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.
Videnskabelig interesse i eksotiske høj konsekvens patogener er steget støt i de seneste år. Af særlig interesse er patogener betragtes nye eller genopståede midler, der er potentielle biovåben. Forskningsmæssigt prioritet og risiko, er disse patogener klassificeret af Centers for Disease Control og Forebyggelse (CDC) som Bioterrorism Kategori AC Agents 1. Desuden er høj konsekvens patogener klassificeret som Vælg Agenter [og toksiner] med hensyn til import, eksport, og få adgang til regler. I USA, de biosikkerhed regler og procedurer, der skal følges for arbejdet med særlige patogener, der kræver BSL-2, BSL-3, eller BSL-4 inddæmning er skitseret i biosikkerhed i Mikrobiologisk og Biomedical Laboratories (BMBL) 2. Patogener, der opfattes at præsentere den mest betydningsfulde sundhedsrisiko for mennesker og / eller dyr anses BSL-4 patogener. Derfor BSL-4 forskning kræver særlig forsigtighed, highly specialiseret uddannelse, og en robust og redundant facilitet infrastruktur 3. For at forbedre den generelle bevidsthed om de udfordringer, der er forbundet med BSL-4 forskning, forståelse kravene til høj inddæmning bygning drift, systemadministration, og rutinemæssig validering afprøvning af teknisk kontrol er nødvendig. Vi tilstræber at fremme denne forståelse ved visuelt at præsentere de øgede standarder for drift og biosikkerhed, og den deraf følgende øgede vanskeligheder med hands-on forskning i BSL-4 inddæmning.
Faciliteter boliger BSL-4 suit laboratorier skal opfylde strenge krav, herunder, men ikke begrænset til, dedikerede nonrecirculating ventilationssystemer, stringent affaldshåndtering systemet og processer 4,5, og bygning automatiseringssystemer (BAS) 2,6,7. Laboratorium indblæsning filtreres én gang og udsugning er dobbelt filtreret gennem højeffektiv partikel luft (HEPA) filtre, som er recertificeret årligt. DerudoverBMBL stiller strenge krav til dekontaminering af fast affald og indsamling og dekontaminering af alle spildevand materialer før overgang til den generelle ordning affald. Flere afskedigelser er indbygget i systemet for at forhindre udslip af enhver type BSL-4 patogen. De BAS monitor facilitet operationer fjernt og kan lokalisere problemet området. Facility støttesystemer kontrolleres dagligt af personale til optimal drift og meddelelse om problemer i realtid. Alle systemer er testet på et tilbagevendende basis for at overholde CDC / Division Udvælgelse agenser og toksiner krav til faciliteten drift.
Ud over disse standarder for de fysiske anlæg, skal laboratoriet personale, der arbejder med Select Agenter og Toksiner underkaste sig en Security Risk Assessment (SRA) ved Department of Justice forud for arbejde med eller omkring Vælg Agenter. Desuden personale, der arbejder med Niveau 1 Vælg Agents (fx Ebola virus, Bacillus anthracis) skal være indskreveti et Personale Pålidelighed Program (PRP), der løbende evaluerer den fysiske og mentale sundhed individuelle forskere 8. De helbredsundersøgelser vurdere, om individer er fysisk i stand til at udføre arbejdet i BSL-4 inddæmning på en sikker måde. Mental helbredsundersøgelser vurdere generelle trivsel, psykisk velfærd og elasticitet, og sikkerheden bevidsthed af personalet. På NIAID, forskere, der arbejder med Select Agenter undergå yderligere kontrol, hvor den enkelte fuldfører en Access nationale kontor Check og Forespørgsler (ANACI) baggrundskontrol, der undersøger uddannelsesmæssige og faglige kvalifikationer, kriminel baggrund, økonomisk historie, og risiko for fremmed indflydelse.
I forhold til BSL-2 laboratorium indrejse, maksimal indgang inddæmning kræver en betydeligt større investering af ressourcer, tid og uddannelse. Efter SRA godkendelse og registrering i divisionen Udvælgelse agenser og toksiner, skal personalet gennemgå strenge hands-on togeting før adgang til BSL-4 suit laboratorier. Laboratorium personale modtager træning på driften af anlægget, herunder daglig kontrol af kritiske funktioner og entry / exit procedurer 9. Personalet er også uddannet på laboratoriet biosikkerhed og pleje og brug af positiv-trykdragter. Hvide dragter lavet af polyester med polyvinylchlorid belægning anvendes på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick. Faciliteter, der bruger andre typer / kommercielle mærker af positiv-trykdragter kan kræve forskellige operationelle procedurer for indgåelse og udtrædelse af BSL-4 laboratorium end de her skitserede. Forskere i anlæg, der anvender denne artikel bør tage højde for disse forskelle før træning. Suit uddannelse på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick inkluderer korrekte procedurer for påtagning suit, sikre dragten fungerer korrekt, reparation og vedligeholdelse af dragter (i og uden for laboratoriet), og flytter inden for laboratoriet. Påce denne uddannelse er færdig, kan laboratoriet medarbejder begynde at arbejde inden for de BSL-4 suit laboratorier. I første omgang, en anden erfarne personale medlems mentorer én-til-en nyligt uddannet personale medlem i de første fem besøg på BSL-4 suit laboratorier. At arbejde selvstændigt på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick, den nyligt uddannet personale medlem fuldfører mindst 40 overvågede besøg i BSL-4 suit laboratorier med mindst 100 timers praktisk arbejdstid inde i laboratorier.
Vi skitserede de BSL-4 indgang og udgang procedurer på NIH / NIAID Integrated Research Facility ved Fort Detrick til at arbejde med meget farlige (Risk Group 4) patogener. Et af formålene med at visualisere indgangen og exit procedurer BSL-4 er at understrege vigtigheden af sikkerhed for laboratoriepersonale under arbejde med sådanne patogener at undgå laboratorie-infektioner. Negativt tryk, BSL-4 laboratorier opretholde en aktiv retningsbestemt luftstrøm at sikre, at patogener vil være indeholdt i laboratoriet. Positiv-trykdragter med dedikeret vejrtrækning luft systemer nedslidt af laboratoriepersonale med at begrænse kontakt af luftbårne patogener med laboratoriets personale. Efter laboratorie personale forlader BSL-4 laboratorium, et kemisk bad desinficerer overfladen af potentielt forurenede kulør og forhindrer derfor potentiel forurening af resten af bygningen og den person skiftende ud af dragten.
Som integriteten af positive-tryk Dragten er en af flere vigtige primære barrierer for at forhindre potentiel patogen eksponering, er personale, der skal kontrollere for jakkesæt lækager før indgangen og efter afslutter fra BSL-4 laboratorier. Hvis der opstår en lækage, identificerer personale placeringen af lækager og advarsler facility management. Denne praksis sikrer en hurtig reaktion på enhver udsættelse for høje konsekvens patogener. Selv er taget alt for at eliminere risikoen for laboratoriepersonale, kan der opstå brud på dragten gennem brug af glas, skarpe genstande, dyr aggression, eller kontinuerlig brug.
Mens de procedurer, der præsenteres her følger generelt BMBL specifikationer skitseret af CDC 2, disse procedurer er specifikke for IRF-Frederick. Hver BSL-4 anlæg har forskellige bygningstyper design specifikationer, der påvirker de nøjagtige metoder til laboratorium drift. Alternative procedurer for indgåelse og udtrædelse BSL-4 laboratorier afhænger til dels af udformningen og driften af disse Laboratories. Derudover kan statslige bestemmelser i forskellige lande også have en effekt på BSL-4 laboratorieprocedurer i hvert land. Ikke desto mindre er en generel forståelse af BSL-4 procedurer og bygningen overvågningssystemer, der understøtter sikkerheden af laboratoriets personale vil hjælpe sundhedsmæssige administratorer, der overvejer udformningen af lignende bygninger og uden samarbejdspartnere involveret i studier af risiko patogener høje.
Produktiviteten vil stige, efterhånden som flere laboratorie personale er uddannet i BSL-4 laboratorium indgang og exit procedurer og gennemføre eksperimenter under BSL-4 betingelser. Men når designe protokoller med eksterne samarbejdspartnere, tilstrækkelig tid bør tildeles udføre selv grundlæggende laboratorie operationer, og forventninger om tidsrammer for at levere resultater skal justeres ved at acceptere de vanskeligheder med arbejde i BSL-4 laboratorier. En generaliseret antagelse er, at forsøgene udført ved BSL-2 (f.eks 2 timer)kræver den dobbelte mængde tid til at udføre i BSL-4 (f.eks 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 |