P4实验室：大自然魔鬼的“囚室”，病毒研究的“航母”

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埃博拉病毒

2015年1月31日，我国首个P4实验室——中国科学院武汉国家生物安全实验室竣工。 （图据央视）

理查德·普雷斯顿著《血疫：埃博拉的故事》。

华西都市报-封面新闻记者 谢燃岸

绝大部分的普通人，都不知道P4实验室有多恐怖。

可怕的不是容器本身，而是居住在里面的“囚犯”。它们是埃博拉病毒、马尔堡病毒、阿根廷出血热病毒等等。它们是潜伏在大自然深处的魔鬼，极易传播，给人或者动物带来致命危险。

P4实验室，正是研究这些极高危烈性病原体的地方。事实上，它应该叫生物安全四级实验室（Bio-Safety Level 4 Lab）。国际上一般把生物安全实验室分为四个等级，四级则意味着对生物安全隔离的要求最高。

“囚禁”致命病毒的实验室

在美国作家理查德·普雷斯顿的纪实著作《血疫：埃博拉的故事》中，描写了美陆军传染病医学研究所（USAMRIID）的生物安全实验室。

“4级区域的气密室是个灰色区域，两个世界在这里相交。气密室完全由不锈钢打造，有一排喷洒清水和消毒药剂的喷头。打开气密室另一侧的门，走进高危区域。高危区域仿佛迷宫。墙上挂着黄色通气管。天花板上悬着频闪警示灯，通气系统失灵时会立刻提示。墙上刷着厚厚的环氧树脂涂料，所有插座的边缘都用凝胶物质封死。这是为了消除所有缝隙和孔洞，以防高危病原体穿过空心电缆逃逸出去。”

这是一个看着就冰冷的可怕区域，仅凭人类直觉都能察觉到危险。

在这里，物理防护的第一道防线，通过生物安全柜、各种密闭容器等，消除或减少实验操作人员暴露于病原微生物。第二道防线则是通过负压隔离过滤技术、消毒设备等，实现实验室与外部环境之间的隔离。因为囚禁于此的病毒一旦逃离，将会给周围的人类以及社会带来毁灭性的灾难。

操作者们的装备，包括正压防护服、隔离衣、连体衣、正压防护头罩等等。进入前，他们需要经过专业的医学检查、安全检查和全身消毒等程序，还需要接种相应的疫苗，但实际上，大部分的4级生物安全病原体无法提供疫苗。

“埃博拉十天内就能完成艾滋病要花十年才能做到的事情。”对付这些最危险的“犯人”，人们必须做好万无一失的准备。让人忧虑的是，如此恐怖的“犯人”不仅没有减少或消失，甚至在增加或变异后，以更加隐秘的形式出现，危险性更强。

根据WHO（世界卫生组织）公布的数据，20世纪70年代以来，新型传染病即以每年新增一种或多种的速度被发现，至今已达40多种。有病毒研究领域“航空母舰”之称的P4实验室，成了人类社会对抗自然界魔鬼的必要堡垒。

P4实验室的诞生与发展

P4实验室的诞生是和战争联系在一起的，从建造开始，就有为战争服务的准备。毫无疑问，它们是国家生物安全核心的基础设施之一。在防控新发和烈性传染病、防范生物恐怖袭击、防御生物武器攻击等方面都有重要作用。

西方国家生物安全实验室的成立，多始于二战或冷战时期。20世纪早期，美国和英国分别建立了生物安全四级实验室，其后前苏联、澳大利亚、南非、日本、加拿大、法国、德国、意大利、瑞典等国家和地区先后也建设了。我国的P4实验室，中科院武汉国家生物安全实验室，也于2015年1月31日正式建成。

据不完全统计，全球已知有22个国家和地区的60个机构拥有生物安全四级实验室，主要建设在西方发达国家。但需要引起我们注意的是，由于生物安全四级实验室相关内容涉及国家生物安全核心机密，所以一些国家并未公开数据。

高等级的生物实验室，除了生物安全四级实验室，还包括三级实验室。分离 2019 新型冠状病毒（2019-nCoV）毒株，在生物安全三级实验室即可完成。

我国第一个现代意义上的生物安全三级实验室出现在20世纪80年代，当时为了研究流行性出血热病毒的传播机制而建。2003年暴发的SARS疫情，是我国高等级生物安全实验室发展的一个分水岭。SARS暴发后，我国发布了国家生物安全实验室建设体系规划。截至2013年8月31日，我国共有42家三级实验室通过认可，覆盖全国的生物安全实验室体系初步形成。

但也有不少研究者提出，应该加大对我国高等级生物安全实验室体系建设和管理方面的提升。目前生物安全四级实验室极少，而且用于科研的实验室多，应急反应的实验室较少，应该完善实验室建设布局。

超速发展与安全隐忧

全球的P4实验室建设正呈现超速发展的趋势。这与全球化时代的烈性传染病危险有关，也与国家生物安全战略有关。

比如美国，在2001年的“9·11”事件及其后发生的炭疽邮件事件后，开始扩建高等级生物安全实验室。欧洲的高等级生物安全实验室数量也呈现出快速增加的形势。

虽然目前已基本形成了配套的生物安全实验室技术和产品，并制定了一系列安全指南或技术标准，但全球生物技术的飞速发展以及高等级生物安全实验室的快速扩张，也可能会带来日益加剧的安全性问题。

事实上，关于实验室的安全事故从未停止过。比如，1967年德国马尔堡病毒实验室感染事件，共造成三个实验室的37人感染，其中1/4患者死亡，原因是使用来自乌干达的猴子用于脊髓灰质炎疫苗研究。

即便进入21世纪，实验室的安全事故还时有发生。2009年3月，德国汉堡Bernhard Nochty热带医学研究所一名45岁女科学家，因被带有埃博拉病毒的注射器针头刺伤手指而被怀疑感染埃博拉病毒。同年9月，美国芝加哥大学医学中心一名研究鼠疫杆菌的科学家因感染鼠疫死亡。

目前，实验室生物安全也逐渐成为全球热点问题，国际社会呼吁迫切需要建立有效的实验室生物安全监管机制，防止生物安全事故的再发生。我国最新出台的《关于加强新冠病毒高等级病毒微生物实验室生物安全管理的指导意见》，也提出要加强对实验室，特别是对病毒的管理，确保生物安全。

事实上，人们也在反思，大自然恶魔的频繁肆虐，是否与人类活动对大自然的过度侵犯有关。“从一定意义上说，地球正在启动对人类的免疫反应。它开始对人类这种寄生生物做出反应，人类的泛滥仿佛感染。”“也许生物圈并不‘喜欢’容纳五十亿人类，大自然有自我平衡的手段。”普雷斯顿这样写道。

但无论如何，人们应该对现状做出反应，无论是反思自己与大自然的关系，还是在P4实验室里继续与危险的魔鬼打交道。

毕竟，因为了解，才有可能战胜。

【参考文献】

1、理查德·普雷斯顿【美】，2016，《血疫·埃博拉的故事》，上海译文出版社；

2、章欣，2016，《生物安全4级实验室建设关键问题及发展策略研究》，博士学位论文；

3、高福，魏强，2017，《中国实验室生物安全能力发展报告——管理能力调查与分析》，北京：人民卫生出版社；

4、马丽丽，陈晓晖，吴跃伟，陈逗逗，刘欢，2019，《依托大科学设施的生物安全国家实验室建设经验与启示》《科学进步与对策》，第2期；

5、孙琳，杨春华，2017，《美国近年生物恐怖袭击和生物实验室事故及其政策影响》《军事科学》，第11期；

6、杨旭，梁慧刚，沈毅，徐萍，袁志明，2016，《关于加强我国高等级生物安全实验室体系规划的思考》《政策与管理研究》，第10期；

7、孙晓冬，王海银，2009，《新发传染病流行现状及防治策略》《上海预防医学杂志》，第9期。

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