《Veterinary Research Communications》:Biosafety implications of cadaver preservation methods in veterinary anatomy education
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尸体解剖在兽医学与解剖学教育中仍为核心环节,可提供不可替代的体验式学习机会,有助于三维解剖认知构建、徒手解剖技能培养及临床实践早期认知形成。尽管数字与虚拟仿真工具日益普及,经保存的动物尸体仍是解剖教学、手术训练与诊断教学的首选,尚无替代方法可还原真实尸体的解剖
尸体解剖在兽医学与解剖学教育中仍为核心环节,可提供不可替代的体验式学习机会,有助于三维解剖认知构建、徒手解剖技能培养及临床实践早期认知形成。尽管数字与虚拟仿真工具日益普及,经保存的动物尸体仍是解剖教学、手术训练与诊断教学的首选,尚无替代方法可还原真实尸体的解剖结构保真度。保存方法显著影响教学质量、学生、教师及工作人员的职业健康、实验室生物安全与合规性。传统甲醛固定可有效抑制组织降解与微生物增殖,但其具有毒性、潜在致癌性,且会改变组织色泽、柔韧性与真实感。饱和盐水溶液作为一种低成本、易获取且具有教学优势的保存方案逐渐受到关注:其高渗环境可延缓自溶与腐败,同时更好地保留组织质地、色泽与关节活动度。然而,盐水不具备灭菌作用,存在耐盐微生物持续存活、环境污染与职业暴露风险隐患。本综述整合兽医学解剖领域尸体保存相关文献,聚焦生物安全与微生物危害,重点探讨饱和盐水保存这一潜在替代方法,尽管其长期微生物学证据仍有限且分散。综述系统梳理了尸体、保存液、实验室表面及污染物中细菌与真菌污染证据,尤其关注临床相关及潜在人畜共患病原体。通过融合解剖教育学、微生物学与职业健康多学科视角,识别现有知识缺口,强调采用创新保存策略的实验室需建立标准化微生物监测与生物安全规范。
引言部分首先明确了解剖学在兽医学教育中的基础地位,指出其支撑结构-功能关系认知,是后续诊断、手术入路与临床决策的核心基础。尽管课程不断改革与教学技术创新,尸体解剖仍是兽医解剖教育的核心。近二十年来,兽医学教育逐步引入三维模型、虚拟解剖平台与增强/混合现实工具等数字化资源,此类技术具备可视化优势且可实现无损耗重复练习,但无法完全复现真实解剖中的触觉反馈、组织特征与层次辨识及物种间变异。兽医解剖以比较解剖为核心,需学生掌握伴侣动物、野生动物与生产动物的肌肉骨骼、内脏与神经解剖差异,尸体是兼顾伦理与教学效果的最佳载体,符合“3R原则”(替代、减少、优化)。尸体长期有效保存需在维持物理性状、韧性与色泽的同时,平衡防腐效能、人员健康风险、环境安全与经济可行性。历史上甲醛因长效防腐特性被广泛使用,但其负面效应推动了无甲醛技术的探索,包括醇基、甘油基、Thiel法与饱和盐水溶液等。其中饱和盐水溶液(约26%–30% NaCl)因成本低、可及性强,且能较好保留组织质地、色泽与关节活动度而备受关注,但其不具备灭菌作用,耐盐微生物的持续存活可能对生物安全构成挑战。当前针对此类方法微生物风险的系统性研究不足,缺乏统一的生物安全框架,本综述通过整合教学真实性、职业化学安全与微生物生物安全三维度,为兽医解剖实验室在无甲醛转型中提供实践指导。
尸体保存的历史沿革可追溯至早期依赖新鲜尸体、冷藏或干燥法的阶段,彼时防腐手段有限,教学时长与质量受明显制约。19世纪末甲醛作为化学固定剂被引入,凭借强效抗菌、抑制酶解与长期结构维持能力成为20世纪解剖教学的标准,但其会导致组织僵硬、色泽变浅、关节活动度下降并产生刺激性气味,影响手术训练所需的真实感。中期出现的替代方案包括醇基法(乙醇/异丙醇,通过蛋白变性脱水发挥作用,但易导致组织收缩与硬度增加)、甘油基法(吸湿特性改善组织柔韧性与色泽保留,但自身无抗菌活性,需复配其他防腐剂)、Thiel软组织固定法(1992年提出,通过复合配方实现接近活体组织的柔韧性、色泽与可塑性,适合手术训练,但流程复杂、成本高昂,限制了在兽医领域的普及)。21世纪初饱和盐水保存的系统评估逐步推进,其依靠高渗环境降低水活度、抑制酶活性与微生物代谢以延缓腐败,在兽医尸体中已证实可良好保留组织色泽、质地与关节活动度,且无挥发性排放,可降低通风系统投入,但因无灭菌作用,需配套生物安全与卫生措施。此外,塑化技术通过聚合物置换组织水分与脂质,可获得无毒、耐用、无气味的标本,适合长期展示与自学,但设备与技术要求高、组织失去柔韧性,不适合反复湿性解剖;冷冻或冷藏仅可作为短期过渡方案,存在冷链依赖、反复冻融损伤组织与保质期短等局限。综上,各类方法在化学安全、教学真实性与微生物控制间存在权衡,饱和盐水在真实感与化学安全方面表现突出,但需强化微生物管控。
微生物存活与污染部分指出,保存尸体并非无菌状态,微生物可源自动物内源性菌群、环境或教学过程中的人员接触。死后微生物会发生跨屏障扩散,形成死后微生物演替。解剖教学环境中最常检出的微生物包括肠球菌属(Enterococcus spp.)、大肠杆菌(Escherichia coli)与金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),可作为粪便污染、皮肤接触与污染物间接传播的指示菌,部分菌株携带抗菌药物耐药性。兽医解剖实验室还需考虑人畜共患病原体风险,如沙门菌属(Salmonella spp.)、梭菌属(Clostridium spp.)、单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)与分枝杆菌属(Mycobacterium spp.)等。不同保存方法对微生物的抑制作用差异显著:甲醛通过蛋白交联与酶失活大幅降低微生物活性,但在深部组织或固定不充分时仍可能检出存活微生物;饱和盐水通过渗透压胁迫抑制多数微生物,但无法彻底灭菌,耐盐微生物尤其是肠球菌属可在高盐环境中持续存活,现有兽医尸体研究显示其细菌负荷较低(≤9×101CFU/mL),且多为芽孢形成菌与耐盐菌,虽尚未有明确证据表明其直接导致人员感染,但仍需警惕。真菌污染以曲霉属(Aspergillus spp.)与青霉属(Penicillium spp.)为主,在高湿或长期储存条件下易滋生,可能引发过敏反应、呼吸道刺激或机会性感染。微生物还可通过直接接触、器械与高频接触表面形成污染物传播,解剖操作产生的生物气溶胶可长期悬浮于空气中,造成实验室环境内的交叉播散,因此需将保存方法与实验室管理实践结合,配套严格消毒、个人防护与环境监测制度。
兽医解剖实验室生物安全部分将风险划分为生物性、化学性与物理性三类。生物风险源于尸体携带的各类微生物,即使经过固定处理也无法完全消除,孢子形成菌尤其具备耐受性;化学风险以甲醛为代表,国际癌症研究机构(IARC)将其列为1类人类致癌物,通风不良环境下浓度易超标,引发眼与呼吸道黏膜刺激;物理风险包括锐器伤、骨碎片刺伤及长期站立、重复性操作导致的肌肉骨骼损伤。保存尸体应被视为潜在微生物储库,兽医场景中人畜共患病病原体与耐药菌株的存在进一步放大风险。肠球菌属因在粪便中丰度高且在盐度、pH波动与干燥条件下稳定性强,常作为粪便污染指示菌;大肠杆菌是近期粪便污染标志,可携带耐药基因造成公共卫生风险;金黄色葡萄球菌(含耐甲氧西林菌株)可通过皮肤接触与污染物传播,在解剖操作中具备显著传播潜力。饱和盐水保存体系中,耐盐微生物的持续存活要求实验室实施常态化监测。实验室环境与器材是重要的间接传播媒介,解剖台、器械、手套、防护服与储存容器均可被污染,清洁消毒不规范可导致生物膜形成,增加间接暴露风险。复用器械若未充分灭菌可造成交叉传播,防护服若清洗不及时亦会累积微生物。储存容器与保存液本身也可能成为微生物持续存在的场所,需定期更换溶液并对容器去污染。
微生物监测方案建议涵盖尸体表面采样(皮肤、口腔、脏器,结合培养与分子检测技术如PCR、qPCR或测序)、保存液分析(重点筛查耐盐菌种)、实验室表面与器械监测、人畜共患病与耐药病原体靶向筛查,以及数据管理与应急响应机制。监测频率应根据实验室使用强度调整,高负荷场景建议每月开展采样,低负荷场景可每季度执行。所有监测需配套人员培训,确保采样规范与防护到位。针对饱和盐水保存尸体的实操推荐包括:规范使用个人防护装备(双层丁腈手套、防液体实验服、眼部防护与封闭式鞋履,气溶胶产生场景加用面罩或口罩);尸体完全浸没于≥26% NaCl溶液中,溶液浑浊或出现异味时及时更换;单次实操时长控制在2–3小时,配合局部排风或下吸式通风装置;每节课后使用70%乙醇或含氯消毒剂对台面与器械消毒,严格执行手卫生;定期开展尸体、溶液与环境微生物监测;组织废弃物按生物危害废物规范处置。
职业暴露风险与防控策略需覆盖化学、生物与物理维度。即便采用无甲醛方案,混合固定流程或残留甲醛仍可能造成黏膜刺激,需维持通风与浓度监测。生物学风险主要来自保存尸体中的微生物,现有研究显示犬尸体经乙醇联合饱和盐水保存后,芽孢与耐盐芽孢杆菌属(Bacillus spp.)可长期存活,若盐水未及时更换,耐盐菌计数升高可导致溶液浑浊与学生皮肤轻度刺激;人医解剖中已有个人防护不足与手卫生缺失导致葡萄球菌属与肠球菌属定植或感染的案例,兽医场景中若尸体来自亚临床感染动物,风险将进一步升高。高湿环境下盐水保存标本的真菌过度生长(曲霉属与青霉属)已被证实可诱发过敏与呼吸道症状,反复接触动物蛋白或保存化学品还可能引发职业性过敏。物理伤害以锐器伤与穿刺伤为主,可能继发感染。风险防控遵循层级原则:优先采用工程控制(通风、排气台、必要时Ⅱ级生物安全柜),其次落实行政管理(强制培训、风险评估、标准化流程、伤口应急处置),最后规范个人防护装备使用(丁腈手套、防护服、面罩,气溶胶场景下佩戴N95及以上级别呼吸器),同时配套职业健康监测与针对性疫苗接种。
监管框架与最佳实践参考世界动物卫生组织(WOAH)的生物风险管理原则与疾病预防控制中心(CDC)/美国国立卫生研究院(NIH)发布的《微生物学与生物医学实验室生物安全》(BMBL)手册。兽医解剖实验室通常对应动物生物安全一级(ABSL-1)或二级(ABSL-2):来自健康动物且经规范盐水保存的尸体适用ABSL-1,若存在人畜共患病病原体风险(如沙门菌属、单核细胞增生李斯特菌或耐药菌)或需处理新鲜组织、开放体腔可能产生气溶胶时,则需执行ABSL-2要求,包括限制人员进入、规范个人防护与工程控制。由于教学实验室存在同一尸体被多批次学生长期反复接触的特点,需强化重复实操环节的卫生管理。
知识缺口与未来方向体现在:现有研究多聚焦短期组织质量与微生物存在情况,缺乏长期病原体活力与传播动力学的纵向数据;各机构保存流程、防护措施与监测标准不统一,难以横向比较;实验室环境持续性污染、气溶胶生成量化研究不足;职业暴露相关疾病的前瞻性队列研究稀缺;耐药菌在保存体系中的持久性研究薄弱;复合防腐配方(传统固定剂联合靶向抗菌剂)的效果有待验证。未来需推动多中心标准化监测研究,引入宏基因组测序等技术全面解析微生物群落,综合微生物学、化学与生物力学参数筛选最优保存策略,开发环境友好型保存技术以匹配安全法规要求。
结论重申尸体解剖在兽医解剖教育中的不可替代性,传统甲醛固定在微生物控制方面具备优势,但职业健康风险推动无甲醛方案的应用。饱和盐水保存可兼顾教学真实感与化学安全性,但需以完善的生物安全措施弥补微生物控制短板。通过整合教学真实性、职业化学安全与微生物生物安全三维度框架,可为兽医教育机构的方法选择提供决策依据。未来需持续开展微生物存活规律、不同保存方案生物安全结局比较及可持续保存技术研发,在保障人员健康的前提下维持高质量解剖教学。