微生物分为四个风险组,生物实验室分为四个相应的安全等级。风险组 1 包含非致病性生物,如酵母和大肠杆菌 K-12。大多数 iGEM 团队仅使用风险组 1 生物体。一些团队使用风险组 2 生物体。
iGEM 允许的风险组
风险组/安全级别 1
描述: 风险组 1 生物体不会导致健康成年人患病。
典型工作区域:开放式工作台
示例:大肠杆菌K-12、酿酒酵母(酵母)、乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌
风险组/安全级别 2
描述: 风险组 2 生物体可导致人类疾病,但该疾病是可治疗或可预防的。
典型工作区域:生物安全柜
示例:链球菌、疱疹病毒、大多数哺乳动物细胞系
iGEM 不允许的风险组
风险组/安全等级 3
iGEM 中不允许使用完整的生物体。
描述: 风险组 3 生物会导致人类严重疾病。可能存在针对这些疾病的治疗方法和疫苗。
典型工作区域:三级生物安全柜
示例:鼠疫耶尔森氏菌(黑死病)、HIV、SARS-1 病毒
风险组/安全等级 4
iGEM 中不允许使用任何零件或有机体。
描述: 风险组 4 生物体会导致人类致命疾病,并且它们可以轻易地从一个人传播到另一个人。这些疾病没有治疗方法或疫苗。
典型工作区域:全隔离服
示例:埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙病毒
如果我们想使用风险组 3 或 4 生物怎么办?
不要这样做。找一个替代品。
风险组 3 和 4 包括世界上最严重和致命的病原体。他们需要极其严格的安全预防措施和专门的实验室设施。没有令人信服的理由让任何 iGEM 团队选择使用风险组 3 或 4 生物体,相反,您可以从仅使用风险组 1 或 2 生物体的大量有趣的项目主题中进行选择。
对危险生物使用更安全的替代品完全适合 iGEM。例如,2013 年巴黎贝当古团队研究了肺结核。结核分枝杆菌是风险组 3 生物体,因此出于安全原因,他们在实验中替换了相关的风险组 2 生物体(耻垢分枝杆菌)。这些实验证明了他们项目想法的原则。
动植物没有风险组
四个风险组仅适用于微生物(细菌、真菌和病毒)。对于动物、植物和其他多细胞生物,有不同的安全准则。如果你打算用动植物做实验,请咨询你的导师或大学主管部门。
如果您使用的是动物或植物的某个部分,您应该考虑该部分的功能,并考虑它是否对人类有危险。例如,绿色荧光蛋白 (GFP) 的基因来自维多利亚多管发光水母,它没有风险组。GFP 只是一种荧光蛋白,吸收和发射光,因此它对人类是安全的,您可以在安全级别 1 的实验室中使用它。但是,如果您考虑与A. victoria不同的基因,例如其刺触须中的毒素基因,您可能会得出结论,您应该只在严格的安全条件下使用该基因!
来自高危人群的零件
在世界许多地方,所使用的任何生物或部分的最高风险组将决定工作所需的生物安全预防措施的类型。这意味着如果您使用来自需要 BSL4 实验室的生物体的部分或序列(或具有相同序列的合成遗传材料),则只能在此类设施中进行工作。因此,iGEM 团队不得使用风险组 4 生物体的任何部分。
我如何找出我的生物体的风险组?
可靠来源
如果您无法在任何推荐来源中找到您的物种,则必须寻找其他可靠来源。同行评审的科学文献中可能有一篇描述您的物种的论文。您所在国家/地区的政府可能有自己的微生物及其风险组列表。
如需寻找可靠来源的帮助,您可以咨询您的顾问,或咨询您所在大学的生物安全部门。您也可以向 igem DOT org发送电子邮件寻求帮助。
推荐来源
要确定生物体的风险组,我们必须咨询可靠的来源。没有世界范围内的微生物及其风险组标准清单。一些国家和一些细胞培养供应商提供了列表,但没有一个列表包含所有物种,因此您可能需要检查多个来源。一些有用的起点包括:
中国疾病预防控制中心人传人病原微生物名录
中国疾病预防控制中心发布了一份清单,详细列出了各种微生物的风险组和生物安全水平。(中文)
NIH 指南,附录 B
NIH指南 是一套管理美国重组/合成 DNA 研究的规则。指南的附录 B 列出了风险组 2、3 和 4 中的病原体。它没有列出风险组 1 生物体。(点击这里直接进入附录B)
ABSA 风险组数据库
美国生物安全协会维护着一个 数据库,其中包含许多不同细菌、病毒、真菌和寄生虫的风险组。
不同风险组对应的感染性微生物列表
印度生物技术部于 2021 年发布了一份按风险组划分的修订后的生物清单。
美国典型培养物保藏中心 (ATCC) 产品表
ATCC产品表 包括推荐的生物安全水平,用于处理他们提供的微生物和细胞培养物。这主要基于美国现行的规则和条例。
只需搜索您感兴趣的特定菌株、生物体或培养物,然后查看相关产品表即可。建议的生物安全级别在文档左上角的黑框中指示。
DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen / 德国微生物和细胞培养物保藏中心) 是一个大型保藏中心,其中包括数千种不同物种、菌株和细胞系的风险组信息。它更难使用,但它包含 iGEM 推荐的所有来源中最多的种类。
- 微生物目录——搜索细菌。在“搜索词”框中输入您的属、种和/或菌株信息,然后单击“搜索”。您将收到一长串结果,其中可能包括许多不同的菌株和物种。检查列表以找到正确的菌株,然后单击其 DSM 编号以查看其目录页面。风险组列于表中。
- Catalogue Human and Animal Cell Lines——按照与微生物目录相同的方法搜索此目录。
- Prokaryotic Nomenclature Up Date是科学文献中所有细菌和古细菌物种名称的字母顺序列表 。在列表中找到您的物种,然后单击其名称以查看详细信息。在表行“类型应变”中,查找蓝色 DSM 链接。如果存在,它将带您进入 DSMZ 目录页面,您可以在其中找到有关该物种的详细信息。风险组列于表中。(如果没有蓝色的 DSM 链接,则表示 DSMZ 不提供该物种。)
注意:“Prokaryotic Nomenclature Up Date”包含有关微生物野生菌株的信息,而不是实验室菌株。大肠杆菌的野生菌株可引起人类疾病(因此它们属于风险组 2),但实验室菌株大肠杆菌属于风险组 1,可以安全处理。