希臘神話中,潘多拉打開了盒子,可怕的瘟疫蔓延到人間。黑死病、西班牙大流感、天花……在人類與病毒這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中,病毒總是與生命如影隨形。對于如何才能贏得這場戰(zhàn)爭,人類一直在鉆研。而有關病毒的科學研究就是人類提高勝算的一大“法寶”。
▲身穿正壓防護服的科研人員在武漢P4實驗室進行適應性演練。
然而,面對拉沙熱、埃博拉等致命活病毒,人類怎樣才能在安全的環(huán)境里進行研究?
答案就是:病毒研究的“航空母艦”——P4實驗室。
什么叫P4?P是英文protection防衛(wèi)和防護的意思。根據(jù)傳染病原的傳染性和危害性,國際上將生物安全實驗室分為P1、P2、P3和P4四個生物安全等級。等級越高,就能研究具有更大傳染性和危害性的病原。其中,P4實驗室是專門用于烈性傳染病研究與利用的大型裝置,也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。
例如,埃博拉病毒等對人體具有高度危險性、但尚無有效預防和治療方法的病毒,必須在P4實驗室中對其進行研究。因此,P4實驗室被譽為病毒學研究領域的“航空母艦”。根據(jù)國際慣例,這是人類目前唯一可對埃博拉病毒等活體病毒做實驗的安全場所。
據(jù)了解,目前除中國擁有亞洲第一個正式投入運行的P4實驗室——武漢國家生物安全(四級)實驗室(武漢P4實驗室)外,全球公開擁有P4實驗室的國家僅有法國、加拿大、德國、澳大利亞、美國、英國、瑞典和南非等國。
那么,P4級防護到底有多高?P4實驗室又是如何保護研究活體病毒科研人員安全的呢?讓我們走進武漢P4實驗室一探究竟。
首先,我們要讓病毒無處可逃——用“盒中盒”鋼鐵之軀困住病毒。武漢P4實驗室采用鋼龍骨—不銹鋼面板圍護結構,將核心實驗室分為一個個隔斷房間。每個房間都有自身功能,如細胞實驗室、動物解剖室、消毒室,這樣可以形成有層次、更安全的防護體系。
其中,核心實驗室內部是負壓空間,也就是說,實驗室的內部壓強小于外部壓強,空氣“只能進不能出”。而且,每個房間的氣壓都是遞減的——這樣可以保證空氣只能從低風險的潔凈區(qū)流向高風險的污染區(qū)。
如此一來,P4圍護結構的氣密性已經(jīng)足以將病毒們牢牢罩在實驗室內。但為避免意外事故或者惡意襲擊,武漢P4實驗室在各房間組成的圍護結構之外,還建立了一個立體的“環(huán)形走廊”——它與圍護結構一道形成“盒中盒”的空間結構,可以更好防范病原微生物的意外泄露。
接下來,為保護研究人員避免暴露于病原中——“宇航服”隆重登場,為研究人員保駕護航。通常,研究人員兩人一組進入實驗室,身著宇航服一般的正壓防護服。這種防護服頭部為透明的充氣罩,下端連接著一條藍色的呼吸帶,呼吸帶另一端則懸掛連接在屋頂?shù)墓艿郎?。專門的生命支持管道會向防護服內提供新鮮呼吸空氣,如此,研究人員能在防護服內循環(huán)呼吸,與外界空氣不發(fā)生任何接觸。并且,做實驗時,人走到哪兒,呼吸管就要換到哪兒。因此,研究人員必須通過穿脫防護服考試,拿到證書方可進入。
最后,當研究人員從實驗室出來時,還要經(jīng)過化學淋浴消毒,過濾滅菌,讓可能沾染的病毒一個也不能被放過。此外,實驗室內的廢氣將經(jīng)過兩級高效過濾器處理后排放;感染性材料和被污染的器具等固體污染物,則要經(jīng)過雙扉滅菌器高壓蒸汽滅菌處理,打包裝袋后運到專業(yè)醫(yī)療廢棄物公司做無害化焚燒處理;整個運輸過程將由專車托運,全程與實驗室保持信息反饋;實驗室內的廢棄液體則要經(jīng)過密閉管道收集,再經(jīng)高溫滅菌處理后無害化排放,以保證徹底殺滅病原、嚴防死守,確保實驗室里的病原無處“逃亡”。
武漢P4實驗室內的防護措施遠不止上述幾點。經(jīng)過十多年的風雨磨礪,實驗室還建立了一支可以開展安全操作和研究的服務隊伍,形成了成熟的應急處置運行管理模式和應急反應體系。
那么,P4實驗室里都能做些啥?俗話說“工欲善其事,必先利其器”。武漢P4實驗室就是攻克病毒的利器。
在武漢P4實驗室,將會研究世界上最危險的病毒樣本;作為獲得國家批準的國家級病毒保藏中心,還將為埃博拉等病毒提供研究平臺;同時,作為聯(lián)合國病原研究的參考實驗室,將可針對新型病毒快速檢測,出具報告。
目前,武漢P4實驗室還包括有P3和P2實驗室等相關配套設施,被納入國家大科學設施管理,以“公開、透明、共享”為運行基礎,服務于全球公共衛(wèi)生安全。經(jīng)過一段時間的驗證,相信武漢P4實驗室將成為我國生物安全領域不可替代的實驗室,成為真正的“國之利器”。
來源:中國科學院武漢病毒研究所