實驗動物中心信息化管理模式開發應用
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［摘要］實驗動物科學已經成為一門獨立的學科，其水平直接影響了生命科學的發展。隨著生命科學和醫藥食品等學科和產業的快速發展，實驗動物設施規模不斷壯大和動物實驗量持續增加，高效的實驗動物管理工作迫切需要通過信息化手段來實現。江南大學使用型實驗動物中心信息化系統的開發及應用實現了人員管理、實驗動物倫理審核、實驗項目預約及管理、籠位管理、儀器預約及尸體處置等實驗流程的在線管理，打破了傳統的管理模式，實現了職能轉變，成為支撐生命科學等學科發展的科研服務平臺。該管理信息系統具有開發成本低、便捷高效且數據具溯源性、在線共享等優勢，有力地促進了實驗動物中心教學、管理和科研服務水平提高。
關鍵詞：實驗動物；過程管理；信息化管理
實驗動物是支撐我國生命科學、醫學和食品安全等研究的重要基礎條件，是高校生命科學研究、生物醫藥研發、食品安全和功能檢測的載體和工具，在高校教學與科研工作中扮演著重要角色［1－2］。高校作為人才和原發性創新的聚集地，基礎醫學、生物化學、醫藥食品、環境保護、化工紡織材料甚至是航天領域的研究都離不開實驗動物［3－5］。以江南大學食品學院為例，2019年全院師生發表的影響因子大于7的研究型論文中，50％以上涉及動物實驗，一區論文中涉及動物實驗的占比達24．32％，可以說動物實驗是高質量論文的孵化器。目前高校實驗動物設施規模不斷擴大，動物實驗項目逐步增多，傳統管理模式中的人工記錄、統計及分類保存資料等事務不僅存在工作效率低而且易出現人為錯誤或偏差，原始的Excel管理方式也難以對數據的產生過程進行控制，無法對權限進行限制且資料易受損和丟失，也無法實現數據對接和共享，管理過程對特定人員依賴性很強。2019年江蘇省頒發了《加強實驗動物行政許可事中事后監管工作的實施辦法（試行）》，提出對實驗動物設施堅持分級分類監管，堅持科學高效監管，依托“互聯網＋”等現代信息技術，加快建立科學監管的方式方法和制度規范。為適應現代實驗動物行業管理與服務技術水平不斷更新、不斷進步的需要，改進傳統管理模式的現狀與弊端，有必要積極引入一套先進的管理模式和信息化技術手段來實現實驗動物管理與服務的網絡化、信息化和資源的合理配置。本研究將計算機技術滲透到傳統管理流程中，針對高校使用型實驗動物中心管理特點，采用軟、硬件結合技術和信息化管理方式，借助網絡平臺形成切實可行的實驗動物管理系統。該系統不僅實現了內容可追溯、數據可共享及自動統計、狀態可實時監控、過程便捷高效且規范統一等一系列目的，同時開發成本低，并可根據各單位實際運行情況拓展或者刪減某些功能，易于推廣使用。
1高校實驗動物中心信息化管理特點
我國實驗動物工作的管理模式是統一規劃、條塊結合、共同管理。國家科學技術部主管全國實驗動物工作，統一制定實驗動物發展規劃，確定發展方向、發展目標和實施方案，省、自治區、直轄市科技廳（委、局）主管本地區的實驗動物工作［6］。經國務院批準，國家科委以2號令了我國第一部實驗動物管理法規《實驗動物管理條例》，該條例從管理模式、實驗動物飼育管理、檢疫與傳染病控制、實驗動物的應用、實驗動物的進口與出口管理、實驗動物工作人員以及獎懲等方面明確了國家針對實驗動物的管理準則［7］。國家科委、國家技術監督局聯合的《實驗動物質量管理辦法》［8］要求我國實驗動物生產和使用實行許可證制度，對許可證的申請和管理也做出了規定。因此實驗動物管理制度和標準操作規程眾多，管理和記錄文件涉及實驗動物訂購、實驗動物檢疫、實驗動物飼養和繁育、人員培訓考核、設施運行、儀器預約和運行、動物實驗倫理審核、動物實驗監管及巡房等諸多方面。比起生物醫藥企業，高校實驗動物中心作為人才培養和科學創新的中心，管理更為復雜。首先實驗動物中心以使用實驗動物開展科學研究為主，少量進行實驗動物生產活動。使用人群復雜，有學生、教師、附屬醫院的醫生以及合作單位人員等，這些人員并非一直從事動物實驗工作，動物實驗僅是其科學研究中的一個環節，因此投入的精力和參加的培訓往往不夠充分。其次高校實驗動物中心功能復雜，動物種類較多，甚至實驗動物設施排布分散并分屬不同的院系管理，如我校實驗動物中心共有4個屏障設施，2個普通環境，分屬食品學院和醫學院單獨管理。高校實驗動物管理工作中涉及科研、教學等業務，實驗人員眾多且管理人員配比不足導致近年來高校及科研院所實驗動物使用安全事故發生，如2019年12月中國農業科學院蘭州獸醫所96名員工和學生感染布魯菌［1］，2011年東北農業大學28名師生因使用不合格教學動物感染布病［9－10］。因此有必要引入信息化技術，在高校人力資源匱乏的基礎上保證實驗動物管理的透明性，不僅能夠克服傳統手工記錄繁瑣，數據保存、統計以及溯源困難等缺點，還可直接在系統內查看實時狀態，根據在線信息反饋及時做出相應的操作或者工作調整，減少時間上的延誤和人力資源的浪費，提高工作效率，且為不同機構間實現數據對接和共享提供基礎。目前專業的信息化軟件設計公司對復雜的高校實驗動物中心管理模式不熟悉，導致開發出的產品實用性不強，且設施間雖功能類似但均有各自的管理流程，往往需要定制化服務，使得軟件開發成本高。因此大部分使用型實驗動物中心仍停留在使用手工記錄結合常規Office辦公軟件進行管理。
2使用型高校實驗動物中心信息化管理系統設計思路
從機構、角色、業務、安全四個維度來構架過程網絡系統，進行組織結構設計和制度設計，應用信息技術解決業務過程管理信息的傳輸、處理和反饋，完成信息流、物流、工作流管理，實現實驗動物中心精細化過程管理。從管理流程、審核機制、安全機制、協同方式四個方面梳理管理工作業務，確定業務過程之間的聯結方式；以業務過程為中心，健全組織機構；以機構權限設定角色，以角色為業務流程搭建內聯橋梁，完善審核機制；以安全事項為主導，實驗方案可行性特征為要素，組建倫理審核項目母樹和飼養協議子樹；實行業務、安全雙特征識別管理機制，通過實時反饋機制，提升協同管理效率；倫理審核委員會集中評審實驗方案可行性，分中心業務相對獨立管理，實現強大的技術團隊支撐和可靠的溯源安全管控。系統機構包含中心管理員部、許可用戶區、資格審核區、專家委員會、倉儲管理部、設備管理部、項目部、財務部等，角色包含中心管理員、專家委員、財務、設備管理員、倉儲管理員、項目負責人、許可用戶、待資格審核用戶等。業務包含賬號申請與審核、實驗人員培訓與考核管理、動物實驗方案倫理審核及飼養協議簽訂、籠位信息與預約管理、環境及設施硬件維護、儀器設備信息與預約管理、動物尸體處置管理、門禁管理、耗材倉儲及財務管理等動物實驗開展全流程環節。機構、角色相對獨立，靈活組配。機構成員可以是單個或多角色、同一角色或不同角色。單個角色可以指機構全體成員或機構個體成員，1人只能屬于1個機構，1人可擁有多個角色。每個業務許可多個角色，各角色權限個性化選擇定制。所有業務過程由角色推動，各業務進程及記錄透明化實時呈現給相應角色，提升協同工作效率，減少工作惰性。
3使用型高校實驗動物中心信息化管理系統核心功能
3．1實驗人員培訓、考核管理
高校實驗動物中心面向全校師生開放，實驗人員眾多且不固定，實驗操作技能、規范及專業知識均需要培訓并考核合格后方可上崗。對實驗人員進行嚴格的管理及培訓是減少高校動物實驗安全事故及感染風險的關鍵一環［11］。圖1為實驗人員注冊并經特定區域管理員進行身份審核后，申請培訓和考核的管理流程圖。培訓表單設置培訓通知（填充培訓地點、日期及具體時間）、培訓統計、培訓評價等模塊，培訓申請要求提前2周提交，申請培訓的當天，如人數不滿5人，管理員有權取消當次培訓，申請表加鎖，禁止操作，學生需重新發起新的培訓申請。培訓后需要申請考核，考核通過后6個月內可進行實驗，逾期考核結果作廢。
3．2動物實驗倫理審核及飼養協議簽訂
2018年9月頒布的《實驗動物福利倫理審查指南》（GB／T35892－2018）對動物實驗倫理審查機構、原則、內容、程序、規則等均作了明確要求［12］，我校設置了專門的實驗動物倫理委員會并按照附錄A（規范性附錄）實驗動物福利倫理審查表設計審核表格，由秘書對方案進行初審，多名專家線上審核后由主任終審確認（圖2）。審核專家可以隨時隨地線上審核，自由在線與申請者溝通，大大保證了審核的時效性和有效性。飼養協議涉及動物中心與乙方實驗人員的權力和義務，且為費用核算的依據，也是留檔的重要材料，需在動物實驗開展前協商簽訂。詳見圖3。
3．3籠位信息管理
籠位的周轉效率是實驗動物中心利用率的核心要素，利用線上平臺分配籠位，并提醒用戶及時辦理籠位延長手續，以保證籠位的最優化使用。詳見圖4。3．4耗材及財務管理實驗動物中心日常運行需要消耗飼料、墊料、手套、口罩以及消毒液等各種物品，對物資和票據及時進行盤點，杜絕物資重復訂購或者突然斷貨以及票據重復報銷或者遺失等問題，大大提高了辦公效率。詳見圖5。
3．5其他功能
管理系統還涉及儀器預約、儀器／設備／設施維護、門禁系統管理、動物尸體管理、項目結算等功能，保證了實驗動物開展全流程、各環節可追蹤。
4使用型高校實驗動物中心信息化管理系統運行
4．1系統的學習與培訓
針對不同角色如系統管理員、中心管理員、倫理委員會專家、許可用戶、待資格審核用戶分別進行培訓和操作演示，并編寫系統使用說明書，可隨時查閱。
4．2基礎數據的導入與備份
系統運行前，由系統管理員導入中心運行管理制度、實驗動物倫理審核表格、飼養協議、籠位信息、可預約儀器信息、設施信息以及專家委員會信息等。對接學生學院、專業、學號、身份證號、年級等信息并導入數據，中心管理員僅需對人員資質（如是否取得江蘇省實驗動物培訓記錄卡且在有效期內）進行審核。系統設置定時自動備份、新建自動備份、修改自動備份、刪除自動備份、手工備份，同時設置數據恢復功能，確保數據安全以及能夠及時清除誤操作。
4．3系統的試運行
以一個學院和一個子環境作為試點對系統進行試運行測試，主要測試整個系統管理流程是否順暢，以及檢查功能模塊的統計功能是否全面，結合新系統的測試情況提出改進和完善意見或建議。通過試運行取消了項目負責人在線確認學生申請，而用直接導入關聯項目負責人和其團隊成員信息的方式代替。經過系統試運行后，江南大學實驗動物管理系統在我校范圍內進行全面使用，提高了實驗動物管理效率。另外可以提供網頁和客戶端試運行版本供兄弟院校或者其他使用型實驗動物設施試用。
5建設成效與展望
2018年12月江蘇省科技廳印發了《加強實驗動物行政許可事中事后監管工作的實施辦法（試行）》，提出對實驗動物設施堅持分級分類監管，堅持科學高效監管，依托“互聯網＋”等現代信息技術，加快建立科學監管的方式方法和制度規范。自2018年起江蘇省科技廳均委派專家對各類涉及使用實驗動物的課題進行動物使用情況復核。我校實驗動物管理系統為許可證管理部門、實驗動物管理和實驗人員提供科學直觀的信息資料，降低管理費用，能夠促進實驗動物工作系統化、規范化、科學化。加強了動物實驗原始資料的規范管理，能夠在客觀上起到防范“學術不端”的行為。系統易操作、靈活性強、功能完善，對管理人員、行政部門、用戶做到信息分級共享，并且不會因人員的變動而導致數據丟失，可以保持管理工作的連續性。此外，該系統能夠及時進行成本核算和師生互評工作，大大提高管理和服務的工作效率。信息化管理平臺的建立使得動物平臺資源共享和實驗動物資源交流成為可能，將會促進各研究機構間深入、多層次以及更廣泛地交流與合作。不斷完善的實驗動物管理系統也將為申請AAALAC認證的規范化實驗動物使用平臺助力，提升平臺影響力和業務范圍。
6結語
高校實驗動物中心主要為生命科學各領域科研及教學提供服務，實驗動物資源的有效管理在科研發展中起到了至關重要的作用。隨著學科不斷發展，對實驗動物及動物實驗相關信息的要求越來越多、越細，所以對實驗動物及動物實驗進行信息化管理迫在眉睫。為應對國際實驗動物發展規范化、標準化的總體趨勢，開發實驗動物管理系統是高校實驗動物中心發展的必經之路。本中心目前開發使用的系統強化過程管理，實現了在線監督運行狀況、在線申請實驗項目、在線倫理審查、在線培訓、籠位查驗、動物福利在線監督、生物安全在線監督等，后期會根據生產型實驗動物中心的特點及本實驗動物中心的發展需要，開發設計繁育、基因修飾及模型動物管理、動物檢疫以及實驗操作（如給藥、手術、安樂死）等管理模塊，來拓寬和細化高校實驗動物信息管理系統的功能，在實踐過程中不斷更新和完善的高校實驗動物管理系統將為高水平科學研究和教學活動提供強有力的保障。
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作者：李秀 陳曉梅 商可心 盧鏡宇 黎寧 單位：江南大學食品學院
