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我国要建全球生物安全最高级实验室

发布时间:2021-01-27 22:07  

  近日,中国科学院与武汉市人民政府签署《共建生物安全四级(P4)实验室协议书》,这意味着中国内地首座P4实验室将落户武汉。P4实验室项目以现有中科院武汉病毒所为依托建设,一期投资近1亿元人民币。预计2006年投入正常运转。对于P4实验室选址问题,中国科学院经过相当长时间的考虑。从国家整体生命科学、生物医学布局讲,武汉在病毒学研究上有比较好的科学基础。武汉病毒所有一定历史,并做出过很多贡献,最近在抗击SARS中的表现,引起了从国家高层领导,到一般的科学界、卫生界人士的重视。传染病的传染性和危害性是不同的,传染病原分为四个危害等级。第一级危害群微生物:与人类成人健康和疾病无关;第二级危害群微生物:在人类所引起的疾病很少是严重的,而且通常有预防及治疗的方法;第三级危害群微生物:在人类可以引起严重或致死的疾病,可能有预防和治疗的方法;第四级危害群微生物:在人类可以引起严重或致死的疾病,但通常无预防和治疗的方法,如炭疽杆菌、霍乱弧菌、埃博拉病毒、天花病毒等。根据《中华人民共和国传染病防治法实施办法》第二章第十五条规定,凡从事致病性微生物实验的科研、教学和生产单位,作为各类传染病菌(毒)研究操作的基本单元,实验室必须有防止致病性微生物扩散的制度和人体防护措施。不同危害群的微生物必须在不同的物理性防护的条件下进行操作,一方面防止实验人员和其他物品受到污染,同时也防止其释放到环境中。物理性防护是由隔离的设备、实验室的设计及实验实施等3个方面所组成,根据其密封程度的不同,分为P1、P2、P3和P4四个生物安全等级。P是英文protect(保护)的缩写。其中四级生物安全(P4)是生物安全实验室等级最高的实验室,可以有效阻止传染性病原释放到环境中,同时给研究人员提供生物安全的保证。目前,全球有8个P4实验室在运行,均在发达国家和地区。P4实验室是全球生物安全最高级别的实验室,目前中国大陆还没有。P4实验室结构和设施、安全操作规程、安全设备适用于对人体具有高度的危险性,通过气溶胶途径传播或传播途径不明,目前尚无有效的疫苗或治疗方法的致病微生物及其毒素。与上述情况类似的不明微生物接触,也必须在P4实验室中进行。待有充分数据后再决定此种微生物或毒素应在P4实验室还是在较低级别的实验室中处理。正因为如此,有人把P4实验室叫做“魔鬼实验室”,这个实验室中装有特殊的空调系统,进入这里的空气温度与湿度都是预先设定好的,过滤程度达到99.999%,能保障空气在整个环境中一小时循环多次。实验室采用定向负压系统,其核心区的压强达到负40帕,这样实验室空气的流动,只能是通过高效过滤器从外面进来,而保证实验室内的空气不向外流动。P4实验室的设计不尽相同,典型的P4实验室由更衣区、过滤区、缓冲区、消毒区、核心区组成。在实验室的四周装有高效空气过滤器。到达实验室的核心区,总共有10道门,最里面的7道门是互锁的,也就是说,如果一道门没有关好,另一道门肯定打不开,这样避免空气的流通。更衣区依次为外更衣室、淋浴室和内更衣室。消毒区为化学淋浴室,工作人员离开主实验室时首先经过化学淋浴消毒正压防护服表面。核心区任何相邻的门之间都有自动连锁装置,防止两个相邻的门被同时打开。对于不能从更衣室携带进出主实验室的材料、物品和器材,应在主实验室墙上设置具有双门结构的高压灭菌锅、浸泡消毒槽、熏蒸室或带有消毒装置的通风传递窗,以便进行传递或消毒。核心区里配有生物安全柜、超低温冰箱、离心机、电热细胞培养柜、显微镜和实验台、小型动物实验室等。生物安全柜顶上有一个直径0.5米左右的粗管子,直接通到房顶,它也是负压状态的,一些主要的操作都需要在生物安全柜中进行。从P4实验室拿出的相关的物品必须通过高压灭菌锅消毒后,再用洁净袋充分包装,然后通过传递窗传到准备间。离开P4时,核心区的工作人员要相互间把全身从上到下消毒一遍才能走到缓冲间,在缓冲间除去外层防护服、口罩、外层手套,然后将这些放入灭菌容器或消毒袋内。关闭实验室门之后,再取下防护眼镜,将其放入传递窗进行消毒。然后,工作人员经过另外一个缓冲间,退到准备间。在这里他们才可以取下身上所有的防护器具,立即在沐浴室洗澡后,才可离开实验室。P4实验室有严格、复杂的管理程序,为了保证P4实验室的绝对安全,只有得到批准和持有磁卡通行证的人才能进入,有的通过指纹门禁系统进入,而且所有出入的人员都由电脑记录在案。法国第二大经济城市里昂是重要的医药工业研究、生产基地,有许多著名的医药生产企业、研究实验室和生物工业开发园区,那里有目前世界上最先进的高危病毒实验室———让.梅里厄P4实验室。这个实验室1999年3月开始运作,目标除了研究最毒、最新的病毒,也对历史上旧的、变种的病毒作深入的研究、建档,并找出治疗的方法。实验室取名让.梅里厄,是为了纪念疫苗专家、因飞机事故不幸英年早逝的让,他的夫人和4个女儿将他的遗产慷慨地捐献出来,为筹建P4实验室奠定了资金基础。面积仅为600平方米的实验室造价达4000万法郎,其中的仪器设备价值1000万法郎,每年的运行维持和实验费用是190万欧元。里昂的P4实验室全部用由玻璃和钢材建成,被一致公认为“新一代P4的首创”。其主楼分为三层:上层是空气处理区,保证实验室人员和动物的呼吸用气及实验室空气的消毒;下层是废物处理区,对实验室器材和实验垃圾进行消毒;中层为线区。方形主楼的旁边,还有一个两层的、半圆柱形的、金属附属楼,负责进行实验准备,控制实验室的安全,全部由计算机实行中央控制。P4区主要有两个面积为60至70平方米、相互独立的实验室和一个动物试验室,设计原则是将它们置于“盒子中的盒子”。研究人员进出入实验工作台,必须经过这样的程序:用通行卡和个人密码打开实验区的第一道门,进入房间脱衣、进行清洁淋浴、穿上类似潜水员的密封服;进入另一室检查服装的密封性;再开一道门,即可进入动物实验室;此后,还有两道门将存放病菌的恒温箱和实验厅分开。需要说明的是,在进入动物实验室之前的每一个房间都是逐步减压的,房间的门上都安装充气密封垫,以防止病菌往外扩散。美国为更好地预防和应对生物,正实行一项耗资60亿美元的“生物盾牌计划”,在国内建造一批用来储藏和研究最致命病毒的P4实验室。由于此举可能引发新的安全问题,因此在当地民众中引发了强烈抗议。在蒙大拿州小镇哈密尔顿,抗议在当地修建生物实验室的居民表示,他们担心这一计划如果实施,自己将成为袭击的目标。在纽约州,州议会已经阻止了一个在普拉姆岛建造生物实验室的计划。在加州,抗议者指责加州大学戴维斯分校违反州环保条例,申请建造用来研究埃博拉等致命病毒的P4实验室。这些抗议者不能理解,为什么自己要冒险与这些将处于最高等级(4级)安全措施下的危险实验室为邻。还有人甚至对建造这些实验室本身的必要性提出了质疑。他们认为,耗资巨大的计划完全是一个不切实际的、官僚主义的想法,这种实验室从科学研究角度来说并没有太大意义。但有关专家们认为,P4实验室安全措施应该很可靠。相关设施对危险病原的研究及生物反恐具有重要意义。参与这些实验室设计的吉姆·奥热霍夫斯基在接受《洛杉矶时报》采访时说:“我们将尽可能做到绝对安全,达到航天飞机的水准。”但值得注意的是,过去17年来,美国航天飞机已经发生了两起灾难性事故。世界卫生组织(WHO)一直非常重视生物实验室安全问题,早在1983年就出版了《实验室生物安全手册》,将传染性微生物根据其致病能力和传染的危险程度等划分为四类;将生物实验室根据其设备和技术条件等划分为四级;其相应的操作程序也划分为四级,并对四类微生物可操作的相应级别的实验室及程序进行了规定。2003年4月《实验室生物安全手册》(第三版)以电子版的形式在WHO网页上问世。我国在生物安全方面也制定过一些相应的条例和法规。中华人民共和国卫生行业标准(WS233-2002)《微生物生物医学实验室生物安全通用准则》中对生物安全三级(P3)实验室进行了规定。P4实验室是一柄“双刃剑”,它的应用可能造福人类,但弄不好也可能为人类带来种种“祸害”。近年来,国际社会普遍认为生物武器的潜在威胁已大大增加。P4实验室管理上的疏漏和意外事故,不仅可以导致实验室工作人员的感染,也可造成环境污染和大面积人群感染。国内外实验室意外感染的事故并不少见,严重者不得不宰杀成千上万只实验动物,甚至导致实验室工作人员死亡。管理愈不规范,防护条件愈差,网赚!发生意外事故的可能性就愈大。因而,通过防范和控制生物危害,藉以维护国家社会、经济及人民健康、生态环境安全,是生物安全的根本任务。