动物及动物房的洁净等级和建立
一、实验动物房的等级设计
摘要：根据实验动物微生物控制标准，可将实验动物分为四级：一级 普通动物（CV）、二级 清洁动物（CL）、三级 无特殊病原体动物（SPF）、四级 无菌动物（GF）或栖生动物（GN）。
根据实验动物微生物控制标准，可将实验动物分为四级：
1、一级 普通动物 (Conventioal animals, CV): ,
系指微生物不受特殊控制的一般动物。要求排除人兽共患病的病原体和极少数的实验动物烈性传染病的病原体。为防止传染病，在实验动物饲养和繁殖时，要采取一定的措施，应保证其用于测试的结果具有反应的重现性（即无论不同的操作人员，在不同的时间，用同一品系的动物按规定的实验规程所做的实验，都能获得几乎相同的结果）。
普通动物（Conventioal animals）是未经积极的微生物学控制，普遍地饲养在开放卫生环境里的动物。垫料和食物不经高压消毒，饮水为自来水，不喂青饲料。鼠应排除肺炎病毒，沙门氏菌和链球菌，地鼠不应有蛲虫。普通动物只能供教养和一般性实验，不适用于研究实验。
一级动物用于教学示教，故应没有能传染给人的疾病，如结核、假结核、痢疾、伤寒沙门氏菌感染、出血性黄疸螺旋体病、淋巴细胞脉络脑膜炎病毒感染，皮肤霉菌病，体外寄生虫病等。
2、二级 清洁动物（Clean animals, CL）或称清洁普通动物（Clean conventional animal,CCV）
要求排除人兽共患病及动物主要传染病的病原体。
来自屏障系统的SPF动物，饲养在设有两条走廊的，温湿度恒定的普通设施中的动物。垫料、饲料、用具等均应经过高压消毒。饮水pH为2.5～2.8，鼠盒上带过滤帽，空气亦应经过一定的过滤，工作人员穿干净服装操作，此类动物的微生物控制标准基本与SPF相同，不同之处为血清病毒抗体检查（脑脊髓炎病毒、鼠肝炎病毒……）经常可检出一定滴度的抗体，但不允许出现临床症状和脏器的病理变化和自然死亡。
二级动物用于一般动物实验，除Ⅰ级标准外，动物在一般实验动物室内繁殖饲养，种系清楚，不杂乱，没有动物所特有的疾病，如脱脚病（鼠痘）、流行性腹病毒、致死性肠道病毒、Pillifomis菌、出血性败血性巴斯德菌、支气管败血性传代菌感染、丝虫病、球虫病、蠕虫（除蛔虫外）病等。
3、三级 无特殊病原体动物 (Specific pathogen Free, SPF)
要求到二级外，还要排除一些规定的病原体。其除菌与灭菌的方法，可使用高效空气过滤器除菌法、紫外线灭菌法、三甘醇蒸气喷雾法及氯化锂水溶液喷雾法。
无特定病原体动物（Specefic pathogen-free animals）是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物，简称SPF动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指无传染病的健康动物。由于用疫苗和药物进行预防及治疗，或用淘汰带菌动物来作出SPF动物的方法并不实用（既浪费时间，又难保确实除去病原）。故一般大多先培育出无菌动物或悉生动物后，再把其转移到有封闭系统（Barrier System）的设施中饲育繁殖。原则上SPF动物室内是不允许存在病原菌的，但在封闭系统环境中，难免有很多非病原性微生物会逐渐进入动物机体内，故亦有人把这个转移过程称之为通常动物化。SPF动物的祖先是无菌动物，按理来说，无菌动物的子宫内和卵中应该是无菌的，然而，有些病毒实际上是通过亲代传给胎儿的，因此，在作出无菌动物和SPF动物之前，必须充分考虑这个问题。
三级动物，除Ⅱ级标准外，动物为部腹产或子宫切除产，均按纯系要求繁殖，在隔离器内或层流室内饲养，只有一些不致病的细菌丛，没有各种致病的病原体。
4、四级 无菌动物（Germ free animals, GF）或栖生动物（Gnotobiotes animals, GN）:
简单来说，无菌动物要求不带有任何用现有方法可检出的微生物。栖生动物要求在无菌动物体上植入一种或数种已知的微生物。
无菌动物（Germ free animals）是指机体内外均无任何寄生物（微生物和寄生虫）的动物。此种动物在自然界中并不存在，必须用人为的方法培育出来。其法：一般将临产前的健康动物用麻醉药品或颈椎臼法处死后，立即浸泡在37℃灭菌液中，送进无菌室（或无菌隔离器），按无菌手术进行剖腹，切除带胎子宫（子宫内首先应无菌），将其浸入消毒液里并输送到另一隔离器中，切开子宫取胎，经用灭菌纱布揩拭仔体并断脐（电刀切断）后，放隔离器内人工喂乳或用其它品系的无菌母鼠作保姆供养。象小鼠和大鼠等用人工喂乳非常麻烦，故采用保姆代养较为方便。而象豚鼠因在一定程度上能自力饮乳，故人工哺乳较容易。另外，象禽类、鱼类、昆虫类，因是在卵中无菌的前提下进行的，故用药物将卵周围灭菌后移入无菌隔离器内使其孵化即可，而且，这些动物一般在在出生后能自力采食，故较易育成。
悉生动物（Gnotobiotes animals）是指机体内带着已知微生物（动物或植物）的动物。此种动物原是无菌动物，系人为的将指定微生物丛投给其体内，例如使大肠杆菌定居在无菌小鼠体内，在进行微生物检查时，仅能检出大肠杆菌。亦有人工投给二种以上的已知微生物。悉生动物一般分为单菌（Monoxenie）、双菌（Dixenie）、三菌（Trixenie），或多菌（Polyxenie）动物。此种动物同无菌动物一样是放在隔离器内饲育的，但因其带有已知的微生物，故隔离器内有微生物及其代谢产物的污染。例如，人工投给的微生物，除可在饮水中增殖外，还能在隔离器内放出大量的氨气。
普通动物（CV）要求必须不带有人兽共患病原体及体外寄生虫。清洁动物（CL）要求在CV的基础上，还须不带有动物传染病的病原体。无特定病原体动物（SPF）要求在CL基础上还须不带有干扰实验的微生物。无菌动物（GF）要求不带有任何用现有的方法可以检出的微生物。悉生动物（GN）要求在无菌动物体上植入一种或数种已知的微生物。
在病理学检查上，四类实验动物也有不同的病理检查标准。
一级 外观健康，主要器官不应有病灶。
二级 除一级指标外，显微镜检查无二级微生物病原的病变。
三级 无特殊病原体动物。无二、三级微生物病原的病变。
四级 不含二、三级微生物病原的病变，脾、淋巴结是无菌动物组织学结构。
综合上述，对不同级别的实验动物在动物房设计上和管理上则有不同的要求。
无菌、已知菌以及无特殊病原体动物都需要在无菌或尽可能无菌的环境里饲养，这种环境，目前国际上通用称为屏障环境，即用一道屏障把动物与周围污染的环境隔开，就如胎鼠在母鼠子宫内一样。这种环境从控制微生物的角度分为隔离系统、屏障系统、半屏障系统、开放系统和层流架系统等五大类。
A、 隔离系统 是在带有操作手套的容器中饲养动物的系统，用于饲养无菌动物和栖生动物。内部保持按微生物要求的100级的洁净度，但其设置的房间及操作人员不必按无菌室考虑。
B、 屏障系统 把10000～100000级左右的无菌洁净室作为饲养室，主要用于无特殊病原体动物的长期饲养和繁殖。入室施行严格管理，如淋浴、换贴身衣服等。
C、 半屏障系统 放宽对屏障系统中人及物出入房间时的管理，平面组成大致与屏障系统相同。
D、 层流架系统 笼具放在洁净的水平层流空气中。常用于小规模饲养，但在一般房间进行饲养、操作和处理时有被污染的危险性。可用于半屏障的补充。
E、 开放系统 是对人、物、空气等进出房间均不施行消除污染的系统，但通常要进行某种程度的清洁管理。
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二、动物房的厂房设计
动物实验室的设计布局是规范工作流程和人员、动物、物品等相互关系和移动，并确保实验室安全，此外，对形成屏障结构具有重要意义。本文将从三个防护区（外围防护区、建筑防护区、饲养防护区）和四条控制路线（人员控制路线、动物控制路线、物料控制路线、废物控制路线）等方面详细介绍。
动物实验室
1.外围防护区
外围防护区主要指建筑外围的区域。鉴于实验动物饲养的特殊性，外围可能需要设监控设备、人员进出的控制、卫生防护带等。如果设施内从事涉及高致病性病原微生物的动物实验活动，须考虑设施的安保要求，以及一旦发生意外事故后对周围控制区域、疏散和救援的需求。外围的防护主要通过设置栅栏、围墙等方式实现。鉴于景观的需求，使用栅栏更显人性化。栅栏不应低于2米，栏杆的间距不大于10厘米，栏杆要坚固、易于清洁。
此外，需要设置照明系统、报警系统和视频监控系统，更高级别的防护包括地下的电磁场报警、红外线报警和运动物体报警、低压电击等措施。防护区内一般不布置绿化，以免影响监控，同时也可减少昆虫、老鼠等。为保证正常的外来服务，如邮件、送货、访客等，通过风险评估决定是否需要建设安检、特殊通道、中转站等措施。对控制区域应设置警示牌，避免无意闯入。对防护要求高的设施，应保证外来车辆不能靠近设施，距离保持至少30米。在外围防护区，宜设专用的外部人员和车辆入口。
2.建筑防护区
建筑防护区主要指动物实验室所在的建筑。建筑内有动物设施和其它设施之分，其它设施可以与动物设施有关，也可以无关;动物设施可以就是建筑的主体，也可以是其部分。需要考虑的主要问题是动物设施环境与建筑物内其它区域环境的相互隔离与相互关系，人员、动物、物料和废物的进出路线。使用时，动物设施及其相关的设施宜集中布置，从事感染动物活动的设施需要单独布置。建筑除主入口外，要考虑设置动物、大型设备和废物的出口和入口。
出于安全考虑，必须评估和明确对门窗的性能要求。在合理控制数量的前提下，对门窗的大小、形状、耐冲击能力、耐火性、保温性、光学特性等均要有要求。可能的风险来自于异常的气候、自然灾害、人为破坏、设备异常等，如，通风系统的异常可造成室内压力急剧变化，造成门窗损坏。
3.饲养防护区
饲养防护区设施基本的形态是由入口、走廊(或通道)、功能间和出口组成。走廊是连接各功能区的纽带，各种通道发挥快捷、隔离、消毒等作用。实验动物设施的特点是不相容的因素多，需要利用走廊和通道对不相容的因素作合理的安排。走廊的形式包括双走廊、单走廊、U型走廊、环廊等。设施内部的安排应根据工作流程和利于控制风险的原则确定，此外，还要考虑工程可行性和日常维护的方便性，可以组成相对独立的单元。
1）.人员控制路线
进出动物实验室的人员主要包括动物管理人员、动物实验人员和清洁人员。此外，还有送货人员、维护人员、来访人员、检查人员、安保人员等。为保证各类人员的进出有序，需要合理设计路线和设置不同级别的物理限制。人员的移动具有主动性，可以到达任何区域，要通过SOP和物理控制措施管理人员的移动。
合理的设计基于对工作类型、流程以及控制要求的了解程度。理想的情况是不同工作类型的人员之间没有交叉，这可以通过区域划分、时间顺序、设置通道(如传递窗)等方式实现。
2）.动物控制路线
动物进出的基本原则是尽量保持单向流。设计人员应充分了解实验动物机构的特定工作流程。动物生产设施和动物实验设施应分开设置。对动物生产设施而言，需要将所生产的实验动物发送至实验机构，需要考虑动物输出的问题。而在动物实验设施，动物最终多以尸体的形式或经过处理的固态和液态等形式运出，但是，有时从实验需求角度考虑，也有可能需要将存活的动物运出动物实验设施。
3）.物料控制路线
物料可分为清洁物料和危险物料、大型物料和小型物料等，通常可随人带入设施或经过传递窗、渡槽、双扉高压灭菌器等通道进入设施。对于大型的动物实验室，应考虑设置物料进口和/或出口。
传递窗、渡槽、双扉高压灭菌器等通道对物料的进出有重要意义，需综合考虑，合理设置。要考虑大型物品的进出，设置设备门是一个有效的解决方案。走廊的宽度、门的宽度均要根据工作的特点设计。
4）.废物控制路线
废物可分为危险废物和普通废物。风险等级为1和2级的感染性废物可以按要求包装后运出动物实验室委托专业机构处理，风险等级为3和4级的感染性废物须在设施内消毒灭菌后运出实验室处理。
废物的形态包括固态、液态和气态。如果涉及大动物，动物尸体是大型废物。如果其不含有害因子，可以运出机构处置。如果其含风险等级为3和4级的病原体，需要先在设施内消毒灭菌。动物的尸体处理也是大中型动物实验的难点和高风险环节之一。我国由于缺乏专用的大中型动物尸体消毒灭菌装置，通常采用肢解后进行高压处理的方式灭菌。
液态废物是湿式饲养动物的主要废物。可以通过地面或专用管道收集，也可使用可移动的废液收集装置收集。低危险废液可以按普通的实验室废水收集和处理，达到环保要求后排放。高危险废液应在风险评估的基础上，单独处理，可能涉及生物、放射、化学等危害，要按法规和标准的要求，经过无害化后按普通的实验室废水收集和处理。饲养动物离不开用水，排水系统是动物实验室的关键系统，其比供水系统更复杂，特别是处理高危险废液的系统。
气态废物主要通过换气排放。其可能含有生物、放射、化学等危害或异味，有些需要处理后排放。对于生物因子，可以通过HEPA过滤器处理后排放。为控制污染，应充分利用局部通风和气体过滤装置，安装的局部通风和气体过滤装置应与系统通风匹配，互不影响各自正常运行。
设施内应有储藏室或储藏空间，包括对清洁物料、危险物料、危险废物和普通废物的存放，但不允许长期储存废物。
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