生物安全保护Ⅲ级SARS尸体解剖实验室的建立和使用
邵宏权1宫恩聪 1顾江1史喜成2高晓强2程代云2郭丽株3汪浩3石晓红3王培之3张黔英3
[摘要]
目的：在北京地坛医院建立具有生物安全保护Ⅲ级（BSL-3）尸体解剖实验室，进行SARS尸体病理解剖、标本采集和发病机制研究，以确保工作人员的安全、确保周围环境的安全、标本的传送的安全。
材料和方法：BSL-3尸体解剖室实行区域隔离，将实验室分为污染区、缓冲区、半污染区和清洁区。通过对送风和排风的严格控制，清洁区为正常大气压区，半污染区为负压区（约-10pa），污染区为更小的负压区（约-30pa）。实验室内气流按照气压梯度自清洁区向污染区定向流动，送入实验室内是经高效过滤的新风，排出实验室的空气经过高效过滤器净化处理。缓冲区1位于污染区与半污染区之间，为解剖后工作人员的外防护服的多方位药液消毒、自消毒风淋再消毒区域。缓冲区2位于污染区与太平间之间，也是污染物品外通道。半污染区设有自消毒风淋系统，随时杀灭可能进入半污染区的微量病毒。全部进入污染区的工作人员都穿戴防毒面具和无渗漏防化服。进入半污染区的工作人员必须戴防毒面具，穿隔离服。
结果：①将模拟SARS的污染物大量弥散于污染区，在污染区内穿戴防毒面具和无渗漏防化服的工作人员经过缓冲区1的多方位药液消毒、自消毒风淋再消毒后，并进入半污染区和清洁区，在半污染区和清洁区检测不到污染物。②经高效过滤后，实验室内排出周围环境的空气洁净度为7级（≥0.5μm的尘粒数为>35200粒/m3，≤ 352000粒/m3；≥ 3μm的尘粒数为>300粒/m3，≤3000粒/m3）。③在SARS肆虐期间，共完成了15例临床疑似SARS和 SARS死亡病例的病理解剖工作，其中7例为病理确定诊断的SARS死亡病例。参加SARS死亡病例的病理解剖的工作人员共23人，2003年5月到7月连续工作2个月余，无1人发生交叉感染。结论：规范化的BSL-3尸体解剖实验室的建立和管理，可以在确保工作人员的安全、确保周围环境的安全、确保标本的传送的安全的前提下，对SARS死亡病例的尸体的系统、全面的病理学检查、标本采集，将为SARS的病原学、发病机制，病理学，诊断、治疗和预防研究提供保障。
[关键词]:严重急性呼吸综合征；尸体解剖；生物安全保护Ⅲ级尸体解剖实验室
The Establishment and Application of Biosafety Level 3 Autopsy Laboratory For SARS
Shao hong-quan1 Gong en-cong1 Gu jiang1Shi xi-cheng2 Gao xiao-qiang2 Cheng dai-yun2 Guo li-zhu3Wang hao3
Shi Xiao-hong33 Wang pei-zhi 3 Zhang qian-ying3
[Abstract]
Objective: To ensure the safety of the staffs, the environment of the surroundings and the transportation of the specimens, Biosafety Level 3（BSL-3） Autopsy Laboratory For SARS，in which complete autopsy for SARS was performed, was established in Beijing Ditan Hospital.
Materials and Method: BSL-3 Autopsy Laboratories For SARS was divided into five sections: ①clean area, ②buffer zoneⅠ, ③semi-contamination area, ④buffer zoneⅡ, and ⑤contamination area. Clean area was in normal pressure state. semi-contamination and contamination area were in specific underpressure state, about –10pa and –30pa respectively. The pressure gradient between different areas was realised mainly by controlling the volume of delivered and discharged air flow of each section. Air flow delivered into each section was prefiltered by fine filter, Air flow delivered into outside of the laboratory was purified by fine filter and gas filter. Buffer zoneⅡas a special passage for goods was built for the sake of avoiding cross-infection. Impermeable protective clothing and protective mask must be worn during the process of autopsy.
After autopsy, decontamination procedure by special agent and circle clean air must be carried out for each staff in buffer zoneⅠ.
Results: ①When a certain concentration of simulation of SARS virus was created in contamination area. A stuff , Who wore impermeable protective clothing and protective mask in contamination area, then went through buffer zoneⅠ, semi-contamination area, clean area. After decontamination procedure by special agent and circle clean air, simulation could not be detected in semi-contamination area and clean area. ②The cleanness of air flow discharged from the laboratory reach class 7(the number of particles larger than or equal to 0.5μm in diameter >35200/m3，<352000/m3；the number of particles larger than or equal to 3μm in diameter >300/m3，<3000/m3). ③Complete autopsy of 15 cases of clinical suspected SARS and confirmed SARS were performed in the laboratory during May and June 2003. In the series, 7 cases were diagnosed as SARS pathologically. None of 23 stuffs was infected by SARS-CoV.
Conclusion: BSL-3 autopsy laboratory for SARS is safe enough for stuff , environment and specimen transportation. Complete Autopsy for the patient who died of SARS can provide necessary material for SARS research, including etiology, pathogenesis, pathology, diagnosis, treatment and prevention.
[Key word]
Severe acute respiratory syndrome; Autopsy; Biosafety level 3 autopsy laboratory
严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome, SARS）是一种由新型冠状病毒(SARS-associated coronavirus, SARS-CoV)引起的急性呼吸道传染病，具有传染性强，病情重,进展快，危害大等流行病特点。2002年11月第一例患者出现在我国广东省，在随后是半年多时间内，迅速播散到全球33个国家和地区，患病人数达8，000多人，死亡率约为6%~12%。中国的大陆、香港和台湾地区流行迅猛，严重影响人民健康(1~5)。
在2002年冬季到2003年春季SARS肆虐期间，一些病理学家不顾个人安危，在设施简陋的传统尸体解剖室进行了少数SARS遗体的病理解剖工作，为人类对SARS的病理变化和发病机制的研究作出了积极的贡献(6~10)，但是这些工作缺乏生物安全保障，不具有推广的价值。
人类对SARS的认识仍然需要不断深入。SARS的病原学、发病机制、病理学、诊断、治疗和预防研究需要对疑似SARS和 SARS死亡病例进行系统、全面的病理学检查、标本采集，确定病理诊断，进行分子生物学研究。这一工作必须在生物安全保护Ⅲ（BSL-3）尸体解剖实验室内规范进行(11)。本文介绍2003年5月受科技部“863”科技攻关项目《SARS病理解剖、标本采集和发病机制研究》支持，按照确保工作人员的安全、确保周围环境的安全、确保标本传送的安全的原则而建立的北京地坛医院内的BSL-3尸体解剖实验室建设和使用的成功经验。
材料和方法
BSL-3尸体解剖实验室建设在北京市SARS定点医院，北京地坛医院内。实验室的建设采取如下方法：
⒈ 区域隔离：实验室分为污染区、缓冲区1、半污染区、缓冲区2和清洁区（图1）。污染区为尸体解剖间，中央为尸体解剖台，同时也是冷冻组织库。缓冲区1介于污染区和半污染区之间，内设多方位洗涤消毒室和自消毒风淋室，具有通道功能、缓冲功能、隔离功能和消毒功能。缓冲区2为污染物品（遗体和标本）通道。半污染区内设有控制系统（电视遥控系统、照相遥控系统、录音遥控系统、对讲系统）。污染区和半污染区之间设有传递仓，是为清洁物品自半污染区向污染区传送的专一通道。各区之间由空气密闭式门衔接。
⒉ 通风和空气净化系统：污染区、半污染区、缓冲区2和清洁区送入全部新风，新风经过空气过滤系统过滤和负氧离子活化。经过滤后，空气内洁净度达到8级（≥0.5μm的尘粒数为>352000粒/m3，≤ 3520000粒/m3；≥ 3μm的尘粒数为>3000粒/m3，≤30000粒/m3）。通过送风和排风量的调节和控制，从污染区、半污染区、到缓冲区2和清洁区形成负压梯度。污染区为负压区约-40pa，半污染区的负压约-10pa。缓冲区2（更衣、淋浴）和清洁区为正压区。全部从实验室排出的空气都需要经过军用C类高效过滤器（military high efficency particulate air filter）和毒气过滤器过滤后排放，确保排放空气达到洁净度7级（cleanness class 7）。军用C类高效过滤器可以将99.9999%的≥3μm的尘粒过滤在系统内，将99.99%的≥ 0.1μm的尘粒过滤在系统内。确保排出的气体无害、无毒、无污染（图1）。
图1 区域隔离、通风和空气净化系统
污染区内中央为尸体解剖台，新风自解剖台上方排下，外排风在周围墙根部抽出，在解剖人员和遗体之间形成气幕隔离（图2）。
⒊ 个体防护和个体消毒：进入污染区的工作人员必须穿内消毒衣、裤，外层穿军用无渗漏防化服和防毒面具，戴三层橡皮手套，最外层手套用不干胶带封闭。解剖完毕，必须在解剖室内用消毒液清除手套和防化服的血渍，然后进入缓冲区1，先经过多方位洗涤消毒室，用消毒液冲洗全身各部位5m，擦干后，进入自消毒风淋室，经臭氧消毒5m。进入半污染区，脱去外防化服、手套和防毒面具。半污染区设置负氧离子发生器，随时杀灭空气内的病原体。在缓冲区2脱去区内消毒衣、裤，淋浴、更衣。进入半污染区的遥控工作人员必须穿隔离服，戴手套和防毒面具。
⒋ 人流与物流分离：缓冲区2为污物（遗体和标本）走廊，联结停尸房和污染区。
⒌ 污物和污水处理：解剖室内污物随遗体进行活化处理。解剖室内不设置上下水，地面清洁使用3000mg/L含氯消毒液清擦。缓冲间内冲洗后消毒液、淋浴间的废水进入地坛医院污水消毒处理系统，经过消毒处理后排放。
⒍ 完全系统的尸体解剖检查：每个遗体的病理检查必须按照常规进行各系统的全面检查，大体标本照相，解剖过程全部录象。解剖检查结果进行录音记录，解剖后进行文字整理记录。解剖室内进行常规石蜡切片、超薄切片、冷冻组织取材。
⒎ 日常管理：解剖完毕后，实验室紫外线消毒1h,将空气过滤系统切换到值班风机状态，用3000mg/L含氯消毒液，按照20ml/m3气溶胶喷雾消毒后，待下次使用。
⒏ 标本管理制度：所有标本的使用，尤其冷冻标本的使用，必须经对使用单位进行资质审查后，由课题负责人审查、签字，实验室负责人复查后，存档。由2人按照规范程序进入实验室取标本。发出的标本按照相关规范包装、消毒，专车传送。
⒐ 常规石蜡切片处理：SARS尸体解剖取材标本经过10%福尔马林固定24h后，石蜡包埋、切片、染色均使用单独的整套设备，专人负责进行，并采用防护措施（穿防护服、戴口罩和橡皮手套、淋浴等）。
⒑ 工作人员隔离制度：为确保安全，全部工作人员进行集体隔离，每日进行体温检查。
结 果
⒈ 实验室内模拟实验检测结果：将模拟SARS的污染物大量弥散于污染区，在污染区内穿戴防毒面具和无渗漏防化服的工作人员经过缓冲区1的多方位药液消毒、自消毒风淋再消毒后，进入半污染区和清洁区，在半污染区和清洁区检测不到污染物。
⒉ 实验室排放检测结果：经高效过滤后，实验室内排出周围环境的空气洁净度为7级（≥0.5μm的尘粒数为>35200粒/m3，≤ 352000粒/m3；≥ 3μm的尘粒数为>300粒/m3，≤3000粒/m3）。
⒊ 实验室使用结果：在SARS肆虐期间，共完成了15例临床疑似SARS和 SARS死亡病例的病理解剖工作，其中7例为病理确定诊断的SARS死亡病例，为完成科技部的课题提供了可靠的安全保障。参加SARS死亡病例的病理解剖的工作人员共23人，2003年5月到7月连续工作2个月余，无1人发生交叉感染。
⒋ 全部解剖病例均获得了肉眼检查、显微镜检查、电镜检查、分子生物学检查的完整资料，达到了课题设计要求。
讨论
传统尸体解剖室的建设思路简单、设施陈旧、装备落后，对工作人员的防护、环境保护、防止传染病病原体的扩散等方面缺乏现代理念，在建筑布局、设施和设备的配套建设中，只能满足了尸体解剖检查的需要，完全不能承担SARS等危险组4类传染病遗体的病理解剖工作。在2002年冬季到2003年春季SARS肆虐期间，一些病理学家不顾个人安危，在传统尸体解剖室进行了少数SARS遗体的病理解剖工作，为人类对SARS的病理变化和发病机制的研究作出了积极的贡献(6~10)。为了应对SARS挑战，有些病理学家对传统尸体解剖室提出了一些改进意见(15)，但是从科学防治SARS的角度分析，在这种改进的传统尸体解剖室进行疑似SARS和 SARS死亡病例的病理解剖，仍然存在SARS-CoV感染解剖工作人员、病毒泄露污染环境的危险。
SARS-CoV被定义为危险组4病原体，具有高个体危险和高群体危险的特点(12~14)。SARS患者遗体的病理解剖工作具有高度传染性和高度危险性。由于在病理解剖时，SARS遗体的各种脏器的完全暴露，解剖室内的空气污染，工作人员与遗体、各脏器标本的零距离接触，常规石蜡切片标本、超薄切片标本、冷冻组织标本、病原体分离培养所需组织标本、以及协作单位所需标本的采集、贮存、传递的复杂性，必须在BSL-3甚至BSL-4实验室内规范进行。
位于北京地坛医院的BSL-3尸体解剖实验室，正是在SARS在北京流行的2003年4月底，在国家科技部“863”重大科技项目的支持下，用20d时间建设完成的。打破了沿袭约半个世纪的传统尸体解剖室的建设理念，实验室的建设既做到确保生物安全，又适应病理解剖的特殊需要；实验室实施区域隔离、空气按负压梯度流动；在群体防护和个体防护紧密结合的基础上，尤其重视个体防护；人流与物流分离；取得了BSL-3尸体解剖实验室建设和管理的成功经验。完成了15例临床疑似SARS和SARS死亡病例的病理解剖工作，其中7例为病理确定诊断的SARS死亡病例，对临床疑似SARS病例的快速病理诊断，收到了显著的社会效益。参加SARS死亡病例病理解剖的工作人员共23人，2003年5月到7月连续工作2个月余，无1人发生交叉感染。为随后的SARS病因、发病机制、病理变化、合并症和结局的研究工作的深入，奠定了基础。课题组2003年7月12~13日在北京主办了2003 SARS临床病理及发病机制国际研讨会，到目前为止，共在国内外杂志发表了10余篇论文，并出版了《SARS的临床诊断与治疗》。
实际上，在迎接21世纪突发公共卫生事件（如SARS突然袭击）的挑战中，病理学家肩负着不可推卸新任务：①站在突发性公共卫生事件的第一线，为临床医疗卫生服务提供诊断基础；②对新发传染病和病因不明的遗体进行病理解剖，对新发疾病的病因、发病机制、病理变化、合并症进行研究；③实行跨学科协作，为病原体分离、分子生物学研究提供标本，共同应对突发性公共卫生事件。
特别值得注意的是2003年底，新加坡和台湾分别发生1例疑似SARS患者，这2例患者都是在P3实验室研究SARS的工作人员。以上事实显示，对从事SARS防治、研究的工作人员的防护和BSL-3级实验室的规范管理正面临着新的考验。规范BSL-3实验室建设和强化管理体制同样是病理学家的工作任务。
参 考 文 献
1. Outbreak of severe acute respiratory syndrome---worldwide,2003. MMWR Morb Mortal Rep,2003,52:226-228
2 Ksiazek TG, Erdman D, Goldsmith C, et al. A novel coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome. N Engl J Med, (published at www.nejm.org on April 10, 2003 )
3 Lee N, Hui D, Wu A, et al. A major outbreak of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. N Engl J Med, 2003,348:1986-1994.
4 Tsang KW, Ho PL, Ooi GC, et al. A cluster of cases of severe acute respiratory syndrome in Hong Kong. N Engl J Med, 2003,348:1-9.
5 Poutaneu SM, Low DE, Henry B, et al. Identification of severe acute respiratory syndrome in Canada. N Engl J Med, 2003,348:1123-1133.
6 丁彦青，王慧君，申洪，等. 严重急性呼吸综合征临床病理学观察. 中华病理学杂志，2003，32：195-200.
7 赵景民，周光德，孙艳玲，等. 1例地方非典型肺炎病例病理及病原学发现. 解放军医学杂志，2003，28：379-382.
8 浪振为，张立洁 张世杰，等. 严重急性呼吸综合征3例尸检病理分析. 中华病理学杂志， 2003， 32：201-204.
9 赖日权，冯晓冬，王卓才，等. SARS尸检组织的临床病理和超微结构观察. 中华病理学杂志，2003，32：205-208.
10 陈咏仪，郑坚， 王瑞林，等. 严重急性呼吸综合征的病理学. 中华病理学杂志，2003，32：279-281.
11 刘彤华. 从SARS病理得到的启示.中华病理学杂志，2003， 第三期，
12 中华医学会检验医学分会. 检验科严重急性呼吸综合征标本检测管理指南（暂行）. 中华检验医学杂志，2003，26：320-321.
13 WHO biosafety guidelines for handling of SARS specimens. Geneva: World Health Organization(Accessed 0n April 25, 2003 at http:|//www. Who. Int/csr/sars/biosafety2003-04-26/en/)
14 美国疾病预防控制中心. 处理严重急性呼吸综合征相关标本的实验室生物安全的暂行导则. 中华检验医学杂志，2003，26：322-323.
15 王慧君，丁彦青. 病理解剖间的建设及SARS解剖人员的保护. 中华病理学杂志，2003，32：299-301.
16 宫恩聪，顾江，高子芬. 致死性严重性急性呼吸综合征的病理变化及发病机制的探讨. 中华传染病杂志2003，第六期