人类与传染病的斗争中的秘密武器 - 生物四级实验室！

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摘要：埃博拉、MERS等传染病引起了巨大的恐慌，受此威胁，日本设立了首个生物安全4级实验室，本文从概述、结构、离开步骤、管理程序等方面对此作出介绍，探索“人类-传染病“之战的关键解决之道。

漫长的战役

人类与传染病间的斗争，由来已久。从天花到鼠疫，从霍乱到非典，再到如今蔓延非洲的埃博拉和流入中国的MERS(中东呼吸症)。人类与传染病之间，果真是一场关系到生死存亡的漫长战役。

近日，因为感到埃博拉病毒的威胁，日本将设立首个生物安全4级实验室，可研究埃博拉等生物安全级别为4级的危险病毒。

那什么是生物安全四级实验室呢？

生物安全四级实验室

生物安全四级实验室，即P4实验室，是全球生物安全最高级别的实验室。主要用于对人类高危致命的致病微生物及其毒素进行研究。

因为研究的微生物非常危险，有人把 P4实验室叫做“魔鬼实验室”，同理，P4实验室的安全措施也必须非常严格。目前在中国只有一个P4实验室，位于武汉。

P4实验室结构

全世界的P4实验室设计不尽相同，而典型的P4实验室则由更衣区、过滤区、缓冲区、消毒区、核心区组成。为了保障安全，P4实验室装有特殊的空调系统，保证实验室内的空气不向外流通。

消毒区为化学淋浴室，工作人员离开主实验室时首先要经过化学淋浴，消毒正压防护服的表面。

更衣区依次分为外更衣室、淋浴室和内更衣室。

核心区任何相邻的门之间都有自动连锁装置，防止两个相邻的门同时打开，避免了空气的流通。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。一些主要的操作需要在生物安全柜中进行。

离开P4实验室的步骤

离开 P4的时候，核心区的工作人员首先要相互间进行全身消毒，然后才能到缓冲间除去外层防护服、口罩，外层手套，再将这些放入灭菌容器内消毒。关闭实验室门后，取下的防护眼镜也得消毒。之后，工作人员经过另外一个缓冲间，退到准备间。在这里他们才能取下身上所有的防护器具， 立即在沐浴室洗澡后，才能离开实验室。

P4实验室严格的管理程序

P4实验室的管理程序严格而复杂，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，而有的则采用指纹门禁系统，并且所有出入的人员都由电脑记录在案。目前未听说有P4实验室采用虹膜门禁系统保证安全，不过按照P4实验室需执行的高度安全标准，虹膜门禁系统的非接触性和不可复制性，无疑远胜指纹。指纹膜在淘宝上可轻易获得，而虹膜则无法复制。况且非接触式采集方式无疑更适高危环境使用。

在这场人类与传染病的漫长的战役中，人类总是想尽办法，曲折求胜，而能研究高危病毒的P4实验室，无疑是这场战役是否能取胜的关键所在。

中国的P4实验室

2015年01月31日，中国科学院武汉国家生物安全实验室(武汉P4实验室)在武汉建成，标志着中国正式拥有了研究和利用烈性病原体的硬件条件。这也是亚洲首个即将运行的P4实验室。

在SARS爆发后，我国政府战略性启动P4实验室的建设。武汉P4实验室由中国科学院和武汉市人民政府共同建设，中科院武汉病毒所承建，参照国际上高等级生物安全实验室的建设要求和中国相关的建设标准，在引进法国里昂P4实验室技术和装备基础上，中法双方设计单位合作完成了实验室的设计，中国建设单位完成了实验室的建设和主要设施设备的安装，历经逾十年终于建成世界上最先进的P4实验室。

新落成的P4实验室位于武汉市江夏区的中科院武汉病毒所郑店园区内。整个实验室呈悬挂式结构，共分为4层。从下自上，底层是污水处理和生命维持系统；第二层是核心实验室；第三层是过滤器系统；二层和三层之间的夹层是管道系统；最上一层是空调系统。所有一层、三层、四层、夹层均是为了保证二层核心实验室的正常运行，保证实验室里面是单向气流，是一个负压状态。300多平米的二楼核心实验室区域大致分为3个细胞实验室、2个动物实验室、1个动物解剖室、消毒室等

P4实验室拥有更为严格的人员进出制度。进入P3实验室可能需要花费10分钟，而进入P4实验室就要花费至少半小时进行层层消毒，包括沐浴、二更、缓冲等步骤，才能入内。

进入实验室的研究人员都必须换上隔离正压防护服。这种防护服头部是透明的充气罩，下端连接着一条蓝色的呼吸带，呼吸带另一端悬挂连接在屋顶的管道上，这样保证研究人员在防护服内进行呼吸循环，和外界空气不发生任何接触。工作人员离开实验室时也必须经过化学淋浴消毒正压防护服表面。
　　

P4实验室能同时容纳12名实验人员，允许进入实验室的科研人员需要经过严格的培训。截至2015年1月中科院武汉病毒所已有6名科研人员经过培训，获得法国BSL-4（相当于P4）使用许可证书，还有2名科研人员正在国外接受培训。
　　

除了对研究人员的保护，为了保证周围环境的安全，P4实验室从各方面进行了安全防控，所有排出的气、水、物等都必须经过严格处理、达到标准才能排放。
　　

什么样的病原要在P4实验室中进行研究?专家说，所有病毒都会依据风险进行危害评级，比如埃博拉病毒属于4级危害，其培养和动物感染实验必须在P4实验室进行。有些病毒的传播风险尚不明确，也需要运输到P4实验室，进行高一级别的研究。