武漢有家最安全的實驗室,專門研究最”不安全“的病毒

1月28日,中國科學院武漢病毒研究所傳來了一系列好消息:研究人員研製出了用於研究的抗體檢測試紙,同時又篩選出了幾種對新型冠狀病毒有較好抑制作用的藥物,具有潛在的應用價值。

而在此之前,該所的研究團隊通過比對病毒序列,發現新型冠狀病毒與SARS病毒同源性為79.5%,與早期從蝙蝠中分離得到的一株冠狀病毒同源性高達96%,提示新型冠狀病毒的天然宿主很可能仍為蝙蝠。

中科院武漢病毒研究所能做出這麼多成果,原因之一就是,那裡擁有我國病毒學研究的“航空母艦”——P4生物安全實驗室。

武漢有家最安全的實驗室,專門研究最”不安全“的病毒

武漢P4實驗室外觀



2003年“非典”(嚴重急性呼吸綜合徵)在我國首次暴發、2014年埃博拉出血熱疫情被世界衛生組織認定為“國際關注的突發公共事件”、2015年中東呼吸綜合徵在韓國暴發、2016年寨卡病毒蔓延全球……

近年來,新發傳染病在全球範圍內呈現擴散趨勢。據統計,20世紀70年代以來,幾乎每年都有1~2種新發傳染病出現,30多年來全球約出現新發傳染病40餘種。同時,一些過去已經得到有效控制的傳染病,隨著生態環境的變化、病原的不斷變異而造成新的流行和暴發。新發傳染病的流行與暴發嚴重威脅著人類的健康,給世界經濟和社會的發展造成重大影響。

如何抵禦埃博拉出血熱、中東呼吸綜合徵等傳染病呢?人類的答案只有一個:P4(Protection Level 4)生物安全實驗室。


何為P4實驗室

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4個生物安全等級——P1、P2、P3和P4。等級更高,就能研究具有更大傳染性和危害性的病原。

P4實驗室是目前人類所擁有生物安全等級最高的實驗室,也是專用於烈性傳染病研究與利用的大型裝置,如埃博拉病毒等對人體具有高度危險性、但尚無預防和治療方法的病毒,必須在P4實驗室中進行研究,因此,P4實驗室被譽為病毒學研究領域的“航空母艦”。

由於P4實驗室研究的傳染性微生物都是沒有預防和治療方法的病毒,因此也有人將P4實驗室稱為“魔鬼實驗室”。根據國際慣例,這是人類目前唯一可對埃博拉病毒等活體病毒做實驗的安全場所。


建設中國人自己的P4實驗室

儘管我國已經建設了一批設備優良的P3實驗室,但是遲遲還沒有一個P4實驗室,這嚴重製約了我國科研人員從事相關領域的研究。面對複雜嚴峻的國內外傳染病形勢,我們必須開展烈性傳染病原和生物防範等研究,建立我國生物防範安全體系,保障我國社會和經濟的穩定健康發展。

2003年非典暴發後,中國科學院決定在武漢建設我國第一個P4實驗室。隨後,國家發改委將其納入國家生物安全實驗室體系規劃,作為國家發改委投資建設的大科學工程裝置,也成為中國科學院與武漢市人民政府的重大合作項目。

建設全球頂尖的P4實驗室是國家安全的現實需要,呈現的是崛起中的中國積極承擔全球生物安全防禦責任的大國氣象。由於P4實驗室的建設和維護複雜,技術要求較高,尋求適當而有限的國際合作是非常必要的。承擔這一國家重大科技基礎設施的中國科學院武漢病毒研究所懷揣使命,在當時我國建造P4實驗室的技術規範、標準和設備“一窮二白”的情況下,放眼國際,在全球範圍積極尋求合作伙伴。

法國里昂的讓·梅里埃P4實驗室被譽為世界上最先進的生物安全實驗室,鑑於法國高等級生物安全實驗室在人口健康、衛生及公共健康、流行病學等方面的傳統優勢,以及功能、建設、管理、研究等領域的世界標杆地位,該實驗室脫穎而出,成為中國P4實驗室建設項目的法國合作方。

2015年1月,在中法兩國的攜手建設下,武漢國家生物安全(四級)實驗室完成物理施工及機電安裝工程,舉行了竣工儀式。

2017年1月,武漢P4實驗室通過了認證認可評審,成為國內首個通過認證認可的生物安全四級實驗室。同年8月,該實驗室正式投入運營,將為我國提供一個完整、國際先進的生物安全體系,中國的科研工作者終於可以在自己的實驗室裡研究世界上最危險的病原體了。


武漢P4實驗室長啥樣

坐落於武漢市江夏區的P4實驗室呈懸掛式結構,共分為4層;第一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,第二層和第三層之間的夾層是通道系統,最上一層是空調系統。第一層、第三層、第四層和夾層均為保證第二層核心實驗室的正常運行,保證實驗室裡面是單向氣流。裡面的東西不能出來,只有外面的東西有可能進去,就像個密封的盒子。

武漢P4實驗室內部是負壓空間,也就是說實驗室的內部壓強小於外部壓強,空氣“只能進不能出”。這個“大盒子”的內部又被厚重的金屬門分隔成不同的區域,包括細胞實驗室、動物實驗室、動物解剖室、消毒室等。

科學家通常兩人一組進入實驗室,穿著像宇航服一樣的隔離正壓防護服,這種防護服頭部是透明的充氣罩,下端連接著一條藍色的呼吸帶,呼吸帶另一端懸掛連接在屋頂的管道上,研究人員在防護服內進行呼吸循環,和外界空氣不發生任何接觸。研究人員出來時,還要經過化學淋浴消毒,殺滅可能沾染的病毒。


起航!中國病毒研究的“航空母艦”

武漢P4實驗室具有三大功能定位:一是我國突發急性傳染病防控科學研究基地,二是烈性病原的保藏中心和世界衛生組織烈性傳染病參考實驗室,三是我國生物安全實驗室平臺體系中的重要區域中心。作為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。



本文選自《科學畫報》


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