新型冠狀病毒的爆發(fā)再次將武漢P4實(shí)驗(yàn)室?guī)氪蟊姷囊暰€中，作為生物安全等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室與高校科研的生物實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療系統(tǒng)的常規(guī)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室又有什么不一樣呢？

首先我們由一張思維導(dǎo)圖了解一下實(shí)驗(yàn)室的基本分類：

那么我們了解了實(shí)驗(yàn)室的分類，P1-P4實(shí)驗(yàn)室是病原微生物實(shí)驗(yàn)室的一類，根據(jù)危險(xiǎn)度等級(jí)，包括傳染病原的傳染性和危害性，國(guó)際上將生物實(shí)驗(yàn)室按照生物安全水平（Biosafety level，BSL）分為P1（Protection level 1），P2，P3和P4四個(gè)等級(jí)。

P4不僅安全等級(jí)最高，造價(jià)和費(fèi)用消耗也極大，這限制了很多國(guó)家的研究和建造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球擁有超過50家P4實(shí)驗(yàn)室，除中國(guó)之外，分布在法國(guó)、加拿大、日本、德國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、英國(guó)、加蓬（法國(guó)巴斯德所）、瑞典和南非等國(guó)家和地區(qū)。

1、那么什么是P4實(shí)驗(yàn)室呢？

實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行科研工作的必需場(chǎng)所，根據(jù)危險(xiǎn)度等級(jí)，包括傳染病原的傳染性和危害性，國(guó)際上將生物實(shí)驗(yàn)室按照生物安全水平（Biosafety level，BSL）分為P1（Protection level 1），P2，P3和P4四個(gè)等級(jí)。

P1-P4實(shí)驗(yàn)室可以承擔(dān)的工作也根據(jù)安全等級(jí)進(jìn)行劃分，其嚴(yán)格等級(jí)從低到高。

P1實(shí)驗(yàn)室：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，適合對(duì)人體、動(dòng)植物或環(huán)境危害較低，不具有對(duì)健康成人，動(dòng)植物致病的因子。

P2實(shí)驗(yàn)室：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，適用于對(duì)人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有中等危害或具有潛在危險(xiǎn)的致病因子，對(duì)健康成人、動(dòng)物和環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重危害，有有效的預(yù)防和治療措施。

P3實(shí)驗(yàn)室：防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，適用于處理對(duì)人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危害性，通過直接接觸或氣溶膠使人傳染上嚴(yán)重甚至是致命的疾病，或?qū)?dòng)植物和環(huán)境具有高度危害的致病因子，通常有預(yù)防和治療措施。

P4實(shí)驗(yàn)室：最高級(jí)別防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，適用于對(duì)人體、動(dòng)植物或環(huán)境具有高度危害性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，或未知的、高度危險(xiǎn)的致病因子。沒有預(yù)防和治療措施。比如埃博拉病毒。

生物安全實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要遵照已發(fā)布的《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》。根據(jù)規(guī)范，P2實(shí)驗(yàn)室宜實(shí)施一級(jí)屏障和二級(jí)屏障，而P3和P4實(shí)驗(yàn)室需要設(shè)置一級(jí)屏障和二級(jí)屏障。

一級(jí)屏障保障了實(shí)驗(yàn)操作者與被操作對(duì)象之間的隔離，包括生物安全柜和正壓防護(hù)服等；二級(jí)屏障則是保障了生物安全實(shí)驗(yàn)室與外部環(huán)境的隔離，其中就包括換氣系統(tǒng)，因此，一級(jí)屏障和二級(jí)屏障分別是實(shí)驗(yàn)人員和外界環(huán)境的保護(hù)傘。建筑技術(shù)規(guī)范中也詳細(xì)制定了P3和P4等級(jí)實(shí)驗(yàn)室的主要房間，包括主實(shí)驗(yàn)室，主實(shí)驗(yàn)室緩沖間，隔離走廊，防護(hù)服更換間，準(zhǔn)備間，淋浴區(qū)等的技術(shù)指標(biāo)。超高的清潔級(jí)別，恒定范圍的溫度、濕度以及壓差都是實(shí)驗(yàn)安全的保證。

P4實(shí)驗(yàn)室作為最高級(jí)別的生物安全實(shí)驗(yàn)室，是應(yīng)對(duì)高危險(xiǎn)性、且無法預(yù)防和治療的烈性病毒的利器。P4實(shí)驗(yàn)室一般為一棟獨(dú)立的建筑物，如與其他級(jí)別生物實(shí)驗(yàn)室共用建筑物，也需要在建筑物中占據(jù)獨(dú)立的隔離區(qū)域，并與附近的其他建筑物完全隔離。在常見的四層結(jié)構(gòu)中，一層為污水處理與保障設(shè)備，二層為核心實(shí)驗(yàn)區(qū)，三層為排風(fēng)管道過濾層，四層為空調(diào)設(shè)備與送排風(fēng)管道。

2、P4實(shí)驗(yàn)室需要哪些防護(hù)？

P4實(shí)驗(yàn)室在安全等級(jí)方面有極高極高極高的特殊要求。工作人員在P4實(shí)驗(yàn)室，類似宇航員在太空艙里。

根據(jù)百度百科的介紹，各個(gè)國(guó)家P4實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)不盡相同。典型的P4實(shí)驗(yàn)室由更衣區(qū)、過濾區(qū)、緩沖區(qū)、消毒區(qū)、核心區(qū)組成。此外，在實(shí)驗(yàn)室的四周裝有高效空氣過濾器。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的研究人員都必須換上隔離正壓防護(hù)服。這種防護(hù)服頭部是透明的充氣罩，下端連接著一條藍(lán)色的呼吸帶，呼吸帶另一端懸掛連接在屋頂?shù)墓艿郎?，這樣保證研究人員在防護(hù)服內(nèi)進(jìn)行呼吸循環(huán)，和外界空氣不發(fā)生任何接觸。工作人員離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)也必須經(jīng)過化學(xué)淋浴消毒正壓防護(hù)服表面。

到達(dá)實(shí)驗(yàn)室的核心區(qū)，總共有10道門。沒錯(cuò)！你沒看錯(cuò)，是十道門！而且，最里面的7道門是互鎖的，如果一道門沒有關(guān)好，另一道門肯定打不開，這樣避免空氣的流通。P4實(shí)驗(yàn)室擁有更為嚴(yán)格的人員進(jìn)出制度。進(jìn)入P3實(shí)驗(yàn)室可能需要花費(fèi)10分鐘，而進(jìn)入P4實(shí)驗(yàn)室就要花費(fèi)至少半小時(shí)進(jìn)行層層消毒，包括沐浴、二更、緩沖等步驟，才能入內(nèi)。

更衣區(qū)依次為外更衣室、淋浴室和內(nèi)更衣室。消毒區(qū)為化學(xué)淋浴室，工作人員離開主實(shí)驗(yàn)室時(shí)首先經(jīng)過化學(xué)淋浴消毒正壓防護(hù)服表面。核心區(qū)任何相鄰的門之間都有自動(dòng)連鎖裝置，防止兩個(gè)相鄰的門被同時(shí)打開。對(duì)于不能從更衣室攜帶進(jìn)出主實(shí)驗(yàn)室的材料、物品和器材，應(yīng)在主實(shí)驗(yàn)室墻上設(shè)置具有雙門結(jié)構(gòu)的高壓滅菌鍋、浸泡消毒槽、熏蒸室或帶有消毒裝置的通風(fēng)傳遞窗，以便進(jìn)行傳遞或消毒。

在核心區(qū)里配有生物安全柜、超低溫冰箱、離心機(jī)、電熱細(xì)胞培養(yǎng)柜、顯微鏡和實(shí)驗(yàn)臺(tái)、小型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室等。生物安全柜頂上有一個(gè)直徑0.5米左右的粗管子，直接通到房頂，它也是負(fù)壓狀態(tài)的，一些主要的操作都需要在生物安全柜中進(jìn)行。

從BSL-4實(shí)驗(yàn)室拿出的相關(guān)的物品必須通過高壓滅菌鍋消毒后，再用潔凈袋充分包裝，然后通過傳遞窗傳到準(zhǔn)備間。

離開BSL-4時(shí)，核心區(qū)的工作人員要相互把全身從上到下消毒一遍才能走到緩沖間，在緩沖間除去外層防護(hù)服、口罩、外層手套，然后將這些放入滅菌容器或消毒袋內(nèi)。

關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室門之后，再取下防護(hù)眼鏡，將其放入傳遞窗進(jìn)行消毒。然后，工作人員經(jīng)過另外一個(gè)緩沖間，退到準(zhǔn)備間。

在這里，他們才可以取下身上所有的防護(hù)器具，立即在沐浴室洗澡，之后才可離開實(shí)驗(yàn)室。

P4實(shí)驗(yàn)室有嚴(yán)格、復(fù)雜的管理程序，為了保證BSL-4實(shí)驗(yàn)室的絕對(duì)安全，只有得到批準(zhǔn)和持有磁卡通行證的人才能進(jìn)入，有的通過指紋門禁系統(tǒng)進(jìn)入，而且所有出入的人員都由電腦記錄在案。

P4實(shí)驗(yàn)室必須要有嚴(yán)格安全流程，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室里的病原體一旦泄露，將造成大范圍的傳染病甚至被恐怖分子用作生化武器，好萊塢拍攝的生化危機(jī)大片將會(huì)上演。

據(jù)了解，日本的第一個(gè)BSL-4實(shí)驗(yàn)室建于1981年，但建成后一直操作的是低風(fēng)險(xiǎn)病原體，直到2015年安全問題才得到解決。

3、中國(guó)大陸的P4實(shí)驗(yàn)室

中國(guó)大陸有兩個(gè)P4級(jí)別的生物安全實(shí)驗(yàn)室：中國(guó)科學(xué)院武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室和位于哈爾濱的國(guó)家動(dòng)物疫病防控高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室。

在2003年SARS爆發(fā)之后，中科院就決定啟動(dòng)P4實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。武漢P4實(shí)驗(yàn)室2005年獲國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)，成為中法兩國(guó)在人口健康、衛(wèi)生和科技領(lǐng)域最重要的合作項(xiàng)目之一。

該實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了法國(guó)里昂P4實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和裝備，建設(shè)內(nèi)容包括細(xì)胞水平生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的烈性病原試驗(yàn)設(shè)施、新生疾病研究設(shè)施以及烈性疾病病原保藏設(shè)施（即包括BSL-4、BSL-3以及BSL-2、普通實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物飼養(yǎng)室等輔助性設(shè)施及相關(guān)配套設(shè)施）。

武漢P4實(shí)驗(yàn)室位于武漢市江夏區(qū)的中科院武漢病毒所鄭店園區(qū)內(nèi)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室呈懸掛式結(jié)構(gòu)，共分為4層。從下自上，底層是污水處理和生命維持系統(tǒng)；第二層是核心實(shí)驗(yàn)室；第三層是過濾器系統(tǒng)；二層和三層之間的夾層是管道系統(tǒng)；最上一層是空調(diào)系統(tǒng)。所有一層、三層、四層、夾層均是為了保證二層核心實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行，保證實(shí)驗(yàn)室里面是單向氣流，是一個(gè)負(fù)壓狀態(tài)。300多平米的二樓核心實(shí)驗(yàn)室區(qū)域大致分為3個(gè)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)動(dòng)物解剖室、消毒室等。

2018年11月27日，武漢P4實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目通過驗(yàn)收，成為我國(guó)首個(gè)P4等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室。

武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室官方圖片

根據(jù)湖北日?qǐng)?bào)記者實(shí)地探訪介紹，驗(yàn)室的設(shè)計(jì)采用類似法國(guó)里昂P4實(shí)驗(yàn)室盒中盒(boxinbox)的理念，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室施工建設(shè)的工程部技術(shù)人員向記者介紹，整個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室為懸掛式結(jié)構(gòu)，共分4層。

從下至上，底層是污水處理和生命維持系統(tǒng)；二層是核心實(shí)驗(yàn)室；二層和三層間的夾層是管道系統(tǒng)；三層是過濾器系統(tǒng)；最上層是空調(diào)系統(tǒng)。所有空氣將經(jīng)過兩級(jí)高效過濾器處理后進(jìn)行排放，固體污染物要經(jīng)過高壓滅菌鍋處理，液體污染物要經(jīng)過污水處理設(shè)備處理，以保證徹底殺滅病原，確保實(shí)驗(yàn)室里的病原不會(huì)泄露。

盒子內(nèi)部是300多平米的二樓核心實(shí)驗(yàn)室區(qū)域，整個(gè)二層大致分為3個(gè)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、1個(gè)動(dòng)物解剖室、消毒室等。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置安全運(yùn)行穩(wěn)定，在運(yùn)行期間經(jīng)受了武漢極端冷、熱環(huán)境檢驗(yàn)，供熱與供冷系統(tǒng)均是一用一備，在零下10℃到連續(xù)40℃高溫的環(huán)境中，均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的供冷供熱。

據(jù)媒體介紹，人員進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室需要耗費(fèi)大概15到20分鐘時(shí)間。

工作人員P4實(shí)驗(yàn)室的防護(hù)

武漢P4實(shí)驗(yàn)室組織架構(gòu)圖

另外一個(gè)，位于哈爾濱的國(guó)家動(dòng)物疫病防控高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室是全球已建成的4個(gè)大動(dòng)物生物安全四級(jí)設(shè)施之一。該實(shí)驗(yàn)室2004年立項(xiàng)，2012年完成施工設(shè)計(jì)并開工建設(shè)，2015年12月建成并通過工程驗(yàn)收，2018年7月獲得中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）認(rèn)可。

該實(shí)驗(yàn)室可開展包括馬、牛、羊、豬、禽類及鼠、猴等常規(guī)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在內(nèi)的所有動(dòng)物感染試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室依托單位為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所。

根據(jù)媒體報(bào)道，該實(shí)驗(yàn)室是我國(guó)第一個(gè)完全自主設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理運(yùn)行的生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室。但該實(shí)驗(yàn)室向外披露的信息不多。