Although researchers are generally knowledgeable about procedures and safety precautions required for biosafety level 1 or 2 (BSL-1/2) experiments, they may not be familiar with experimental procedures in BSL-4 suit laboratories. This article provides a detailed visual demonstration of BSL-4 suit laboratory systems check, laboratory entry, movement, and exit procedures.
Biosafety level 4 (BSL-4) suit laboratories are specifically designed to study high-consequence pathogens for which neither infection prophylaxes nor treatment options exist. The hallmarks of these laboratories are: custom-designed airtight doors, dedicated supply and exhaust airflow systems, a negative-pressure environment, and mandatory use of positive-pressure (“space”) suits. The risk for laboratory specialists working with highly pathogenic agents is minimized through rigorous training and adherence to stringent safety protocols and standard operating procedures. Researchers perform the majority of their work in BSL-2 laboratories and switch to BSL-4 suit laboratories when work with a high-consequence pathogen is required. Collaborators and scientists considering BSL-4 projects should be aware of the challenges associated with BSL-4 research both in terms of experimental technical limitations in BSL-4 laboratory space and the increased duration of such experiments. Tasks such as entering and exiting the BSL-4 suit laboratories are considerably more complex and time-consuming compared to BSL-2 and BSL-3 laboratories. The focus of this particular article is to address basic biosafety concerns and describe the entrance and exit procedures for the BSL-4 laboratory at the NIH/NIAID Integrated Research Facility at Fort Detrick. Such procedures include checking external systems that support the BSL-4 laboratory, and inspecting and donning positive-pressure suits, entering the laboratory, moving through air pressure-resistant doors, and connecting to air-supply hoses. We will also discuss moving within and exiting the BSL-4 suit laboratories, including using the chemical shower and removing and storing positive-pressure suits.
Vitenskapelig interesse for eksotiske, høy konsekvens patogener har økt jevnt de siste årene. Av spesiell interesse er patogener vurderes nye eller re-fremvoksende midler som er potensielle biovåpen. Når det gjelder forskning prioritet og risiko, er disse patogener klassifisert av Centers for Disease Control and Prevention (CDC) som bioterrorisme kategori AC Agents 1. I tillegg er høy konsekvens patogener klassifisert som velg Agents [og toksiner] i forhold til import, eksport og tilgangs forskrifter. I USA biosikkerhet regler og prosedyrer som må følges for arbeid med spesielle patogener som krever BSL-2, BSL-3, eller BSL-4 oppdemming er skissert i biosikkerhet i mikrobiologisk og Biomedical Laboratories (BMBL) 2. Patogener som oppfattes å presentere den mest betydelig helserisiko for mennesker og / eller dyr anses BSL-4 patogener. Derfor krever BSL-4 forskning særlig forsiktighet, highly spesialisert trening, og en robust og redundant anlegget infrastruktur tre. For å forbedre den generelle bevisstheten om utfordringene knyttet til BSL-4 forskning, forstå kravene til høy oppdemning byggevirksomhet, systemadministrasjon, og rutinemessig validering testing av ventilasjonssystemer er nødvendig. Vi tar sikte på å fremme denne forståelsen av visuelt presentere de økte krav til drift og biosikkerhet, og den resulterende økte vanskelighetsgraden av hands-on forskning i BSL-4 containment.
Fasiliteter bolig BSL-4 passer laboratoriene må oppfylle strenge krav, inkludert, men ikke begrenset til, dedikert nonrecirculating ventilasjonsanlegg, streng avfallshåndtering system og behandler 4,5, og byggautomasjon systemer (BAS) 2,6,7. Laboratorie tilluft blir filtrert gang og avtrekk er dobbel-filtrert gjennom høy effektivitet partikkelluft (HEPA) filter, som er resertifisert årlig. I tilleggBMBL stiller strenge krav til rensing av avfall og innsamling og sanering av alle avløps materialer før utgivelsen i den generelle avfallssystemet. Flere oppsigelser er bygget inn i systemet for å hindre utslipp av alle typer BSL-4 patogen. De BAS monitor anlegget operasjoner eksternt og kan finne problemet området. Facility støttesystemer sjekkes daglig av personale for optimal drift og varsling av problemer i sanntid. Alle systemene er testet på faste tidspunkt i samsvar med CDC / Seksjon for Select virkestoffer og toksiner krav til anlegget drift.
I tillegg til disse standardene for det fysiske anlegget, må laboratoriet ansatte som arbeider med utvalgte agenter og giftstoffer sender til en Security Risk Assessment (SRA) av Justisdepartementet før arbeider med eller rundt utvalgte agenter. I tillegg ansatte som arbeider med Tier 1 Velg Agents (f.eks Ebola-viruset, Bacillus anthracis) må være registrerti en Personell Pålitelighet Program (PRP) som kontinuerlig evaluerer den fysiske og mentale helsen til enkeltforskere 8. Helse screenings vurdere om enkeltpersoner er fysisk i stand til å utføre arbeidet i BSL-4 oppdemning på en sikker måte. Psykisk helse screenings vurdere generell trivsel, psykologisk velferd og fleksibilitet, og sikkerhet bevissthet av personalet. På NIAID, forskere som arbeider med utvalgte agenter gjennomgå ytterligere gransking der hver enkelt fullfører et Access National Agency Kontroller og Forespørsler (ANACI) bakgrunnssjekk som undersøker pedagogiske og faglige rettigheter, kriminell historie, økonomisk historie, og faren for utenlandsk innflytelse.
Sammenlignet med BSL-2 laboratorium oppføring, krever maksimal oppsamling entry en betydelig større investering av ressurser, tid og trening. Etter SRA godkjenning og registrering med Seksjon for Select virkestoffer og toksiner, må ansatte gjennomgår strenge hands-on toging før tilgang til BSL-4 passer laboratorier. Laboratory ansatte får opplæring i drift av anlegget, inkludert daglige kontroller av kritiske funksjoner og entry / exit prosedyrer 9. Personalet er også trent på laboratorium biosikkerhet og stell og bruk av positive trykk dresser. Hvite drakter laget av polyester stoff med polyvinylklorid belegg brukes ved NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick. Fasiliteter som bruker andre typer / kommersielle merker av positive trykk draktene kan kreve forskjellige operasjonelle prosedyrer for inn og ut av BSL-4 laboratorium enn de som er beskrevet her. Forskere i anlegg ved hjelp av denne artikkelen bør utgjøre disse forskjellene før trening. Suit trening på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick inneholder riktige prosedyrer for å iføre seg dress, sikrer drakten fungerer som den skal, reparere og vedlikeholde drakter (innenfor og utenfor laboratoriet), og flytter innenfor laboratoriet. Påce denne opplæringen er fullført, kan laboratoriet medarbeider begynne å arbeide innenfor BSL-4 passer laboratorier. I utgangspunktet en annen erfarne medarbeider mentorer one-on-one den nylig utdannet medarbeider i løpet av de fem første besøk til BSL-4 passer laboratorier. Til å arbeide selvstendig på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick, fullfører nyutdannede medarbeider minimum 40 tilsyn besøk til BSL-4 dress laboratorier med minst 100 timer med praktisk arbeidstiden inne laboratoriene.
Vi skisserte BSL-4 inngang og utgang prosedyrer som brukes ved NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick for å arbeide med svært farlig (Risk Group 4) patogener. Et av formålene med å visualisere BSL-4 inngang og utgang prosedyrer er å understreke viktigheten av sikkerhet for laboratoriepersonalet under arbeid med slike patogener å unngå laboratorieinfeksjoner. Negativt trykk, BSL-4 laboratorier opprettholde en innover rettet luftstrøm for å sikre at patogener blir inneholdt i laboratoriet. Positive trykk drakter med dedikert puste luft systemer utslitt av laboratoriepersonalet redusere kontakt av luftbårne patogener med laboratoriepersonalet. Etter laboratoriepersonalet forlater BSL-4 laboratorium, desinfiserer en kjemisk dusj på overflaten av potensielt kontaminerte farge og hindrer derfor potensiell forurensning av resten av bygningen og personen endre ut av drakten.
Som integriteten av positive-press dress er en av flere viktige primær barrierer for å hindre potensiell patogen eksponering, er ansatte pålagt å sjekke for dress lekkasjer før inngangen og etter spennende fra BSL-4 laboratorier. Hvis en lekkasje oppstår, ansatte identifiserer plasseringen av lekkasjer og varsler facility management. Disse øvelsene sikre en rask respons på eksponering mot høy konsekvens patogener. Selv om alle anstrengelser blir tatt for å eliminere risiko for laboratoriepersonell, kan brudd på drakten skje gjennom bruk av glass, skarpe gjenstander, dyr aggresjon, eller kontinuerlig bruk.
Mens de prosedyrer som er presentert her generelt følge BMBL spesifikasjoner skissert av CDC 2, disse prosedyrene er spesifikke for IRF-Frederick. Hver BSL-4-anlegget har ulike bygnings design spesifikasjoner som påvirker de nøyaktige metoder for drift av laboratorier. Alternative prosedyrer for inn- og utstigning BSL-4 laboratorier avhenger blant annet av design og drift av disse LABORATORIes. I tillegg kan statlige reguleringer i ulike land også har en effekt på BSL-4 laboratorieprosedyrer i hvert land. Likevel, en generell forståelse av BSL-4 prosedyrer og bygningen overvåking systemer som støtter sikkerheten ved laboratoriet personalet vil hjelpe helseadministratorer som vurderer utformingen av tilsvarende bygninger og utenfor samarbeidspartnere involvert i studier av høyrisiko patogener.
Produktiviteten vil øke etter hvert som flere laboratoriepersonell er opplært i BSL-4 laboratorium inngang og exit prosedyrer og gjennomføre eksperimenter i henhold til BSL-4 forhold. Men når du utformer protokoller med utenfor samarbeidspartnere, tilstrekkelig tid bør bli tildelt til å utføre selv grunnleggende laboratorievirksomhet, og forventninger om tidsrammer for å levere resultater må justeres ved å akseptere de problemer som ligger med arbeid i BSL-4 laboratorier. En generell antakelse er at ethvert forsøk utført ved BSL-2 (for eksempel 2 timer)vil kreve dobbelt så mye tid til å utføre i BSL-4 (for eksempel 4 timer).
The authors have nothing to disclose.
The content of this publication does not necessarily reflect the views or policies of the US Department of Health and Human Services or of the institutions and companies affiliated with the authors. KJ, MRH, and LB performed this work as employees of Battelle Government Services, Inc.; JHK as an employee of Tunnell Government Services, Inc.; and MGL as an employee of Lovelace Respiratory Research Institute, Inc. Tunnell Government Services and Lovelace Respiratory Research Institute are subcontractors of Battelle Memorial Institute under its prime contract with NIAID, under Contract No. HHSN272200700016I.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Micro-Chem Plus | National Chemical Laboratories | 255 | |
Windex | Grainger | 3U560 | |
Sperian aluminum pressure test cap | Honeywell Sperian | CC0199649 | |
Sperian suit repair kit | Honeywell Sperian | CC0199621 | |
Sperian Protection Suit Integrity Test Log | NA | NA | Created by individual lab |
Sperian positive pressure suit | Honeywell Safety Products | BSL 4-2 | |
Soapy water | NA | NA | Created by individual lab |
Outer suit gloves (canners) | Fisher | 19-019-601 | |
Outer suit gloves (MAPA) | Fisher | 2MYU1 | |
Inner nitrile suit gloves | Fisher | 19-050-592 | |
Zip Lube | Amazon | B000GKBEJA | |
Scrubs | Cintas | 60975/60976 | |
Socks | Cintas | 944 | |
Duct Tape | Pack-N-Tape | 51131069695 | |
Towels | Cintas | 2720 | |
O-rings | O-ring warehouse | AS568-343 | |
Overshoes | Amazon | B0034KZE22 | |
Plastic dunk tanks | Fisher | 14-831-113 | |
Entry and exit logbook | NA | NA | Created by individual lab |
Baby powder | Amazon | 44230 | |
Ethanol | Fisher | BP2818500 |