布鲁氏菌实验室感染防控策略

摘要

布鲁氏菌病人兽共患，流行病学特征复杂，致病菌属于布鲁氏菌属，对公共卫生威胁显著。人感染后症状不特异，常与感冒或风湿等混淆。布病感染与特定职业相关，实验室人员是高危群体之一。国内外实验室感染布鲁氏菌案例较为常见，布鲁氏菌严重威胁科研工作者的生命安全，因此加强实验室人员的生物安全防护具有重要意义。实验人员、防护设备及设施、实验样本及实验环境都是可能造成布鲁氏菌实验室感染的重要风险因子，本文详细分析了布鲁氏菌实验室感染的风险因子，同时针对风险提出了可行性解决措施，旨在为防控布鲁氏菌实验室感染提供参考。

关键词

布鲁氏菌 / 实验室感染 / 风险因子 / 防控

布鲁氏菌病（简称布病）是人兽共患病，流行病学特征复杂，致病菌是布鲁氏菌，对公共卫生威胁显著。动物是布鲁氏菌的主要传播载体，犬、猪、牛、羊是常见宿主，羊最为常见，流产胎儿是动物主要传染源^[1]。人感染与特定职业相关，养殖与屠宰场、乳制品加工厂、实验室人员是高危群体。布病在全球范围内每年报告病例约50万，畜牧业密集地是该病主要流行区^[2]。人感染后常表现为波浪性发热、盗汗、关节肿痛，症状不特异，常与感冒或风湿等混淆。病程转慢后，神经、心血管、骨骼均受波及，严重可致残，劳动力的丧失及巨额医疗费给社会经济造成巨大压力^[3]。

布病作为乙类传染病中的人畜共患病，实验室感染风险需高度重视。在试验过程中，操作人员在处理感染动物组织或微生物培养时，常因操作失当或个体防护缺失，导致职业暴露风险显著升高。布鲁氏菌实验室感染事件屡见不鲜，西班牙Bouza调查发现布鲁氏菌实验室感染约占临床病例的12%，土耳其Sayin-Kutlu统计布鲁氏菌实验室工作人员发现，约5.8%工作者均曾感染过布鲁氏菌^[4]。

布鲁氏菌感染初期无症状，不易诊断，根据国内外研究，布病患者在感染后能够通过体液和排泄物向外排出布鲁氏菌，若未及时确诊，会成为公共卫生隐患，感染者可能通过接触将致病菌引至社区，加重公共卫生负担^[5]。因此，加强实验室人员的生物安全防护具有重要意义。

1 布鲁氏菌简介

1.1 布鲁氏菌分类

布鲁氏菌隶属于α变形菌门、布鲁氏菌科、布鲁氏菌属，革兰氏染色为阴性短杆菌。布鲁氏菌属主要划分为六大种类，羊种布鲁氏菌、绵羊附睾种布鲁氏菌、沙林鼠种布鲁氏菌、猪种布鲁氏菌、犬种布鲁氏菌、牛种布鲁氏菌，布鲁氏菌划分依据是宿主类别、菌属成员代谢特征等因素。羊种布鲁氏菌对人致病性最强，猪种布鲁氏菌和牛种布鲁氏菌同样可以感染人，猪种布鲁氏菌致病力强于牛种布鲁氏菌^[6]。

1.2 布鲁氏菌感染途径

人感染布鲁氏菌常见方式有接触感染动物组织、含菌气溶胶通过呼吸进入肺部、食用消毒不完全的奶类和患病动物肉类^[7]。

1）接触感染。直接接触感染的重要前提是黏膜组织或受损皮肤接触致病菌，比如在养殖屠宰场、实验室都可能发生。

在饲养时，若牲畜携带布鲁氏菌，饲养员接触其乳汁、毛发、组织、新产胎儿等过程都可能发生感染，甚至接触被污染的环境（水源、草料）等也可能会感染。在实验室中，接触感染主要发生在操作人员未做好个人安全防护情况下带菌器皿等刺破皮肤。

2）消化道感染。消化道感染主要有两类：一是直接食用未完全灭菌的感染动物相关产品，如奶、奶制品、肉类，此类感染在烧烤中较为常见；二是食用被布鲁氏菌污染的食物，如养殖场内饮用被病畜污染的水。

3）呼吸道感染。布鲁氏菌在空气中达到一定浓度后可形成气溶胶造成呼吸道感染，空气流通差的密闭实验室最易发生此类感染。

2 实验室感染风险因子分析与控制

2.1 实验人员

据统计，从业人员生物安全意识薄弱是造成实验室生物安全事故的主要原因之一，从事布鲁氏菌实验人员感染风险较高^[8]。因此，高风险作业的布鲁氏菌从业者必须具备以下素质：

一是具有主体安全责任意识，能够预见潜在风险，主动识别安全隐患；健康状态异常的职工应主动报备，便于岗位调整。

二是经过系统化的生物安全知识培训，内容涵盖实验室生物安全防护知识、应急措施与处置、实验室仪器设备的安全使用、废弃物安全处置等多方面。参加过安全演练，具有对培养物溢洒、可疑病原微生物飞溅到皮肤及泄露等突发事件的应急处理能力。

三是具有较强的专业实操能力，能够正确规范地使用注射器并掌握防刺伤技巧，熟练掌握培养物转移与废弃物处理流程，严格遵守玻璃器皿安全操作及锐器管理要求。

实验室管理层应注重对实验团队专业素养和综合能力的培养，组织相关人员参加有关实验室生物安全、实验技术等方面的培训，定期考核评估实验人员必须掌握的技能和知识，确保其能安全操作。将生物安全规范执行情况纳入绩效考核，对表现优异者给予职称晋级或科研资源倾斜，对违规操作行为实施分级惩戒措施。

因布病特异性损害生殖系统，实验人员管理应遵循以下原则：对育龄期人员建立生殖健康动态监测机制；对怀孕者严禁接触病原体；对未生育的年轻从业者，开展生殖风险等级评估。该管理措施需结合职工身体情况及家庭规划综合制定。研究显示，布鲁氏菌疫苗副作用难以预测，因此不推荐将其作为主要防护手段。此外，由于布鲁氏菌对抗生素的耐药性问题突出，长期药物预防可能对人体造成损害，同样不建议采用^[8]。

2.2 防护设备及设施

根据国家的相关规定，操作布鲁氏菌强毒株或高浓度活菌应在BSL-3实验室内进行。实验室防控布鲁氏菌所需的防护装备和主要设施如下：

1）个体防护装备。2010年，东北农业大学在实验课中使用感染布鲁氏菌的山羊，同时对学生个人防护未做良好引导，从而导致28名师生感染^[9]。为有效防范布鲁氏菌感染，实验人员一定要做好个人防护。实验室基础个体防护装备主要包括躯体防护（防渗透材质连体防护服）、呼吸防护（医用外科/防护口罩）、眼面防护（护目镜、防护面罩）、手部防护（内层为乳胶或丁腈手套，外层为长袖加厚手套）、一次性头套（覆盖头颈部）、足部防护（防护鞋、鞋套）。高风险作业人员需穿戴正压防护服。个体防护装备是有效防护布鲁氏菌直接接触感染和气溶胶感染的最后一道防线，因此在进入实验室前实验人员在更衣室需做好防护装备穿戴。

2）实验室防护设备。根据以往实验室布鲁氏菌感染案例分析，约90%感染事件源于实验人员在开放环境下操作，直接暴露于布鲁氏菌气溶胶中^[5]。为有效防控此类职业暴露，国际通用的防护手段是要求所有布鲁氏菌活菌实验操作必须在生物安全柜Ⅱ级或Ⅲ级内完成。生物安全柜具有严格的使用规范：操作前，合理摆放柜内物品，不得阻塞气流正常流动，安全柜需提前启动自净5～10 min，启动设备瞬间不能打开前窗；操作中，保持前窗位置固定，操作动作轻柔度、手臂进出频次、周边人员活动（如开关门、走动、咳嗽）等都可能对气流产生干扰，造成气溶胶污染，曾有实验人员因在操作过程中与他人交谈而感染病原微生物的案例；操作后，安全柜应继续自净5 min才可关闭，同时安排定期维护与性能检测。建议每年1次常规校正，在设备移动、更换高效过滤器、故障维修或连续试验污染等特殊情况时，必须及时校正^[10]。

负压系统的有效性对生物实验室安全产生直接影响。实验室应依据《生物安全实验室建筑技术规范》设计负压系统，负压实验室需具有独立的送风和排风系统，BSL-3实验室新风系统一般设置粗效、中效、高效三级过滤，实验室内污染空气经高效过滤器（HEPA）过滤后才可向高空排放（高于所在建筑屋面2.5 m以上），排风口应在主导风的下风向，且远离送风口（＞12 m）和居民区，BSL-4实验室排风系统应装置双层HEPA。通过调节送风量和排风量控制实验室负压环境，确保空气流动方向是从清洁区流向污染区^[11]。

3）消毒与应急设施。含有致病菌的废弃物处理不当会对人和环境产生潜在威胁。按照生物安全要求，在实验室防护区内需设置高压蒸汽灭菌器，安装位置应方便维护且不阻挡生物安全柜气流。生物安全柜、离心机等可能造成生物污染的区域需配有可移动式消毒装置（喷壶、空气消毒机等），同时备有充足且有效的消毒剂，便于污染发生时能及时进行消毒处理。常用消毒剂（75%乙醇、3%漂白粉、过氧乙酸）均对布鲁氏菌有效^[12]。

实验室意外事故发生时，应急装备是确保实验工作安全的重要设施。布鲁氏菌的应急处理包含防护、急救、泄漏处理等多方面。例如，紧急淋浴器和洗眼装置能在菌液意外喷射时提供快速冲洗，确保10 s内人员可以触达；医药箱内应必备消毒用品、止血工具等，并定期检查药品有效期。针对溢洒事件，需配备泄漏处理包（吸收材料、消毒试剂、镊子、锐器盒、可高压污物处理袋、封口胶带等），此外还应包含警示标识，如“禁止进入”“生物危险”等。建议在醒目位置张贴应急设施分布图，利于紧急情况下快速定位。

2.3 实验样本

布鲁氏菌属于二类高致病性病原体，其血液、组织、奶样、粪便、菌株等样本均具有较强感染性。样本相关风险主要表现在以下环节：

1）样本接收。在未灭活样本中，布鲁氏菌可长期存活^[13]。因为布病常为隐性感染，无临床症状样本常使实验人员疏忽大意。若实验人员在接收携带布鲁氏菌的样本时未做好防护，致病菌很可能通过皮肤或黏膜造成感染，因此相关人员需时刻保持生物安全防护警惕性，在接收样本时应依据实验室规范佩戴好手套、口罩等。

2）样本操作。在大量初筛样本时，如间接ELISA、虎红平板凝集试验，若样本阳性携带率较高，样本在空气中长时间暴露容易形成气溶胶。吸管吹打、离心、研磨组织、涡旋震荡等也同样容易产生气溶胶，因此对样本进行以上操作时，一定要在生物安全柜内规范操作，仪器尽量放置生物安全柜后面，避免阻挡气流。处理布鲁氏菌样本也可选用生物安全离心机，利用生物安全盖或全密封转子确保离心过程不泄漏，降低气溶胶产生率，保护人员和环境的安全。为防止喷溅产生气溶胶，严禁使用注射针头吸液^[10]。

3）样本灭活消毒。在高压灭菌处理布鲁氏菌样本时，若灭菌时间不足，对灭菌效果会产生一定影响，感染性废弃物需121 ℃、30 min高压灭菌后交给专业机构进行无害化处理。此外，在使用消毒剂杀菌处理时，若浓度或作用时间不足，活菌也会残留。2019年，中牧兰州生物药厂在疫苗生产废气处理过程中因使用过期消毒剂，导致未灭活布鲁氏菌顺风而下，最终造成3 245人血清学阳性。因此，对含有布鲁氏菌样本的灭活消毒要引起足够重视^[14]。

4）样本管理。对布鲁氏菌的菌种和样本，要严格依据规范要求进行包装，保存在指定的位置，严禁放在普通冰箱中造成交叉污染。对专用冰箱实行双锁管理，以防被盗，造成危害公共安全的事件发生。在实验室应急处置预案中，应明确标识菌种和样本的储存位置，方便查找。

2.4 实验环境

由于气溶胶颗粒大小为0.1～100 μm，肉眼不可见，缺乏相应的预警系统，因此在布鲁氏菌实验室感染中，气溶胶感染最应引起重视。预防气溶胶感染，可从实验室布局、实验操作、防护设备设施等多管齐下综合控制。在布局上，研究表明布鲁氏菌实验室排气系统附近布病感染率高达40%，因此建议将该类实验室设置于建筑最高层，并避免布局在本层中间区域，以最大限度降低交叉污染风险^[4]。在操作中，实验人员涉及气溶胶产生的关键环节，需严格遵守规范，如移液产生气泡时，禁止向空中排放气泡；离心结束后需静置一段时间，不得立即打开离心机；液体混匀时，确保枪头始终浸润在液面以下。对于环境消毒，在试验结束后应使用空气消毒机联合紫外线辐射进行终末消毒。

3 结 语

自21世纪以来，全球范围内布病呈上升趋势，我国人间布病疫情也逐年增长，研究发现，2016－2018年布病感染患者多数来自布病高危职业人群，实验室从业人员也是其中之一，因此对实验室人员的布病防控工作紧迫而艰巨^[15]。

布病实验室感染事件的发生并非单一因素所致，而是操作失误、管理体系漏洞及环境隐患等多方面叠加的必然结果，因此需以严谨科学的态度、标准化的操作流程和不断完善的管理机制系统化地防控布鲁氏菌实验室感染。在布鲁氏菌实验室感染防控工作中，建议采取以下措施：首先，针对上述感染因子制定科学、可行的标准操作程序文件；其次，对相关人员进行系统化培训；同时，确保实验室生物安全防护措施落实到位。此外，可将布病的早期监测与控制工作与大数据和人工智能技术相结合，为实验室从业者的健康提供坚实的保障。

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