身在“关病毒的盒子”中是一种怎样的体验？

　　来源：科学大院微信公众号

　　希腊神话中，潘多拉打开了盒子，可怕的瘟疫蔓延到人间。

　　黑死病、西班牙大流感、天花……这些看似离我们遥远的名词代表的不仅仅是一场瘟疫本身，还有文明覆灭、王朝更迭、社会动荡隐藏其后。

　　事实上，人类与病毒之间这场没有硝烟的战争，总是与生命如影随形，永不停歇。对于如何赢得这场战争，人类可谓煞费苦心。其中，对病毒的科学研究就是人类提高胜算的一大“法宝”。

　　但，面对SARS、埃博拉等致命的病毒，人类有什么办法能够在安全的环境里研究它？

　　答案就是：P4实验室。

　　病毒研究的“航空母舰”

　　在中国科学院武汉病毒研究所江夏园区，坐落着一栋建筑方方正正的四层灰色大楼，从外观上看，它与普通实验楼别无二致。“大隐隐于市”，这个看起来像身着灰色短褐普通人的它，却是一个不折不扣的“武林高手”。它就是目前亚洲第一个正式投入运行的P4实验室――武汉国家生物安全（四级）实验室（武汉P4实验室）。


图1 武汉P4实验室

　　什么叫P4？P是英文protection防卫和防护的意思。根据传染病原的传染性和危害性，国际上将生物安全实验室分为P1、P2、P3和P4四个生物安全等级。等级越高，就能研究具有更大传染性和危害性的病原。

　　P4实验室是专用于烈性传染病研究与利用的大型装置，也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。如埃博拉病毒等对人体具有高度危险性、但尚无预防和治疗方法的病毒必须在P4实验室中进行研究，因此P4实验室被誉为病毒学研究领域的“航空母舰”。

　　由于P4实验室研究的传染性微生物都是无预防和治疗方法的病毒，因此也有人将P4实验室称为“魔鬼实验室”。根据国际惯例，这是人类目前唯一可对埃博拉病毒等活体病毒做实验的安全场所。

　　据了解，目前除中国外，全球公开拥有P4实验室的仅有法国、加拿大、德国、澳大利亚、美国、英国、加蓬（法国巴斯德所）、瑞典和南非等国。


图2 法国里昂P4实验室被誉为世界上最先进的生物安全实验室 来源：网络


图3 里昂P4实验室内景来源：网络

　　P4级防护到底有多高？

　　P4实验室是如何保护科研人员，又是怎样保证那些可怕的病毒安全的呆在里头的呢？接下来，让我们走进武汉P4实验室一探究竟吧！

　　首先我们要让病毒无处可逃――“盒中盒”钢铁之躯困住病毒。

　　武汉P4实验室采用钢龙骨-不锈钢面板围护结构，将核心实验室分为一个个的隔断房间。每个房间都有自身的功能，如细胞实验室、动物解剖室、消毒室，这样可以形成有层次、更安全的防护体系。


图4 “盒中盒”围护结构

　　核心实验室内部是负压空间，也就是说实验室的内部压强小于外部压强，空气“只能进不能出”。而且每一个房间的气压都是递减的，这样可以保证空气只能从低风险的洁净区流向高风险的污染区。

　　P4围护结构的气密性已经足以将病毒们牢牢罩在实验室里头，但为了避免意外事故或者恶意袭击带来的风险，武汉P4实验室在各房间组成的围护结构之外还建立一个立体的“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。

　　接着，我们要保护科研人员避免暴露于病原中――“宇航服”为科学家保驾护航。


图5 正压防护服 拍摄：肖宇宙

　　科学家通常两人一组进入实验室，穿着像宇航服一样的正压防护服，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。专门的生命支持管道会向防护服内提供新鲜呼吸空气，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。

　　防护服内的正压状态可以让正压服离开供气导管的两分钟时间内持续保障内部工作人员的呼吸供气，也便于工作人员移动时更换供气导管。


图6 身穿正压防护服的科研人员在武汉P4实验室进行适应性演练 拍摄：肖宇宙

　　研究人员出来时，还要经过化学淋浴消毒，杀灭可能沾染的病毒。

　　最后，过滤灭菌让病毒一个也不能被放过。实验室内的废气将经过两级高效过滤器处理后进行排放，感染性材料和被污染的器具等固体污染物要经过双扉灭菌器高压蒸汽灭菌处理，打包装袋，运到专业医疗废弃物公司做无害化焚烧处理。运输过程由专车托运，全程与实验室保持信息反馈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，严防死守，确保实验室里的病原无处“逃亡”。

　　武汉P4实验室内的防护措施远不止上述几点。经过十多年的风雨磨砺，实验室还建立了一支可以开展安全操作和研究的服务队伍，形成了成熟的应急处置的运行管理模式和应急反应体系。

　　P4实验室里都能做些啥？

　　俗话说“工欲善其事，必先利其器”。武汉P4实验室就是攻克病毒的利器。

　　现在的武汉P4实验室还包括有P3和P2实验室等相关配套设施，被纳入国家大科学设施管理，以“公开、透明、共享”为运行基础，服务于全球公共卫生安全。

　　在武汉P4实验室，将会研究世界上最危险的病毒样本；作为获得国家卫健委批准的国家级病毒保藏中心，武汉P4实验室将为埃博拉等谈之色变的病毒提供研究平台；作为联合国病原研究的参考实验室，将来可针对新型病毒快速检测，出具报告。经过一段时间的验证，相信武汉P4实验室将成为我国生物安全领域不可替代的实验室，成为真正的“国之利器”！

　　我在P4实验室做实验（官方吐槽）


图7 穿衣考试

　　1 进入P4实验室的人员都必须通过穿脱防护服考试，拿到证书方可进入

　　A：简直是！穿衣服还要考试！又不是幼儿园！

　　B：想想毕竟是把一辆车穿在身上……

　　C：我要努力拿到橙色
武器
证书

　　D：证书在手，进出不愁，爸爸妈妈再也不用担心我的实验~


图8 密密麻麻的呼吸管

　　2 在P4里做实验，走到哪儿，呼吸管就要换到哪儿

　　A：做个实验还要不停的换管子，搞科研不容易啊~

　　B：管里特供的空气可比外面的干净，多做几次实验还能清肺（笑脸）

　　C：这分明就是一个个的加血点……

　　D：安全在心，认真操作，我的祖国我来守护！

　　作者单位：中国科学院武汉病毒研究所