自2019年12月出现新型冠状病毒肺炎(COVID-19)以后,全国各地均启动了突发公共卫生事件一级响应,实行了强有力的防疫措施。医院是患者聚集之地,各个科室都可能存在感染风险,生殖医学中心同时也面临着重大考验,体外受精(in vitro fertilization,IVF)实验室在生殖医学中心承担着授精、胚胎培养、胚胎冷冻储存等重要任务,同时也是医患交汇之处,存在潜在的交叉污染风险,因此有必要制定有效的防范措施和流程,以降低风险,保障辅助生殖技术安全及应对将来可能发生类似突发性的大面积感染事件。本文在近期新型冠状病毒流行期间针对IVF实验室防护进行探索,结合我们的实践对出入实验室的医务人员、患者、污物、耗材以及净化系统、配子、胚胎管理的防护流程进行探讨。






版权归中华医学会所有。
未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
近年来,全球频发、新发、突发传染病疫情,如甲型流感(A/PR/8/34株,H1N1)、重症急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)、埃博拉病毒出血热疫情等。为应对不同时期暴发的各种传染病疫情,医疗机构实验室应该按照国家相关法律法规要求,加强生物安全防护的建设和管理[1]。体外受精(in vitro fertilization,IVF)实验室在辅助生殖医学科占据了非常重要的位置,一方面由于它的特殊性,要求是一个无毒性、无病原体,必须适合卵子受精和胚胎发育的环境,另一方面是一个相对密闭的环境,人员流动容易造成交叉感染,因此更需要加强生物安全防护。IVF实验室的培养环境、操作人员及实验设备与耗材等因素是实验室运行稳定和安全的关键因素[2],由于带有传染性疾病的人类生产活动可产生病毒气溶胶[3],不可避免会沉积到周围人的身上、手上或其他手可触及的物体表面上,因此IVF实验室中可能从人体衣物、通风管道[4]、试剂耗材等物资包装表面[5]、无症状患者(可能通过呼吸道、男性患者精液[6],女性患者卵泡液、血液[7]等途径进入)。患者精液、卵泡液等体液飞沫形成气溶胶沉积在人体皮肤表面及其他可触及的表面,再接触到人容易感染的地方(比如眼睛),这样可能使医务人员发生感染。而实验室是一个相对密闭的环境,大部分空气是循环状态,通风量不足,使病毒颗粒越聚越多,很难全部排出去,从而增加了IVF实验室污染概率。尽管目前没有证据表明冠状病毒对配子和胚胎的直接损害,对于冠状病毒我们并未完全了解透彻,能否通过人体本身、病毒颗粒落入培养微滴、液氮中交叉感染等传播和对IVF实验室、配子、胚胎的危害性有待于研究。因此,当启动IVF实验室工作时,以上任何一种途径都可能存在污染或感染的隐患。在新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)流行期间除了按照常规实验室质量和安全管理外,更要针对性地做好防护措施。我们总结了以下IVF实验室病毒污染风险事件防范对策,希望进一步为辅助生殖实验室风险管理提供策略和建议。
1.实验室医务人员管理COVID-19疫情暴发以来,医务人员感染数量逐渐增加[8],医院医务人员、患者可能存在交叉接触,由于病毒潜伏期较长,可达14 d,甚至无症状感染者也可能成为传染源[9],因此任何人相互接触都有可能存在感染的风险。按照COVID-19疫情常规管理中,实施重点人群“应检尽检”,医务人员是其中之一[10],进入IVF实验室操作人员也应定期进行核酸检测。由于IVF实验室是一个相对密闭系统,实验室环境中尘埃粒子、纤维、微生物等大部分可能是从人体或进入实验室的材料携带进去[11]。进入实验室的医务人员正确使用防护用品和执行标准的防护操作,充分熟悉和掌握各项操作流程,才能将感染的风险降至最低。
(1)医务人员出入实验室管理:首先在有条件情况下可借鉴SARS和H1N1流行时期的经验[12, 13],建议在外科手术室“三区两通道”的基础上增设为“三区五通道”(图1),划分污染区(非限制区)、半污染区(半限制区)、清洁区(无菌区),无交叉的双通道,不同级别的净化区之间均设有缓冲间。胚胎实验室技术人员从进入科室到核心实验室要从专用通道(图1)进入,这个过程必须要严格的更衣更鞋流程。进实验室流程如下:进入科室(第1次更换专用衣服、换鞋)—进入实验室更衣间(第2次更鞋、更换洗手衣、戴口罩、手术帽)—进入核心实验室盥洗间(第3次更鞋、洗手、穿隔离衣)—进入核心实验室;从实验室走出流程如下:走出核心实验室(洗手、更衣、第1次换鞋)—走出实验室门口(第2次换鞋)。需要注意的是,胚胎学家要求按照规定的固定路线出入IVF实验室,戴口罩、帽子等着装要严格符合院感要求;手术衣、拖鞋、口罩、帽子等更换后应弃于指定在点,口罩约4 h更换一次。另外为保证实验室正常运行,实验室工作人员根据资质按高、中、低搭配分为两组,这期间避免两组人员见面,以免交叉感染,在满足当天工作量的前提下限制到最少的人数,尽可能避免人员反复进出实验室。


注:限制区(清洁区)包括培养间、冷冻间、冷冻储存间、精液处理室、取卵间、胚胎移植间、无菌物品储存间等;半限制区(半污染区)包括试剂暂存间、实验室前厅、更衣室、耗材库房等;非限制区(污染区)包括更鞋前区、术后器械盥洗间、污物暂存处;IVF示体外受精
(2)不同岗位的防护:除了常规正确戴口罩、帽子、隔离衣外,进入IVF实验室的医务人员需更换专用防护袜,一方面防止体液飞溅到裸露的脚踝,另一方面防止微生物、皮屑等带入实验室,特别是手术取卵岗、精液处理岗位和捡卵岗位,可能存在卵泡液和精液污染的风险。更换防护袜时把袜口包裹裤子防止脚踝外漏;精液处理人员须带无菌手套和护目镜,防止精液吹打形成飞沫与眼睛接触;拾卵岗有捡卵操作箱(可拆卸消毒)的情况下,可不用配戴护目镜,若在无防护罩的IVF工作站捡卵可戴特制护目镜(方便在体式镜下观察);精液解冻时须常规戴护目镜以防止爆管炸伤或精液飞溅入眼睛。
2.患者管理:不孕患者夫妻双方在门诊就诊时必须严格排查,比如患者及家人无发热、咳嗽、乏力、腹泻等症状,严格做好体温测量,确保患者及家人近期无疫区居住史、停留史及接触疑似病例史等,在住院前必须持有符合防疫要求的新冠病毒核酸检测阴性结果,并按我国疫情防控相关政策进行处理,必要时终止助孕治疗[14]。
(1)女方取卵管理:若有病房条件的科室,女方患者在进入手术室之前更换病号服,戴医用口罩和帽子,进入手术室前厅换鞋,穿鞋套,并洗手,并带一次性无菌手套,然后进入更衣间更换患者专用手术衣,并二次更鞋,再进入冲洗间冲洗消毒,通过患者通道进入取卵间手术。如果当天有多个患者行取卵手术,应控制一次进入一人,保证一个房间不超过一人。为避免患者出入交叉接触,可设计出入双向通道,患者更衣柜设计为两面开门(以更衣柜为隔断,更衣柜的门一面设在患者进入手术室的更衣间,另一面设在患者进入休息区的更衣室,相通的门上标上相同的号码,避免拿错衣物)。
(2)男方取精管理:男方从男患者通道进入取精室,取精之前同样更换病号服,戴医用口罩和帽子,并换鞋,穿鞋套,再进行手消毒并清洗。为避免交叉感染,核查身份和交代取精时前厅限制一次进入一人,取精室门控设置由患者按门铃提示取精完毕,由医务人员控制开门,取精结束后同样限制一次出一人,做到出入互不交叉。所有患者取精完毕对取精室进行紫外线消毒,并对取精室的门把手和传递窗把手等接触频繁高的表面进行消毒处理。
医疗废物具有直接或间接感染性、毒性以及危害性的废物[15],收集管理不善易引起疾病传播[16],甚至污染周围的环境。在严格执行中华人民共和国国务院令第380号文件,关于《医疗废弃物管理条例》及《环境保护法》规定的前提下,根据医院医疗、科研、日常工作实际情况,在病毒传染流行期间我们制定医院相应医疗废弃物管理制度如下:①IVF实验室的污物严格分类收集,规范处理,及时处理;②对使用过的试管、培养皿等用专用的垃圾袋和垃圾桶(黄色)装,处理完毕扎紧袋口,双层封闭处理;③培养皿、试管、试剂瓶等外包装丢弃在生活垃圾袋和垃圾桶(黑色),巴氏管、拆卵针丢弃在利器盒并做好警示标志;④女患者冲洗间、取卵间和移植室的医疗垃圾单独处理,同外科手术室医疗垃圾处理方式[17];⑤手术工作完后垃圾通过污物传递窗传递出去,再由污物通道(图1)运送出去,若是单走廊洁净缓冲无独立的污物通道,可使用手术室污染物品密闭转运车[18];⑥一次性使用的采精杯,手术采卵针、移植管等接触患者体液的材料处理用2000 mg/L含氯消毒液浸泡1 h后,用双层专用垃圾袋,送医院指定地点,集中毁形、焚烧处理;⑦一次性使用的帽子、口罩、纱布等,使用后也应装入专用垃圾袋,送医院指定地点统一处理,绝不可自己处理或随意扔掉,避免造成社会环境污染。
《人类辅助生殖技术规范》[19](卫科教卫[2003] 176号文件)规定执行,IVF实验室环境要符合卫生部医疗场所Ⅰ类标准,设置空气净化层流室,操作间应达到千级净化。层流实验室的原理是通过初效、中效、高效等将进入的空气层层过滤以一种均匀、稀薄的气流进入实验室。其中高效空气过滤器(high efficiency particulate air filter,HEPA)可有效去除空气中的烟雾、灰尘以及细菌等污染物,对直径大于0.3 μm微粒去除效率可达到99.97%以上。虽然病毒直径为60~220 μm,平均直径只有100 nm,但在病毒进入风道的过程中可以通过撞击受到范德华力的影响被黏附在HEPA滤网纤维上,也可以通过附着病毒的大于0.3 μm的颗粒而被过滤。研究表明层流装置可以改善因人员流动导致的污染,但人员流动一定程度上也减弱了系统的作用[20],这是因为一方面手术室人员流动使封闭空间变成相对开放空间,层流系统缓冲作用受到削弱,另一方面尽管层流作用能阻止外部微生物和细菌进入到室内,但不能阻止人为性的携带进入。研究表明,新冠肺炎病毒的传播方式主要是经呼吸道飞沫和密切接触传播,在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能[21]。IVF实验室的空气大部分是循环风,它是相对密闭的空间,若病毒或细菌被人为携带进入实验室,在很短的时间内不是那么容易清除完全,而层流手术室自身并无灭菌功能,因此,我们建议:①在病毒流行期间尽可能减少人员进入数量、走动频率和停留时间;②IVF实验室内层流系统不建议停机,始终保持空气净化设备持续运行和室内处于持续正压状态;③培养室净化系统要独立于其他功能室,对患者来说有侵入手术的手术取卵室、胚胎移植室也要有独立的机组系统,这样可能避免消毒液挥发物对其他房间的影响;④做好房间内所有物体表面、地面的卫生;⑤净化机组应提高检查频率,保持洁净,及时更换回风和排风口过滤网及净化机组内部过滤器;⑥增加空气循环量,以助于降低病毒浓度;⑦净化系统中安装活性炭单元或者强氧化剂单元也有助于消除病毒粒子;⑧必要时加装新风预处理系统有助于进一步净化新风而减少污染概率。
1.试剂和培养耗材:培养试剂进入实验室前用75%酒精对外包装进行消毒,戴手套除去外包装再运送进入耗材间冰箱暂存,耗材除去外包装后可用紫外线消毒30 min再进入耗材间,然后用密封式收纳箱转运实验室内,也可以通过无菌物品通道和洁净物品传递窗进入(图1)。新入库的和已库存的试剂耗材建议分开放置。对试剂或耗材运输人员及中转地点进行追溯,明确有无确诊或疑似病例接触史。
2.液氮、气体:配子、胚胎冷冻保存是个长期过程,需要定期添加液氮,工业中的液氮是由空气分馏而得,由生产到运送到IVF中心,整个过程不可避免与外界接触,因此有必要与制氮厂家取得联系,确保生产、运输过程及运输人员的防护措施。液氮被运进冷冻室前,我们要把运输罐表面在暂存间用紫外线照射30 min,再把液氮倒入另一个空的液氮罐,再运进冷冻储存间。实验室应该设立单独的气瓶室,另外我们同样要注意气体运输的途径,若在使用过程中需要更换气瓶,注意对气瓶口进行消毒,并松开气阀释放气体冲洗气瓶口。
配子和胚胎管理在病毒流行期间,由于各种管制导致工厂停工、交通工具受限等,环境中的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)可能会从一定程度上减少,但存在空气中病毒气溶胶通过风道进入实验室的风险,另一方面患者因处于感染潜伏期中没被发现而进入手术室进行取卵,因此为安全起见,避免可能的交叉污染,我们建议对于疫情期间手术患者的配子和胚胎培养采单独用培养箱放置,其他培养箱处于停用和封闭状态,疫情过后再对培养箱进行清洁和消毒;另外疫情期间新鲜取卵周期患者的配子、胚胎冷冻建议用专用的液氮罐单独保存。
清洁与消毒COVID-19对紫外线和热敏感,在56 ℃环境中加热30 min,或使用乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸、氯仿等脂溶剂均可有效灭活病毒[9]。取卵间、移植室、患者通道、冲洗室、取精室等非配子胚胎操作的房间结束工作后应用空气消毒机消毒。各种物体表面消毒时特别是高频接触的(包括门把手、水龙头、传递窗仪器、把手按钮等接触面)可从上述消毒剂和脂溶剂中选择使用,每日工作结束后地面应消毒。胚胎培养室如有患者血液、卵泡液、精液等洒漏,随时擦拭[14]。尽管病毒对紫外线较敏感,但紫外线对人体本身具有损害作用,而且对胚胎与试剂也产生不良影响[22, 23],因此,胚胎实验室除不能安装紫外线灯外,在有配子和胚胎培养的情况下也不能使用移动紫外线灯消毒。醇类物质能使蛋白质变性或“固定”,对于高频接触的按钮、手柄较小的表面用75%酒精擦拭物体,作用3 min[24],虽然使用乙醇通常可用作表面清洁但本身也是一种VOC,具有一定胚胎毒性[25],因此注意不要让胚胎接触乙醇或其他消毒剂及其残留物。研究报道季铵盐消毒剂对胚胎的体外培养质量没有明显影响,季铵盐消毒剂与75%酒精相比在IVF实验室毒性更小[26]。另有报道可使用6%的双氧水替代酒精消毒,特别是血液和精液污染的物体表面[27],因为双氧水的强氧化性能破坏微生物,且本身易分解,用无菌水即可轻松去除,然而双氧水的强氧化性对胚胎可能带来不可预知的风险。根据最新研究报道,在21~23 ℃的温度,相对湿度40%~65%的环境下,新冠病毒在金属与塑料表面可存活2~3 d[21],所以病毒流行期间在IVF实验室核心区域最重要的是除了自身防护,避免外源性未经消毒的物资进入实验室,对于培养区域有胚胎培养的情况下用超纯水替代一般消毒剂即可,其他区域无胚胎存在的情况下可用上述消毒液选择性进行消杀。
综上所述,新型冠状病毒流行期间,IVF实验室在按照国家相关法律法规要求和专家共识中的质量控制和风险管理外,更要加强对病毒污染风险的防范。在今后的工作中,一方面要增强IVF实验室生物安全防护的建设理念,新型实验室建设可按照“三区五通道”理念设计(图1),增设安全区、缓冲区、隔离区划分及医务人员通道、患者通道、无菌物品通道、消防安全通道、污物通道,这样使人与物,洁与污分流,有效防止交叉感染;另一方面在日常IVF实验室生物安全体系管理的基础上,要做好传染病大流行时期的应急储备,制订科学有效的应急预案和防护措施,建立有效的生物安全防护培训流程,并落实到每一个小细节上,从而提升IVF实验室对突发传染病大流行防范能力。
所有作者均声明不存在利益冲突