任务三　消毒、灭菌与微生物实验室生物安全

任务三　消毒、灭菌与微生物实验室生物安全

在兽医学及工农业生产实践中，常采用多种物理、化学或生物学方法来抑制或杀灭物体上和环境中的病原微生物或所有微生物，以切断传播途径，从而控制或消灭传染病，抑制畜禽产品和生物制品中微生物的生长繁殖，防止其腐败。

一、物理消毒灭菌法

物理消毒灭菌方法是较为常用的消毒灭菌方法之一，其主要包括高温、辐射、超声波、滤过、干燥和低温等。

（一）热力灭菌法

菌种不同，其生长温度范围也不同（表1.2）。高温对微生物具有显著的致死性，其中，细菌繁殖体对高温最为敏感，其次是真菌和病毒，细菌芽孢对高温有很强的抵抗力。在利用高温处理微生物时，可对菌体蛋白质、核酸等产生直接破坏作用，从而达到灭菌的效果。

热力灭菌主要分为干热灭菌和湿热灭菌两大类。在相同温度下，湿热灭菌效果更优，其原因主要是湿热环境中蛋白质含水量增加，菌体蛋白凝固温度低所致（表1.3）；湿热的穿透力比干热强，且蒸汽液化时会释放大量的热，可迅速提高被灭菌物体的温度。

1.干热灭菌法

（1）火焰灭菌法。以火焰直接杀死物品中全部微生物的方法，可分为灼烧和焚烧两种。灼烧是直接用火焰灭菌，适用于耐烧的金属器具、试管口等物品的灭菌；焚烧是直接点燃或在焚烧炉中对物体进行焚烧，常用于烧毁的物品，如动物尸体、病畜垫料及其他污染物等。

（2）热空气灭菌法。利用干热灭菌器，以干热空气进行灭菌的方法。适用于高温下不损坏变质、不蒸发的物品，如各种玻璃器皿、瓷器、金属器械等。在干热情况下，由于热空气的穿透力较低，需在160 ℃维持2 h 才能达到杀死所有微生物及其芽孢、孢子的目的。

2.湿热灭菌法

（1）煮沸消毒法。在常压下，煮沸10～20 min 可杀死所有细菌的繁殖体，芽孢需煮沸1～2 h才能被杀死。若在水中加入2%碳酸钠或2%～5%石炭酸，可以提高沸点，增强杀菌力。外科手术器械、注射器、针头以及食具等多用此法消毒。

（2）流通蒸汽灭菌法。用蒸笼或流通蒸气灭菌器进行灭菌，一般在100 ℃加热30 min，可杀死细菌的繁殖体，但不能杀死芽孢和霉菌孢子。所以常在100 ℃加热30 min 消毒后，将被消毒物品置温箱中过夜，待芽孢发芽，第二天和第三天用同样方法进行处理和消毒，这样连续三次，可望达到完全灭菌的方法称为间歇灭菌法。这个方法对一些不耐高温的培养基，如鸡蛋培养基、血清培养基、糖培养基的灭菌最为适用。为了不破坏血清等，还可用较低些的温度（如70 ℃）加热1 h，连续6 次，也可达到灭菌目的。

（3）巴氏消毒法。以较低温度杀灭液态食品中的病原菌或特定微生物，而又不严重损害其营养成分和风味的消毒方法。可分为3 类：第一类为低温维持巴氏消毒法，在63～65 ℃维持30 min；第二类为高温瞬时巴氏消毒法，在71～72 ℃保持15 s；第三类为超高温巴氏消毒法，在132 ℃保持1～2 s。目前，主要用于酒类及牛乳等食品的消毒。

（4）高压蒸汽灭菌法。是应用最广泛、最有效的灭菌方法。在一个标准大气压下，蒸汽的温度只能达到100 ℃。当蒸汽被限制在一个密闭的金属容器内，继续加热，由于蒸汽不断产生而加压，随着压力的增加，水沸腾的温度即蒸汽的温度也相应升高，以此提高灭菌的效果。通常在103.4 kPa 蒸汽压下，于121.3 ℃维持15～20 min，可杀死包括细菌芽孢在内的所有微生物。凡耐高温、不怕潮湿的物品（如各种培养基、溶液、玻璃器皿、金属器械、敷料、橡皮手套、工作服和小实验动物尸体等），均可用这种方法灭菌。所需温度和时间视灭菌材料的性质和要求决定。

（二）辐射灭菌法

辐射包括电磁波辐射和粒子辐射。电磁波辐射是由赫兹电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线、宇宙线辐射构成；粒子辐射由α 射线、β 射线以及高能质子、中子等组成。α射线是带正电的质子，β 射线是带负电的电子。

辐射对细菌的影响，随其性质、强度、波长、作用的距离、时间的不同而异，但必须被细菌吸收，才能影响细菌的代谢。辐射对微生物的灭活作用可分为电离辐射和非电离辐射两种。非电离辐射还包括可见光、日光、紫外线和微波等。

1.可见光

可见光波长为400～800 nm，是介于红外线与紫外线之间的肉眼可见的光线。具有微弱的杀菌作用，若将某些染料（如结晶紫、美蓝、汞溴红、伊红、沙黄等）加到培养基或涂在外伤表面，能增强可见光的杀菌作用，这一现象称为光感作用。在有氧情况下，染料激活氧或染料氧化后生成氧化物可起到杀菌作用。光感作用对原生动物、细菌、毒素、病毒和噬菌体等均有灭活作用。革兰氏阳性菌对光感作用比革兰氏阴性菌敏感。伊红、汞溴红和美蓝仅作用于革兰氏阳性菌，而沙黄则作用于革兰氏阴性菌。

2.日光

直射日光有强烈的杀菌作用，是天然的杀菌因素。许多微生物在直射日光的照射下，半小时到数小时即可死亡，芽孢则需经20 h 左右才能死亡。日光的杀菌效果受环境影响较大。生产中，日光对被污染的土壤、牧场、畜舍、用具等的消毒以及江河的自净作用均具有重要的意义。

3.紫外线

紫外线中波长为200～300 nm 的部分具有杀菌作用，其中以265～266 nm 的杀菌力最强，这与DNA 的吸收光谱范围一致。紫外线主要作用于DNA，使同一条DNA 链上相邻的两个胸腺嘧啶共价结合而形成二聚体，干扰DNA 复制和转录时的正常碱基配对，导致细菌发生致死性突变而死亡。此外，紫外线还可使空气中的分子氧变为臭氧，释放出氧化能力强的原子氧而具有杀菌作用。实验室通常使用的紫外线杀菌灯，其紫外线波长为253.7 nm，杀菌力强而稳定。紫外线的穿透力较弱，普通玻璃、纸张、尘埃、水蒸气等均能阻挡紫外线，故只能用于微生物实验室、无菌室、手术室、传染病房、种蛋室等的空气消毒，或用于不能用高温或化学药品消毒物品的表面消毒。

4.电离辐射

放射性同位素的射线（即α 射线、β 射线、γ 射线）和X 射线以及高能质子、中子等可将被照射物质原子核周围的电子击出，引起电离，故称为电离辐射。在足够剂量时，对各种细菌均有致死作用。电离辐射也可使补体、溶血素、酶、噬菌体及某些病毒失去活性。各种微生物对电离辐射的敏感性有很大的差异，也与它们的生理状态有关。

生产中，由于α 射线、高能质子、中子等缺乏穿透力，主要应用X 射线、γ 射线和β 射线。其常用于大量一次性塑料制品的消毒，也可用于食品、饲料的消毒，且不破坏其营养成分。

5.红外线

红外线是波长为0.77～1 000 μm 的电磁波，尤以1～10 μm 波长的热效应最强。红外线的灭菌作用与干热灭菌法相似，灭菌所需的温度和时间也同于热空气灭菌。此法多用于医疗器械的灭菌。

6.微波

微波是波长为1 mm～1 m 的超高频电磁波，其穿透力强，可穿透玻璃、塑料薄膜和陶瓷等物质，但不能透过金属表面。消毒中常用的微波频率为915 MHz 和2 450 MHz，目前主要用于食品工业，医药方面用于维生素和中药丸剂等的灭菌。

（三）超声波灭菌法

超声波是指频率在20 000～200 000 Hz 的声波。细菌和酵母在超声波作用下于几十分钟内可死亡，大多数噬菌体和病毒对超声波也有一定的敏感性，但小型病毒对超声波不敏感，细菌的芽孢对超声波具有抵抗力。超声波处理虽可使菌体裂解死亡，但往往有残留，又因超声波费用颇大，故未应用于消毒灭菌。目前超声波主要用于裂解细胞，提取细胞组分，研究其抗原、酶类、细胞壁的化学性质以及从组织内提取病毒等。

（四）滤过除菌法

滤过除菌是通过机械、物理阻留作用将液体或空气中的细菌等微生物除去的方法。但滤过除菌常不能除去病毒、支原体以及细菌L 型等微生物。

糖培养液、各种特殊的培养基、血清、抗生素、维生素、氨基酸等不能加热灭菌的液体常用滤器过滤除菌。滤菌器的除菌性能与滤器材料的特性、滤孔大小、静电作用等因素有关。目前常用的滤器有薄膜（滤膜孔径常用0.45 μm 和0.20 μm 两种）滤菌器、陶瓷滤菌器、石棉滤菌器（也称Seitz 滤菌器）、烧结玻璃滤菌器等。另外，还可用滤过进行病毒的分离。利用空气过滤器可进行超净工作台、无菌隔离器、无菌操作室、实验动物室以及疫苗、药品、食品等生产中洁净厂房的空气滤过除菌。空气过滤器因使用滤材的不同，按其滤效分为4 级（表1.4）。

（五）干燥与低温抑菌法

1.干燥

微生物在干燥环境中失去大量水分，使新陈代谢发生障碍而抑制其生长繁殖，甚至引起菌体蛋白质变性和由于盐类浓度的增高而逐渐导致死亡。不同种类的微生物对干燥的抵抗力差异大。巴氏杆菌、嗜血杆菌、鼻疽杆菌在干燥的环境中仅能存活几天，而分枝杆菌耐受时间可达90 天。细菌的芽孢对干燥有强大的抵抗力，如炭疽杆菌和破伤风梭菌的芽孢在干燥条件下可存活几年甚至数十年以上。真菌的孢子对干燥也有强大的抵抗力。常用干燥法来保存食品、饲料、谷类、皮张、药材等。

2.低温

大多数微生物对低温具有很强的抵抗力，如伤寒沙门菌置于液氮（ -195.8 ℃）中其活力不被破坏，许多细菌在-20 ℃或-70～-50 ℃下可以存活，细菌芽孢和真菌孢子可在-195.8 ℃下存活半年。温度越低，病毒存活的时间也越长。当微生物处于最低生长温度以下时，其代谢活动降低到最低水平，生长繁殖停止，但仍可长时间保持活力。所以，常在5～10 ℃下保存细菌。但是，对低温特别敏感的细菌（如脑膜炎奈瑟菌、流感嗜血杆菌等），在冰箱内保存比在室温下保存死亡更快。

（六）渗透压

各种细菌都有一个最适宜的渗透压。细菌对于渗透压有一定的适应能力，渗透压的逐渐改变对于细菌的活力没有多大影响，突然改变则可导致死亡。

细菌细胞在高渗压的溶液内，由于脱水而发生质壁分离。脱水的细菌不能进行正常的新陈代谢或停止生长。日常生活中，利用渗透压抑制或杀死细菌的典型实例是应用高浓度的盐液（10%～15%）和糖液（50%～70%）均能抑制或杀死细菌。但在高浓度的盐液或糖液中，细菌并非全部死亡，其中一部分处于被抑制状态。然而，还有某些细菌必须在高渗液中才能生长，称为高渗菌。按其所处的环境，它们被称为嗜盐菌或嗜糖菌。

二、化学消毒灭菌法

许多化学药品能够抑制或杀死微生物，已广泛用于消毒、防腐及治疗疾病。用于杀灭病原微生物的化学药品，称为消毒剂；用于抑制微生物生长繁殖的化学药品，称为防腐剂或抑菌剂。实际上，消毒剂在低浓度时只能抑菌，而防腐剂在高浓度时也能杀菌，它们之间并没有严格的界限，统称为防腐消毒剂。用于消除宿主体内病原微生物或其他寄生虫的化学药品，称为化学治疗剂。消毒剂与化学治疗剂不同，它在杀灭病原微生物的同时，对动物体的组织细胞也有损害作用，所以只能外用或用于环境的消毒；而化学治疗剂对于宿主和病原微生物的作用具有选择性，它们能阻碍微生物代谢的某些环节，使其生命活动受到抑制或死亡，而对宿主细胞毒副作用甚小。

（一）消毒剂种类及应用

消毒剂的种类很多，其杀菌作用也不相同，一般可根据用途和消毒剂特点选择使用。最理想的消毒剂应是杀菌力强、价格低、无腐蚀性、能长期保存、对动物无毒性或毒性较小、无残留或对环境无污染的化学药品。

消毒剂的杀菌机制复杂而多样，根据对菌体的作用大致可分为以下几类：①使菌体蛋白质变性或凝固，如酚类（高浓度）、醇类、重金属盐类（高浓度）、酸碱类、醛类；②损伤细菌细胞膜，如酚类（低浓度）、表面活性剂、醇类等脂溶剂；③干扰细菌的酶系统和代谢，如某些氧化剂、重金属盐类（低浓度）；④改变核酸的功能，如染料、烷化剂等。

化学消毒剂的种类很多，其杀菌和抑菌作用也不相同。一般可根据用途与消毒剂的特点选择使用（表1.5）。

（二）影响消毒剂的因素

1.消毒剂的性质、浓度与作用时间

各种消毒剂对微生物的作用方式均不相同。一般是化学药品与微生物接触后，或是作用于胞浆膜，使其不能摄取营养，或是渗透至胞浆膜内，使原生质遭受破坏。能溶于水的化学物质，其杀菌作用显著。一般浓度越大，作用时间越长，则杀菌效果越强。但乙醇以70%左右杀菌力最强。

2.微生物的种类及特性

不同种类的微生物（如细菌、病毒、真菌、支原体等），对不同的消毒剂的敏感性是不完全一样的，细菌的繁殖体及其芽孢对化学药品的抵抗力不同，芽孢则有较强的抵抗力；幼龄菌比老龄菌敏感；革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌对不同消毒药品的敏感性也不相同。

3.有机物的存在

消毒剂与环境中有机物结合，会严重降低消毒剂的杀菌效果。有机物也有机械保护微生物的作用，所以在消毒皮肤及伤口时，要先清洗，再行消毒。痰、粪便、畜禽圈舍的消毒，要选用受有机物影响较小的消毒药物。

4.温度

消毒剂的杀菌作用与温度的关系也很密切。一般消毒剂，当温度升高时，杀菌能力加强。每当温度升高10 ℃，金属盐类的杀菌作用增加2～5 倍，石炭酸的杀菌作用增加5～8 倍。

5.pH 值

酸碱度对微生物和消毒剂均有影响。pH 值改变时，菌体的电荷也在发生改变。在碱性溶液中，菌体带负电荷较多，所以阳离子去污剂的作用较大；在酸性溶液中，则阴离子的杀菌作用更显著。同时，pH 值也影响消毒剂的电离度，一般未电离的分子，较容易通过细胞膜，杀菌效果好。

6.药物的相互拮抗

消毒剂由于理化性质的不同，两种药品合用时，可能产生相互拮抗，使药效降低。如阴离子清洁剂肥皂与阳离子清洁剂苯扎溴铵共用时，可发生化学反应而使消毒效果减弱，甚至完全消失。

（三）化学治疗剂对微生物的影响

化学治疗剂是用以消除宿主体内病原微生物或其他寄生物的化学药品，如磺胺药和其他抗代谢药物（如叶酸对抗药、嘌呤对抗药、氨基酸对抗药等）。化学治疗剂对于宿主和微生物的作用具有选择性，它们能阻碍微生物代谢的某些环节，使其生命活动受到抑制或死亡，而对宿主无害。

三、生物灭菌法

在自然界中能影响微生物生命活动的生物因素很多，如在各种微生物之间，或是微生物与高等动植物之间，经常存在着相互影响的作用，如寄生、共生和拮抗现象等。

（一）抗生素

某些微生物在新陈代谢过程中产生对另一些微生物有抑制或杀灭作用的物质，称为抗生素。目前，应用的抗生素多从放线菌（如链霉菌）、霉菌（如青霉素菌）或某些细菌（如多黏菌素）的培养液中提取，有些抗生素也能用化学方法合成或半合成。到目前为止，已经发现的抗生素有2 500 多种，但大多数对人和动物有毒性，临床上最常用的抗生素只有几十种。不同的抗生素的抗菌作用也不相同，临床治疗时，应根据抗生素的抗菌作用选择使用。

抗生素的作用对象有一定的范围，称为抗菌谱。常用的抗生素按抗菌谱大致可分为4类：窄谱抗生素、广谱抗生素、抗酶菌抗生素和抗癌抗生素。广谱抗生素有氯霉素、金霉素、土霉素和四环素等，而青霉素主要对G +菌有抑制作用；多黏菌素主要杀死G -菌，称为窄谱抗生素。

抗生素的作用原理主要是干扰细菌的新陈代谢过程从而达到灭菌的目的，可分为4 种主要类型：干扰细菌细胞壁的合成、损伤胞浆膜、影响细菌细胞的蛋白质合成和影响核酸（DNA 或RNA）的合成。

（二）噬菌体

噬菌体是感染细菌的病毒，具有病毒的一般生物学特性。噬菌体有一定的形态结构，严格的寄生性，只能在易感的活细菌体内生长繁殖，干扰细菌的正常代谢或引起菌体的裂解。噬菌体在自然界分布很广，凡有细菌的地方都有噬菌体的存在，而且细菌越多的地方噬菌体也越多，所以污水粪便、垃圾是分离噬菌体的最好材料。

1.形态和结构

噬菌体的形态有3 种，即蝌蚪形、微球形和纤丝形（图1.22），大多数噬菌体呈蝌蚪形，这种噬菌体具有圆形、卵圆形或六角形的头和长短不等的尾。头是由蛋白质构成的头膜，内含核酸，其大小为（45～50） nm×（50～150） nm。尾部主要含有蛋白质，由一中空管状体的尾髓和可收缩的尾鞘，还有末端的尾板其上伸出六支尾刺及细长的尾丝组成。尾的长短不一，短的为10～40 nm，长的为100～200 nm。微球形噬菌体无尾部，呈二十面体结构。纤丝噬菌体结构较为简单，是一条呈略弯曲的纤丝，长达600～800 nm。

2.噬菌体与寄主的关系

凡能引起寄主细胞迅速裂解的噬菌体，称为烈性噬菌体，这种细菌称为敏感性细菌。例如T 系噬菌体侵入大肠杆菌（品系B）的过程约需30 min 便能引起被侵入菌的裂解。在自然界中还存在着一种温和型噬菌体，它们侵入细菌细胞之后，不是使细菌裂解，而是以其核酸附着于细菌染色体的一定位置上，与细菌染色体一道复制，而且随细菌的繁殖传给每个子细菌，此时菌体内找不到形态上可见的噬菌体粒子，而是以形成噬菌体的结构单位存在，因此被称为前噬菌体。这种噬菌体称为温和型噬菌体，这种含有温和型噬菌体的细菌称为溶原性细菌。

溶原性细菌可以自发地释放噬菌体，每一代有10 -2～10 -5细胞发生裂解，释出具有感染能力的噬菌体。也可以通过诱导释放噬菌体，已知具有诱导能力的物理化学因素有紫外线、电离辐射、氮介子气、有机过氧化物、乙烯亚胺等。

3.作用与应用

噬菌体裂解细菌的作用，具有“种”和“型”的特异性，即某一种或型的噬菌体只能裂解相应种或型的细菌，对其他种或型的细菌则不起作用。因此可用噬菌体来防治疾病和鉴定细菌。例如，用噬菌体鉴定细菌时，若用液体培养基，可将少量细菌接种于含一定浓度噬菌体的液体培养基中；若用平板，可将少量已知的噬菌体和适量的未知的细菌混合后，倾注于琼脂平板上，或先将琼脂平板上接种（或涂布）浓厚细菌，点滴噬菌体于其上，培养6～24 h后，如果出现没有细菌生长的噬菌斑——阴性菌落，即证明未知菌与已知的噬菌体是一致的。这种方法可用于葡萄球菌、炭疽杆菌、布氏杆菌等的分型和鉴定，既快速又准确。如目前用噬菌体对葡萄球菌已分出132 个型。

（三）细菌素

细菌素是某种细菌产生的一种抗菌性物质。其杀菌范围较窄，有一定的特异性，只能作用于同种不同菌株的细菌以及与它相近的细菌。作用类似抗生素，但只能杀灭细菌，却不能引起细菌裂解。例如，大肠杆菌所产生的细菌素称为大肠菌素，它是一种脂多糖-蛋白质复合物，相当于它的O 抗原。大肠菌素除了作用于某些型别的大肠杆菌外，还能作用于相近的志贺氏杆菌、沙门氏菌和巴氏杆菌等。常见的重要细菌素见表1.6。

四、微生物实验室生物安全

进入21 世纪以来，出于对疫病流行、环境污染以及生物恐怖的担心，人类社会对生物安全高度重视。兽医微生物实验室直接接触、处理病原微生物及其提取物（如DNA、毒素等），理所当然涉及生物安全的问题，在学习微生物学时应有所了解。

（一）生物安全的要求

实验室的生物安全实质上具有3 层含义：其一是指防止病原微生物及其他有害生物或物质传入实验室，英文为“biosecurity”；其二是指防止病原微生物等传出实验室，英文为“biosafety”；其三是指实验室人员的自身安全防护，英文为“biosecurity”或“biosafety”。兽医微生物实验室主要从事病原微生物的检验及相关研究，我国对病原微生物实验室的生物安全制定了国家标准（GB 19489—2008）。

目前，我国兽医微生物实验室的安全要点主要包括以下几个方面：

（1）生物安全的潜在危险在于处理临床样本，样本的气溶胶往往最易污染实验室并造成人员感染。所有送检样本都应视为有传染性并做相应处理，不允许用嘴吸加液体，应使用相应器械。

（2）涉及有害物质的实验室人员应具备防范生物危害的知识，人员的数量及流动应予控制。实验室人员必须穿戴全套防护服，甚至面罩、防护眼镜等。这些用品使用后应做灭菌处理。要有良好的卫生习惯，尤其要注意洗手。实验室内不允许吃、喝、涂抹化妆品及装隐形眼镜。实验室工作人员必须接种相关预防性生物制品疫苗。

（3）对所有污染材料及水，包括样本、试验器材、动物等，必须规定明确的消毒程序，并予实施。推荐使用含氯5.25%的消毒剂或其他消毒剂。

（4）最主要的防护并非设施，而是工作人员本身，造成事故最常见的原因主要是工作人员缺乏有关知识、训练和粗心大意。

（5）只有经培训的人员才能处理动物，操作时动物应予麻醉或镇静，避免伤害人及动物。

（二）微生物实验室的生物安全分类

凡涉及微生物及其提取物或基因工程产物操作的实验室，根据对病原微生物不同种类的生物安全要求，对实验室的设计、设施也有所不同。目前国际公认的微生物实验室分为生物安全（BSL）1～4 级。其中BSL-1 最低，BSL-4 最高。BSL-1～BSL-4 俗称P1～P4。以BSL-1～BSL-4表示仅从事体外操作的实验室的相应生物安全防护水平。

（1）BSL-1 实验室。可从事已知对实验室工作人员和动物无明显致病性，对环境危害程度微小，特性清楚的病原微生物的实验工作。实验室与建筑物中的一般通道不隔开，一般在实验台上操作，不要求使用或经常使用专用封闭设备。

（2）BSL-2 实验室。适用于操作能够引起人类或者动物疾病，但一般情况下对人、动物或者环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生物。实验室工作人员要经过操作病原微生物的专门培训，并由能胜任的专业人员进行指导和管理；工作时限制外人进入实验室；某些产生传染性气溶胶或溅出物的工作要在生物安全柜或其他封闭设备内进行；对污染的锐器采取高度防护措施。凡从事微生物基因的操作，均需在BSL-2 实验室进行。

（3）BSL-3 实验室。供处理危险病原体使用，适用于可以通过吸入途径引起严重的或致死性疾病的病原体的实验工作，与上述相近的或有BSL-2 实验室的标记有抗原关系的，但尚未完全认知的病原体，也应在此种水平条件下进行操作，直到取得足够的数据后，才能决定是继续在此种安全水平下工作还是在其他等级生物安全水平下工作。例如，从事高致病性禽流感和口蹄疫研究或检测的，必须进入BSL-3 实验室。再如，艾滋病病毒，美国原先规定必须在BSL-3 实验室操作，后来明确了其感染途径，表明没有必要如此严格，决定改在BSL-2实验室即可。BSL-3 实验室的实验人员在处理病原体方面要经专门培训，并由有关专家进行监督管理。传染性材料的所有操作均要在生物安全柜或其他物理防护设施内进行，工作人员要穿适宜的防护服和装备。BSL-3 实验室要经过专业的设计和建造。

（4）BSL-4 实验室。能够安全地从事国内和国外的，能通过气溶胶传播，实验室感染高度危险，严重危害人和动物生命和环境的，没有特效预防和治疗方法的微生物工作。与上述相近的或有抗原关系的，但尚未完全认识的病原体也应在此种水平条件下进行操作，直到取得足够的数据后，才能决定是继续在此种安全水平下工作还是在低一级安全水平下工作。例如，研究埃博拉病毒、尼帕病毒等病原的实验室，必须达到BSL-4 的安全水平。BSL-4 实验室对防止微生物扩散到环境中有特殊的工程和设计要求。每一名实验室工作人员在处理病原微生物方面均要有特殊的和全面的培训；要具有法定资格的科学家监督管理。实验室主任要严格控制进入实验室的人员。实验室应是独立的建筑物或是建筑物内的隔离区。要实施特殊的实验室安全工作细则。

（三）生物武器与生物反恐

生物武器是以生物战剂杀伤生命的武器。生物战剂是用以杀伤人、畜和破坏农作物的致病微生物、毒素和其他生物活性物质，是重要的生物武器。可作为生物战剂的因子分为两类：

（1）A 类因子。其包括炭疽杆菌、肉毒杆菌毒素、土拉弗朗西斯菌、鼠疫杆菌、天花病毒、出血热病毒、蓖麻毒蛋白等，此类因子易传播，致死性强，对公众健康危害极大，是高效的生物武器战剂。

（2）B 类因子。其包括沙门菌、志贺菌、引致Q 热的贝氏柯克斯体等，较易传播，但致死率低。

其他如疯牛病、肠出血型大肠杆菌病、猪流感以及禽流感等疾病的病原，也具备作为生物战剂的条件。

目前，生物武器受到国际社会的密切关注与严格控制。为保护社会安全，首先，应加强对相关病原体的研究，提高对生物恐怖因子的检测和识别能力，开发和完善更为有效的诊断和防治方法，并做好相应疫苗、药品、试剂、器材的储备工作；其次，建立完善的预防、报告、检测、治疗体系，加强对生物恐怖事件的监测，提出紧急预防措施及调查处置的方案，以期防患于未然，阻止生物恐怖袭击的发生。