实验动物中心信息化管理模式开发应用

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［摘要］实验动物科学已经成为一门独立的学科，其水平直接影响了生命科学的发展。随着生命科学和医药食品等学科和产业的快速发展，实验动物设施规模不断壮大和动物实验量持续增加，高效的实验动物管理工作迫切需要通过信息化手段来实现。江南大学使用型实验动物中心信息化系统的开发及应用实现了人员管理、实验动物伦理审核、实验项目预约及管理、笼位管理、仪器预约及尸体处置等实验流程的在线管理，打破了传统的管理模式，实现了职能转变，成为支撑生命科学等学科发展的科研服务平台。该管理信息系统具有开发成本低、便捷高效且数据具溯源性、在线共享等优势，有力地促进了实验动物中心教学、管理和科研服务水平提高。

关键词：实验动物；过程管理；信息化管理

实验动物是支撑我国生命科学、医学和食品安全等研究的重要基础条件，是高校生命科学研究、生物医药研发、食品安全和功能检测的载体和工具，在高校教学与科研工作中扮演着重要角色［1－2］。高校作为人才和原发性创新的聚集地，基础医学、生物化学、医药食品、环境保护、化工纺织材料甚至是航天领域的研究都离不开实验动物［3－5］。以江南大学食品学院为例，2019年全院师生发表的影响因子大于7的研究型论文中，50％以上涉及动物实验，一区论文中涉及动物实验的占比达24．32％，可以说动物实验是高质量论文的孵化器。目前高校实验动物设施规模不断扩大，动物实验项目逐步增多，传统管理模式中的人工记录、统计及分类保存资料等事务不仅存在工作效率低而且易出现人为错误或偏差，原始的Excel管理方式也难以对数据的产生过程进行控制，无法对权限进行限制且资料易受损和丢失，也无法实现数据对接和共享，管理过程对特定人员依赖性很强。2019年江苏省颁发了《加强实验动物行政许可事中事后监管工作的实施办法（试行）》，提出对实验动物设施坚持分级分类监管，坚持科学高效监管，依托“互联网＋”等现代信息技术，加快建立科学监管的方式方法和制度规范。为适应现代实验动物行业管理与服务技术水平不断更新、不断进步的需要，改进传统管理模式的现状与弊端，有必要积极引入一套先进的管理模式和信息化技术手段来实现实验动物管理与服务的网络化、信息化和资源的合理配置。本研究将计算机技术渗透到传统管理流程中，针对高校使用型实验动物中心管理特点，采用软、硬件结合技术和信息化管理方式，借助网络平台形成切实可行的实验动物管理系统。该系统不仅实现了内容可追溯、数据可共享及自动统计、状态可实时监控、过程便捷高效且规范统一等一系列目的，同时开发成本低，并可根据各单位实际运行情况拓展或者删减某些功能，易于推广使用。

1高校实验动物中心信息化管理特点

我国实验动物工作的管理模式是统一规划、条块结合、共同管理。国家科学技术部主管全国实验动物工作，统一制定实验动物发展规划，确定发展方向、发展目标和实施方案，省、自治区、直辖市科技厅（委、局）主管本地区的实验动物工作［6］。经国务院批准，国家科委以2号令了我国第一部实验动物管理法规《实验动物管理条例》，该条例从管理模式、实验动物饲育管理、检疫与传染病控制、实验动物的应用、实验动物的进口与出口管理、实验动物工作人员以及奖惩等方面明确了国家针对实验动物的管理准则［7］。国家科委、国家技术监督局联合的《实验动物质量管理办法》［8］要求我国实验动物生产和使用实行许可证制度，对许可证的申请和管理也做出了规定。因此实验动物管理制度和标准操作规程众多，管理和记录文件涉及实验动物订购、实验动物检疫、实验动物饲养和繁育、人员培训考核、设施运行、仪器预约和运行、动物实验伦理审核、动物实验监管及巡房等诸多方面。比起生物医药企业，高校实验动物中心作为人才培养和科学创新的中心，管理更为复杂。首先实验动物中心以使用实验动物开展科学研究为主，少量进行实验动物生产活动。使用人群复杂，有学生、教师、附属医院的医生以及合作单位人员等，这些人员并非一直从事动物实验工作，动物实验仅是其科学研究中的一个环节，因此投入的精力和参加的培训往往不够充分。其次高校实验动物中心功能复杂，动物种类较多，甚至实验动物设施排布分散并分属不同的院系管理，如我校实验动物中心共有4个屏障设施，2个普通环境，分属食品学院和医学院单独管理。高校实验动物管理工作中涉及科研、教学等业务，实验人员众多且管理人员配比不足导致近年来高校及科研院所实验动物使用安全事故发生，如2019年12月中国农业科学院兰州兽医所96名员工和学生感染布鲁菌［1］，2011年东北农业大学28名师生因使用不合格教学动物感染布病［9－10］。因此有必要引入信息化技术，在高校人力资源匮乏的基础上保证实验动物管理的透明性，不仅能够克服传统手工记录繁琐，数据保存、统计以及溯源困难等缺点，还可直接在系统内查看实时状态，根据在线信息反馈及时做出相应的操作或者工作调整，减少时间上的延误和人力资源的浪费，提高工作效率，且为不同机构间实现数据对接和共享提供基础。目前专业的信息化软件设计公司对复杂的高校实验动物中心管理模式不熟悉，导致开发出的产品实用性不强，且设施间虽功能类似但均有各自的管理流程，往往需要定制化服务，使得软件开发成本高。因此大部分使用型实验动物中心仍停留在使用手工记录结合常规Office办公软件进行管理。

2使用型高校实验动物中心信息化管理系统设计思路

从机构、角色、业务、安全四个维度来构架过程网络系统，进行组织结构设计和制度设计，应用信息技术解决业务过程管理信息的传输、处理和反馈，完成信息流、物流、工作流管理，实现实验动物中心精细化过程管理。从管理流程、审核机制、安全机制、协同方式四个方面梳理管理工作业务，确定业务过程之间的联结方式；以业务过程为中心，健全组织机构；以机构权限设定角色，以角色为业务流程搭建内联桥梁，完善审核机制；以安全事项为主导，实验方案可行性特征为要素，组建伦理审核项目母树和饲养协议子树；实行业务、安全双特征识别管理机制，通过实时反馈机制，提升协同管理效率；伦理审核委员会集中评审实验方案可行性，分中心业务相对独立管理，实现强大的技术团队支撑和可靠的溯源安全管控。系统机构包含中心管理员部、许可用户区、资格审核区、专家委员会、仓储管理部、设备管理部、项目部、财务部等，角色包含中心管理员、专家委员、财务、设备管理员、仓储管理员、项目负责人、许可用户、待资格审核用户等。业务包含账号申请与审核、实验人员培训与考核管理、动物实验方案伦理审核及饲养协议签订、笼位信息与预约管理、环境及设施硬件维护、仪器设备信息与预约管理、动物尸体处置管理、门禁管理、耗材仓储及财务管理等动物实验开展全流程环节。机构、角色相对独立，灵活组配。机构成员可以是单个或多角色、同一角色或不同角色。单个角色可以指机构全体成员或机构个体成员，1人只能属于1个机构，1人可拥有多个角色。每个业务许可多个角色，各角色权限个性化选择定制。所有业务过程由角色推动，各业务进程及记录透明化实时呈现给相应角色，提升协同工作效率，减少工作惰性。

3使用型高校实验动物中心信息化管理系统核心功能

3．1实验人员培训、考核管理

高校实验动物中心面向全校师生开放，实验人员众多且不固定，实验操作技能、规范及专业知识均需要培训并考核合格后方可上岗。对实验人员进行严格的管理及培训是减少高校动物实验安全事故及感染风险的关键一环［11］。图1为实验人员注册并经特定区域管理员进行身份审核后，申请培训和考核的管理流程图。培训表单设置培训通知（填充培训地点、日期及具体时间）、培训统计、培训评价等模块，培训申请要求提前2周提交，申请培训的当天，如人数不满5人，管理员有权取消当次培训，申请表加锁，禁止操作，学生需重新发起新的培训申请。培训后需要申请考核，考核通过后6个月内可进行实验，逾期考核结果作废。

3．2动物实验伦理审核及饲养协议签订

2018年9月颁布的《实验动物福利伦理审查指南》（GB／T35892－2018）对动物实验伦理审查机构、原则、内容、程序、规则等均作了明确要求［12］，我校设置了专门的实验动物伦理委员会并按照附录A（规范性附录）实验动物福利伦理审查表设计审核表格，由秘书对方案进行初审，多名专家线上审核后由主任终审确认（图2）。审核专家可以随时随地线上审核，自由在线与申请者沟通，大大保证了审核的时效性和有效性。饲养协议涉及动物中心与乙方实验人员的权力和义务，且为费用核算的依据，也是留档的重要材料，需在动物实验开展前协商签订。详见图3。

3．3笼位信息管理

笼位的周转效率是实验动物中心利用率的核心要素，利用线上平台分配笼位，并提醒用户及时办理笼位延长手续，以保证笼位的最优化使用。详见图4。3．4耗材及财务管理实验动物中心日常运行需要消耗饲料、垫料、手套、口罩以及消毒液等各种物品，对物资和票据及时进行盘点，杜绝物资重复订购或者突然断货以及票据重复报销或者遗失等问题，大大提高了办公效率。详见图5。

3．5其他功能

管理系统还涉及仪器预约、仪器／设备／设施维护、门禁系统管理、动物尸体管理、项目结算等功能，保证了实验动物开展全流程、各环节可追踪。

4使用型高校实验动物中心信息化管理系统运行

4．1系统的学习与培训

针对不同角色如系统管理员、中心管理员、伦理委员会专家、许可用户、待资格审核用户分别进行培训和操作演示，并编写系统使用说明书，可随时查阅。

4．2基础数据的导入与备份

系统运行前，由系统管理员导入中心运行管理制度、实验动物伦理审核表格、饲养协议、笼位信息、可预约仪器信息、设施信息以及专家委员会信息等。对接学生学院、专业、学号、身份证号、年级等信息并导入数据，中心管理员仅需对人员资质（如是否取得江苏省实验动物培训记录卡且在有效期内）进行审核。系统设置定时自动备份、新建自动备份、修改自动备份、删除自动备份、手工备份，同时设置数据恢复功能，确保数据安全以及能够及时清除误操作。

4．3系统的试运行

以一个学院和一个子环境作为试点对系统进行试运行测试，主要测试整个系统管理流程是否顺畅，以及检查功能模块的统计功能是否全面，结合新系统的测试情况提出改进和完善意见或建议。通过试运行取消了项目负责人在线确认学生申请，而用直接导入关联项目负责人和其团队成员信息的方式代替。经过系统试运行后，江南大学实验动物管理系统在我校范围内进行全面使用，提高了实验动物管理效率。另外可以提供网页和客户端试运行版本供兄弟院校或者其他使用型实验动物设施试用。

5建设成效与展望

2018年12月江苏省科技厅印发了《加强实验动物行政许可事中事后监管工作的实施办法（试行）》，提出对实验动物设施坚持分级分类监管，坚持科学高效监管，依托“互联网＋”等现代信息技术，加快建立科学监管的方式方法和制度规范。自2018年起江苏省科技厅均委派专家对各类涉及使用实验动物的课题进行动物使用情况复核。我校实验动物管理系统为许可证管理部门、实验动物管理和实验人员提供科学直观的信息资料，降低管理费用，能够促进实验动物工作系统化、规范化、科学化。加强了动物实验原始资料的规范管理，能够在客观上起到防范“学术不端”的行为。系统易操作、灵活性强、功能完善，对管理人员、行政部门、用户做到信息分级共享，并且不会因人员的变动而导致数据丢失，可以保持管理工作的连续性。此外，该系统能够及时进行成本核算和师生互评工作，大大提高管理和服务的工作效率。信息化管理平台的建立使得动物平台资源共享和实验动物资源交流成为可能，将会促进各研究机构间深入、多层次以及更广泛地交流与合作。不断完善的实验动物管理系统也将为申请AAALAC认证的规范化实验动物使用平台助力，提升平台影响力和业务范围。

6结语

高校实验动物中心主要为生命科学各领域科研及教学提供服务，实验动物资源的有效管理在科研发展中起到了至关重要的作用。随着学科不断发展，对实验动物及动物实验相关信息的要求越来越多、越细，所以对实验动物及动物实验进行信息化管理迫在眉睫。为应对国际实验动物发展规范化、标准化的总体趋势，开发实验动物管理系统是高校实验动物中心发展的必经之路。本中心目前开发使用的系统强化过程管理，实现了在线监督运行状况、在线申请实验项目、在线伦理审查、在线培训、笼位查验、动物福利在线监督、生物安全在线监督等，后期会根据生产型实验动物中心的特点及本实验动物中心的发展需要，开发设计繁育、基因修饰及模型动物管理、动物检疫以及实验操作（如给药、手术、安乐死）等管理模块，来拓宽和细化高校实验动物信息管理系统的功能，在实践过程中不断更新和完善的高校实验动物管理系统将为高水平科学研究和教学活动提供强有力的保障。

参考文献

［1］谢忠忱，江轶，黄开胜，等．高校实验动物生物安全管理模式研究［J］．实验技术与管理，2020，37（2）：1－5．

［2］赵心刚，卢凡，程苹，等．我国实验动物资源建设的问题与展望［J］．中国科学院院刊，2019，34（12）：1371－1378．

［3］刘丽艳，韩艳梅，李文超，等．实验动物潜在生物安全威胁及降低风险的建议［J］．实验技术与管理，2020，37（2）：264－266，278．

［4］柏雨岑，王卫，郑筱光，等．实验动物平台基地科技创新能力建设情况研究［J］．中国比较医学杂志，2020，30（1）：94－98，108．

［6］贺争鸣．我国动物实验替代方法研究的思路、模式和优先支持研究领域［D］．北京：中国农业大学，2004．

［7］孙靖．祝贺我国第一个实验动物法规的诞生———《实验动物管理条例》公布实施［J］．北京实验动物科学，1989（1）：1．

［8］宁磊，张新创．实验动物的质量管理与控制［J］．微生物学免疫学进展，2014，42（1）：79－83．

［10］李志红．100起实验室安全事故统计分析及对策研究［J］．实验技术与管理，2014，31（4）：210－213．

［11］张慧俭，张娜．中医院校实验动物生物安全教育现状及对策［J］．中国科教创新导刊，2013（32）：82．

［12］孙德明，李蔚鸥，王天奇，等．实验动物福利伦理审查的标准化与我国新国标解读［J］．中国比较医学杂志，2018，28（10）：133－137．

作者：李秀 陈晓梅 商可心 卢镜宇 黎宁 单位：江南大学食品学院