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上篇生物安全1

第1章 绪论1

1.1生物技术与生物安全1

1.2国外生物安全政策和法规2

1.2.1 美国3

1.2.2 欧洲共同体5

1.2.3 英国5

1.2.4 德国6

1.2.5 日本7

1.3 我国生物安全管理政策与法规8

1.4 生物安全管理的发展前景10

第2章重组DNA的生物危害12

2.1 概述12

2.2实验室重组DNA试验隐含的生物危害13

2.2.1 实验室重组DNA操作的潜在危害13

2.2.2 实验生物的危害等级划分14

2.2.3 重组DNA实验的安全控制措施16

2.2.4 重组DNA工作的类型及其审批18

2.3基因工程工业化生产及基因工程产品使用的潜在危害19

2.3.1 基因工程工业化生产的潜在危害19

2.3.2 原核表达系统的安全性问题20

2.3.3 真核表达系统的安全性问题21

2.4遗传工程体(GMO)在环境中释放的危害22

2.4.1 重组微生物有计划地向环境释放的意义22

2.4.2 野外施放遗传工程体涉及的安全性问题23

2.4.3 重组生物在环境中释放的政策管理24

2.5基因治疗的生物危害25

2.5.1 逆转录病毒载体的安全性问题26

2.5.2 目的基因表达水平对机体的影响26

2.5.3 靶细胞被污染的潜在危险27

2.5.4 中国制定的体细胞治疗及基因治疗临床研究质量控制要点27

2.5.5 基因治疗在社会伦理道德上的问题28

参考文献28

第3章转基因植物的安全性评价30

3.1 转基因植物的研究及其发展30

3.2转基因植物安全性评价的必要性的迫切性32

3.2.1 转基因植物安全性评价的必要性32

3.2.2 转基因植物安全性评价的迫切性33

3.3转基因植物安全性评价的监控原则和监控体系34

3.3.1 监控原则34

3.3.2 监控体系34

3.4申请转基因植物田间试验或环境释放需要提供的资料35

3.4.1 受体生物的生物学特性35

3.4.2 基因操作的安全性35

3.4.3 转基因植物的生物学特性36

3.4.4 有关转基因植物释放地点的环境、生态等方面的资料36

3.4.5 转基因植物的监测方法、释放中拟采取的安全控制措施和预防事故的应急措施36

3.5转基因植物安全性评价积累的经验和数据36

3.5.1 食品安全性36

3.5.2 生存竞争性40

3.5.3 生殖隔离距离41

3.5.4 对非靶生物的影响43

3.6转基因植物安全性评价中存在的问题及展望45

3.6.1 存在的问题45

3.6.2 展望47

参考文献49

第4章重组农业微生物的安全性评价54

4.1重组农业微生物的研究开发现状和发展趋势54

4.1.1 生物防治54

4.1.2 生物固氮55

4.2重组农业微生物安全管理的意义、方式和内容56

4.2.1 安全管理的必要性56

4.2.2 安全性评价与管理的原则和模式57

4.2.3 安全性评价的主要内容57

4.3安全性评价的经验与问题57

4.3.1 竞争优势57

4.3.2 遗传转移能力58

4.3.3 致病性和毒性58

4.3.4 传播58

4.3.5 申请安全性评价需要提供的资料58

4.4 我国基因工程安全管理办法与实施59

4.5 未来发展的趋势59

4.6 代表性案例59

参考文献64

第5章转基因动物的安全问题66

5.1 转基因动物的定义66

5.2转基因构件的产生及特征鉴定66

5.2.1 转基因及表达系统(异合子的功能获得)66

5.2.2 通过同源重组的基因打靶(纯合子的功能丧失)67

5.3转基因首建(G0)动物的创建及鉴定67

5.3.1 供体及假母动物的特征67

5.3.2 转基因导入方法67

5.3.3 转基因首建动物的鉴定67

5.4 转基因动物持续、可靠来源的确立68

5.5生产群体的产生和选择68

5.5.1 动物履历与系谱68

5.5.2 配种技术69

5.5.3 新动物参入生产群体69

5.6转基因动物的护养69

5.6.1 转基因动物的卫生监测69

5.6.2 生产用动物的饲养69

5.6.3 转基因动物的房舍69

5.6.4 生产动物的退役69

5.6.5 转基因动物的处置和副产品的利用70

5.6.6 预警动物70

5.7转基因产品的纯化与鉴定70

5.7.1 转基因产物的回收70

5.7.2 生产批号的确定70

5.7.3 内源因子及不定因子70

5.7.4 产品的同度与纯度分析71

5.7.5 终产品批量投放的检验72

5.7.6 作为组织供体的转基因动物的特殊问题72

5.8 临床前的安全评估72

5.9 生态环境的安全问题72

5.10 结语73

参考文献73

第6章转基因水生生物的安全问题74

6.1 转基因水生生物研究的背景与现状74

6.2转基因水生生物的应用潜力75

6.2.1 快速生长和饵料蛋白质节省效应75

6.2.2 提高抗病力和环境耐受力75

6.2.3 改变水生生物的习性76

6.3探讨转基因水生生物实用化的安全问题及研究内容76

6.3.1 转基因对象的生物学背景调查76

6.3.2 基因操作过程的安全性76

6.3.3 转移基因赋予受体新特性的研究76

6.3.4 对放养转基因水生生物水体的调查77

6.3.5 研究转基因水生生物与其他生物的相互作用77

6.3.6 研究转基因水生生物释放对水生态系统的影响77

6.3.7 评价转基因水生生物放养的综合经济效益77

6.3.8 转基因水生生物的消费安全性研究77

6.4转基因鱼释放对自然水体影响的预测77

6.4.1 转基因鱼表型变化对自然水体的影响77

6.4.2 转基因鱼的适应性78

6.4.3 转基因鱼与其他水生生物的相互作用78

6.4.4 转基因鱼在水生态系统演替过程中的作用79

6.4.5 转基因鱼的扩散和生存的持久性79

6.4.6 转移基因扩散对水生态系统遗传资源的影响79

6.5转基因水生生物的扩散途径及防范措施79

6.5.1 水生生物的扩散途径79

6.5.2 防范转基因水生生物扩散的措施80

6.5.3 履行转基因水生生物研究和利用的许可及申报制度80

6.6 结语81

参考文献81

第7章微生物试验的生物危害83

7.1生物危害情况83

7.1.1 一般情况83

7.1.2 情况分析83

7.2生物危害的决定因素85

7.2.1 毒力85

7.2.2 侵袭力86

7.2.3 数量86

7.2.4 侵入部位87

7.3试验过程的释放87

7.3.1 气溶胶的概念87

7.3.2 气溶胶的产生89

7.4常见试验操作的危险89

7.4.1 移液操作89

7.4.2 接种操作90

7.4.3 琼脂培养90

7.4.4 深层培养90

7.4.5 离心分离90

7.4.6 注射操作91

7.4.7 塞盖操作91

7.4.8 其他91

参考文献91

第8章生物医学的生物危害93

8.1 一般原则93

8.2生物危害性的分级93

8.2.1 第一类病原体93

8.2.2 第二类病原体94

8.2.3 第三类病原体94

8.2.4 第四类病原体94

8.2.5 致肿瘤病毒94

8.3 不同危害级别实验室的要求95

8.4微生物学实验室技术规范(GMT)96

8.4.1 实验室标本的安全处置技术96

8.4.2 使用吸管和移液辅助器的技术96

8.4.3 防止感染性材料扩散的技术96

8.4.4 防止感染性材料的食入及与皮肤和眼睛接触的技术96

8.4.5 防止因刺破感染的技术97

8.4.6 分离血清的技术97

8.4.7 使用离心机的技术97

8.4.8 使用匀浆器、震荡器及超声波器的技术97

8.4.9 使用冰箱和低温冰柜的注意事项97

8.4.10 开启含有感染性冻干材料安瓿的技术97

8.4.11 含感染性材料安瓿的存放97

8.5 实验室获得性感染98

8.6生物医学实验室的医学预防和监测99

8.6.1 安排工作前的检查99

8.6.2 预防措施99

8.6.3 监测制度100

参考文献100

第9章与动物试验有关的生物危害因素及控制措施101

9.1 人畜共患病的危害因素101

9.2实验室内发生的动物感染造成的危害因素102

9.2.1 动物感染试验102

9.2.2 来自外界的感染102

9.2.3 感染的途径103

9.3动物设施与管理103

9.3.1 动物设施--生物安全度 Ⅰ103

9.3.2 动物设施--生物安全度 Ⅱ104

9.3.3 动物设施--生物安全度 Ⅲ104

9.3.4 动物设施--生物安全度 Ⅳ105

附录9-1 病原体危险度分类106

附录9-2 常用试验动物的捉拿固定方法107

参考文献110

第10章生物安全防护系统及要求111

10.1实验室防护原理111

10.1.1 基本原则111

10.1.2 控制111

10.1.3 屏障112

10.2生物安全等级与控制要求113

10.2.1 微生物学和生物医学实验的生物危害分类114

10.2.2 重组DNA实验的生物危害分类114

10.2.3 物理控制的等级116

10.2.4 物理控制与生物控制的组合117

10.3实验操作117

10.3.1 微生物学实验操作117

10.3.2 特殊操作要求119

10.4封闭实验设备--一级屏障系统121

10.4.1 生物安全工作台的种类与性能122

10.4.2 生物安全工作台的选用124

10.4.3 设备的验收检查与测试124

10.5封闭设施--二级屏障系统125

10.5.1 BL1级封闭设施125

10.5.2 BL2级封闭设施125

10.5.3 BL3级封闭设施125

10.5.4 BL4级封闭设施126

10.5.5 实际问题127

10.6生物安全的管理127

10.6.1 组织机构127

10.6.2 安全性评价128

10.6.3 医疗监督129

10.6.4 其他129

参考文献129

第11章大规模生产的生物安全131

11.1大规模生产中的释放过程131

11.1.1 培养或发酵工序131

11.1.2 后处理工序132

11.1.3 废水处理133

11.2 一般微生物产业的生物危害134

11.2.1 单细胞蛋白质134

11.2.2 酶制剂134

11.2.3 微生物杀虫剂135

11.2.4 有机酸135

11.2.5 抗生素135

11.2.6 疫苗136

11.2.7 其他136

11.3工程菌、细胞株大规模培养的生物安全问题137

11.3.1 重组体大规模生产的有关规范137

11.3.2 大规模生物安全等级的分类137

11.3.3 工程菌的大规模培养139

11.3.4 动物细胞的大规模培养问题139

11.4安全防护设备140

11.4.1 发酵罐/培养装置140

11.4.2 后处理设备144

11.5紧急应变计划146

11.5.1 活性有机体溢出146

11.5.2 火灾与爆炸事故147

11.5.3 公用系统事故147

参考文献147

第12章生物安全与 三废 处理150

12.1生物危害“三废”的类型150

12.1.1 废液150

12.1.2 废气150

12.1.3 固体物料150

12.2处理方法151

12.2.1 废液处理151

12.2.2 废气处理154

12.2.3 固体废料处理155

12.3生物危害废料的管理157

12.3.1 建立管理制度157

12.3.2 确定处理方案157

12.3.3 日常管理任务157

12.3.4 处理后废料的安排158

12.3.5 处理过程的监控158

12.3.6 工作人员的培训159

参考文献159

下篇防止污染160

第13章污染现象160

13.1基本情况160

13.1.1 防止污染的意义160

13.1.2 污染现象160

13.2 污染的形成162

13.3污染原因的分析163

13.3.1 从根源分析163

13.3.2 从现象分析165

13.3.3 污染原因统计165

13.4污染的显示166

13.4.1 生物指示剂166

13.4.2 化学指示剂168

13.5污染的危害168

13.5.1 对发酵的危害168

13.5.2 对后处理的危害169

13.5.3 对产品质量的影响169

13.5.4 对生产管理的影响169

13.5.5 对环境保护的影响169

参考文献169

第14章空气净化171

14.1大气中的微生物171

14.1.1 种类与大小171

14.1.2 数量和分布172

14.2实验室的空气净化172

14.2.1 传统的无菌室172

14.2.2 近代的洁净技术173

14.2.3 洁净室175

14.2.4 洁净工作台176

14.2.5 其他局部净化设备176

14.3工艺空气的净化177

14.3.1 压缩空气预处理177

14.3.2 净化方法的发展179

14.4空气过滤除菌180

14.4.1 机理180

14.4.2 过滤效率181

14.4.3 过滤介质、过滤元件、过滤器182

14.4.4 选型与评价184

参考文献187

第15章物料灭菌189

15.1加热灭菌189

15.1.1 热对微生物的致死作用189

15.1.2 实验室灭菌192

15.1.3 工业灭菌194

15.2化学灭菌197

15.2.1 化学灭菌剂的使用要求197

15.2.2 化学灭菌剂及其作用198

15.2.3 化学灭菌的影响因素200

15.3辐射灭菌202

15.3.1 电离辐射202

15.3.2 紫外线辐射204

15.3.3 微波204

15.4过滤除菌205

15.4.1 主要形式205

15.4.2 应用要求205

参考文献206

第16章洁净设备系统208

16.1 基本要求208

16.2反应器的洁净条件208

16.2.1 材料与加工208

16.2.2 结构部件209

16.3管道与阀门的洁净要求213

16.3.1 管道材料213

16.3.2 管道布置213

16.3.3 配管施工215

16.3.4 阀门215

16.3.5 管道系统的死角216

16.3.6 快速连接管道216

16.4就地清洗(CIP)217

16.4.1 意义217

16.4.2 设备218

16.4.3 操作220

16.4.4 验证221

参考文献221

第17章洁净厂房与设施223

17.1法定要求223

17.1.1 现状223

17.1.2 有失法规223

17.1.3 GMP介绍224

17.2厂房设计225

17.2.1 总体布置226

17.2.2 工艺布局226

17.2.3 室内装修229

17.2.4 空气净化231

17.3公用工程233

17.3.1 给水233

17.3.2 排水233

17.3.3 洁净蒸气234

17.3.4 冷冻水234

17.3.5 其他234

17.4验收与验证234

17.4.1 验证要求234

17.4.2 验证范围235

17.4.3 清洁的验证235

参考文献235

第18章污染的监控237

18.1料液污染的检测237

18.1.1 无菌试验237

18.1.2 噬菌体的检查237

18.1.3 支原体的检验238

18.2空气污染的检测239

18.2.1 重力采集239

18.2.2 离心采集241

18.2.3 过滤采集242

18.3空气洁净度的粒子计数242

18.3.1 工作原理242

18.3.2 主要参数243

18.3.3 监控操作243

18.4泄漏检测244

18.4.1 生物反应器及附属压力容器244

18.4.2 管道系统245

18.4.3 过滤器泄漏的检测246

18.5 展望246

参考文献247

附录1 基因工程安全管理办法249

附录2 NIH“准则”中免受“准则”约束的试验253

附录3 NIH已经鉴定的宿主-载体系统255

附录4 重要病原体一览表257