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世界约50所正在运行或在建P4实验室

   日期:2020-02-26     浏览:951    
核心提示:全世界已有逾30个国家出现新冠肺炎确诊病例,中国以外,韩国、伊朗、意大利、日本等国近日的情况尤其令人担忧。全球正与时间赛跑
 全世界已有逾30个国家出现新冠肺炎确诊病例,中国以外,韩国、伊朗、意大利、日本等国近日的情况尤其令人担忧。全球正与时间赛跑的人很多,除了病患、医护人员,还有生物科学家。所有人都期盼着,他们能早日研发出疫苗,而实验室便是他们的“战场”。这样的“战场”在大部分人看来非常神秘,生物安全级别最高的P4实验室更是如此。有资料显示,世界现共有约50所正在运行或在建的P4实验室,分布在约20个国家。P4实验室守护着人类健康与安全,但其从事的高风险研究也时常令它陷入生物安全等问题的非议中,武汉P4实验室此次便被卷入舆论中心。其他国家顶尖的病毒实验室究竟什么样,它们如何保障安全?《环球时报》驻外记者近日发回报道。
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资料图 新华社记者 刘大伟 摄

美国:“我们不会秘密地做任何事情”

根据美国科学家联合会的统计,美国目前共有13所正在运行、扩建或规划中的生物安全四级实验室(以下简称P4实验室),它们分布在佐治亚州、得克萨斯州等多个地方,其中一些是高校所属,另外一些归美国疾控中心(CDC)、军队、国土安全部、州政府等所有或管理。

英国路透社记者曾在几年前探访位于美国得州的加尔维斯顿国家实验室,他当时描述道:跟着所长通过刷门禁进入实验室唯一且由得州警方24小时守卫的入口;在走廊上,有100多个闭路摄像头都在“盯着”他;进入一个研究实验室需要刷另外一张卡,进入存放尤其危险微生物的实验室需要扫描指纹……据报道,为测试安全性,该实验室曾与FBI等机构联合开展遭闯入等模拟演练。美国罗格斯大学病毒学家理查德·艾布莱特表示,这所实验室采取的许多预防措施其实并非法律要求的,比如有关守卫、生物身份检查或者视频监控等措施就没有明确规定。

路透社称,在实际操作中,一个问题可能会引发争议:有关研究使用哪个级别的生物安全措施。按照美国的规定,P3实验室适用于可能导致“严重或致命疾病”但通常并不人传人的致病原因的研究,且此类疾病通常已有有效治疗或预防方法;而P4适用于尚无预防或治疗方法的疾病的研究。

获得生物安全四级研究批准需要经过详细审查,比如波士顿大学国家新发传染病实验室取得相应资格的批准程序花了3年多时间,在2017年底从P3升级为P4实验室。该实验室负责人罗纳德·科利表示,他们运行的每个项目都受到多个地方和联邦机构的持续审查和监控,而且所有研究计划细节都向公众公开,“我们不会秘密地做任何事情”。

这所实验室建在高校云集的波士顿,可以充分利用多学科专家团队。病毒学家保罗·杜普瑞斯长期研究麻疹和腮腺炎病毒,现正在研究尼帕病毒。据他介绍,该实验室的一个优势是,科学家可以在这里同时进行生物安全二级、三级、四级的研究工作。研究员约翰·康纳是一位微生物学副教授,他与加尔维斯顿国家实验室和美国陆军传染病研究所进行合作,开发对埃博拉、马尔堡和拉沙热的诊断技术,这几种病毒都属于生物安全四级病毒。

成立于1969年的美国陆军传染病研究所是美国陆军辖下最主要的防御性医疗研究单位,专门研发生物武器作战的防御方式。不过去年7月,CDC曾发现该研究所没有足够的系统对生物安全三级和四级实验室操作产生的废水进行净化处理。目前,陆军传染病研究所正进行扩建,一栋占地7.7万平方米的新大楼将取代拥挤的老办公楼,计划在明年投入使用。

路透社援引专家的话称,那些获得美国政府拨款研究危险病原体的实验室必须遵守防止微生物泄漏的特定规定。如果有此类实验室违反规定,那么CDC将中断拨款。“但它无法关闭实验室。”一名美国学者说,因此他对美国的生物安全“并不那么有信心”。

美国国会下属监察机构政府问责局2009年的一份报告曾称,在此前10年里,美国的P3实验室发生了400起事故。另有数据显示,1978年至1999年,全世界大约有1200人受到来自P4实验室病毒的感染,其中22人病危。

专家否认存在好莱坞灾难片场景的可能性,比如轰炸一所P4实验室导致疫情暴发。“病原体能在剧烈的热浪中自我毁灭,”美国生物安全威胁学者雷恩·萨勒诺说,“但随着开展更多此类研究,意外泄漏、潜在被盗和被滥用的风险将会增加,尤其是在国际层面。”他认为,“科学正远远走在政府监管科学能力的前面”。“我们正在进行一场P3和P4实验室‘繁殖’比赛,”曾在美国对外关系委员会担任全球卫生资深研究员的劳里·加勒特说,“拥有此类设施是一种显示国家先进的标志。但这些实验室的迅速增加也使世界上最危险的微生物不受限制地繁殖。”

德国:从进入到走出实验室需经过20多道程序

德国共有4所P4实验室。《环球时报》记者前不久近距离观察过柏林罗伯特·科赫研究所的P4实验室大楼,它位于欧洲最大的教学医院柏林夏里特医学院维尔肖医院校区旁边,这样能更有效地利用双方资源,减少病原体运输的风险。柏林夏里特医学院也是德国传染病定点医院。这所实验室在2018年7月底投入运营,一般拒绝访客,记者采访只能从实验室外的玻璃墙观察内部情况。

该实验室负责人去年夏天曾在一场活动上接受《环球时报》等媒体记者采访。他当时介绍说,实验室拥有单独的通风、供水和供电系统,可完全独立运作,其排出的气体也经过多级别的过滤系统,以保证杀死可能存在的致病原。

这名负责人说,相关人员从进入到走出实验室需要经过20多道程序,进入时包括输入密码、换上防护内衣、穿戴防护服和氧气罩、走过四道闸门等,走出时需要对防护服消毒、淋浴等。实验期间,不能喝咖啡或者抽烟,不得与他人交头接耳。因为一旦有一位工作人员手持尖锐物如针头或解剖刀,受伤的风险会增加。实验室还采取“四眼原则”,即工作时会由另一位工作人员进行监督。如果有员工发烧,必须立即向实验室负责人和专门的医生报告,然后共同检查实验室的情况。

这名负责人告诉记者,只有受过训练和有经验的员工才能在P4实验室工作。所有工作须遵循规定的程序,并由P4实验室的生物安全人员定期检查。罗伯特·科赫研究所的P4实验室是由柏林卫生和社会福利局等单位颁发许可证,相关机构也对其进行监督,每年定期检查。

在此次新冠肺炎疫情中,德国马尔堡大学由于在研发疫苗方面正发挥重要作用也受到广泛关注,该实验室每年获得约1150万欧元的日常经费,著名的马尔堡病毒就取自于其所在地名,因为在这座城市首先发现了这种病毒。目前,该研究所在所长贝克尔教授的带领下,与德国传染病研究中心等联合开发全新疫苗平台。该平台采用一种模块化设计,以此来加快抗原和病毒的匹配。贝克尔认为,找到新冠病毒的疫苗至少也要一年时间。

围绕病毒实验室的运作,德国在《感染保护法》《生物物质条例》《基因工程法》等法规中对相关措施作出了详细规定,比如,只有获得许可才能使用病原体;必须采取保护员工安全和健康以及防止扩散的保护措施等。

南非:每月发布“公报”,帮助整个非洲

非洲拥有两所P4实验室,一所位于加蓬,主要为该大陆的法语国家服务;另一所是南非国家传染病研究所,依托着撒哈拉以南非洲国家中最好的医疗条件,为南非政府、南部非洲发展共同体乃至整个非洲提供传染病知识,并协助制定应对政策。

南非国家传染病研究所位于该国最大城市约翰内斯堡。该研究所从事的研究项目与当地流行病现状紧密相关,比如研究所的临时执行董事林恩·莫里斯教授是艾滋病领域的权威专家,她负责艾滋病疫苗的开发。南非是全球艾滋病感染率最高的国家之一,达到20%左右。

“努力为全球卫生事业提供来自非洲大陆的最新传染病信息和研究”,这是该研究所为自己设立的目标,它每月发布提供最新地区传染病资讯的《传染病公报》。南非国家传染病研究所的合作伙伴包括世界卫生组织、非洲疾病控制和预防中心等。

拉响健康警报、发布疫情提醒,这是南非国家传染病研究所发挥公共卫生职能的重要组成部分。2月14日,当埃及宣布发现首例新冠肺炎病例(后经多次检测被排除)后,该研究所立即发布提醒,建议从所有出现新冠肺炎病例的国家和地区返回南非的人,在出现症状后进行自我隔离。

然而作为国家级实验室,这家研究所的工作效率和职能受限等问题也曾被公众诟病。2017年至2018年,南非发生李斯特菌造成的公共食品安全危机,上千人因为食用加工肉类被感染,死亡率高达20%。病例从2017年1月开始就出现了,但南非国家传染病研究所到次年3月才追踪到病菌源头是一家南非企业生产的猪肉香肠,该国卫生部才得以宣布从国内外市场中召回问题食品,并暂停相关产品生产。世卫组织曾发出警告,因南非有毒食品流出而导致的疫情对其他16个非洲国家产生威胁,成为南部非洲有记录以来的最大规模李斯特菌病疫情。

据南非《商业日报》报道,这次疫情暴露了当地政府从企业和私人实验室获取病原样本信息的权力不足。当时,南非国家消费者委员会中只有1/4的企业成员愿意提供受污染食品清单,另外,仅两个私人食品检测实验室共享了可用于基因组测序的李斯特菌分离株,其他机构则以保密为由拒绝了国家实验室的请求。此次事件后,南非政府总结教训,加大了食品安全相关法律的立法和执法力度。

法国:“盒中盒”结构设计成为范本

在法国里昂,坐落着世界上数一数二的病毒实验室——法国国民保健与医学研究所让·梅里埃P4实验室(以下简称里昂P4实验室),它致力于研究高致病性病毒和主要的出血热病毒。就是在这里,研究人员于2014年3月证实了肆虐西非的埃博拉病毒应为扎伊尔型埃博拉病毒。除了研究最新病毒,里昂P4实验室也对历史上旧的、变种的病毒进行深入研究、建档,并寻找治疗方法。

从外形上看,里昂P4实验室位于一栋灰黑色建筑物内。主楼分为三层:上层是空气过滤区;下层是废物处理区;中层为真正的核心实验区。主楼旁边有一座两层附属楼,负责实验准备及实验室安全,全部由计算机进行中央控制。

在安全性方面,里昂P4实验室为许多后来建设的生物安全实验室提供了范本和借鉴经验,包括位于武汉的P4实验室。该实验室采用“盒子中的盒子”的结构设计,外层全部用玻璃和钢材建成,被认为是“新一代四级生物安全实验室的首创”。实验室内层是负压的密封空间,科研人员靠独立的供氧系统呼吸,与外界空气不发生接触。

法国在生物核心技术与关键设备研发方面占有一定优势,里昂P4实验室因此拥有强力的技术支持。比如该实验室使用的正压工作服,其头部是透明的充气罩,下端连接着呼吸带,呼吸带另一端悬挂连接在屋顶的管道上,这样保证科研人员在防护服内进行呼吸循环。资料显示,这种由法国Delta Protection公司生产的防护服在全球高等级实验室中使用率排名第一。

这家实验室在2005年转由法国国民保健与医学研究所管理后向全球科学界开放,来自不同国家的研究团队可申请在该实验室进行相关研究。近年来,实验室规模在政府和民间资金的支持下不断扩大,不仅研究范围涉及几乎所有已知烈性病毒,同时学科分类更加细致,涵盖病原生物学、病毒与宿主的相互作用关系等。

延伸阅读:

我国建成首个P4实验室:专门研究危险性病毒

2015年2月1日,我国首个生物安全防护等级最高的实验室——中国科学院武汉国家生物安全实验室(即武汉P4实验室)昨天在湖北武汉竣工。这标志着我国正式拥有了研究和利用埃博拉病毒等烈性病原体的硬件条件,为我国公共卫生科技支撑体系再添利器。

P4实验室是专用于烈性传染病研究与利用的大型装置,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。此前全球只有少数发达国家拥有这类装置。

钟南山联手哈佛大学攻坚新冠病毒

2月19日上午10时,哈佛大学、广州呼吸健康研究院、恒大集团三方联合成立的新型冠状病毒肺炎科研攻坚小组召开第二次视频会议,各方进行了两个多小时的深入研讨。

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从现场参会名单来看,科研攻坚小组包括国家卫健委高级别专家组组长钟南山院士,哈佛大学医学院院长George Daley院士,哈佛大学医学院副院长David Golan、免疫系主任Arlene Sharpe院士,哈佛大学雷根研究所主任Bruce Walker院士,哈佛大学传染疾病动态中心主任Marc Lipstich,丹娜法伯癌症研究院传染病系主任Lindsey Baden,广州呼吸健康研究院院长何建行教授、呼吸疾病国家重点实验室副主任赵金存教授等国内外权威专家,这是一个世界顶级团队。

哈佛校长Lawrence S.Bacow表示,哈佛大学非常感谢有机会参与攻克人类共同面临的难题,他对哈佛大学和钟南山率领的广州呼研院共同合作、发挥各自科研优势攻克新冠病毒肺炎充满信心。

钟南山院士表示,相信通过三方共同努力,一定能尽快形成一批科研成果,一定能对疫情防控、患者救治起到积极作用,最终彻底消除新冠病毒对人类健康和生命安全的威胁。

 
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