武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

隨著武漢肺炎疫情成為全國人民關注的焦點,武漢P4實驗室也越來越受人關注。人類的歷史也可以說是疾病的歷史,尤其是黑死病、天花、霍亂等病原給人類帶來了巨大的災難。

中世紀黑死病導致了一半歐洲人2500萬人的死亡。天花使美洲大陸1億多土著減少到500-1000萬人。霍亂在100年間僅在印度就造成死亡3800萬人。第一次世界大戰結束後H1N1西班牙流感,造成全世界2500萬~4000萬人死亡,相當於第一次世界大戰死亡人數的4倍。

傳染病對人類生命的威脅,使得各國都不斷加大對預防和治療傳染病的投入,尤其是在生物安全實驗室領域。而P4實驗室就是世界生物安全領域最高級別的實驗室,武漢P4實驗室更是中國人對抗高危致病性傳染病的最後堡壘。

一、武漢P4實驗室

武漢P4實驗室全稱是中國科學院武漢國家生物安全實驗室,建成於2015年01月31日,是中國大陸地區首個運行的P4實驗室。標誌著我國已經具有開展高級別高致病性病原微生物實驗活動的能力和條件。武漢P4實驗室是“中法新發傳染病防治合作項目”重要內容之一,是國家投資建設的大科學工程裝置之一。

武漢P4實驗室承擔三大功能,我國傳染病預防與控制的研究和開發中心、烈性病原的保藏中心和聯合國烈性傳染病參考實驗室、我國生物安全實驗室平臺體系中的重要區域節點,在國家公共衛生應急反應體系和生物防範體系中發揮核心作用和生物安全平臺支撐作用。

武漢P4實驗室位於武漢市江夏區的中科院武漢病毒所鄭店園區內。整個實驗室呈懸掛式結構,共分為4層。從下自上,底層是汙水處理和生命維持系統;第二層是核心實驗室;第三層是過濾器系統;二層和三層之間的夾層是管道系統;最上一層是空調系統。

武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

所有一層、三層、四層、夾層均是為了保證二層核心實驗室的正常運行,保證實驗室裡面是單向氣流,是一個負壓狀態。300多平米的二樓核心實驗室區域大致分為3個細胞實驗室、2個動物實驗室、1個動物解剖室、消毒室等。 進入P4實驗室要花費至少半小時進行層層消毒,包括沐浴、二更、緩衝等步驟,才能入內。


武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

二、什麼是P4實驗室?

P是英文protection防衛和防護的意思。根據傳染病原的傳染性和危害性,國際上將生物安全實驗室分為P1、P2、P3和P4四個生物安全等級。等級越高,就能研究具有更大傳染性和危害性的病原。

由於傳染病的傳染性和危害性不同,傳染病原分為四個危害等級。第一級危害群微生物:與人類疾病無關;第二級危害群微生物:造成人類疾病不嚴重,易於預防及治療;第三級危害群微生物:可引起嚴重或致死的疾病,可能有預防和治療的方法;第四級危害群微生物:可引起嚴重或致死的疾病,但通常無預防和治療的方法,如炭疽桿菌、霍亂弧菌、埃博拉病毒、天花病毒等。

武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

P4實驗室結構和設施、安全操作規程、安全設備適用於對人體具有高度的危險性,通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明,目前尚無有效的疫苗或治療方法的致病微生物及其毒素。因此,人們也把 P4實驗室稱做“魔鬼實驗室”。

P4實驗室中裝有特殊的空調系統,進入這裡的空氣溫度與溼度預先設定,過濾程度達到99.999%,能保障空氣在整個環境系統中一小時循環多次。實驗室採用定向負壓系統,核心區壓強達到負40帕。實驗室空氣的流動,只能是通過高效過濾器從外面進來,保證實驗室內的空氣不向外流動。

典型的 P4實驗室由更衣區、過濾區、緩衝區、消毒區、核心區組成。在實驗室的四周裝有高效空氣過濾器。到達實驗室的核心區,總共有10道門,最裡面的7道門是互鎖的。更衣區依次為外更衣室、淋浴室和內更衣室。消毒區為化學淋浴室,工作人員離開主實驗室時首先經過化學淋浴消毒正壓防護服表面。

核心區任何相鄰的門之間都有自動連鎖裝置,防止兩個相鄰的門被同時打開。核心區裡配有生物安全櫃、超低溫冰箱、離心機、電熱細胞培養櫃、顯微鏡和實驗臺、小型動物實驗室等。生物安全櫃頂上有一個直徑0.5米左右的粗管子,直接通到房頂,它也是負壓狀態的,一些主要的操作都需要在生物安全櫃中進行。

武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

全球P4實驗室

目前全球僅有法國、加拿大、德國、澳大利亞、美國、英國、中國、加蓬(法國巴斯德所)、瑞典和南非等國家擁有P4實驗室。

三、武漢P4實驗室的研究成果與本次新型冠狀病毒

在傳染病防控領域,武漢病毒所先後研製出人干擾素栓劑、四代艾滋檢測試劑、埃博拉檢測試劑(WHO驗證)、防齲粘膜疫苗等產品。建有“抗病毒藥物篩選評價平臺”、“新型抗體優化篩選平臺”、“生物製品內源和外源汙染物的檢測平臺”、“農藥第三方試驗平臺”等技術合作平臺,在“疫苗與藥物”、“新型生物檢測技術”、“農業與功能微生物”等領域取得了系列科研成果。

查詢武漢P4實驗室網站的研究成果,獲獎情況、論文情況、成果轉化下均暫時無內容,顯示“更新中”,只能在專著情況下看到2011年12月科學出版社出版的《中國生物安全法律法規標準英文彙編》和2015年6月科學出版社出版的《法國生物安全法律法規彙編》;在專利情況下,有2015年4月8日獲得專利授權的實用新型專利《高級別防護實驗室圍護結構》和2017年7月7日獲得專利授權的發明專利《防護實驗室圍護結構》。

武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

武漢P4實驗室:中國人對抗高危傳染病的最強堡壘

非典發生後,武漢P4實驗室的石正麗研究院帶領團隊追蹤了13年,確定了SARS病毒的來源是雲南的一種蝙蝠。

此次武漢肺炎一經出現,2019年12月底相關樣品就直接送到了武漢P4實驗室檢測。嚴格來說,武漢P4實驗室是用來研究比此次新型冠狀病毒危害性更大的病毒,比如埃博拉等病毒。此次針對武漢肺炎的研究大多由國內的P3級別實驗室進行。

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上林院:楊飛,經濟學博士,高校教師,關注財經事件與產業經濟發展。公眾號:“產業經濟觀察”。


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