揭秘中國(guó)生命科學(xué)的“航空母艦”

來(lái)源：生物谷作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2015-02-02 08:57:00【大中小】

科研人員在武漢P4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演練。中科院武漢病毒所提供

SARS病毒、埃博拉病毒……科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的30多年里，幾乎每年都有1~2種新發(fā)傳染病出現(xiàn)，在全球性范圍內(nèi)呈現(xiàn)擴(kuò)散趨勢(shì)。同時(shí)，一些過(guò)去已經(jīng)得到有效控制的傳染病隨著生態(tài)環(huán)境的變化、病原的不斷變異，造成新的流行和暴發(fā)。研究這些病毒微生物，是預(yù)防、控制和治療的首要條件。1月31日，中科院武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室竣工，標(biāo)志著我國(guó)正式擁有了研究和利用烈性病原體的硬件條件。十年磨一劍，今天，我國(guó)病毒學(xué)研究和公共衛(wèi)生體系建設(shè)翻開(kāi)了新的一頁(yè)。

保障公共衛(wèi)生安全的重要戰(zhàn)略布局

1998年，馬來(lái)西亞暴發(fā)尼帕病毒、1999年北美地區(qū)西尼羅病毒肆虐、2003年我國(guó)暴發(fā)SARS病毒、2014年埃博拉病毒讓世界陷入恐慌……科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的30多年里，幾乎每年都有1~2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(shì)。同時(shí)，一些過(guò)去已經(jīng)得到有效控制的傳染病隨著生態(tài)環(huán)境的變化、病原的不斷變異，造成新的流行和暴發(fā)。

“研發(fā)疫苗，對(duì)病毒進(jìn)行預(yù)防、控制，對(duì)患者有效治療，前提是必須了解這些病毒。但這些病毒都屬于烈性病毒，出于安全考慮，并不是所有實(shí)驗(yàn)室都能對(duì)這類(lèi)病毒進(jìn)行保存和研究。”中科院武漢病毒所所長(zhǎng)陳新文研究員說(shuō)，“更何況我們不知道什么時(shí)候自然界會(huì)冒出新的病毒，一旦發(fā)生了怎么辦？”P4實(shí)驗(yàn)室被科學(xué)家們稱(chēng)為病毒學(xué)研究領(lǐng)域的“航空母艦”，是人類(lèi)迄今為止能建造的生物安全防護(hù)等級(jí)最高的實(shí)驗(yàn)室，按照國(guó)際慣例，只有在P4實(shí)驗(yàn)室才能對(duì)這類(lèi)烈性病毒進(jìn)行研究，“對(duì)新發(fā)現(xiàn)的病毒，也應(yīng)該首先在高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行確定”。

“這不僅僅是科研需要，更是一個(gè)國(guó)家在公共衛(wèi)生和公共安全方面的重要戰(zhàn)略部署。”陳新文介紹，目前法國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、俄羅斯、瑞典、南非等國(guó)已建成P4實(shí)驗(yàn)室23個(gè)左右，大約有13個(gè)已經(jīng)投入運(yùn)行，而美國(guó)、意大利、瑞士、巴西、印度等正在建設(shè)一批四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室。2003年SARS病毒暴發(fā)后，我國(guó)啟動(dòng)了P4實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。

實(shí)驗(yàn)室的建成不僅為我國(guó)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)。陳新文說(shuō)：“此次埃博拉病毒在非洲暴發(fā)并威脅世界的事實(shí)再次告訴我們，病毒是無(wú)國(guó)界的。武漢P4實(shí)驗(yàn)室必將為我國(guó)乃至世界公共衛(wèi)生安全作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。”

用嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)保障安全

武漢P4實(shí)驗(yàn)室在引進(jìn)法國(guó)里昂P4實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和裝備基礎(chǔ)上，由法國(guó)和中國(guó)的科學(xué)家、工程技術(shù)人員共同設(shè)計(jì)完成，采用了國(guó)際上最先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案和設(shè)備。“四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室分成兩種類(lèi)型：安全柜型實(shí)驗(yàn)室和正壓服型實(shí)驗(yàn)室，目前在建的P4實(shí)驗(yàn)室多為正壓服型，武漢P4實(shí)驗(yàn)室也采用正壓服型。”武漢P4實(shí)驗(yàn)室的核心區(qū)域在二樓，大概近300平方米，采用懸掛式結(jié)構(gòu)，“就像是懸掛起來(lái)的一個(gè)密封的盒子”。袁志明介紹，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部是負(fù)壓空間，也就是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部壓強(qiáng)小于外部，空氣“只能進(jìn)不能出”。這個(gè)“大盒子”的內(nèi)部又被厚重的金屬門(mén)分隔成不同的區(qū)域，包括細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)物解剖室、消毒室等。科學(xué)家通常兩人一組進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，穿著像宇航服一樣的正壓服，并配有獨(dú)立的供氣系統(tǒng)，把研究人員和實(shí)驗(yàn)室“隔絕”起來(lái)。研究人員出來(lái)時(shí)，還要經(jīng)過(guò)化學(xué)淋浴消毒，殺滅可能沾染的病毒。建筑密封、雙重空氣過(guò)濾器、污染物消毒滅菌設(shè)備、雙電源供電……袁志明說(shuō)：“法方設(shè)計(jì)者說(shuō)，我們的設(shè)備比法國(guó)里昂實(shí)驗(yàn)室更先進(jìn)。”

硬件只是一個(gè)方面，P4實(shí)驗(yàn)室在管理、風(fēng)險(xiǎn)控制、人員資質(zhì)等軟件方面的要求更為嚴(yán)格，制定了更為詳盡的預(yù)案。中科院武漢病毒所鄭店項(xiàng)目辦主任宋冬林介紹，科研人員必須要有在生物安全實(shí)驗(yàn)室工作的經(jīng)歷，再經(jīng)過(guò)3個(gè)月到半年的培訓(xùn)，取得相關(guān)資質(zhì)后才能進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。武漢病毒所先后派科研人員到法國(guó)里昂最高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室、法國(guó)健康產(chǎn)品衛(wèi)生安全署等進(jìn)行培訓(xùn)，6人獲得法國(guó)的最高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的使用許可證書(shū)，3人獲得實(shí)驗(yàn)室督查員資質(zhì)證書(shū)。“在后續(xù)的運(yùn)行中，也可以采取任務(wù)委托的形式，也就是科學(xué)家提出要求，由我們的實(shí)驗(yàn)人員操作。”

數(shù)字解析亞洲首個(gè)即將運(yùn)行的P4實(shí)驗(yàn)室

“4”——根據(jù)傳染性和危害性，傳染病原被分為四個(gè)不同的危害等級(jí)，其中危害等級(jí)四級(jí)(Riskgroup4,RG4)微生物的定義為“在人類(lèi)可以引起嚴(yán)重或致死的疾病，但通常無(wú)預(yù)防和治療的方法”。根據(jù)對(duì)個(gè)人、環(huán)境和社會(huì)提供的保護(hù)程度，實(shí)驗(yàn)室也被分為四個(gè)等級(jí)。

P4(Protection Level 4)實(shí)驗(yàn)室用于烈性傳染病研究與利用，是人類(lèi)迄今為止能建造的生物安全防護(hù)等級(jí)最高的實(shí)驗(yàn)室。

“9”——全球公開(kāi)擁有P4實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家有9個(gè)，分別為法國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、英國(guó)、加蓬(法國(guó)巴斯德所)、瑞典和南非。武漢P4實(shí)驗(yàn)室成為亞洲首個(gè)即將運(yùn)行的P4實(shí)驗(yàn)室。

“10”——在流行重癥急性呼吸綜合癥(SARS)爆發(fā)后，中國(guó)政府啟動(dòng)P4實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，引進(jìn)法國(guó)里昂P4實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和裝備。此后，中法兩國(guó)政府在2004年、2006年和2007年分別簽署了關(guān)于預(yù)防和控制新發(fā)疾病、共同建設(shè)武漢P4實(shí)驗(yàn)室的合作協(xié)議、補(bǔ)充協(xié)議和補(bǔ)充聲明。

武漢P4實(shí)驗(yàn)室的建造工藝與技術(shù)裝備由法國(guó)輸出，整個(gè)工程耗時(shí)十余年。項(xiàng)目法方主席、法國(guó)梅里埃基金會(huì)主席阿蘭·梅里埃稱(chēng)其為“遠(yuǎn)東地區(qū)有了抵御傳染病蔓延的堡壘”。

“6”——中法簽署的協(xié)議內(nèi)包括人員培訓(xùn)，至今中方已有6名科研人員赴法國(guó)的實(shí)驗(yàn)室接受培訓(xùn)并獲得法國(guó)BSL-4使用許可證書(shū)。。據(jù)悉，今年還會(huì)有兩名中方科研人員赴法。

首批赴法接受培訓(xùn)的研究員石正麗表示，為期三周的培訓(xùn)注重訓(xùn)練人員素質(zhì)，“使我們很自然的就能?chē)?yán)格按照操作規(guī)程完成工作。”她說(shuō)，隨著武漢P4實(shí)驗(yàn)室落成，未來(lái)將邀請(qǐng)法方專(zhuān)家來(lái)華培訓(xùn)更多人才。

“3+2”——武漢P4實(shí)驗(yàn)室主任袁志明表示，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)包括3個(gè)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室和兩個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，另有解剖間和菌毒種保存室。

袁志明說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的總目標(biāo)是成為新發(fā)傳染病疾病的研究和開(kāi)發(fā)中心、烈性病毒的生物資源中心和聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織的傳染性疾病參考實(shí)驗(yàn)室，并納入中法新生疾病合作研究框架中，最終成為中國(guó)新生疾病研究網(wǎng)絡(luò)的核心部分。

“59”——武漢P4實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目承建單位為中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所，其前身為建于1956年的武漢微生物研究室，至今已有59年歷史。該所所長(zhǎng)陳新文表示，將以武漢P4實(shí)驗(yàn)室為契機(jī)，依托高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室團(tuán)簇平臺(tái)，建設(shè)中國(guó)高等級(jí)生物安全研究與技術(shù)體系。

“生物安全是國(guó)家安全體系的生命線。”陳新文表示，隨著武漢P4實(shí)驗(yàn)室投入使用，他們致力于建設(shè)具有國(guó)際影響力的區(qū)域中心，為中國(guó)乃至世界的應(yīng)急防御做出貢獻(xiàn)。

延伸閱讀

生物安全實(shí)驗(yàn)室的分級(jí)

病毒是微生物的一種。根據(jù)傳染病原的傳染性和危害性，國(guó)際上將其分為四個(gè)不同的危害等級(jí)。危害等級(jí)一級(jí)微生物：與人類(lèi)成人健康和疾病無(wú)關(guān)；危害等級(jí)二級(jí)微生物：在人類(lèi)所引起的疾病很少是嚴(yán)重的，而且通常有預(yù)防及治療的方法；危害等級(jí)三級(jí)微生物：在人類(lèi)可以引起嚴(yán)重或致死的疾病，可能有預(yù)防和治療的方法；危害等級(jí)四級(jí)微生物：在人類(lèi)可以引起嚴(yán)重或致死的疾病，但通常無(wú)預(yù)防和治療的方法，如炭疽桿菌、埃博拉病毒、天花病毒等。