走進(jìn)病毒研究的“航空母艦”
- 發(fā)布時間:2015-02-05 05:56:20 來源:經(jīng)濟(jì)日報 責(zé)任編輯:羅伯特
近日竣工的“武漢P4實驗室”引起了大眾關(guān)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(hù)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(biāo)志著我國終于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,去那里參觀一次吧。
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。這里交通便利,三面鄰山,環(huán)境相對獨立。實驗室是一棟約有4層樓高的銀灰色方“盒子”建筑。
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(qū)入口。
“現(xiàn)在實驗室里還沒有用于研究的烈性病毒,所以你們可以這樣進(jìn)入。”中科院武漢分院院長、P4實驗室主任袁志明說,等實驗室正式啟用后,這里就只有經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的工作人員才可以按程序進(jìn)入了。
在整個P4實驗室中,核心實驗區(qū)就像是“盒子中的盒子”。
進(jìn)入二層核心實驗區(qū),首先到達(dá)的是一圈環(huán)形走廊,其中心是真正進(jìn)行烈性病原體研究300多平方米的實驗室。在這里,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(nèi)的二級生物安全柜等諸多設(shè)備。
核心區(qū)包括3個細(xì)胞實驗室、2個動物實驗室、1個菌種保藏室、消毒室等。進(jìn)入每個區(qū)域都要經(jīng)過一道或幾道門。
與普通實驗室顯著不同的是,這座P4實驗室里有許多條從屋頂上方垂下的藍(lán)色氣管。“這些藍(lán)色管子可接通研究者身穿的正壓防護(hù)服,保證研究者能在防護(hù)服內(nèi)呼吸循環(huán)。”曾到法國里昂P4實驗室培訓(xùn)的中科院武漢病毒所研究員石正麗說,正壓防護(hù)服是P4實驗室的獨有裝備,用于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,人鉆進(jìn)去后,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(shè)計,方便研究人員觀察周邊,還配有耳麥溝通。
石正麗說,每次進(jìn)入P4實驗室,更換衣服、化學(xué)淋浴等層層消毒步驟,都要花費(fèi)半小時。而低一個防護(hù)等級的P3實驗室,10分鐘足矣。不僅如此,在每次進(jìn)入P4實驗室工作的幾小時里,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(wèi)生間,常常從頭一天晚上就需要停止喝水?!?/p>
負(fù)責(zé)實驗室施工建設(shè)的工程部技術(shù)總監(jiān)董踐瀟向記者介紹,整個P4實驗室為懸掛式結(jié)構(gòu),共分4層。從下至上,底層是污水處理和生命維持系統(tǒng);二層是核心實驗室;二層和三層間的夾層是管道系統(tǒng);三層是過濾器系統(tǒng);最上層是空調(diào)系統(tǒng)?!斑M(jìn)出實驗室的風(fēng)、水、物、人要進(jìn)行周密管控?!?/p>
工作人員從環(huán)形走廊進(jìn)入核心實驗室,首先要在更衣區(qū)更換普通實驗裝,再進(jìn)入另一道門穿上正壓防護(hù)服。核心區(qū)任何相鄰的門之間都有自動連鎖裝置,以避免室內(nèi)空氣流通。離開主實驗室時還要經(jīng)過化學(xué)淋浴消毒正壓防護(hù)服表面,這些化學(xué)試劑足以消滅所有病菌。
核心實驗室采用定向負(fù)壓系統(tǒng)和雙層過濾系統(tǒng),保證實驗室內(nèi)的空氣只能通過高效過濾器排放,不會隨意流向?qū)嶒炇彝?。需要帶出實驗室的廢物首先要用潔凈袋包裝,然后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說法:“除了人之外,其他東西,包括病毒和實驗動物,都是活的進(jìn)去,死的出來?!?/p>
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(yán)格的管理規(guī)范,確保安全。整個實驗室在硬件和操作程序上都對意外事故應(yīng)急處理作了周密部署。動力采用雙電源供電,并設(shè)自備電源和應(yīng)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產(chǎn)生爆裂而導(dǎo)致泄漏,不同級別實驗室均設(shè)置獨立排放系統(tǒng)以及生物消毒存放池等設(shè)施。實驗室內(nèi)還備有急救醫(yī)療設(shè)施和用品,并設(shè)立了隔離室,以便在實驗人員因意外感染時,對其進(jìn)行醫(yī)學(xué)觀察和救治。在這個實驗室里,工作人員必須成對工作,確保在一個人出現(xiàn)意外時可以進(jìn)行緊急處理。
自然災(zāi)害風(fēng)險也被考慮在內(nèi):實驗室選址地點高于武漢市歷史紀(jì)錄的防洪的設(shè)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。
袁志明說:“這個實驗室采取國內(nèi)外最好的生物安全防范技術(shù)和措施,來保障不會發(fā)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。從硬件說,它對環(huán)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(xùn)過的武漢病毒所研究員胡志紅說,目前全球P4實驗室出現(xiàn)的安全事故,僅限于偶發(fā)的實驗室內(nèi)部操作人員暴露,還未出現(xiàn)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(yán)重或致死性疾病、能通過氣溶膠傳播或傳播途徑不明、無預(yù)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(hù)等級為4的P4(Protection level4)生物安全實驗室中才可安全進(jìn)行研究。
有人認(rèn)為P4實驗室中研究的病毒過于危險,因此持反對態(tài)度。事實上,病毒并不會因為人們的懼怕而退縮。在過去的30多年里,幾乎每年都有1至2種新發(fā)傳染病出現(xiàn),在全球性范圍內(nèi)呈現(xiàn)出擴(kuò)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(jīng)吞噬了8800多條性命。如果沒有P4實驗室,那么,這類危險的致命病毒一旦爆發(fā),我們就只能拿性命來填補(bǔ)治療經(jīng)驗的缺失。
面對肆虐的病毒,是束手無策,還是積極應(yīng)對?現(xiàn)代文明讓人類選擇了后者,而P4實驗室正是我們的超級武器。
十年一劍
2003年中國爆發(fā)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。這說明,具備研究烈性病原條件的一流研究單位,才可能在應(yīng)付新生疾病研究中處于領(lǐng)先地位。
有鑒于此,相關(guān)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(chǔ)的武漢,與法國合作,引進(jìn)世界最先進(jìn)的技術(shù),建設(shè)我國第一個P4實驗室。
武漢P4實驗室在引進(jìn)法國里昂P4實驗室技術(shù)和裝備基礎(chǔ)上,由中法兩國科學(xué)家、工程技術(shù)人員共同設(shè)計完成,采用國際上最先進(jìn)的設(shè)計方案和設(shè)備。歷時十年,終于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(yùn)行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(wèi)生和公共安全方面的重要戰(zhàn)略部署。
實驗室的建成不僅為我國公共衛(wèi)生體系再添利器,更是保障世界衛(wèi)生安全的重要一環(huán)。中科院武漢病毒所所長陳新文研究員說:“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(wèi)生組織駐華代表施賀德也表示:“中國現(xiàn)在有了自己的P4實驗室,它將為全球新發(fā)傳染病防治作出貢獻(xiàn)?!?/p>
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