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医学微生物学实验课程的多元化生物安全教育模式探索

2024-02-27 71 上传者：管理员

摘要：当前，新发传染病不断出现，给人类健康带来巨大威胁，也给国境卫生检疫带来巨大压力。在医学生本科阶段加强医学微生物学生物安全理念的培养，对于建设高素质卫生检疫人才队伍具有重要意义。本文通过在医学微生物学教学中增加生物安全培训内容、加强生物安全防护措施、加强无菌操作技术培训、鼓励学生积极参与实验课前期准备和医学废弃物的标准化处理、重新选择和评价菌毒种、完善多媒体教学模式等多元化教学模式，提高了学生的生物安全意识，推动了本科实验室的规范化和科学化建设，更好地满足新时代医学人才培养的需要。

关键词：
公共卫生安全
医学微生物学
实验教学
生物安全
病原微生物
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当前，传染病疫情纷繁复杂，新发传染病不断出现，同时国际交通的迅速发展使得传染病在全球范围内迅速扩散，对人类健康构成巨大威胁。医学微生物学是一门研究与医学相关的病原微生物的生物学特征、致病性、诊断、预防和治疗的科学，对防治传染病和保障公共卫生安全具有重要意义。在医学生本科阶段加强医学微生物学生物安全理念的培养，对于国境卫生检疫人才队伍的建设具有重要意义。与此同时，一些国内高校发生了多起实验室病原微生物感染学生的生物安全事件，引起了广泛关注。生物安全事件已成为零容忍和不可突破的政策法规红线[1]。

医学微生物学是一门理论与实践高度结合的重点基础学科，实验课教学是提升学生生物安全意识的有效途径[2]。然而，由于实验课教学涉及到部分病原微生物和生物样本的操作，一旦发生生物安全事故，不仅容易造成实验室相关感染和病原微生物的泄漏，还可能引发严重的公共安全和社会安全问题[3]。如何在不影响实验教学质量的同时，尽可能地符合生物安全要求，成为开展医学微生物学实验课亟需解决的关键问题[4,5,6]。鉴于此，本研究基于保障生物安全，提高生物安全意识的角度，同时配合北京大学医学部“新时代课程群”教学改革模式的需求，开展了医学微生物学实验课程的多元化生物安全教学模式探索，从加强理论学习到规范实践操作，从改善实验室硬件条件到完善软件设施，同时优化菌毒种管理等措施，从多个角度提高本科生的实验操作能力和生物安全意识，更好地满足新时代人才培养的需要。

1、增加生物安全培训内容，加强生物安全防护措施

为了加强学生对生物安全知识和法律法规的理解，以及培养他们在生物安全方面的实验技能和意识，在首次实验课中增加了生物安全导论。导论课程涵盖了《中华人民共和国生物安全法》《国境卫生检验检疫法》《病原微生物实验室生物安全管理条例》和《人间传染的病原微生物名录》[7,8,9]等相关法律法规的讲解。将学生分成小组授课，每组20人，共2课时。系统地介绍实验室生物安全等级的相关知识，并对相关实验操作进行了专门培训，以加强学生的生物安全知识和技能。其次，在实验过程中增加必要的个人防护装备，如一次性手套、口罩等，以提高学生生物安全意识和自我防护能力。此外，增设生物安全宣传栏，制作生物安全相关的短视频和展板，让学生更直观地了解生物安全知识。同时完善医学微生物学实验课生物安全防护体系，包括添加洗手液、紧急医疗箱等，以及生物安全垃圾规范化处理章程等必要措施。通过上述改进措施，不仅保障了学生的生物安全，同时让学生更便捷地学习和掌握医学微生物学实验课程相关的知识和技能。

2、通过无菌操作技术的培训，提高学生实验技术操作的规范性

学生实验技术的规范操作是确保生物安全和实验成功的关键，对于学生将来走上工作岗位具有现实意义，尤其是在微生物实验课程中，无菌操作技术是至关重要的技能。目前，本科生微生物实验课操作大多局限于普通超净台配合使用酒精灯，不仅无法实现严格的无菌操作，也难以保障学生的生物安全。为此，本研究引入P2+生物安全柜实际操作环节，更好地培养学生的无菌操作观念和技能。为了确保实验操作的安全性，通过在安全柜中实际操作对学生进行有针对性的培训，让他们学习正确的操作技巧和规范的操作流程。此外，还加强实验课堂的相关规章制度学习，让学生掌握微生物实验室的要求和注意事项。同时，为了提高学生实验操作技能和无菌操作意识，定期进行实验技能考核和实验操作规范性评估。通过这些措施的实施，学生们真正掌握了无菌操作技术，养成了规范的操作习惯，确保实验操作的安全性和可靠性。

3、鼓励学生积极参与实验课前期准备和微生物废弃物的标准化处理的全过程

正确处理实验课产生的废弃物是控制污染物流向社会的关键环节，这一环节涉及到多个方面，包括污染器皿和耗材的处理、培养物的处理及实验室环境的处理等。主要包括：（1）污染性耗材和废物的管理：污染器皿和耗材应高温高压灭菌后才可以常规清洗。玻璃器皿可以直接高温高压灭菌，彻底消除潜在的微生物；一次性耗材也可以经过高温高压灭菌后，与医用垃圾一同处理；对于需要反复使用的不耐热材料，需要酸化处理或紫外线照射等无菌化处理，然后才能清洗。学生在实验中所产生的污染性耗材，如一次性吸头、一次性吸管应引起重视，做到时时提醒、严格管理，防止不良后果的发生。（2）培养物的处理：培养物是实验课中含菌量最高的废弃物，应采用标准的高压蒸汽灭菌方式进行处理，然后才能丢弃。（3）实验室环境的处理：每次微生物实验课结束后，实验室也需进行常规的消毒灭菌，可选方案有紫外线照射、喷洒消毒剂等，确保实验室环境的安全和卫生。针对上述3种情况分别制定严格的标准化消毒章程，公开张贴，方便学生熟悉掌握。为了鼓励学生参与实验课前期准备和实验课生物废弃物的标准化处理，设立了志愿者小组，学生自愿参与，负责监督和协助实验课中产生的废弃物的处理和清理工作，充分激发学生的学习热情和主动性，更深入地了解微生物实验课产生的废弃物的处理流程，提高学生的实践能力和安全意识。

4、重新选择和评价菌毒种，保障实验教学的安全

为确保实验教学的安全性，通过仔细研究《人间传染的病原微生物名录》中微生物的危害等级和操作要求的环境条件，删除了与实验室生物安全要求不符的教学内容，并选择符合生物安全要求的微生物菌毒种，确保实验教学的安全进行。在教学中使用卡介苗（减毒活疫苗）代替临床标本进行结核分枝杆菌抗酸染色实验；对于流感病毒的分离培养鉴定实验，根据名录规定，采用低毒的甲型流感病毒PR8/34无毒株，大大降低了潜在的实验室安全风险。为进一步采用更严格的菌毒种安全措施，确保生物安全底线，采取了以下安全措施：（1）病毒株的接种等操作由专职老师在符合BSL-2标准的环境中进行；（2）学生使用经过56℃灭活的病毒标本进行病毒鉴定和分型试验；（3）考虑到抗酸染色不涉及活菌培养，提前将制作的卡介苗痰液样本用甲醛灭菌后使用，既不影响后续的染色效果，又大大降低了生物安全风险；（4）在肠道杆菌培养实验中，采用水弧菌代替致病性弧菌，用无致病性和无耐药基因的大肠杆菌ATCC25922菌株代替致病性大肠杆菌；（5）在开展药物敏感试验时，使用空气正常菌群中的葡萄球菌和大肠杆菌作为实验对象。（6）购买的标准无毒株、疫苗株菌毒种需完成预实验效果评价，确保符合实验教学要求。

5、完善多媒体教学模式，增加短视频、图片库、展板宣传材料的制备

对于卫生检疫重点监测的病原微生物，如登革病毒、寨卡病毒、西尼罗病毒、黄病毒、埃博拉病毒的病毒培养等实验操作，很难让本科生在学习阶段实际操作，只能通过其他途径。我们建立了包含这些病原体的完善的细菌图片库、病毒图片库和真菌图片库；建立了数码显微网络技术平台，可以实时转播微观实验教学；建立了“BSL-2实验室中流感病毒分离鉴定虚拟仿真实验”。这些丰富多彩的多媒体手段，为教学注入了新的活力，也获得了学生积极反馈。同时，针对部分不适合学生动手操作的实验，制做了一些由实验技术老师亲自操作的短视频，让学生对这些实验有更直观的理解。此外，还制作展板宣传材料，介绍生物安全和重要的微生物知识。通过以上措施，不仅降低了原有实验中病原微生物培养操作过程潜在的生物安全威胁，还丰富了实验课教学模式，增加了学习的趣味性，帮助学生更好、更深入地了解生物安全知识和重要的微生物知识，提高安全意识和责任心。

通过以上5个方面的工作，达到了培养生物安全规范，实验操作融会贯通，无毒菌种助力教学，生物安全源头保障，图片视频丰富模式，安全宣传全面升级的效果。在保证实验课效果和质量的前提下，从多方面夯实医学微生物实验教学的生物安全基石，兼顾实验室生物安全，杜绝生物安全隐患。同时，探索医学微生物学实验课程的多元化教学模式，提升了“病原与免疫学基础”课程群等微生物学实验课教学质量，增强了学生的生物安全意识，为各院校医学微生物学教学提供参考。

参考文献:

[1]王欢,宋鸿,周艳萌.本科医学微生物学实验教学中的生物安全问题[J].中国培训,2015(6):95.

[2]倪朝辉,于军,唐婕,等.当今实验室生物安全背景下的本科医学微生物学实验教学改革初探[J].临床医药文献电子杂志,2019,6(56):185-188.

[3]邝玉,杨远,曾蔚,等.医学微生物学教学实验室的生物安全思考[J].四川生理科学杂志,2011,33(1):39.

[4]武有聪,王涛,白丽,等.医学微生物学实验教学中的生物安全问题探讨[J].中国病原生物学杂志,2016,11(2):附页1-3.

[5]马新博,宫汝飞,刘珍莲,等.医学微生物学实验课实施生物安全教学措施的研究与实践[J].齐齐哈尔医学院学报,2015,36(36):5564-5565.

[6]邓娟,何晓燕,屠静,等.“医学微生物学”本科实验教学中生物安全的落实与实践[J].微生物学通报,2018,45(3):504-508.

[7]中国人大.中华人民共和国生物安全法.2021,8:15-21.

[8]刘晓辉,刘芳.解读《生物安全法》对病原微生物实验室的管理要求[J].口岸卫生控制,2021,26(6):34-35.

[9]国家卫生健康委办公厅.《人间传染的病原微生物名录》[EB/OL].(2023-08-28).

基金资助:北京大学本科教学改革项目(71009Y0057);教育部产学合作协同育人项目(230805236225142);

文章来源:邹清华,何晓燕,屠静等.医学微生物学实验课程的多元化生物安全教育模式探索[J].中国国境卫生检疫杂志,2024,47(01):66-68.