病毒研究的最強(qiáng)堡壘

黃丹雯

全球化給新發(fā)和突發(fā)傳染病防控帶來的挑戰(zhàn)，需要國際社會(huì)通力合作應(yīng)對(duì)，P4實(shí)驗(yàn)室正是我們的超級(jí)武器。

肆虐蔓延的埃博拉、致死率高的馬爾堡，這些疫情風(fēng)暴，如今在世界各地仍余波未平。烈性病毒讓人談之色變，被定義為最高等級(jí)的四級(jí)生物安全病毒，具有高度危險(xiǎn)性，尚無預(yù)防及治療方法。據(jù)了解，目前只有在P4實(shí)驗(yàn)室里才有條件對(duì)其進(jìn)行研究，而全世界也只有為數(shù)不多的幾個(gè)國家擁有如此高規(guī)格的實(shí)驗(yàn)室。

1月31日，我國首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室——中國科學(xué)院武漢國家生物安全實(shí)驗(yàn)室在武漢竣工，預(yù)計(jì)將于今年6月投入使用，這意味著，中國人將能夠在自己的實(shí)驗(yàn)室里獨(dú)立開展埃博拉等烈性病毒的實(shí)驗(yàn)研究。

何為P4實(shí)驗(yàn)室？

國際上，根據(jù)傳染病原的特性，人們將生物安全實(shí)驗(yàn)室分為P1、P2、P3和P4四個(gè)生物安全等級(jí)。人類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——P4實(shí)驗(yàn)室，是專用于烈性傳染病研究與利用的大型裝置，被稱為研究病毒學(xué)的航空母艦。

一般的P4實(shí)驗(yàn)室中裝有特殊的空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)入這里的空氣溫度與濕度都是預(yù)先設(shè)定好的，過濾程度達(dá)到99.999%，且能保障空氣在整個(gè)環(huán)境中一小時(shí)循環(huán)多次。實(shí)驗(yàn)室采用定向負(fù)壓系統(tǒng)，其核心區(qū)的壓強(qiáng)達(dá)到負(fù)40帕，這樣可以保證實(shí)驗(yàn)室空氣只能是通過高效過濾器從外面進(jìn)來，而不會(huì)向外流動(dòng)。

那么，什么樣的病原要在P4實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究呢？原來，所有病毒都會(huì)依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行危害評(píng)級(jí)，比如埃博拉病毒屬于4級(jí)危害，其培養(yǎng)和動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)就必須在P4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。如埃博拉一樣，能引起嚴(yán)重致死、并且沒有預(yù)防和治療方法的病原體，都是P4實(shí)驗(yàn)室的主要研究對(duì)象。此外，部分病毒的傳播風(fēng)險(xiǎn)尚不明確，也需要被送到P4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。

自2003年SARS危機(jī)之后，我國戰(zhàn)略性啟動(dòng)P4實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，歷經(jīng)十余年，武漢P4實(shí)驗(yàn)室基地終于建成。P4實(shí)驗(yàn)室的建成標(biāo)志著我國病毒學(xué)研究和公共衛(wèi)生體系建設(shè)翻開了新的一頁。中國科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮院士評(píng)價(jià)說：“武漢P4實(shí)驗(yàn)室是構(gòu)建中國公共衛(wèi)生防御體系的重要環(huán)節(jié)之一。必將在增強(qiáng)我國應(yīng)對(duì)新發(fā)、突發(fā)傳染病防控能力和提升抗病毒藥物及疫苗研發(fā)等科研能力方面發(fā)揮舉足輕重的關(guān)鍵作用。”

P4實(shí)驗(yàn)室適用于世界上最危險(xiǎn)的致病性病原體，因此，保護(hù)研究人員、公眾和環(huán)境的安全對(duì)于P4實(shí)驗(yàn)室來說顯得尤為重要。“P4實(shí)驗(yàn)室跟普通實(shí)驗(yàn)室最大的不同就是它的安全性?！睂＜医榻B，在普通實(shí)驗(yàn)室只花半小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，在P4實(shí)驗(yàn)室做可能需三個(gè)小時(shí)，就算去冰箱拿個(gè)東西，也可能要經(jīng)過幾道門，是非常繁雜的過程。

如果出現(xiàn)人為制造不可預(yù)測(cè)事件時(shí)，武漢P4實(shí)驗(yàn)室將及時(shí)啟動(dòng)國家應(yīng)急安全系統(tǒng)，采取有效的安全應(yīng)對(duì)行動(dòng)，以確保生物安全。

走進(jìn)國內(nèi)第一座“堡壘”

戴上安全帽，穿上塑料鞋套，這是進(jìn)入啟用前的P4實(shí)驗(yàn)室最基本的裝備。走進(jìn)武漢P4實(shí)驗(yàn)室的大門后是整整一大圈過道，過道和被過道所圍住的核心區(qū)的空間很高。“這是空氣過濾系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室里的所有空氣在沒有消毒過濾之前都不會(huì)排放到樓外?！敝锌圃何錆h分院院長(zhǎng)、武漢P4實(shí)驗(yàn)室的主任袁志明介紹。在P4實(shí)驗(yàn)室里，不僅空氣要過濾，用過的水也要消毒過濾，用過的廢棄物則要焚燒處理。空氣、水、廢棄物在沒有經(jīng)過處理前是跑不到實(shí)驗(yàn)室之外的。而處理這些氣、水、物的系統(tǒng)設(shè)備擠占了P4實(shí)驗(yàn)室的很大一部分空間。

從過道向右行，又有一座大門。走進(jìn)這座門，是換衣間?？蒲腥藛T需在這里穿上類似太空服的“正壓工作服”，可防止被病毒感染。人“鉆”進(jìn)工作服后，要把各部位的拉鎖拉上，然后向工作服里高壓充氣。達(dá)到一定壓力后，科研人員還要用化學(xué)藥水對(duì)工作服進(jìn)行“洗浴”，完成消毒程序。最后，科研人員再進(jìn)入第三道門，就可以到核心區(qū)做實(shí)驗(yàn)或研究了。

在核心區(qū)內(nèi)，每一個(gè)工位的上方都耷下一根供人使用的氣管。它同正壓工作服連通后，就可以使科研人員的呼吸系統(tǒng)與P4實(shí)驗(yàn)室的空氣系統(tǒng)相隔離，互不影響。

并不是隨便一個(gè)研究人員穿上正壓工作服后就能走入實(shí)驗(yàn)的核心區(qū)，他們還得經(jīng)過特殊的培訓(xùn)。進(jìn)出P4實(shí)驗(yàn)室，需嚴(yán)格按照規(guī)章制度辦事，每次工作之前的準(zhǔn)備至少需要半個(gè)小時(shí)。在里面工作，每一步都有防護(hù)預(yù)案。

在P4的核心區(qū)，有許多生物安全柜，就是科研人員做實(shí)驗(yàn)的臺(tái)子。這個(gè)安全柜四面是封閉的，工作時(shí)要把一面的玻璃拉到上方。安全柜里是通過層流維持負(fù)壓狀態(tài)，一旦發(fā)生事故，這種負(fù)壓狀態(tài)使病毒無法跑到科研人員所在的區(qū)域，只能順著管道，被抽入后續(xù)處理設(shè)備。

袁志明表示，“之所以說P4實(shí)驗(yàn)室是安全的，有兩方面的原因，一是嚴(yán)格的防護(hù)措施讓病毒飛不出實(shí)驗(yàn)室，對(duì)社會(huì)是安全的，另外，人穿著防護(hù)服工作，不會(huì)被病毒感染，也是安全的?！逼鋵?shí)，這種對(duì)人的“過度”保護(hù)正是P4實(shí)驗(yàn)室同P3實(shí)驗(yàn)室的顯著差別之一。

建筑面積3000多平方米的武漢P4實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)最多只能容納12名科研人員在此工作。而為了保證他們的工作，還有大量的后勤保障人員時(shí)時(shí)刻刻在做著技術(shù)支持。

“安全是第一位的。”這將是未來武漢P4實(shí)驗(yàn)室永恒的追求。

應(yīng)對(duì)最致命病毒的“超級(jí)武器”

對(duì)于P4實(shí)驗(yàn)室，袁志明有一個(gè)形象的說法：“除了人之外，其他東西，包括病毒和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，都是活的進(jìn)去，死的出來?！比绱藝?yán)格先進(jìn)的P4實(shí)驗(yàn)室，甚至有人把它稱“魔鬼實(shí)驗(yàn)室”。

目前，全球公開擁有P4實(shí)驗(yàn)室的僅有9個(gè)國家，這些國家的P4實(shí)驗(yàn)室“鎖”著全世界最為致命的病毒。最先進(jìn)的 P4實(shí)驗(yàn)室是法國第二大經(jīng)濟(jì)城市里昂的高危病毒實(shí)驗(yàn)室——讓·梅里厄P4實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室1999年3月開始運(yùn)作，目標(biāo)除了研究最毒、最新的病毒，也對(duì)歷史上舊的、變種的病毒作深入的研究、建檔，并找出治療的方法。其全部用由玻璃和鋼材建成的實(shí)驗(yàn)室，被一致公認(rèn)為“新一代 P4的首創(chuàng)”。研究人員在進(jìn)入最后動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室之前的每一個(gè)房間都是逐步減壓的，房間的門上都安裝充氣密封墊，以防止病菌往外擴(kuò)散。

有人認(rèn)為P4實(shí)驗(yàn)室中研究的病毒過于危險(xiǎn)，因此持反對(duì)態(tài)度。事實(shí)上，病毒并不會(huì)因?yàn)槿藗兊膽峙露丝s。在過去的30多年里，幾乎每年都有1至2種新發(fā)傳染病出現(xiàn)，在全球性范圍內(nèi)呈現(xiàn)出擴(kuò)散趨勢(shì)。全球化給新發(fā)和突發(fā)傳染病防控帶來的挑戰(zhàn)，需要國際社會(huì)通力合作。

2014年肆虐非洲至今仍未被完全消滅的埃博拉病毒，已經(jīng)吞噬了近萬條生命。如果沒有P4實(shí)驗(yàn)室，那么，這類危險(xiǎn)的致命病毒一旦爆發(fā)，我們就只能拿生命來填補(bǔ)治療經(jīng)驗(yàn)的缺失。

面對(duì)肆虐的病毒，是束手無策，還是積極應(yīng)對(duì)？毫無疑問，人類選擇了后者，而P4實(shí)驗(yàn)室正是我們的超級(jí)武器。因?yàn)镻4實(shí)驗(yàn)室是目前我們研究風(fēng)險(xiǎn)最高的病原微生物必須使用的實(shí)驗(yàn)室，如果不具備P4，像埃博拉病毒的研究，包括相關(guān)藥物的研發(fā)、疫苗的進(jìn)一步研究，我們都沒法做。

這次P4實(shí)驗(yàn)室建成，對(duì)我國新發(fā)、突發(fā)傳染病防范能力的整體提升，對(duì)于我國進(jìn)一步提升新藥包括疫苗的研發(fā)能力具有重大意義。對(duì)于P4實(shí)驗(yàn)室的正式啟用，按照規(guī)定，國家衛(wèi)生計(jì)生委接下來還要對(duì)實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)資格和開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估，經(jīng)審批后最后才能正式投入使用。