“2020年2月2日凌晨，中國(guó)工程院士李蘭娟稱(chēng)在傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室P3已分離到8株病毒，其中有幾株非常適合做疫苗，正在緊鑼密鼓的開(kāi)展。短短兩天后，李院士團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室又傳出喜訊，根據(jù)初步測(cè)試，體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示阿比朵爾和達(dá)蘆那韋兩種藥物可以分別抑制病毒對(duì)細(xì)胞的病變效應(yīng)及顯著抑制病毒復(fù)制?！?/span>

 

2020年初這場(chǎng)由新型冠狀病毒引發(fā)的肺炎疫情，讓我們認(rèn)識(shí)了一位國(guó)民偶像——中國(guó)工程院院士李蘭娟，她被網(wǎng)友稱(chēng)為“和病毒賽跑的老太太”?！袄钐m娟院士回應(yīng)疫苗進(jìn)展”、“李蘭娟發(fā)布重大抗病毒研究成果 ”等熱搜詞條長(zhǎng)時(shí)間霸占各大媒體頭條，年過(guò)七旬的李院士每天奔波于疫區(qū)醫(yī)院病房和實(shí)驗(yàn)室，率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為緊張的我們帶來(lái)一個(gè)個(gè)好消息和定心丸。李院士的實(shí)驗(yàn)室究竟是什么神仙地方，從新聞畫(huà)面中，我們可以略見(jiàn)一斑：身著全套防護(hù)裝備研究人員正在一個(gè)相對(duì)密閉的生物安全實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工作，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有傳遞窗、高壓滅菌鍋、生物安全柜（BSC）和冰箱等設(shè)備。其實(shí)，這樣的場(chǎng)景每一天都上映在全世界各地，實(shí)驗(yàn)室就是生物醫(yī)藥專(zhuān)業(yè)學(xué)者們的舞臺(tái)和戰(zhàn)場(chǎng)，無(wú)數(shù)與生命健康息息相關(guān)的研究成果就是這樣在研究人員的血汗中誕生。

 

何為生物安全實(shí)驗(yàn)室？

自從SARS爆發(fā)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者都普遍意識(shí)到生物安全領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)。生物安全實(shí)驗(yàn)室是指應(yīng)用于涉及具有傳染可能性的微生物實(shí)驗(yàn)的生物實(shí)驗(yàn)室。國(guó)際上將生物實(shí)驗(yàn)室按照生物安全水平（BSL）分為P1、P2、P3和P4四個(gè)等級(jí)，P代表protection（意為防護(hù)），數(shù)字越大對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室防護(hù)等級(jí)越高，所研究的微生物危害程度越大。學(xué)校用來(lái)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)室通常屬于P1實(shí)驗(yàn)室，而鼎鼎大名的埃博拉病毒，因其高致病性、高致死性?xún)H可以在P4實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展研究。

 

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的一級(jí)屏障可以保障實(shí)驗(yàn)操作者與被操作對(duì)象之間的隔離，包括生物安全柜（BSC）和正壓防護(hù)服等；二級(jí)屏障則是保障了生物安全實(shí)驗(yàn)室與外部環(huán)境的隔離，其中就包括換氣系統(tǒng)等，因此，一級(jí)屏障和二級(jí)屏障分別是實(shí)驗(yàn)人員和外界環(huán)境的保護(hù)傘。防護(hù)等級(jí)相對(duì)較高的P3和P4實(shí)驗(yàn)室除主實(shí)驗(yàn)室外，還應(yīng)配備緩沖間、隔離區(qū)、防護(hù)服更衣間、淋浴區(qū)等，保障實(shí)驗(yàn)安全。

P4實(shí)驗(yàn)室是人類(lèi)迄今為止能建造的生物安全防護(hù)等級(jí)最高的實(shí)驗(yàn)室，被譽(yù)為病毒學(xué)研究領(lǐng)域的“航空母艦”。目前在全球范圍內(nèi)，僅有法國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、英國(guó)、加蓬（法國(guó)巴斯德所）、瑞典、南非和中國(guó)10個(gè)國(guó)家擁有P4實(shí)驗(yàn)室。沒(méi)錯(cuò)，中國(guó)！并且中國(guó)乃至亞洲唯一投入運(yùn)行的P4實(shí)驗(yàn)室，就在武漢——中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所鄭店園區(qū)。

武漢P4實(shí)驗(yàn)室概況

2015年1月31日，中國(guó)科學(xué)院武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室(武漢P4實(shí)驗(yàn)室)在武漢建成，標(biāo)志著中國(guó)正式擁有了研究和利用烈性病原體的硬件條件。三年后，武漢P4實(shí)驗(yàn)室通過(guò)國(guó)家衛(wèi)計(jì)委高致病性病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，成為中國(guó)首個(gè)正式投入運(yùn)行的P4實(shí)驗(yàn)室，標(biāo)志著我國(guó)具有開(kāi)展高級(jí)別高致病性病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的能力和條件。

 

P4實(shí)驗(yàn)室氣密性極強(qiáng)，再小的病毒也根本無(wú)處遁形，不需要擔(dān)心病原會(huì)從實(shí)驗(yàn)室泄露的問(wèn)題。核心實(shí)驗(yàn)室分為多個(gè)隔斷房間，每個(gè)房間都有各自的功能，如細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物解剖室、消毒室，形成有層次、更安全的防護(hù)體系。核心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部是負(fù)壓空間，即實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部壓強(qiáng)小于外部壓強(qiáng)，空氣只進(jìn)不出。相鄰房間的氣壓依次遞減的，保證空氣只能從低風(fēng)險(xiǎn)的潔凈區(qū)流向高風(fēng)險(xiǎn)的污染區(qū)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)之外還建有一個(gè)立體的“環(huán)形走廊”，它與圍護(hù)結(jié)構(gòu)一道形成“盒中盒”的空間結(jié)構(gòu)，可以更好防范病原微生物的意外泄露。

 

為確保安全，研究人員需要穿著像宇航服一樣的正壓防護(hù)服，兩人一組進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作。這種防護(hù)服為研究人員外部創(chuàng)造了一個(gè)安全環(huán)境，衣服頭部是透明的充氣罩，下端連接著一條藍(lán)色的呼吸帶，呼吸帶另一端懸掛連接在屋頂?shù)墓艿郎?。?zhuān)門(mén)的生命支持管道會(huì)向防護(hù)服內(nèi)提供新鮮空氣，供研究人員在防護(hù)服內(nèi)進(jìn)行呼吸循環(huán)，和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的空氣不發(fā)生任何接觸。即便防護(hù)服破了，氣體也是從內(nèi)向外流動(dòng)，病原體不會(huì)進(jìn)去。據(jù)說(shuō)P4實(shí)驗(yàn)室會(huì)刻意避免尖銳的器械，防止意外損壞防護(hù)服。工作結(jié)束，脫下防護(hù)裝備前，研究人員還要在密閉間進(jìn)行幾分鐘化學(xué)淋浴消毒，殺滅可能沾染的病毒。卸下全部裝備后再淋浴洗澡和消毒。

雖然實(shí)驗(yàn)室只有一層，配套的動(dòng)力設(shè)備卻有好幾層。連實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的廢氣都要經(jīng)過(guò)兩級(jí)高效過(guò)濾器處理后才可以排放，感染性材料和被污染的器具等固體污染物要也要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的滅菌處理，打包裝袋后由專(zhuān)業(yè)醫(yī)療廢棄物公司做無(wú)害化焚燒處理。廢棄液體則要經(jīng)密閉管道收集后經(jīng)高溫滅菌處理后無(wú)害化排放，以保證徹底殺滅病原，確保實(shí)驗(yàn)室里的病原無(wú)處可逃。

總之，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的東西想出去，要么銷(xiāo)毀，要么消毒，包括研究人員自己。正是因?yàn)橛羞@樣嚴(yán)密可靠的實(shí)驗(yàn)室保障，學(xué)者們才得以進(jìn)行生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)，使病原研究、疾病控制和新藥研發(fā)等科研活動(dòng)得以順利進(jìn)行。我們有理由相信，人類(lèi)一定可以戰(zhàn)勝新型冠狀病毒，疫情終將會(huì)過(guò)去。

參考資料：

 

1、張宗興, 趙明, 衣穎, et al. 生物安全實(shí)驗(yàn)室氣密性圍護(hù)結(jié)構(gòu)空氣滲透特性研究[J]. 暖通空調(diào)(1):86-90.

2、知 乎： https://www.zhihu.com/question/55389631/answer/399784737 ，作者：中國(guó)科普博覽

3、上觀(guān)新聞： https://www.shobserver.com/news/detail?id=208211

4、高樹(shù)田, 伍瑞昌, 王運(yùn)斗. 國(guó)內(nèi)外生物安全實(shí)驗(yàn)室發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備, 2005(11):42-43.

5、微信公眾號(hào)：自滿(mǎn)青年（ID：gh_6b77cf04c1d0）《P4實(shí)驗(yàn)室究竟啥樣兒？| 萬(wàn)物科學(xué)說(shuō)明書(shū)》，2020-2-9

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來(lái)源：北京城市學(xué)院生物醫(yī)藥學(xué)部公眾平臺(tái)