“2020年2月2日凌晨，中国工程院士李兰娟称在传染病诊治国家重点实验室P3已分离到8株病毒，其中有几株非常适合做疫苗，正在紧锣密鼓的开展。短短两天后，李院士团队实验室又传出喜讯，根据初步测试，体外细胞实验显示阿比朵尔和达芦那韦两种药物可以分别抑制病毒对细胞的病变效应及显著抑制病毒复制。”

 

2020年初这场由新型冠状病毒引发的肺炎疫情，让我们认识了一位国民偶像——中国工程院院士李兰娟，她被网友称为“和病毒赛跑的老太太”。“李兰娟院士回应疫苗进展”、“李兰娟发布重大抗病毒研究成果 ”等热搜词条长时间霸占各大媒体头条，年过七旬的李院士每天奔波于疫区医院病房和实验室，率领团队为紧张的我们带来一个个好消息和定心丸。李院士的实验室究竟是什么神仙地方，从新闻画面中，我们可以略见一斑：身着全套防护装备研究人员正在一个相对密闭的生物安全实验室内工作，实验室内有传递窗、高压灭菌锅、生物安全柜（BSC）和冰箱等设备。其实，这样的场景每一天都上映在全世界各地，实验室就是生物医药专业学者们的舞台和战场，无数与生命健康息息相关的研究成果就是这样在研究人员的血汗中诞生。

 

何为生物安全实验室？

自从SARS爆发以来，国内外专家学者都普遍意识到生物安全领域面临的严峻形势。生物安全实验室是指应用于涉及具有传染可能性的微生物实验的生物实验室。国际上将生物实验室按照生物安全水平（BSL）分为P1、P2、P3和P4四个等级，P代表protection（意为防护），数字越大对应的实验室防护等级越高，所研究的微生物危害程度越大。学校用来教学的实验室通常属于P1实验室，而鼎鼎大名的埃博拉病毒，因其高致病性、高致死性仅可以在P4实验室开展研究。

 

实验室建设的一级屏障可以保障实验操作者与被操作对象之间的隔离，包括生物安全柜（BSC）和正压防护服等；二级屏障则是保障了生物安全实验室与外部环境的隔离，其中就包括换气系统等，因此，一级屏障和二级屏障分别是实验人员和外界环境的保护伞。防护等级相对较高的P3和P4实验室除主实验室外，还应配备缓冲间、隔离区、防护服更衣间、淋浴区等，保障实验安全。

P4实验室是人类迄今为止能建造的生物安全防护等级最高的实验室，被誉为病毒学研究领域的“航空母舰”。目前在全球范围内，仅有法国、加拿大、德国、澳大利亚、美国、英国、加蓬（法国巴斯德所）、瑞典、南非和中国10个国家拥有P4实验室。没错，中国！并且中国乃至亚洲唯一投入运行的P4实验室，就在武汉——中国科学院武汉病毒研究所郑店园区。

武汉P4实验室概况

2015年1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。三年后，武汉P4实验室通过国家卫计委高致病性病原微生物实验活动现场评估，成为中国首个正式投入运行的P4实验室，标志着我国具有开展高级别高致病性病原微生物实验活动的能力和条件。

 

P4实验室气密性极强，再小的病毒也根本无处遁形，不需要担心病原会从实验室泄露的问题。核心实验室分为多个隔断房间，每个房间都有各自的功能，如细胞实验室、动物解剖室、消毒室，形成有层次、更安全的防护体系。核心实验室内部是负压空间，即实验室的内部压强小于外部压强，空气只进不出。相邻房间的气压依次递减的，保证空气只能从低风险的洁净区流向高风险的污染区。围护结构之外还建有一个立体的“环形走廊”，它与围护结构一道形成“盒中盒”的空间结构，可以更好防范病原微生物的意外泄露。

 

为确保安全，研究人员需要穿着像宇航服一样的正压防护服，两人一组进入实验室工作。这种防护服为研究人员外部创造了一个安全环境，衣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。专门的生命支持管道会向防护服内提供新鲜空气，供研究人员在防护服内进行呼吸循环，和实验室环境中的空气不发生任何接触。即便防护服破了，气体也是从内向外流动，病原体不会进去。据说P4实验室会刻意避免尖锐的器械，防止意外损坏防护服。工作结束，脱下防护装备前，研究人员还要在密闭间进行几分钟化学淋浴消毒，杀灭可能沾染的病毒。卸下全部装备后再淋浴洗澡和消毒。

虽然实验室只有一层，配套的动力设备却有好几层。连实验室内的废气都要经过两级高效过滤器处理后才可以排放，感染性材料和被污染的器具等固体污染物要也要经过严格的灭菌处理，打包装袋后由专业医疗废弃物公司做无害化焚烧处理。废弃液体则要经密闭管道收集后经高温灭菌处理后无害化排放，以保证彻底杀灭病原，确保实验室里的病原无处可逃。

总之，实验室内的东西想出去，要么销毁，要么消毒，包括研究人员自己。正是因为有这样严密可靠的实验室保障，学者们才得以进行生物学、医学、药学等一系列相关实验，使病原研究、疾病控制和新药研发等科研活动得以顺利进行。我们有理由相信，人类一定可以战胜新型冠状病毒，疫情终将会过去。

参考资料：

 

1、张宗兴, 赵明, 衣颖, et al. 生物安全实验室气密性围护结构空气渗透特性研究[J]. 暖通空调(1):86-90.

2、知 乎： https://www.zhihu.com/question/55389631/answer/399784737 ，作者：中国科普博览

3、上观新闻： https://www.shobserver.com/news/detail?id=208211

4、高树田, 伍瑞昌, 王运斗. 国内外生物安全实验室发展现状与思考[J]. 医疗卫生装备, 2005(11):42-43.

5、微信公众号：自满青年（ID：gh_6b77cf04c1d0）《P4实验室究竟啥样儿？| 万物科学说明书》，2020-2-9

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来源：北京城市学院生物医药学部公众平台