家必须提供质量合格证、生产日期、当日批次的辐照证明及权威机构检测报告，同时每批饲料由兽医抽样送检，经检测合格后的饲料方可使用。在仓库存放要离地离墙，仓库环境须保持干燥，注意防虫、防鼠、防霉变、防化学污染，避免暴露在阳光下。
3.3动物管理
1）实验动物进出管理。实验动物进出是影响屏障内环境的重要因素之一，本校SPF级动物实验室要求实验动物必须从具有生产SPF级实验动物许可资质的单位订购，同时必须提供合格证明。运输笼具必须满足通风、搬运等使用要求，符合SPF级动物标准。动物进入屏障系统前先检查外包装是否破损、合格证是否齐全等。检查无误后，用75%酒精对动物运输笼盒进行喷洒并擦拭消毒，再由传递窗进行紫外照射（15min）后，进入检疫观察室进行验收。动物在检疫观察室内进行饲养检疫，检疫期为1～2周，未见异常情况则转入饲养间进行饲养及实验。
2）实验动物日常饲养。饲养员分区域定量饲养，分工明确。正常实验动物的垫料、饮水、饲料更换周期为7d，特殊实验动物如糖尿病小鼠等垫料更换周期为2d，每次完成换笼后清洁台面、地面。每月更换整体笼具一次，包括笼底、笼盖、金属格栅。更换下的脏笼具必须及时移出屏障，当天在洗消间进行清理消毒。饲养员每日记录饲养笼数、实验鼠状态，饲养间温度、湿度、压差，公休日、节假日轮流值班。
饲料放在金属格栅上以避免沾染排泄物或饮水而潮湿发霉，刚离乳的仔鼠或特殊情况可放置饲料在玉米芯垫料上以方便取食。成年鼠平均每20g体重每天所需饲料量约为3～5g，饲料投放量依照动物一周内的摄食量给予。
3）实验动物福利伦理。研究表明，实验动物的生活环境、情绪状态等因素直接影响到实验数据的准确性[12]。同时，实验鼠作为哺乳动物和人类一样对疼痛等具有深切的感知[13]，随着实验动物使用的普及以及医学伦理的完善，实验动物的福利伦理问题越来越受到人们的关注[14]。2018年2月6日国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员发布了国家标准GB/T35892—2018《实验动物福利伦理审查指南》，规定了国内实验动物生产、运输和使用过程中的福利伦理审查和管理要求[15]。相关文件的发布为保障国内实验动物福利提供了理论支持，虽然科研人员正越来越重视实验过程中“3R”原则的实施，但在全球范围内“3R”原则的影响力仍需进一步提高，动物福利伦理仍需要更多的关注和推广。
4、结语
总之，实验动物在高校、科研单位等的教学科研中发挥了重要的作用。实验动物的身心健康直接影响到科研数据的准确性和可重复性。实验动物设施的等级直接影响到实验动物的质量，关系到科研数据的准确性、可重复性。因此建设标准化动物设施、提高动物福利是保证动物实验顺利进行的基础。本文以滨州医学院SPF级动物实验室为例，总结探讨了动物实验室日常管理运行方面的内容，为SPF级动物实验室的标准化管理提供参考。
*《SPF级动物实验室运行管理的总结与探讨》
作者：滨州医学院(刘星劼，王跃嗣，李若楠，张伟)
