一、布局考慮

　　實(shí)驗動(dòng)物飼養機構通常是獨立的機構，飼養設施是建筑主體，根據需要配有相關(guān)的實(shí)驗室。而實(shí)驗動(dòng)物使用機構則不同，實(shí)驗室通常是建筑主體，動(dòng)物飼養設施的面積相對較小，飼養動(dòng)物是實(shí)驗過(guò)程的一部分，但是在一些安全性評價(jià)機構(GLP實(shí)驗室)動(dòng)物飼養設施是最重要的組成部分。

　　在考慮實(shí)驗動(dòng)物設施的布局時(shí)，從大的方面講，包括三個(gè)防護區和四條控制路線(xiàn)。所謂三個(gè)防護區是指：外圍防護區、建筑防護區和飼養防護區。四條控制路線(xiàn)是指：人員控制路線(xiàn)、動(dòng)物控制路線(xiàn)、物料控制路線(xiàn)和廢物控制路線(xiàn)(見(jiàn)圖1)，通過(guò)個(gè)體防護、包裝等措施人、動(dòng)物、物料的流動(dòng)路線(xiàn)可共用。

　　工藝布局主要是規范工作流程和人員、動(dòng)物、物品等的相互關(guān)系和移動(dòng)，并確保安全，此外，對形成屏障結構意義重要。

　　二、外圍防護區

　　主要指建筑外圍的區域。鑒于實(shí)驗動(dòng)物飼養的特殊性，外圍可能需要設監控設備、人員進(jìn)出的控制、衛生防護帶等。如果設施內從事涉及高致病性病原微生物的動(dòng)物實(shí)驗活動(dòng)，須考慮設施的安保要求，以及一旦發(fā)生意外事故后對周?chē)刂茀^域的需求、疏散和救援需求。外圍的防護主要通過(guò)設置柵欄、圍墻等方式實(shí)現。鑒于景觀(guān)的需求，使用柵欄更顯人性化。柵欄不應低于2米，欄桿的間距不大于10厘米，欄桿要堅固、易于清潔。此外，需要設置照明系統、報警系統和視頻監控系統，更高級別的防護包括地下的電磁場(chǎng)報警、紅外線(xiàn)報警和運動(dòng)物體報警、低壓電擊等措施。防護區內一般不布置綠化，以免影響監控，同時(shí)也可減少昆蟲(chóng)、老鼠等。為保證正常的外來(lái)服務(wù)，如郵件、送貨、訪(fǎng)客等，通過(guò)風(fēng)險評估決定是否需要安檢、特殊通道、中轉站等措施。對控制區域應設置警示牌，避免無(wú)意闖入。對防護要求高的設施，應保證外來(lái)車(chē)輛不能靠近設施，離開(kāi)至少30米遠。在外圍防護區，宜設專(zhuān)用的外部人員和車(chē)輛入口。

　　三、建筑防護區

　　建筑防護區主要指實(shí)驗動(dòng)物設施所在的建筑。建筑內有動(dòng)物設施和其它設施，其它設施可能與動(dòng)物設施有關(guān)，也可能無(wú)關(guān);動(dòng)物設施可能就是建筑的主體，也可以是其部分。需要考慮的主要問(wèn)題是動(dòng)物設施環(huán)境與建筑物內其它區域環(huán)境的相互隔離與相互關(guān)系，人員、動(dòng)物、物料和廢物的進(jìn)出路線(xiàn)。適用時(shí)，動(dòng)物設施及其相關(guān)的設施宜集中布置，從事感染動(dòng)物活動(dòng)的設施需要單獨布置。建筑除主入口外，要考慮設置動(dòng)物、大型設備和廢物的出口/入口。出于安全考慮，必須評估和明確對門(mén)窗的性能要求。在合理控制數量的前提下，對門(mén)窗的大小、形狀、耐沖擊能力、耐火性、保溫性、光學(xué)特性等均要有要求?？赡艿娘L(fēng)險來(lái)自于異常的氣候、自然災害、人為破壞、設備異常等，如，通風(fēng)系統的異?？稍斐墒覂葔毫眲∽兓?，造成門(mén)窗損壞。在豎向布局方面，動(dòng)物設施宜布置在低層，以方便運輸動(dòng)物和物料。較大型的實(shí)驗動(dòng)物設施通常有相對復雜的通風(fēng)空調系統和污水處理系統，常采用所謂“三明治”結構(見(jiàn)圖2)。這種結構的特點(diǎn)是設備維護方便，如果設計有備份系統，可以實(shí)現真正意義上的連續工作，避免

影響實(shí)驗活動(dòng)。國內一些設施，將管道等放入設備夾層(吊頂)，雖可以降低總層高和節省建設費用，但狹小的空間不利于維護設備和進(jìn)行性能檢測，從長(cháng)期來(lái)看，增加的維護費用、改造費用等可能會(huì )遠遠大于當初節省的費用。此外，這類(lèi)設施的可變性小，一旦相關(guān)的要求發(fā)生變化，可能面臨難以改造的風(fēng)險。

　　圖2 澳大利亞實(shí)驗動(dòng)物設施豎向布局示意圖

　　四、飼養防護區

　　一個(gè)設施基本的形態(tài)是由入口、走廊(或通道)、功能間和出口組成，如圖3所示。

　　走廊是連接各功能區的紐帶，各種通道發(fā)揮快捷、隔離、消毒等作用。實(shí)驗動(dòng)物設施的特點(diǎn)是不相容的因素多，需要利用走廊和通道對不相容的因素作合理的安排。走廊的形式包括雙走廊、單走廊等、U型走廊、環(huán)廊等，示意圖如下(圖4)。

　　圖4 設施內部走廊的設計

　　設施內部的安排應根據工作流程和利于控制風(fēng)險的原則確定，此外，還要考慮工程可行性和日常維護的方便性，可以組成相對獨立的單元，示意圖如下(圖5)。

　　五、動(dòng)物的進(jìn)出

　　動(dòng)物進(jìn)出的基本原則是盡量保持單向流。設計人員應充分了解實(shí)驗動(dòng)物機構的特定之工作流程。動(dòng)物生產(chǎn)設施和動(dòng)物實(shí)驗設施應分開(kāi)設置。對動(dòng)物生產(chǎn)設施而言，需要將所生產(chǎn)的實(shí)驗動(dòng)物發(fā)送至合同機構，需要考慮動(dòng)物輸出的問(wèn)題。而在動(dòng)物實(shí)驗設施，動(dòng)物最終多以尸體的形式或經(jīng)過(guò)處理的固態(tài)和液態(tài)等形式運出，但是，無(wú)論從動(dòng)物福利或實(shí)驗需求角度，也有可能需要將存活的動(dòng)物運出動(dòng)物實(shí)驗設施。

　　實(shí)驗動(dòng)物是工作對象，其在設施內的流轉(見(jiàn)圖6和7)應根據工作流程合理設置。從控制污染的角度，單向流是基本原則，如果在某些環(huán)節做不到，需要考慮特殊的設計，如使用隔離傳遞裝置等。在動(dòng)物流動(dòng)的過(guò)程中，應該始終考慮如何清潔和處置動(dòng)物的排泄物、分泌物、毛發(fā)等。生物安全動(dòng)物設施出入的設計需要重點(diǎn)關(guān)注病原控制問(wèn)題，運入或運出設施的動(dòng)物/尸體可能是已經(jīng)被感染的動(dòng)物。生物安全動(dòng)物設施應單獨設置。

　　六、人員的進(jìn)出

　　進(jìn)出實(shí)驗動(dòng)物設施的人員主要包括動(dòng)物管理人員、動(dòng)物實(shí)驗人員和清潔人員。此外，還有送貨人員、維護人員、來(lái)訪(fǎng)人員、檢查人員、安保人員等。為保證各類(lèi)人員的進(jìn)出有序，需要合理設計路線(xiàn)和設置不同級別的物理限制。人員的移動(dòng)具有主動(dòng)性，可以到達任何區域，要通過(guò)SOP和物理控制措施管理人員的移動(dòng)。

　　合理的設計基于對工作類(lèi)型、流程以及控制要求的了解程度。理想的情況是不同工作類(lèi)型的人員之間沒(méi)有交叉，這可以通過(guò)區域劃分、時(shí)間順序、設置通道(如傳遞窗)等方式實(shí)現。

　　從控制理念講，設施應明確區分控制區和非控制區?？刂频膬热莅ōh(huán)境、衛生、安全、安保、隱私等，并要在控制程度上進(jìn)行分級。通常，核心工作區設置在內圈。設計人員可以先了解一些復雜的大型動(dòng)物設施，包括動(dòng)物生物安全設施，以獲得感性的認識，僅滿(mǎn)足標準的設施不一定是好用的設施。

　　人員進(jìn)出可以走同一路線(xiàn)。穿越控制要求不同的區域時(shí)，可以通過(guò)緩沖間/氣鎖，并更換個(gè)體防護裝備或消毒，而達到控制要求。

　　更衣室和淋浴間是人員進(jìn)出的關(guān)鍵房間。其大小除考慮性別的特殊要求外，還要考慮同時(shí)進(jìn)出人員的數量，過(guò)長(cháng)的等待時(shí)間會(huì )影響正常開(kāi)展實(shí)驗，或造成人員急躁。

　　關(guān)鍵節點(diǎn)的緩沖間/氣鎖和走廊構成人員移動(dòng)的路線(xiàn)。根據情況，可以考慮采用單走廊、雙走廊、多走廊等。

　　人員進(jìn)出管理的基本原則是分級/分層管理、分區管理、分時(shí)管理。

　　七、物料/廢物的進(jìn)出

　　物料可分為清潔物料和危險物料物料、大型物料和小型物料等，通?？呻S人帶入設施或經(jīng)過(guò)傳遞窗、渡槽、雙扉高壓滅菌器等通道進(jìn)入設施。對于大型的動(dòng)物設施，應考慮設置物料進(jìn)口和/或出口。

　　傳遞窗、渡槽、雙扉高壓滅菌器等通道對物料的進(jìn)出有重要意義，需綜合考慮，合理設置。要考慮大型物品的進(jìn)出，設置設備門(mén)是一個(gè)有效的解決方案。走廊的寬度、門(mén)的寬度均要根據工作的特點(diǎn)設計。

　　廢物可分為危險廢物和普通廢物。風(fēng)險等級為1和2級的感染性廢物可以按要求包裝后運出動(dòng)物設施委托專(zhuān)業(yè)機構處理，風(fēng)險等級為3和4級的感染性廢物須在設施內消毒滅菌后運出實(shí)驗室處理。

　　廢物的形態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。如果涉及大動(dòng)物，動(dòng)物尸體是可能的大型廢物。如果其不含有害因子，可以運出機構處置。如果其含風(fēng)險等級為3和4級的病原體，需要先在設施內消毒滅菌。動(dòng)物的尸體處理也是大中型動(dòng)物實(shí)驗的難點(diǎn)和高風(fēng)險環(huán)節之一。我國由于缺乏專(zhuān)用的大中型動(dòng)物尸體消毒滅菌裝置，通常采用肢解后進(jìn)行高壓處理的方式滅菌。有實(shí)驗證明，如此處理后的尸體，仍可能檢出芽胞桿菌。用高壓鍋處理，還面臨巨大工作量的壓力，此外，產(chǎn)生的氣味也令人難以忍受。如果處理能力不足，勢必導致工作效率降低，或需要暫存尸體而帶來(lái)另外的風(fēng)險。對動(dòng)物尸體消毒滅菌的方法須經(jīng)過(guò)嚴格驗證，切不可輕率處之。目前，國際上已經(jīng)有較成熟的大動(dòng)物尸體滅菌裝置，但費用較高。圖8所示為實(shí)驗室內大動(dòng)物處理裝置，機理為高溫高壓加上氧化、堿消解等生物化學(xué)反應，在滅菌的同時(shí)，消解動(dòng)物組織和骨骼，最終形成無(wú)生物危險的少量碳化或軟化的骨殘余物。欲使用大動(dòng)物從事感染實(shí)驗的人員應事先進(jìn)行充分的風(fēng)險評估和資源評估，否則將會(huì )導致意想不到的結局。

　　液態(tài)廢物是濕式飼養動(dòng)物的主要廢物?？梢酝ㄟ^(guò)地面或專(zhuān)用管道收集，也可使用可移動(dòng)的廢液收集裝置收集。低危險廢液可以按普通的實(shí)驗室廢水收集和處理，達到環(huán)保要求后排放。高危險廢液應在風(fēng)險評估的基礎上，單獨處理，可能涉及生物、放射、化學(xué)等危害，要按法規和標準的要求，無(wú)害化后按普通的實(shí)驗室廢水收集和處理。飼養動(dòng)物離不開(kāi)用水，排水系統是實(shí)驗動(dòng)物設施的關(guān)鍵系統，其比供水系統更復雜，特別是處理高危險廢液的系統。

　　氣態(tài)廢物主要通過(guò)換氣排放。其可能含有生物、放射、化學(xué)等危害或異味，有些需要處理后排放。對于生物因子，可以通過(guò)HEPA過(guò)濾器處理后排放。為控制污染，應充分利用局部通風(fēng)和氣體過(guò)濾裝置，安裝的局部通風(fēng)和氣體過(guò)濾裝置應與系統通風(fēng)匹配，互不影響各自發(fā)揮正常功能。

　　設施內應有儲藏室或儲藏空間，包括對清潔物料、危險物料、危險廢物和普通廢物的存放，但不允許長(cháng)期儲存廢物。

　　八、信息的進(jìn)出

　　在數碼時(shí)代，信息傳遞的方式發(fā)生了根本的變革?，F代化的動(dòng)物實(shí)驗設施的重要標志之一就是信息化技術(shù)。涉及信息傳遞的包括(不限于) 以下方面:

　　- 門(mén)禁系統

　　- 通話(huà)/傳真系統

　　- 局域網(wǎng)

　　- 互聯(lián)網(wǎng)

　　- 報警系統

　　- 自控系統

　　- 監視系統

　　- 監測系統

　　- LIS系統

　　- 物流系統

　　- 實(shí)驗數據采集與傳送

　　除電子化的信息外，還有大量的以紙等為載體的信息進(jìn)出實(shí)驗室。從控制污染和節約資源的角度，要盡可能減少紙質(zhì)等文件的出入。信息化的手段還可以實(shí)現監控、指導工作人員操作，觀(guān)察和記錄動(dòng)物的活動(dòng)，以及組成網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)現資源共享平臺(見(jiàn)圖9)。

　　圖9 網(wǎng)絡(luò )平臺示意圖

　　對實(shí)驗設施和設備的遠程監控、維護等技術(shù)已經(jīng)廣泛應用，現代化的物流系統和芯片ID系統也運用到實(shí)驗動(dòng)物相關(guān)的活動(dòng)，實(shí)驗動(dòng)物設施的設計不能不考慮數碼信息的進(jìn)出問(wèn)題。

　　信息化的效率和便捷性毋庸置疑，但需要特別關(guān)注的是安全問(wèn)題，如互聯(lián)網(wǎng)的安全、訪(fǎng)問(wèn)權限、機密信息、個(gè)人隱私等。

　　九、設施內不同的功能區

　　(一) 入口

　　在設計動(dòng)物入口和出口時(shí)，應考慮裝卸區。若飼養大型動(dòng)物，裝卸區異常重要，是一個(gè)動(dòng)物設施設計成功與否的重要標志之一。設計人員應充分了解動(dòng)物的特征，通過(guò)對門(mén)、圍欄/過(guò)道、地面、空間、特殊機關(guān)等進(jìn)行適宜設計，使動(dòng)物可以順利地進(jìn)入動(dòng)物設施，并減少動(dòng)物的焦慮情緒、反抗行為和身體傷害，利于污染控制。需要考慮的因素包括：

　　動(dòng)物出入口一般應考慮設計為雙門(mén)、緩沖間或氣鎖。對于生物安全二級、三級和四級的動(dòng)物設施，在動(dòng)物飼養間的出入口設置緩沖間是強制性要求。雙門(mén)、緩沖間或氣鎖對于減少氣流交換、降低噪音、防止動(dòng)物逃脫和野外動(dòng)物進(jìn)入等均有關(guān)鍵作用。將設施的出入口設計為正壓有助于防止環(huán)境有害因素進(jìn)入設施。

　　走廊的寬度應達到1.83-2.44米，以允許各種設備通過(guò)。在一些區域要加裝保護欄桿，防止被撞擊。走廊不能作為儲存物品之用。墻上的開(kāi)關(guān)、按鈕、電話(huà)、管線(xiàn)、配電盒、滅火報警和水龍頭等設置在合理位置，并加裝保護。大型動(dòng)物/尸體的轉運可能需要吊裝、傳送帶、軌道車(chē)等裝置的幫助，需要預先設計。

　　通道指傳遞窗、渡槽和傳輸管道等，雙扉高壓鍋也可以發(fā)揮通道的功能。這些通道具有“捷徑”和避免開(kāi)關(guān)門(mén)的作用，應根據工作要求和污染控制要求選擇功能和大小合適的傳遞窗、渡槽、傳輸管道和雙扉高壓鍋等。

　　應考慮防止昆蟲(chóng)等野外動(dòng)物進(jìn)入和實(shí)驗動(dòng)物外逃的設計，并保證有效。由于動(dòng)物設施的特殊氣味和適宜環(huán)境，很容易吸引螞蟻、蟑螂、蒼蠅、野鼠，如果圍護結構不嚴密則防不勝防。認為正壓設施有氣體屏障而對圍護結構的要求不需很高的觀(guān)念是片面的認識。

　　人員入口通常會(huì )考慮和淋浴、更衣間等結合設置。如果設施較大，男女人員的入口宜分別設置，可以減少等待時(shí)間。圖10是較常見(jiàn)的一種入口設計。

　　(二) 緩沖間

　　根據GB19489 《實(shí)驗室 生物安全通用要求》，緩沖間的定義是“設置在被污染概率不同的實(shí)驗室區域間的密閉室，需要時(shí)，設置機械通風(fēng)系統，其門(mén)具有互鎖功能，不能同時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)”，即機械通風(fēng)可以視情況設置。雙門(mén)互鎖的房間是一個(gè)最基本的緩沖間，緩沖間的面積不宜過(guò)大，可結合更衣、淋浴、消毒等功能。緩沖間的機械通風(fēng)方式可以包括以下幾種方式(見(jiàn)圖11)：

　　a：機械排風(fēng)和機械送風(fēng);

　　b：機械排風(fēng)，自然送風(fēng)(漏風(fēng))

　　c：機械送風(fēng)，自然排風(fēng)(漏風(fēng))

　　在上述第一種情況，如果圍護結構和門(mén)達到氣密性要求，即是所謂的氣鎖(air lock)。實(shí)踐證明，緩沖間是隔離或降低兩個(gè)不同空間之空氣相互交叉的有效方式，也有隔離噪聲、冷熱、防止蚊蟲(chóng)進(jìn)入和動(dòng)物逃逸、節能等作用。緩沖間可以連接兩個(gè)區域或多個(gè)區域，何時(shí)需要設置緩沖間取決于其相鄰區域是否有不相容的因子需要相互隔離。為降低意外事故帶來(lái)的風(fēng)險，GB1489 要求，飼養攜帶病原微生物動(dòng)物的飼養間(ABSL-2至ABSL-4防護水平)的出入口應設置緩沖間。隔離檢疫室應設置緩沖間。密封性良好的門(mén)并不能代替緩沖間的作用，幾十帕斯卡或上百帕斯卡的壓力實(shí)際很小，如果沒(méi)有緩沖間，在開(kāi)門(mén)的時(shí)候會(huì )出現明顯的雙邊氣體交換和壓力變化。傳遞窗、渡槽等作用類(lèi)似于緩沖間。如果進(jìn)入到緩沖間的空氣中含有不可接受的危險因子，緩沖間需要具備自?xún)艋蛳緱l件。物品出入口處設置緩沖間/氣鎖，可以對一些大型設備/物品進(jìn)行消毒，以符合出入要求。

　　在入口處可以設置風(fēng)淋室并兼緩沖間，如果有條件，宜采用地面回風(fēng)系統(見(jiàn)圖12)，或采取其它的措施如“粘性”地面等，以捕獲被吹落的各種微小物質(zhì)。

　　(三)洗消間

　　洗消間在動(dòng)物設施中占有重要的地位。污染物可分為普通污染物和危險污染物，普通的污染物可以清潔后或進(jìn)一步消毒后再次使用，危險污染物須去除危險因子使之成為普通污染物后在進(jìn)行清潔和消毒。GB19489《實(shí)驗室 生物安全通用要求》規定，涉及高致病性病原微生物的污物或其包裝的表面須可靠消毒滅菌后運出飼養間。意味著(zhù)，一種布局方案是飼養間或風(fēng)險水平相同的通道等功能區與雙扉高壓鍋直接相連(見(jiàn)圖13)，另一種方案是對污物進(jìn)行包裝，并對包裝的表面進(jìn)行可靠的消毒滅菌，然后運出飼養間，但是，還須在防護區域內進(jìn)行消毒滅菌處理，之后按普通的污物處理(見(jiàn)圖14)。當動(dòng)物籠具較多或較大的情況下，采取第一種方案更切合實(shí)際需求。近年來(lái)，洗消設備發(fā)展的趨勢是自動(dòng)化和多功能化，如換籠工作站(見(jiàn)圖15)，這些設備的安裝和對空間的要求要遵循制造商的建議，應在設施的規劃期就要考慮，或預留出發(fā)展空間。

　　圖15 換籠工作站