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實驗室生物安全衛生 中華醫事科技大學 謝正悅 實驗室生物安全衛生 生物簡介 生物危害特性 傳播途徑 生物危害分級 生物危害預防與控制 2 生物簡介 生物 動物: 植物: 具運動性 不具運動性 無光合作用 行光合作用 微生物: 運動性?? 光合作用?? 4 微生物 病毒(VIRUS) 細菌(BACTERIA) 真菌(FUNGI) 藻類(ALGAE) 原生動物(PROTOZOA) 5 病毒(Virus) 20-300 nm (1 nm=10-9 m) 無完整細胞結構 核酸 + 蛋白質外殼 絕對寄生 6 細菌(Bacteria) 細胞結構 0.5-1um x 2-5 um (1 um = 10-6 m) 獨立自主 7 真菌(Fungi) 似植物體 缺乏葉綠素 本身酵素分解有機物 包括：黴菌 (mold)、 酵母菌(yeast) 與蕈 類(mushrooms) 多細胞或單細胞結構 8 細菌與真菌孢子(spores) 功能 細菌—度過惡劣環境 Bacillus anthracis 真菌—繁殖 性質—抗性佳 9 細菌內毒素 革蘭氏陰性細菌能產生內毒素(endotoxins)的有 害物質 內毒素存在於細胞壁中，為細胞結構的組成物 細胞分解時釋放 10 真 菌 毒 素(mycotoxins) 由真菌產生的毒 性化學物質 賦予一真菌超越 其他真菌與細菌 之競爭優勢 具細胞毒性；可破 壞許多細胞結構如： 細胞膜，並干擾重 要生命程序如： RNA與 DNA的合成。 11 節肢動物 •疾病傳播方式：叮咬或吸入排泄物 •常以哺乳類動物為宿主(如：鼠) 12 高等植物 花粉熱 13 高等動物 •實驗動物 •鼠兔貓狗猴等 •動物咬傷 •皮屑 •節肢動物 •人畜共同傳染病 14 生物危害特性 實驗室危害研究 1974丹麥Shinhoj：實驗室人員肝炎發生率 為一般人７倍 1974英國Harrington&Shainnon ：肺結核為 一般人５倍 二次傳染：傳染至其他親人或朋友等 1973&1978英國 -- ３人感染天花 16 生物危害須知 接觸的生物、產物、附著物 潛在危害 暴露的可能途徑 正確操作方式 預防措施 17 生物性危害(Biohazards) 植物、動物、微生物或是其產物 可影響人類健康或是造成不舒適具潛在風險 生物性危害： 感染 過敏 中毒 心理恐慌 18 生物性危害 感染（Infection）：生物體在人體內繁殖生長所 致(如：流行性感冒、痲疹、肺結核) 過敏（Allergy）：生物體以過敏原角色經重覆暴 露致使人體免疫系統過度反應所致(如：過敏性 肺炎、氣喘、過敏性鼻炎) 中毒（Toxicity）：暴露於生物體所產生之毒素 （細菌內毒素、細菌外毒素、真菌毒素）所致 (如：發燒、發冷、肺功能受損) 19 心理的恐慌 20 傳播途徑 生物性物質主要傳播方式 •血液體液 •刀械、針器 •實驗動物咬傷 •空氣 •離心、氣懸、攪拌 •實驗動物噴嚏 22 經血液體液傳染之物質特性 傷口（含叮咬）、輸血、親密接觸行為 暴露事件的可見性 傳染源－人、動物、實驗室操作物品 如：HIV、HBV 23 空氣傳染性物質特性 來自感染者的口鼻分泌物(如：咳嗽、噴嚏或講話 產生的生物氣膠) 來自環境（如：水、土壤） 來自實驗室操作物品 以結核桿菌、退伍軍人菌為例 傳播範圍廣 暴露無可見性 24 直接傳播(direct transmission) 直接接觸 如：接吻、性行為、咬傷等方式侵入宿主 如：梅毒、AIDS 飛沫傳播 藉噴嚏或咳嗽產生的飛沫侵入宿主口鼻眼 內 如：流行性感冒等 胎盤感染(垂直感染) 經由胎盤血液進入胎兒體內 如：梅毒、B型肝炎、AIDS 間接傳播(indirect transmission) 媒介物傳播(vehicle-borne transmission) 水、食物：經口傳染 生物產物(biologic products)：如：輸血 非生物之媒介(fomites)：如：衣物、床單、器 材等 空氣傳播(airborne transmission) 可在空氣中懸浮較長時間之微粒(aerosol nuclei) 傳播的疾病如：肺結核 間接傳播(indirect transmission) 病媒蟲傳染(vector-borne transmission) 如：鼠、蒼蠅、蚊蟲等 機械性傳播(mechanical transmission) 病原僅機械性地被帶往傳染部位 如：霍亂 生物性傳播(biologic vector-borne transmission) 病原需在病媒體內成長繁殖後才能傳播 如：瘧疾、日本腦炎 生物危害分級 28 病原分類 病原微生物依其危險性為基礎之分類：國 科會「基因重組實驗守則」 第一級危險群（Risk group 1 , RG1）微 生物：與人類健康成人之疾病無關 第二級危險群（Risk group 2 , RG2）微 生物：在人類所引起的疾病很少是嚴重 的，通常有預防及治療的方法 http://www.phac-aspc.gc.ca/msds-ftss/ 病原分類 病原微生物依其危險性為基礎之分類： 第三級危險群（Risk group 3 , RG3）微生 物：在人類可以引起嚴重或致死的疾病， 可能有預防及治療之方法 第四級危險群（Risk group 4 , RG4）微 生物：在人類可以引起嚴重或致死的疾 病，通常無預防及治療之方法 Biological MSDS： http://www.phac-aspc.gc.ca/msds-ftss/ 生物危害分級 (NSC) RG1：生物安全等級一 (A) 與健康成人之疾病無關 如：E . coli - K12, 未詳列 (B)工作可依照標準微生物操作準則，在開放的 實驗桌上進行。 (C)實驗室無須與其他作業區域分離 (D)實驗室工作人員，必須接受實驗操作的特別 訓練 (E) 由具備微生物訓練的實驗室主管或有相關經 驗者所管理。 31 生物危害分級 (NSC) RG2：生物安全等級二 (A)中度潛在危險的病原，病原與人類疾病有 關；很少引致嚴重疾病，且通常有預防及 治療方法如：病毒、批衣菌、細菌、真菌。 (B) (1)實驗室工作人員受過使用致病物質的特 殊訓練並由適當的專家所指導。 (2)工作進行中需管制門禁。 (3)特別小心受污染的尖銳物品。 (4)操作步驟可能產生氣霧或濺灑者，需使 32 用生物安全櫃或物理性防護設備。 生物危害分級 (NSC) (續) RG3：生物安全等級三 (A)可引致人類嚴重或致死疾病，可能有預防或治 療方法如：變性蛋白（Prions）、病毒、立克 次體、細菌、真菌、HIV type 1 & 2。 (B)可經氣膠傳播之本土或外來病原，會嚴重危害 健康。如：SARS病毒。 (C)遵守事項如下頁 33 生物危害分級 (NSC) (續) RG3：生物安全等級三 遵守事項 (A)研究單位、工作人員必須接受處理致病性及致 命生物的特別訓練，並由具經驗專家監督管理 (B)處理感染性物質的過程需在生物安全櫃中進行。 (C)工作人員穿配保護性衣著與裝置。 (D)實驗室需經特殊設計(如緩衝區、密封通道、定 向氣流等)。 (E)故需遵守標準微生物操作、特殊操作及安全設 備規範才能符合等級三之需要。 34 生物危害分級(NSC) (續) RG4：生物安全等級四 (A)可引致人類嚴重或致死疾病，通常無 預防及治療方法如：病毒 Ebola virus、Marburg virus (B)經由氣膠傳播或未知傳染危險之危險 生物病原，會引起對生命之高度危機 的疾病。 35 生物危害分級(NSC) (續) RG4：生物安全等級四 遵守事項 (A)實驗工作人員必須接受極度危險之感染 性物質的特別訓練。 (B)需充分了解標準及特殊操作、設備、實 驗室的設計特色。 (C)並嚴格管制實驗室門禁。 (D)所有活動皆限於第三級生物安全櫃中。 36 生物危害分級(NSC) (續) RG4：生物安全等級四 遵守事項 (E)可於第二級生物安全櫃中工作人員穿著 連身式具支持生命系統通風設備的正壓 工作服。 (F)實驗室具特殊設計可有效防止微生物散 佈至環境中。 (G)實驗室設於不同棟或同棟建築內的管制 區域，完全與其他區域隔離。 37 BSC Class III（本型安全櫃的排氣需連接至建築物的排氣系統） 手套端的O形環 (glove ports with O-ring for attaching arm-length gloves to cabinet) B. 視窗 C. 排氣HEPA FILTER D. 供風HEPA FILTER E. 兩頭型滅菌鍋 或傳遞箱(Double ended autoclave or pass-through box) Note: 在安全櫃中 化學浸泡槽應被裝置 在工作臺面之下。 A. 生物危害風險評估 擔心與恐慌 健康風險 有不好的病菌 危害的存在 可能傳染到我 暴露的可能性 暴露的程度 早期診斷與治療能力 結果會很嚴重 39 生物危害風險評估 危害的存在（Hazards） 接觸暴露劑量（Dose） 強度與時間 防護具與防護設備 暴露風險 危害存在 接觸暴露 健康風險 暴露風險 疾病嚴重程度 個人體質差異 40 生物危害預防與控制 實驗室工作者之責任 參加訓練課程 風險評估/管理 安全之實驗操作 若有感染發生，立即通報 確保自己在實驗室的安全 預防與控制一般原則 污染源清除 溫、溼度控制 維持環境清潔與衛生 定期消毒 空氣品質管理 遵守微生物實驗室操作守則 個人衛生的加強(如:勤洗手) 個人防護設備的使用 43 生物危害管理方法 實驗室操作程序 安全設備：操作 櫃、密閉式容器 、個人防護具 實驗室設計 10% 硬體設計與設備 90% 操作 實驗室安全 44 實驗室操作程序 標準微生物操作程序：所有生物等級 其他操作管理要求： 第二級至第四級 高等級涵蓋低等級 人員訓練 45 標準微生物操作 實驗進行中的門禁管制 洗手 使用耐用、防漏密閉、 可滅菌之容器 高溫高壓滅菌處理所 有培養物、儲存物及 其他具感染廢棄物 以防穿刺、防洩漏、 可密封的容器運送尖 銳物品與檢體 禁止飲食、抽煙、處理 隱形眼鏡、化妝 消毒工作檯面 禁止以口吸取液體 減少噴濺及氣霧的產生 46 標準微生物操作程序 實驗進行中的門禁管制 實驗進行中 避免污染實驗產品 非該實驗室人員的暴露 避免生物物質外洩 47 標準微生物操作程序(續) 洗手 接觸具感染性物 質、脫掉手套後 、離開實驗室前 使用具殺菌效果 之洗手乳液 48 標準微生物操作程序(續) 禁止飲食、抽煙、處理隱 形眼鏡、化妝 可以喝水嗎？ NO 一般常識 最易違反 49 標準微生物操作程序(續) 消毒工作檯面 每天至少一次 發生生物物質洩漏或噴濺後 50 標準微生物操作程序(續) 禁 止 以 口 吸 取 液 體 51 標準微生物操作程序(續) 減少噴濺及氣霧的產生 52 標準微生物操作程序(續) 耐用、防漏密閉、可滅菌之容器 53 標準微生物操作程序(續) 高溫高壓滅菌處理所 有培養物、儲存物及 其他具感染廢棄物 15 pounds 121 C 30 min 54 標準微生物操作程序(續) 以防穿刺、防洩 漏、可密封的容 器運送尖銳物品 與檢體 55 其他操作管理要求(第三級) 隨時關閉實驗室門 確認工作人員熟悉標 準操作程序與相關設 施 須在生物安全操作櫃 中處理感染性物質， 並宜使用抗污紙墊 所有可能遭感染物品( 含：實驗衣)均須經消 毒後才丟棄、使用或 送洗 不可有與工作無關之 動植物存在 56 其他操作管理要求(第四級) 特殊門禁：上鎖、多 人管制、進出時間、 登記、緊急應變措施 必須經由更衣室(更換 所有衣物、手套、鞋) 及淋浴室才得進出實 驗區域、緊急應變措 施 物品運送：雙門設備( 如：高溫高壓消毒器) 自實驗室或生物安全 操作櫃中移出具活性 第四級物質時：放入 兩層密閉防破裂容器 中再經消毒處理 (如 ：消毒槽浸泡) 57 其他操作管理要求(第四級)(續) 除須保持活性生物 外，其他物質移出 前均須高溫高壓滅 菌或消毒 不得有不相關的動 植物與衣物 完善通報系統：意 外、相關疾病與醫 療處理、檢疫、隔 離等 58 生物安全櫃 人員： 物理性阻隔 金屬或玻璃板 固定式手套（III級） 空氣阻隔 產品：空氣過濾 環境： 紫外線滅菌燈 空氣過濾或焚燒 59 生物安全櫃 －II 過濾內向氣流(75ft/min) 層流、避免外氣與交叉污染 人員、環境與操作物保護 使用廣泛 60 生物安全櫃－III 氣密式 內在負壓 手套操作 雙層HEPA過濾 排氣 人員、外界環 境與操作物的 最高保護 壓 力 鍋 或 傳 遞 箱 61 BSC Class III（本型安全櫃的排氣需 連接至建築物的排氣系統 62 個人呼吸防護具之選擇與使用 效能： 適當性：防塵還是防毒？ 有效性： 過濾能力（相對風險）？國際驗證？ 密合狀況？配戴正確？ 舒適性： 通氣阻抗？ 個別適性 最後一道防線 63 個人防護安全設備 個人防護設備 實驗衣物 安全眼鏡 呼吸防護具 手套 面具 鞋 64 65 相關規定 基因重組實驗守則（國科會） 感染性生物材料管理及傳染病病人檢體採 檢辦法(5人以上實驗室必須成立生物安全 委員會)（衛生署疾管局） 使用無脊椎動物做為病原體宿主或病媒相 關研究應注意事項（衛生署疾管局） 生物安全第三等級實驗室管理規範（衛生 署疾管局） http://www.sinica.edu.tw/~biosafe/3-4.html 相關規定 植物有害生物實驗規範 （農委會農糧署 ） 基因轉殖植物田間試驗管理辦法（農委會 農糧署 ） 人體細胞組織優良操作規範(衛生署) 基因治療人體試驗申請與操作規範(衛生署) http://www.sinica.edu.tw/~biosafe/3-4.html 制定生物安全相關法規 感染性生物材料管理及傳染病病人檢體採 檢辦法 中華民國 94 年 9 月 26 日行政院衛 生署署授疾字第 0940000614 號令訂定 發布，全文 19 條 自 95 年 3 月 26 日施行 法源依據§1 架構 分級分類§2 實 驗 室 生物材料 生安組織§3-4 人員資格§5 保存場所§9 應變計畫§6 使用、異動§10,13 檢體採檢§18 意外通報§7 發 布 日 §19 識別、健檢§8 銷毀§14 查核、啟用§11 外溢§15 停用、重啟§12 輸出（入） §16,17 生物安全組織 持有、保存、使用 感染性生物材料 等級 §3 RG1 RG2 – 4 ≧5人 -- 應設生物安全委員會 ＜5人 -- 應指定專責人員 單位規模 程序：向中央主管機關核備，副知地方主管機 關 生物安全委員會架構範例 主任委員 (單位負責人) 生 物 安 全 官 研 究 人 員 醫 務 人 員 獸 醫 師 技 術 人 員 代 表 實 驗 室 管 理 代 表 生物安全委員會 簡稱 IBC (Institutional Biosafety Committee) 職責 有關生物危害材料方面研究及教學計畫之審核 機構之生物安全政策及規範之研訂 建議及監督生物安全訓練計畫，以符合機構政策 持有、保存、異動或使用第二級以上危險群微生物之 感染性生物材料之審核 使用感染性生物材料之實驗室生物安全等級之審核 有關生物危害事件報告之審核 實驗室啟用或關閉之決定 BSO 職責之監督及生物安全爭議問題之調解 年度審查機構生物安全手冊 生物安全緊急應變計畫 §6 緊急應變小組及任務 意外事件等級鑑定及風險評估 意外事件處理程序、通報機制及警示系統 緊急應變物資庫存管理 緊急醫療救護程序 應變人員安全防護基準 緊急應變疏散程序及措施 災害區域清消整治及善後處理措施 意外事件訓練及模擬演練 國內有關手冊及規範 家畜衛生試驗所：實驗室生物安全手冊 中央研究院：基因重組實驗手則 國家衛生研究院：實驗室生物安全手冊 疾病管制局：生物安全第三等級實驗室安 全規範 WHO Collaborating Center for Applied Biosafety Programmes and Training, Office of Health and Safety, CDCP Biosafety Programme, Department of Communicable Disease Surveillance and Response WHO Edition 1993 CSCHAH, Canada 1st Edition 1983 Edition 1999 2nd Edition 1996 2nd Edition 1993 Edition 2005 (預計) 3rd Edition 2004 3rd Edition 2004 CDC, USA 3rd 4th 5th WHO Collaborating Centre on Biosafety Technology and Consultative Services, Office of Laboratory Security, Health Canada (中文繁體版) 建立生物安全文件 實驗室生物安全手冊(LBSM) 生實 生物安全標準操作程序(S-SOPs) 手物 冊安驗 全室 標生 程準物 序操安 作全 撰寫LBSM建議章節 政策 組織及權責：IBC, BSO, PI, LS, SS 實驗室生物安全分級操作規定：危險群病 原等級、優良微生物操作規範、特殊操作 規範、安全設備、防護設施(依規模) 感染性生物材料運送及保存規定 重組 DNA 及基因轉殖技術規定(如適當) 人體組織及細胞培養使用規定(如適當) 實驗動物使用規定(如適當) 撰寫LBSM建議章節(續) 血液傳播病原體操作規定(如適當) 個人保護裝備使用規定 實驗室設備管理規定：使用、保養、維修 、校正、檢測 人員訓練 消毒及滅菌 緊急應變計畫及應變程序 感染性廢棄物處理 實驗室安全查核 結語 多大的風險 -- 多大的防護 未知的風險 -- 保守謹慎的態度 對病原菌特性、傳播途徑、致病機轉、診 斷與治療的知識與經驗累積 – 改變風險 的程度 79 Thanks for Your Attention 80 BSC Autoclave Windows must be closed, sealed and break-resistant 非手控式水槽 生物危害標識 Shower Anti-room doors self-closing and interlock Dirty change Inward flow Clean change