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走進病毒研究的“航空母艦”

  • 發佈時間:2015-02-05 05:56:20  來源:經濟日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  近日竣工的“武漢P4實驗室”引起了大眾關注。P4實驗室是生物安全四級實驗室的簡稱,它是人類迄今為止能建造的生物安全防護等級最高的實驗室,也被稱為病毒研究的“航空母艦”。武漢P4實驗室是我國第一個P4實驗室,它的建成標誌著我國終於擁有了可以安全研究埃博拉等最高等級烈性傳染病病毒的堡壘。想知道這艘航母的模樣和工作原理嗎?請跟隨本報記者的腳步,去那裏參觀一次吧。

  神秘盒子

  武漢P4實驗室坐落在距離市中心約有1小時車程的郊外。這裡交通便利,三面鄰山,環境相對獨立。實驗室是一棟約有4層樓高的銀灰色方“盒子”建築。

  參觀這個神秘盒子前,記者先要走上辦公樓二層,戴上安全帽,套上鞋套,穿過一條空中走廊,來到二層核心區入口。

  “現在實驗室裏還沒有用於研究的烈性病毒,所以你們可以這樣進入。”中科院武漢分院院長、P4實驗室主任袁志明説,等實驗室正式啟用後,這裡就只有經過嚴格培訓的工作人員才可以按程式進入了。

  在整個P4實驗室中,核心實驗區就像是“盒子中的盒子”。

  進入二層核心實驗區,首先到達的是一圈環形走廊,其中心是真正進行烈性病原體研究300多平方米的實驗室。在這裡,分割空間不再是常見的水泥墻壁,而是不銹鋼鋼板和玻璃窗。透過玻璃窗,能看到核心實驗室內的二級生物安全櫃等諸多設備。

  核心區包括3個細胞實驗室、2個動物實驗室、1個菌種保藏室、消毒室等。進入每個區域都要經過一道或幾道門。

  與普通實驗室顯著不同的是,這座P4實驗室裏有許多條從屋頂上方垂下的藍色氣管。“這些藍色管子可接通研究者身穿的正壓防護服,保證研究者能在防護服內呼吸迴圈。”曾到法國里昂P4實驗室培訓的中科院武漢病毒所研究員石正麗説,正壓防護服是P4實驗室的獨有裝備,用於保證人和實驗室以及病源之間的絕對隔離。

  記者看到,正壓工作服外形有點像宇航服,人鑽進去後,拉上拉鏈,再充入空氣,整個服裝會膨脹起來。頭盔是全透明設計,方便研究人員觀察周邊,還配有耳麥溝通。

  石正麗説,每次進入P4實驗室,更換衣服、化學淋浴等層層消毒步驟,都要花費半小時。而低一個防護等級的P3實驗室,10分鐘足矣。不僅如此,在每次進入P4實驗室工作的幾小時裏,科研人員不能飲食、排泄,耳麥中傳來的空氣流通噪音也會讓人難受。“因不能上衛生間,常常從頭一天晚上就需要停止喝水。”

  負責實驗室施工建設的工程部技術總監董踐瀟向記者介紹,整個P4實驗室為懸挂式結構,共分4層。從下至上,底層是污水處理和生命維持系統;二層是核心實驗室;二層和三層間的夾層是管道系統;三層是過濾器系統;最上層是空調系統。“進出實驗室的風、水、物、人要進行週密管控。”

  工作人員從環形走廊進入核心實驗室,首先要在更衣區更換普通實驗裝,再進入另一道門穿上正壓防護服。核心區任何相鄰的門之間都有自動連鎖裝置,以避免室內空氣流通。離開主實驗室時還要經過化學淋浴消毒正壓防護服表面,這些化學試劑足以消滅所有病菌。

  核心實驗室採用定向負壓系統和雙層過濾系統,保證實驗室內的空氣只能通過高效過濾器排放,不會隨意流向實驗室外。需要帶出實驗室的廢物首先要用潔凈袋包裝,然後通過雙扉滅菌器高溫消毒。

  安全堡壘

  對此,P4實驗室主任袁志明有一個形象的説法:“除了人之外,其他東西,包括病毒和實驗動物,都是活的進去,死的出來。”

  P4實驗室研究的是世界上最危險的病原體,因此必須通過一系列的物理措施及嚴格的管理規範,確保安全。整個實驗室在硬體和操作程式上都對意外事故應急處理作了週密部署。動力採用雙電源供電,並設自備電源和應急不間斷電源。為避免因盛裝病毒、病毒試驗樣品的器皿因磕碰産生爆裂而導致泄漏,不同級別實驗室均設置獨立排放系統以及生物消毒存放池等設施。實驗室內還備有急救醫療設施和用品,並設立了隔離室,以便在實驗人員因意外感染時,對其進行醫學觀察和救治。在這個實驗室裏,工作人員必須成對工作,確保在一個人出現意外時可以進行緊急處理。

  自然災害風險也被考慮在內:實驗室選址地點高於武漢市歷史紀錄的防洪的設防水位。在抗震方面,武漢市防震等級是六級,實驗室提高到八級。

  袁志明説:“這個實驗室採取國內外最好的生物安全防範技術和措施,來保障不會發生實驗感染和病原的泄漏事件。”

  “P4實驗室跟普通實驗室最大的不同是它的安全性。從硬體説,它對環境是安全的,另外,它還要保障操作人員的安全。”也曾去法國里昂P4實驗室培訓過的武漢病毒所研究員胡志紅説,目前全球P4實驗室出現的安全事故,僅限于偶發的實驗室內部操作人員暴露,還未出現過病毒外泄事故。

  國際上將傳染病原分為4個危害等級。埃博拉病毒等引起人類嚴重或致死性疾病、能通過氣溶膠傳播或傳播途徑不明、無預防和治療方法的病原,被視為危害等級最高的四級微生物,其活體必須在防護等級為4的P4(Protection level4)生物安全實驗室中才可安全進行研究。

  有人認為P4實驗室中研究的病毒過於危險,因此持反對態度。事實上,病毒並不會因為人們的懼怕而退縮。在過去的30多年裏,幾乎每年都有1至2種新發傳染病出現,在全球性範圍內呈現出擴散趨勢。

  目前,全球公開擁有P4實驗室的僅有9個國家,這些國家的P4實驗室“鎖”著全世界最為致命的病毒。2014年肆虐西非至今仍未完全消滅的埃博拉病毒,已經吞噬了8800多條性命。如果沒有P4實驗室,那麼,這類危險的致命病毒一旦爆發,我們就只能拿性命來填補治療經驗的缺失。

  面對肆虐的病毒,是束手無策,還是積極應對?現代文明讓人類選擇了後者,而P4實驗室正是我們的超級武器。

  十年一劍

  2003年中國爆發SARS疫情,最先提出快速鑒定SARS病原方案的是沒有病例資源但有很好實驗條件的德國熱帶病研究所與ARTUS公司。這説明,具備研究烈性病原條件的一流研究單位,才可能在應付新生疾病研究中處於領先地位。

  有鋻於此,相關專家提出建議,決定在地處中原腹地、交通便利且有病毒研究基礎的武漢,與法國合作,引進世界最先進的技術,建設我國第一個P4實驗室。

  武漢P4實驗室在引進法國里昂P4實驗室技術和裝備基礎上,由中法兩國科學家、工程技術人員共同設計完成,採用國際上最先進的設計方案和設備。歷時十年,終於磨成一柄刺向未知致命病毒的利劍。

  目前,世界上真正投入運作的四級生物安全實驗室只有10個左右。武漢P4實驗室不僅僅是科研需要,更是我國在公共衛生和公共安全方面的重要戰略部署。

  實驗室的建成不僅為我國公共衛生體系再添利器,更是保障世界衛生安全的重要一環。中科院武漢病毒所所長陳新文研究員説:“此次埃博拉病毒威脅世界的事實再次告訴我們,病毒是無國界的。”

  世界衛生組織駐華代表施賀德也表示:“中國現在有了自己的P4實驗室,它將為全球新發傳染病防治作出貢獻。”

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