圖1:實驗室的原理圖。
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Y Sreenivas饒1 *年代Rajeshwar饒2
1PGAD，印度特倫加納伊馬拉特研究中心2 印度政府國防部國防研究與發展組織，印度特倫加納
*通訊作者:Y Sreenivas Rao，傑出科學家，PGAD，印度泰倫加納邦海得拉巴伊馬拉特研究中心電子郵件:ysr@rcilab.in
世界衛生組織於2020年1月30日宣布“國際關注的突發公共衛生事件”，並將由SARS-CoV-2病毒引起的疫情命名為COVID-19。這一疾病正在全球蔓延，采取必要措施加以控製是非常重要的。嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)是一種傳播迅速、傳染性高、致病性強的人傳人疾病，目前已蔓延到200多個國家。必須立即建立、擴大、培訓和部署衛生工作者，以發現、檢測、隔離和治療每一個病例，並追蹤每一個接觸者。
新建一個固定的生物安全設施需要很長的時間、大量的人員和大量的資源，從而延誤了疫情的防控。因此，迫切需要一個具有生物安全和靈活性的移動實驗室來管理大流行和突發公共衛生事件。
為了滿足這一需求，作者設計了基於總線的移動病毒診斷實驗室。這個實驗室可以建在現有的公共汽車底盤上;它將具備樣品收集、樣品處理、樣品存儲和廢物處理所需的所有功能和設備。由於是在移動平台上，它可以到達大流行的任何中心，公共衛生當局可以以更快的速度啟動篩查過程。
根據WHO和DBT/ICMR指南，BSL-2實驗室應配備負壓;氣閘和HEPA過濾器為基礎的送風和排風係統。本文討論了在符合上述指導原則的長12米、寬2.6米的公共汽車底盤平台上建造可獨立作為新冠肺炎檢測中心的BSL-2實驗室的設計。
COVID-19;移動實驗室;生物安全;容器
在新冠肺炎疫情持續期間，為遏製疫情傳播，檢測是一個非常重要的方麵。然而，建立固定的生物安全實驗室進行檢測需要花費大量的精力和時間。
為了滿足這一需求，作者設計了基於總線的移動病毒診斷實驗室。這個實驗室可以建在現有的公共汽車底盤上;它將具備樣品收集、樣品處理、樣品存儲、測試和廢物處理所需的所有功能和設備。由於是在移動平台上，它可以到達大流行的任何中心，公共衛生當局可以以更快的速度啟動篩查過程。
過去，為了應對各種疫情，部署了許多流動病毒學實驗室模式，用於診斷、監測、臨床管理、研究和軍事目的。這些流動實驗室的基礎要麼是提供有限流動性的集裝箱平台，要麼是提供流動進入疫情地區的卡車平台。通過文獻調查，可以發現以下針對不同國家不同需求部署的移動實驗室的詳細信息。
在埃博拉疫情期間，中國在塞拉利昂部署了一個車載移動BSL-3實驗室，支持埃博拉病毒的診斷。為此目的，使用了三輛裝載標準集裝箱的卡車，包括主要實驗室集裝箱、輔助集裝箱和指揮集裝箱。實驗室設備包括qPCR和生物安全櫃。實驗室由兩台200千瓦柴油發電機[1]交替供電。
俄羅斯還向幾內亞部署了一個卡車移動實驗室，隸屬於其聯邦消費者權利和人類福利監督局專門防疫股(SAEU)。Mc Namara等[2];俄羅斯財政部，2014;UNOG、2016、2017)。
為應對2005年馬爾堡疫情，世衛組織部署了流動實驗室股，在疫情中心安哥拉威熱支持患者管理和流行病學監測[3]。該流動實驗室單元(MLU)運行了88天，檢測了來自388人的620份口腔拭子/EDTA血液標本。MLU操作可在收到樣本後不到4小時內作出診斷反應，並成為疫情調查的重要組成部分。
法國“國家憲兵”法醫學研究所開發了一個移動DNA實驗室，用於在犯罪現場、恐怖襲擊和災難背景下進行基因分析，在新冠肺炎疫情高峰期間為巴黎的醫院工作隊提供支持。Touron P等人已成功利用這種自主移動DNA實驗室協助COVID-19診斷[4]。
為了應對印度的COVID-19大流行，Rao YS開發了一個移動病毒學研究和診斷實驗室(MVRDL)，這是一個自主的、可移動的BSL-2和3實驗室，位於兩個集裝箱內。MVRDL擁有RTPCR、ELISA讀取器、核酸提取係統、BSC，用於COVID-19診斷[5]。
Parsons A等[6]詳細討論了生物防禦和全球衛生安全相關目的的移動和野戰移動實驗室的效用和準備情況。
在目前的工作中，作者設計了一個基於總線平台的BSL-2實驗室，進一步增加了實驗室的移動性。這個實驗室設有氣閘和更衣室。BSL-2主區配備20pa負壓、高效空氣過濾器供排氣係統、發電機供電和功能齊全的獨立實驗室所需的所有設備，用於采樣和檢測COVID-19。人員和樣品進出的詳細設計理念和規程如下。
生物安全實驗室設計應遵循參考指南並實現以下要求:
•按照實驗室生物安全控製政策平穩運行
•標本采集、失活和儲存
•樣本測試
•實驗室用品和個人防護用品的儲存
•液體和固體廢物處理
•去除實驗室的汙染
設計
建議在一個12米長的移動底盤上建造一個BSL-2實驗室。整車尺寸長12米，寬2.58米，高3.8米。這個實驗室配備了柴油發電機供電。
實驗室原理圖(圖1-3)
圖2:實驗室子區域的布局細節。
圖3:內部布局詳細BSL-2區域。
BSL-2實驗室麵積:根據世衛組織和DBT/ICMR指南[7,8]，BSL-2實驗室必須配備生物安全櫃、冰櫃來存儲樣本、洗眼器/水槽，用於處理實驗室產生的其他廢物。生物廢物處理的高壓滅菌器和灌水罐是可選的。
在本實驗室，BSL-2區的設計遵循相關指導方針。本實驗室配備A2級生物安全櫃，帶動態通箱的手套箱，可在20°C和4°C保存樣品的冰櫃，浸泡槽，SS洗眼槽，雙門高壓滅菌器，用於廢物處理。
生物安全櫃(BSC)放置在離入口門盡可能遠的地方，以使BSC內的層流不受幹擾。其他必要的實驗室設備可放置在上述實驗室設備區。
進入實驗室應佩戴適當的經批準的個人防護裝備，並應通過門禁進行控製。主實驗室區域的人員限製為5人。
實驗室應配備照明係統和閉路電視監控係統。
實驗室應采用鋁覆蓋的無接縫乙烯基地板。實驗室的天花板也應減少接縫。內部建築飾麵應是整體的、不透水的、無顆粒碎裂的、耐化學物質的，特別是耐次氯酸鹽清洗的，並適合在去汙/熏蒸過程中使用化學物質。
實驗室所有的門都應該是可自動上鎖的，並能控製進入。
實驗室的水通過放置在車身上方的3個水箱供應。
實驗室內應設置消防安全報警器，並放置適當的消防設備。
空調係統:HVAC係統應設計成70%通過HEPA過濾器再循環，30%通過BSL-2區域的HEPA過濾器排放。空調應保持在實驗室內部溫度為24±4℃。溫度和相對濕度的指示器應標示在實驗室外麵靠近入口的地方。進、排風係統應設計成每小時換氣12次以上。
發電機室、大型設備區、控製麵板:實驗室的這個區域配有進、排氣空氣處理單元、暖通空調係統、電源麵板和控製實驗室的實驗室控製麵板。雙門高壓滅菌器進入這個房間，從而使清潔和廢物處理通過這個房間。該區域通過鉸鏈雙開門通往外部，方便訪問。這個區域不保持負壓。該實驗室還配備了能運行所有設備的發電機。
PPE穿上室:在這一區域，工作人員脫掉便服並儲存起來，工作人員應穿戴批準的個人防護裝備。出境時，應當穿同樣的衣服。這個房間的門都是連鎖的，所以這個房間的兩扇門不能同時打開。還有，一定要有指示器顯示有人住在這個房間裏。
PPE落紗室:離開時，個人防護裝備會在房間裏脫下。此外，還將在該地區儲存額外的個人防護裝備。這個房間也可以充當氣閘。這個房間的門都是連鎖的，所以這個房間的兩扇門不能同時打開。還有，一定要有指示器顯示有人住在這個房間裏。
壓差維護:應保持不同房間間的壓差，使空氣總是從汙染較輕的區域流向汙染較重的區域。穿寧區房間壓力應為- 5pa，穿寧區房間壓力應為- 10pa, BSL-2區內部壓力應為- 20pa(圖4)。
圖4:壓差方案。
實驗室部署
最初，無論在哪裏部署這個實驗室，都必須作出某些準備。適當的區域，如果可能的話，應與50mtr X 50mtr大小的居住地隔離。焚燒坑的建造須符合廢物處理指引。準備樣品的供應渠道。為人員提供適當的住宿，並建立人員入境通道。這些規定的示意圖如圖5所示。
圖5:實驗室部署示意圖。
樣本收集方法
在客車車身上的樣品采集位置，會有一個門，當需要時可以從外麵打開，如圖所示。疑似患者將通過樣品接收通道進入，並站在靠近大巴樣品采集區域的凸起平台上。患者的鼻咽/口咽拭子由坐在公交車內的醫護人員通過手套箱通過觀察窗收集。樣品將通過動態通箱進入實驗室BSL-2區(圖6)。
圖6:樣本收集方法。
進入/退出協議(圖7)
圖7:進入/退出協議。
人員條目:人員入口從大巴主入口進入。通過門禁係統進入實驗室。人員應通過樓梯和入口通道進入個人防護裝備室，在那裏佩戴個人防護裝備。他們從這個房間直接進入主實驗室區域。
人員退出:出入口有單獨的門。
1)出口門或主實驗室通往脫衣室，人員在脫衣室脫PPE，從PPE脫衣室出口。
2)最後，他們在DONNING Room穿上便裝，離開實驗室
材料進入:所有的樣品通過手套箱收集，並通過動態傳遞箱轉移到BSL-2區。
廢物處理:按照批準的程序滅活廢物;廢物必須在焚燒坑中處理。
檢測設備
總線應配備樣品采集、識別標記、存儲、檢測和廢物處理所需的所有檢測設備。為了滿足實驗室的上述功能，應安裝下列設備。
| S.No | 描述 | 數量 |
| 1 | 冰箱，4°C, 300照明容量 | 1沒有 |
| 2 | 冰箱，-20°C, 340照明容量 | 1沒有 |
| 3. | 冷凍離心機，0.2 ml至15 ml管容量轉子 | 1沒有 |
| 4 | ELISA閱讀器，過濾器0 ~ 4 OD | 1沒有 |
| 5 | 實時聚合酶鏈反應機 | 1沒有 |
| 6 | 核酸提取係統 | 1沒有 |
| 7 | 筆記本電腦和打印機 | 1沒有 |
| 8 | 帶打印機的條形碼製作器 | 1沒有 |
| 9 | 扣籃坦克 | 1沒有 |
| 10 | 微移液裝置，20、100、200和1000微升容量 | 一套四件 |
| 11 | 針碎紙機 | 1沒有 |
| 12 | ii類A2型生物安全櫃 | 1沒有 |
| 13 | 雙扇門高壓釜 | 1沒有 |
在當前COVID-19造成的大流行形勢下，迅速建立和部署樣本收集和檢測設施非常重要。然而，在這種情況下，為此建立固定的生物安全實驗室是非常困難和耗時的。因此，作者提出了一個移動解決方案，稱為基於總線的移動病毒診斷實驗室，它符合BSL-2生物安全指南。由於這種實驗室具有流動性，世界各國政府可以迅速建立和部署在位於疫情中心的偏遠地區。疫情結束後，該移動實驗室可用於研究和培訓目的。
- 張穎，龔瑩，王超，劉偉，王錚，等(2017)2014年埃博拉病毒流行期間塞拉利昂生物安全三級移動實驗室的快速部署。PLoS nel Trop Dis 11: e0005622。［Ref。］
- Mc Namara T, Platonov A, Elleman T, Gresham L(2013)人-動物界麵和人畜共患威脅:俄羅斯聯邦的方法。生物安全生化恐怖11:185-195。［Ref。］
- Grolla A, Jones SM, Fernando L, Strong JE, Stroher U，等人(2011)在2005年安哥拉馬爾堡疫情期間使用移動實驗室單元支持患者管理和流行病學監測。公共科學圖書館熱帶病學雜誌5:e1183。［Ref。］
- Touron P, Siatka C, Pussiau A, Follot S, Fritz T，等(2020)適應SARSCoV- 2冠狀病毒診斷的法醫科學移動DNA實驗室。臨床微生物感染雜誌1-4。［Ref。］
- 饒YS(2020)移動病毒學研究和診斷實驗室(MVRDL: BSL-3)，用於COVID-19篩查、病毒培養和疫苗開發。印度國家科學院工程1-5。［Ref。］
- Parsons A, Matero P, Adams M, Yeh K(2018)研究用於生物防禦和全球衛生安全相關目的的移動和現場運輸實驗室的效用和準備情況。全球安全:衛生、科學和政策3:1 -13。［Ref。］
- 世衛組織(2004)《實驗室生物安全手冊》。第三版，世界衛生組織，瑞士日內瓦。［Ref。］
- 印度政府科學和技術部生物技術司(2017年)重組DNA研究和生物遏製生物安全條例和指南。印度。［Ref。］
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Aritcle類型:研究文章
引用:Rao YS, Rao SR(2020年)基於公共汽車的移動病毒診斷實驗室，用於偏遠地區的COVID-19樣本收集和檢測。J新興病毒6(1):dx.doi.org/10.16966/2473-1846.155
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