封印致命病毒的利器

佘惠敏

今年年初竣工的“武汉P4实验室”引起了大众关注。作为我国第一个P4实验室，武汉P4实验室的建成标志着我国终于拥有了可以安全研究埃博拉等最高等级烈性传染病病毒的堡垒。想知道这座堡垒的模样和工作原理吗？请跟随笔者的脚步，去那里参观一次吧。

神秘盒子

武汉P4实验室坐落在距离市中心有大约1小时车程的郊外，中国科学院武汉病毒研究所的郑店园区中。这里交通便利，三面邻山，环境相对独立。实验室是一栋约有四层楼高的银灰色方“盒子”建筑，旁边是“中科院武汉国家生物安全实验室”的公楼。

参观这个神秘盒子前，先要走上办公楼二层，戴上安全帽，套上鞋套，穿过一条空中走廊，来到P4实验室的二层核心区入口。

“现在实验室里还没有用于研究的烈性病毒，所以你们可以这样进入。”中科院武汉分院院长、P4实验室主任袁志明说，等实验室正式启用后，这里就只有经过严格培训的工作人员才可以按程序进入了。

在整个P4实验室中，核心实验区就像是“盒子中的盒子。”

进入二层核心实验区，首先到达的是一圈环形走廊，其中心是真正进行烈性病原体研究300多平米的实验室。在这里，分割空间的不再是常见的水泥墙壁，而是不锈钢钢板和玻璃窗。透过玻璃窗，能看到核心实验室内的二级生物安全柜、超低温冰箱、显微镜和实验台等诸多设备。

核心区包括3个细胞实验室、2个动物实验室、1个菌种保藏室、消毒室等。进入每个区域都要经过一道或几道门。与普通实验室有显著不同的是，这座P4实验室里有许多从屋顶上方垂下的蓝色气管。

“这些蓝色管子可以接通研究人员身穿的正压防护服，保证研究人员可在防护服内呼吸循环。”曾到法国里昂P4实验室参加培训的中科院武汉病毒所研究员石正丽说，正压防护服是P4实验室的独有装备，用于保证人和实验室，以及病源之间的绝对隔离。

正压工作服外形有点像宇航服，人钻进去后，拉上拉链，再充入空气，整个服装会膨胀起来。头盔是全透明设计，方便研究人员观察周边，还配有耳麦以便沟通。

石正丽说，每次进P4实验室，更换衣服、化学淋浴等层层消毒步骤，都需要花费半小时，出实验室时，要再花费半小时。而如果是低一个防护等级的P3实验室，10分钟足矣。不仅如此，在每次进入P4实验室工作的短则两三小时、长则五六小时的时间里，科研人员不能饮食，也不能排泄，耳麦中传来的空气流通的噪音也会让人感到难受。研究人员进实验室前必须保证身体状态良好，因为不能上卫生间，他们常常从头—天晚上开始就停止喝水。

工作人员从环形走廊进入核心实验室，首先要在更衣区更换普通实验室服装，再进入另一道门穿上正压防护服。核心区任何相邻的门之间都有自动连锁装置，防止两个相邻的门被同时打开，从而避免室内空气的流通。离开主实验室时还要经过化学淋浴消毒正压防护服表面，这些化学试剂足以消灭所有病菌。

核心实验室采用定向负压系统和双层过滤系统，保证实验室内的空气只能通过高效过滤器排放，不会随意流向实验室外。需要带出实验室的废物首先要用洁净袋包装，然后通过双扉灭菌器高温消毒。废水则要通过活毒废水处理装置高温高压消毒。

安全堡垒

P4实验室主任袁志明有一个形象的说法：“除了人之外，其他东西，包括病毒和实验动物，都是活的进去，死的出来。”

P4实验室研究的是世界上最危险的病原体，因此必须通过一系列的物理措施及严格的管理规范，确保操作者安全，确保环境安全，确保公众安全。

整个实验室在硬件上和操作程序上都对意外事故应急处理做了周密部署。动力采用双电源供电，并设自备电源和应急不间断电源。为了避免盛装病毒、病毒试验样品的器皿和试管因磕碰产生爆裂而导致的泼洒及至泄漏，不同级别实验室均设置了独立排放系统以及生物消毒存放池等设施。在实验室的出口处，还有一道加设的门槛，地漏、通风口等处也都设置了防护网，这是为了防止实验动物逃逸。实验室内还备有急救医疗设施和用品，并设立了隔离室，这是为了在实验人员遭遇意外感染时，对其进行医学观察和救治。在这个实验室里，工作人员必须成对工作，确保在一个人出现意外时，还有另一个人可以处理紧急情况。

自然灾害风险也被考虑在内：实验室选址地点高于武汉市历史记录的防洪设防水位。在抗震方面，武汉市防震等级是六级，实验室提高到八级。

袁志明说：“这个实验室采取了国内外最好的生物安全防范技术和措施，来保障在实验室的运行过程当中，不会发生实验的感染事件和病原的泄漏事件。”

这样严格的防范措施，是为了让我们的科研人员可以在安全的工作条件下，对包括埃博拉病毒在内的最危险病毒进行研究，寻求检测和破解之道。

“P4实验室跟普通实验室最大的不同是它的安全性。从硬件说，它对环境是安全的，另外，它还要保障操作人员的安全。”也曾去法国里昂P4实验室培训过的武汉病毒所研究员胡志红说，P4实验室的安全问题都会有详细记录和通报，目前全世界的P4实验室出现的安全事故，仅限于偶发的实验室内部操作人员暴露，还未出现过病毒外泄事故。

有人认为P4实验室中研究的病毒过于危险，因此持反对态度。事实上，病毒并不会因为人们的惧怕而退缩。目前，全球公开拥有P4实验室的仅有9个国家，这些国家的P4实验室“锁”着全世界最为致命的病毒。2014年肆虐西非并波及欧美，至今仍未完全消灭的埃博拉病毒，已经吞噬了一万多条性命，其中大多数发生在西非国家几内亚、利比里亚和塞拉利昂。如果中国没有P4实验室，那么，这类危险的致命病毒一旦爆发，我们就只能拿性命来填补治疗经验的缺失。

面对肆虐的病毒，是束手无策，还是积极应对？现代文明让人类选择了后者，而P4实验室，正是让我们更快找出应对良方的超级武器。

十年一剑

事实上，建立我国自己的P4实验室的想法，正是源于十多年前那场跟未知致命病毒的性命相搏。

2003年春天在中国爆发的SARS疫情，导致包括医务人员在内的多名患者死亡。最先获得SARS病原冠状病毒基因组全序列的是加拿大基因组科学中心，最先提出快速鉴定SARS病原方案的是没有病例资源但有很好实验条件的德国热带病研究所与ARTUS公司。这说明，具备研究烈性病原条件的一流的研究单位，才可能在应付突如其来的新生疾病研究中处于领先地位。SRAS病毒虽然后来被评定为P3级病毒，但在最初爆发的未知阶段，完全符合进入P4研究室进行研究的条件。

我国在确定SARS病原的研究中，受诸多因素限制，尽管很早就获得临床样本，但一直迟迟不能下结论，暴露出实验条件等方面的诸多不足。

有鉴于此，相关专家提出建议，决定在地处中原腹地、交通便利且有病毒研究基础的武汉，建设我国第一个P4实验室，并决定与法国合作，引进世界最先进的P4实验室技术。

中法两国政府在2004年、2006年和2007年分别签署了关于预防和控制新发疾病、共同建设武汉P4实验室的合作协议、补充协议和补充声明。武汉P4实验室在引进法国里昂P4实验室技术和装备的基础上，由法国和中国的科学家、工程技术人员共同设计完成，采用了国际上最先进的设计方案和设备。历时十年，终于磨成一柄刺向未知致命病毒的利剑。

袁志明介绍，四级生物安全实验室分成两种类型：安全柜型实验室和正压服型实验室。安全柜型P4实验室需要使用一系列串联起来的三级生物安全柜，病原体完全控制在生物安全柜内，研究人员通过手套箱完成实验操作，其运行成本相对较低、建设门槛也较低，易被恐怖分子利用，因此美国等国家严格限制三级生物安全柜的出口。

而更新型的P4实验室采用正压服模式，实验人员穿着进行个体防护的正压服工作，没有安全柜型实验室内部尺寸狭小的弊端，可以使用大型仪器，可以进行活体动物试验、动物解剖分析。武汉的这个P4实验室属于中型的P4实验室，可以用猴子做活体实验。

目前，世界上真正投入运行的四级生物安全实验室只有10个左右。武汉P4实验室不仅仅是科研需要，更是我国在公共卫生和公共安全方面的重要战略部署。正如中国科学院院长白春礼所说：“‘工欲善其事，必先利其器’。武汉P4实验室是构建中国公共卫生防御体系的重要环节之一。”

实验室的建成不仅为我国公共卫生体系再添利器，更是保障世界卫生安全的重要一环。中科院武汉病毒所所长陈新文研究员就表示：“此次埃博拉病毒在非洲暴发并威胁世界的事实再次告诉我们，病毒是无国界的。”