基于生物安全的獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

何 華，余 沛

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450046；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)人事處，河南 鄭州 450046）

實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是現(xiàn)代高校教學(xué)體系中不可或缺的重要教學(xué)場(chǎng)所，從高校的教學(xué)目標(biāo)來(lái)看，只有讓學(xué)生在動(dòng)手操作的實(shí)踐過(guò)程中掌握微生物學(xué)的知識(shí)技能，才能為社會(huì)崗位輸送高質(zhì)量的專業(yè)化獸醫(yī)人才。因此來(lái)看，高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)質(zhì)量將直接影響到教學(xué)水平與教學(xué)效果。然而相比于理論課堂來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中具有較多的風(fēng)險(xiǎn)隱患，這些風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自試驗(yàn)使用的生物樣本、檢測(cè)試劑以及儀器設(shè)備等，一旦處置不當(dāng)極容易引發(fā)嚴(yán)重事故。所以為了確保師生的人身安全，從生物安全的角度來(lái)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)程序是非常必要迫切的。

1 獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分析

根據(jù)教學(xué)大綱要求，獸醫(yī)微生物試驗(yàn)是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)開設(shè)的必修課程，通過(guò)微觀視角的病料觀察試驗(yàn)以及操作試驗(yàn)，讓學(xué)生掌握病料的鑒別、培養(yǎng)與移植等常規(guī)試驗(yàn)操作。通過(guò)獸醫(yī)微生物試驗(yàn)學(xué)習(xí)，學(xué)生可以基本掌握細(xì)菌、病毒與真菌等不同致病原微生物的形態(tài)特征，理解?。ǘ荆┓N繁殖、變異導(dǎo)致宿主感染的致病機(jī)制，甄別不同宿主面對(duì)不同病源所表現(xiàn)出的抗原性與免疫性，為獸醫(yī)診斷學(xué)提供動(dòng)物疾病病理、病因方面的理論知識(shí)支撐。

2 現(xiàn)階段獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足

2.1 生物樣本危害不明確

在開展獸醫(yī)微生物試驗(yàn)教學(xué)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同批次專業(yè)學(xué)生混用一間試驗(yàn)室的現(xiàn)象，這樣高人員流動(dòng)性的教學(xué)活動(dòng)無(wú)疑給微生物實(shí)驗(yàn)室管理帶來(lái)了極大的困難阻力。但在實(shí)際組織教學(xué)時(shí)，部分高校教職人員由于平日教務(wù)繁忙，很難接受系統(tǒng)化的安全培訓(xùn)教育，缺少基本的隱患辨識(shí)與防范能力，且實(shí)驗(yàn)室管理人員也很少對(duì)樣本的禁忌關(guān)系、危害性、危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行明確。

2.2 安全管理制度不健全

由于部分高校尚未針對(duì)微生物實(shí)驗(yàn)室管理建立安全責(zé)任機(jī)制，所以在實(shí)際教學(xué)授課時(shí)，很少有實(shí)驗(yàn)室管理員跟班保障，而專業(yè)教師并不會(huì)過(guò)多留意實(shí)驗(yàn)室的安全管理問(wèn)題，錯(cuò)誤地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室的安全問(wèn)題不屬于自己的教職責(zé)任范疇。這樣的制度環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)室安全問(wèn)題很難被引起相應(yīng)的重視，導(dǎo)致本該負(fù)起安全檢查責(zé)任的教師與管理員在工作上互相推諉拖拉，形成“上頭無(wú)人問(wèn)，下頭無(wú)人管”的管理僵局[1]。更有部分管理者與教師責(zé)任心意識(shí)不是很強(qiáng)，為了圖便利甚至?xí)才藕翢o(wú)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)協(xié)助搬運(yùn)處理微生物試驗(yàn)教學(xué)的樣本與配套儀器，對(duì)潛在的危險(xiǎn)隱患視而不見。

2.3 師生安全意識(shí)較淡薄

當(dāng)前部分師生在使用實(shí)驗(yàn)室器具時(shí)，安全意識(shí)普遍不是很高。這是因?yàn)閹熒嬖谝环N錯(cuò)誤認(rèn)知，認(rèn)為普通微生物實(shí)驗(yàn)中存放的病原樣本都是一些非致病性或致病性不強(qiáng)的微生物，或者是認(rèn)為樣本中致病菌的種群數(shù)量不足以引起感染疾病，所以很少會(huì)對(duì)生物安全事故引起相應(yīng)重視。例如學(xué)生在完成真菌菌株的分離的試驗(yàn)操作時(shí)，很少對(duì)分離樣本進(jìn)行仔細(xì)的菌種鑒定，這樣容易導(dǎo)致少數(shù)致病菌被一同帶入到樣本中。

就微生物學(xué)的知識(shí)理論來(lái)看，在某些極端特定環(huán)境下少數(shù)病毒或細(xì)菌會(huì)因變異而獲得致病性，尤其是人體身上存在開放性外傷創(chuàng)口時(shí)，感染致病菌的概率更會(huì)增大7-8倍[2]。盡管高校獸醫(yī)微生物試驗(yàn)教學(xué)課程開展前，教師都會(huì)先對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育，然而這種口頭說(shuō)教往往流于形式，很難從根本層面提高學(xué)生的安全意識(shí)。

2.4 實(shí)驗(yàn)室硬件條件落后

多數(shù)高校微生物實(shí)驗(yàn)室雖然在建設(shè)時(shí)達(dá)到安全防護(hù)等級(jí)要求，但在連年高使用率條件下，部分老舊設(shè)備已難以維持實(shí)驗(yàn)室安全操作的使用需求。例如部分高校微生物實(shí)驗(yàn)室的用水設(shè)備、培養(yǎng)基制作材料與樣本容器超出使用年限，不僅容易導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)受到影響，造成樣本材料的浪費(fèi)，還極容易成為潛在的污染源。另外一部分高校則不注重實(shí)驗(yàn)室消毒設(shè)施建設(shè)，以病原微生物的培養(yǎng)繁殖試驗(yàn)為例，若是在感染性微生物樣本的運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及試驗(yàn)操作過(guò)程中遺失或暴露，極容易導(dǎo)致人員感染，或者向?qū)嶒?yàn)室外部環(huán)境擴(kuò)散傳播。而在處理此類樣本的廢棄試驗(yàn)用品時(shí)，高校卻很少對(duì)廢棄一次性試驗(yàn)器具進(jìn)行妥善的消毒處理，所以若是不及時(shí)采取合適的消毒措施來(lái)預(yù)防致病菌擴(kuò)散，很容易導(dǎo)致師生的身體健康受到侵害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)谛@內(nèi)擴(kuò)散傳播，造成爆發(fā)性的區(qū)域傳染疾病[3]。

2.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新性不足

最后是教學(xué)觀念上的不足問(wèn)題，當(dāng)前高校普遍存在著演示性教學(xué)與驗(yàn)證性教學(xué)內(nèi)容過(guò)重的問(wèn)題。這主要是因?yàn)楂F醫(yī)微生物試驗(yàn)教學(xué)課程中，部分試驗(yàn)內(nèi)容不僅具有潛在的安全操作風(fēng)險(xiǎn)，且材料成本消耗極大，很難為每一位學(xué)生都提供足夠的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。且部分試驗(yàn)教學(xué)課程往往需要拆解為多課時(shí)組織，且連貫性較強(qiáng)。例如病毒的HA試驗(yàn)，它需要學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)操作后，在完整的培養(yǎng)觀測(cè)周期進(jìn)行時(shí)填寫試驗(yàn)記錄或報(bào)告。然而此類課程在組織時(shí)嚴(yán)重忽視了學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致部分學(xué)生只能完全模仿試驗(yàn)的流程操作，很少去設(shè)想試驗(yàn)操作的意義與作用[4]。學(xué)生從主觀意識(shí)上也很難重視起試驗(yàn)課程，錯(cuò)誤地認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作僅僅是理論課程的附屬品，在這樣的學(xué)習(xí)觀點(diǎn)下，很難對(duì)試驗(yàn)操作提起興趣，反而會(huì)在填寫試驗(yàn)記錄時(shí)抄錄同組學(xué)生的觀測(cè)成果，導(dǎo)致試驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量大打折扣。

3 基于生物安全視角探究獸醫(yī)微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革策略

3.1 嚴(yán)把樣本準(zhǔn)入關(guān)卡，阻斷風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散路徑

首先是無(wú)菌環(huán)境的建立，試驗(yàn)臺(tái)每次使用前后必須由管理員指定專人負(fù)責(zé)采用高壓滅菌的方式進(jìn)行消毒處理，并如實(shí)填寫相關(guān)的值班登記表。若在試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)需使用接種環(huán)等直接接觸病原樣本的試驗(yàn)器具，需要在歸還前用火焰熾烤或微波加熱的方法進(jìn)行消毒滅菌處理，避免外來(lái)菌種入侵實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

其次是要建立值班登記制度，全天候記錄實(shí)驗(yàn)室所有菌種樣本的進(jìn)出流動(dòng)、儲(chǔ)存以及收集情況，專門為每一份菌種樣本建立各自的管理記錄文件，其中要詳細(xì)注明實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)菌種的申購(gòu)采買記錄、由標(biāo)準(zhǔn)菌到操作菌的培育過(guò)程以及使用記錄等信息。實(shí)驗(yàn)室定期組織菌種樣本的傳種傳代試驗(yàn)時(shí)，還需一并記錄菌種的生長(zhǎng)培養(yǎng)條件、傳代次數(shù)、并作純度以及生長(zhǎng)特性等，確保每一份菌種樣本都有管理檔案跟蹤。為降低微生物實(shí)驗(yàn)室保存菌種樣本的變異概率，需要保證菌種的引進(jìn)來(lái)源正規(guī)，在樣本入庫(kù)登記前，必須要指定專人負(fù)責(zé)查驗(yàn)樣本的生產(chǎn)批號(hào)、來(lái)源以及運(yùn)輸情況，確認(rèn)菌種樣本質(zhì)量信息無(wú)問(wèn)題后，由接收人員如實(shí)填寫《菌種接收記錄》，根據(jù)菌種的保存條件放入雙鎖管理的冷藏器柜中，在試驗(yàn)領(lǐng)用前讓菌種樣本始終處于低溫休眠狀態(tài)。

3.2 明確實(shí)驗(yàn)操作流程，推行跟蹤抽檢機(jī)制

首先應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人員的安全防護(hù)意識(shí)，在教學(xué)計(jì)劃任務(wù)中，適當(dāng)?shù)匕才耪n時(shí)用于安全教育培訓(xùn)，未經(jīng)過(guò)安全培訓(xùn)準(zhǔn)入考試的學(xué)生一律不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。同時(shí)應(yīng)當(dāng)由高校院系的管理員與授課教師一同簽訂安全責(zé)任書，厘清各自的管理責(zé)任范疇。

其次是要規(guī)范試驗(yàn)操作，試驗(yàn)開展時(shí)應(yīng)當(dāng)由實(shí)驗(yàn)室值班人員在旁監(jiān)督管理，嚴(yán)禁任何人員出現(xiàn)進(jìn)餐、吸煙、喧嘩或私自脫下防護(hù)用具等與試驗(yàn)操作無(wú)關(guān)的行為。在師生進(jìn)入微生物實(shí)驗(yàn)室前，應(yīng)當(dāng)由實(shí)驗(yàn)室值班員收繳保管個(gè)人隨身用品，除了用于試驗(yàn)記錄的表單與水性筆以外，一律不得帶進(jìn)任何其他物品。同時(shí)嚴(yán)禁任何實(shí)驗(yàn)室的物品被私自帶出，尤其是不能讓學(xué)生擅自將未使用完的試驗(yàn)用品或廢棄物品帶離實(shí)驗(yàn)室。

最后是要定期抽檢實(shí)驗(yàn)室的庫(kù)存情況，實(shí)驗(yàn)教學(xué)前應(yīng)當(dāng)由授課教師向院系提出申請(qǐng)，將所有需取調(diào)的菌種樣本的種類和數(shù)量以清單的形式列出，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室管理員檢查核對(duì)無(wú)誤后方可領(lǐng)用[5]。每周應(yīng)至少檢查1次實(shí)驗(yàn)室器具與樣品的外觀質(zhì)量情況。

3.3 引入真實(shí)事故案例，強(qiáng)化生物安全培訓(xùn)

2010年12月，黑龍江省某大學(xué)在組織獸醫(yī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行“羊活體解剖試驗(yàn)”教學(xué)時(shí)，由于活體樣本采買未經(jīng)過(guò)防疫檢測(cè)，且教師在組織授課時(shí)未按照規(guī)定督促學(xué)生佩戴防護(hù)用品，導(dǎo)致該校27名學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中感染布魯氏菌。上述事故案例帶給我們的深刻教訓(xùn)是一旦違反微生物實(shí)驗(yàn)室的管理操作章程，極容易因試驗(yàn)材料污染造成疾病傳染事故。在進(jìn)行免疫性試驗(yàn)教學(xué)時(shí)部分試驗(yàn)樣本中可能會(huì)潛伏血源性污染，因此在組織試驗(yàn)教學(xué)操作前，需要由實(shí)驗(yàn)室管理員進(jìn)行專題授課，結(jié)合各地微生物實(shí)驗(yàn)室案例講解實(shí)驗(yàn)室的安全規(guī)范操作與管理制度，讓師生理解實(shí)驗(yàn)室生物安全的重要性。接著需要由院系牽頭組織試驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)室管理員、值班員定期參加安全技能培訓(xùn)，其中主要是學(xué)習(xí)常見實(shí)驗(yàn)室操作事故的應(yīng)急處置方法。只有提高教職員工自身的生物安全防護(hù)能力，才能使其真正在試驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)揮安全監(jiān)督功能，保障師生的人身健康安全。

3.4 加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，重視廢棄物品處理

首先是要參照微生物實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)等級(jí)規(guī)定，配置好實(shí)驗(yàn)室消毒滅菌設(shè)施，為監(jiān)控滅菌工作提供有力的硬件環(huán)境，例如在水龍頭、生物安全柜等部位安裝傳感器裝置，同時(shí)還要按照規(guī)定要求，定期以涂灑生物指示劑的方式來(lái)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的滅菌設(shè)備情況，為了避免指示劑提前失效，應(yīng)當(dāng)專門存放在經(jīng)過(guò)無(wú)菌化處理的環(huán)境中。同時(shí)還要采買符合標(biāo)準(zhǔn)的紫外線滅菌燈、高壓無(wú)菌鍋等消毒設(shè)備，對(duì)于培養(yǎng)室、培養(yǎng)箱等重點(diǎn)部位應(yīng)當(dāng)在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估后，采取合適的滅菌消毒方法進(jìn)行定期消毒。其次是需要做好微生物試驗(yàn)廢棄物品的銷毀處理工作，實(shí)驗(yàn)室廢棄的菌液進(jìn)行高溫滅菌、無(wú)菌檢查后方可廢棄處理，所有暴露菌試驗(yàn)使用的雙碟型培養(yǎng)基，高溫滅菌處理的時(shí)長(zhǎng)最低不能小于30min。試驗(yàn)使用的一次性試驗(yàn)器材以及防護(hù)用具，應(yīng)當(dāng)在專用的容器內(nèi)浸泡消毒液30min以上，再運(yùn)往指定地點(diǎn)進(jìn)行丟棄處理，不得直接與非污染性垃圾裝入同一容器桶內(nèi)。

3.5 充實(shí)線上教學(xué)資源，發(fā)揮仿真技術(shù)效能

無(wú)論是出于成本方面還是實(shí)驗(yàn)室安全方面考量，都很難將一些毒性細(xì)菌或致病性極強(qiáng)的病種樣本帶入到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀察試驗(yàn)，因此我們需要借助虛擬仿真技術(shù)搭建線上試驗(yàn)室平臺(tái)，利用沉浸式的虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)彌補(bǔ)實(shí)體教學(xué)條件的不足。首先借助特定的教學(xué)案例來(lái)啟發(fā)教學(xué)問(wèn)題，教師可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索“非洲豬瘟”“狂犬病”與“禽流感”相關(guān)信息，用“三維動(dòng)畫+文字”的形式來(lái)演示病毒性動(dòng)物疫病的獲病原因、發(fā)病癥狀以及具體危害，讓學(xué)生認(rèn)清獸醫(yī)微生物試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在動(dòng)物疾病診斷預(yù)防上的信息支撐功能，初步認(rèn)識(shí)到幾種不同致病原的危害。

在多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用上，教師只需要將與教學(xué)配套的實(shí)驗(yàn)?zāi)K與工作流程導(dǎo)入學(xué)生的操作界面后，就可以讓學(xué)生自行進(jìn)行虛擬試驗(yàn)操作了。這樣的虛擬教學(xué)好處有多個(gè)方面：一是感染性微生物試驗(yàn)的安全性得到了極大保障，部分高致病性病原樣本的觀察試驗(yàn)不適合直接交由學(xué)生進(jìn)行操作，所以借助虛擬試驗(yàn)操作既能夠讓學(xué)生感受到臨床實(shí)踐的真實(shí)性，又規(guī)避了不可逆試驗(yàn)事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。二是加快了教學(xué)效率，當(dāng)組織病毒的雞胚試驗(yàn)、藥敏試驗(yàn)等長(zhǎng)跟蹤觀察期的試驗(yàn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)調(diào)節(jié)虛擬試驗(yàn)操作界面的時(shí)間軌來(lái)加快觀察過(guò)程，使得整個(gè)試驗(yàn)教學(xué)變得更加緊湊高效。三是鍛煉學(xué)生的獨(dú)立實(shí)踐能力，由于虛擬試驗(yàn)是以模塊運(yùn)行的方式來(lái)模擬試驗(yàn)過(guò)程的，因此當(dāng)試驗(yàn)觀察結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，學(xué)生可以反復(fù)回溯至此前階段來(lái)查找操作問(wèn)題，進(jìn)而更好地理解每一個(gè)獨(dú)立試驗(yàn)操作步驟的原理與要點(diǎn)，而多次反復(fù)操作的過(guò)程既加深學(xué)生的記憶印象，也能夠啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立形成的試驗(yàn)診斷思維。

4 結(jié)論

綜上所述，微生物實(shí)驗(yàn)室是高校實(shí)踐教學(xué)最重要的設(shè)施場(chǎng)地，必須不斷完善管理制度，提高硬件設(shè)備的防控條件，從根本上預(yù)防各類實(shí)驗(yàn)室致病性污染物擴(kuò)散傳播的事故隱患。應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的教學(xué)管理原則，繼續(xù)加大常態(tài)化安全檢查巡視力度，確保教職員工與學(xué)生群體的健康安全。在此基礎(chǔ)上還需不斷改進(jìn)教學(xué)模式與組織方法，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手操作實(shí)踐與解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，教會(huì)學(xué)生利用微生物學(xué)試驗(yàn)方法完成動(dòng)物醫(yī)學(xué)診斷的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生正確處理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣。