作者：Dr.韩
上周，我们进行了关于P1-P4生物实验室的详尽科普，如果没有看过这篇内容，建议点这里了解一下，会更便于你对本篇内容的阅读与理解。
而已经读过内容的你，想必对生物实验室也有了一定的了解。
我们在后台也收到了很多朋友阅读后的疑问：
咱们国家到底有几个P4实验室？
既然P4实验室这么可怕，对好多病毒“干脆没办法”，那干嘛还要研究这些危险的病毒啊！
连疫苗都没有的病毒万一真的发生泄漏，有什么解决措施呢？
别着急，今天的内容就把这些疑问都给你解释清楚。
首先，咱们来聊聊：
我国到底有几个P4实验室？
英文名 | 中文名 | 分类学地位 |
Alastrim virus | 类天花病毒 | 痘病毒科 |
Ebola virus | 埃博拉病毒 | 丝状病毒科 |
Flexal virus | Flexal病毒 | 沙粒病毒科 |
Guanarito virus | 瓜纳瑞托病毒 | 沙粒病毒科 |
Hanzalova virus | Hanzalova病毒 | 黄病毒科 |
Hendra virus | 亨德拉病毒 | 副粘病毒科 |
Hypr virus | Hypr病毒 | 黄病毒科 |
Junin virus | 鸠宁病毒 | 沙粒病毒科 |
Kumlinge virus | Kumlinge病毒 | 黄病毒科 |
Kyasanur Forest disease virus | 卡萨诺尔森林病病毒 | 黄病毒科 |
Lassa fever virus | 拉沙热病毒 | 沙粒病毒科 |
Louping ill virus | 跳跃病病毒 | 黄病毒科 |
Machupo virus | 马秋波病毒 | 沙粒病毒科 |
Marburg virus | 马尔堡病毒 | 丝状病毒科 |
Mopeia virus (and other Tacaribe viruses) | Mopeia病毒 (和其他Tacaribe病毒) | 沙粒病毒科 |
Nipah virus | 尼巴病毒 | 副粘病毒科 |
Omsk hemorrhagic fever virus | 鄂木斯克出血热病毒 | 黄病毒科 |
Sabia virus | Sabia病毒 | 沙粒病毒科 |
Tacaribe virus | Tacaribe病毒 | 沙粒病毒科 |
Variola virus | 天花病毒 | 痘病毒科 |
经此疫情，又有很多人提问了：
为什么P4生物实验室要选址武汉呢？
△上图为法国里昂的让·梅里厄实验室，为欧洲第一个BSL-4实验室，也是世界上最先进的生物安全实验室。它于1999年3月竣工并投入运行，即采用了“盒中盒”设计。
据武汉国家生物安全实验室官网介绍，武汉生物安全实验室位于湖北省武汉市江夏区中国科学院病毒研究所郑店园区内，地处中原腹地，三面邻山，交通便利，环境相对独立。
整个实验室呈悬挂式结构，共分为4层。从下自上，底层是污水处理和生命维持系统；第二层是核心实验室；第三层是过滤器系统；二层和三层之间的夹层是管道系统；最上一层是空调系统。所有一层、三层、四层、夹层均是为了保证二层核心实验室的正常运行，保证实验室里面是单向气流，是一个负压状态。300多平米的二楼核心实验室区域大致分为3个细胞实验室、2个动物实验室、1个动物解剖室、消毒室等。
了解了关于P4生物实验室在我国的基础问题后，就该来聊聊，既然那些病毒可怕致命还没有解药，那么：
为什么还要研究这些如此危险的病毒？
目前武汉国家生物安全实验室能开展2-3种烈性传染性疾病病原研究和疫苗研制工作，并以此为依托，主要还在做下面这些事情：
① 弥补我国公共卫生应急反应体系不完善、缺少有效技术支撑和药物储备的短板，在突发新生传染病来袭时，能够主动、科学地进行防控，构建未来应对新生疾病和生物防御的新常态；
② 在我国重大新生传染疾病的预防和控制中起到基础性、技术性的支撑作用，解决国家重大战略需求和揭示重大科学问题；
③ 成为我国新生疾病预防和控制研究与开发基地、毒种保藏中心、WHO参考实验室和疾病网络节点，最终成为我国新生疾病研究网络的核心部分；
④ 同时有效地提高我国对生物战争和恐怖袭击的防御和应变能力，维护国家生物安全。
说白了，当病毒出现的时候，先防控，看怎么才能别让它进来；要是进来了，也得接得住，就提供技术方案来控制进度，进行抵御；所有决策的科学依据都要从这里来；最后还有一个，也就是生物战争的技术支持，这个大家都懂，人有我有，时刻准备着嘛。
上面给出的答案就是高屋建瓴型的，接着咱们把这些词翻译成人人都听得懂，与你我息息相关的。
从上面的内容中，其实我们可以看出：
首先，致命病毒什么时候来，怎么来，谁也不知道。那么针对它们的研究就是为了找出解药和预防方法，防患于未然。
就像即便到现在也没研究明白SARS到底是怎么回事，但是科学家们至少得出一个明确结论——它们是从野生动物身上传染给人类的。那么，不捕食野生动物就是非常明确的防范方法，至于说这个病毒的来源明确到果蝠身上，就会更精准地提醒我们怎么做：别碰蝙蝠；
其次，病毒研究与监测手段建立起来，能在早期快速诊断跟踪。
假如有人患病，我们能立马知道发病者的航班航次，行为动向，以确定控制范围。效率就是生命，对烈性病毒而言，早期排查非常关键。
最后，病毒机理等不是只有咱们在研究，世界各地科学家都在研究。针对致命病毒，研究透了怎么用，用于战争还是造福人类这都是不可控的，所以从国家战略安全来说，更是越不懂就越要研究，才有主动权。这就跟朝鲜举国之力也得研究出个原子弹是一个道理。
武汉国家生物安全实验室正式投入运行后，已对包括埃博拉病毒在内的自然疫源性病毒和其他新发病毒都开展了研究，包括快速检测体系，分子流行病学、传染病病原微生物学、治疗性抗体、疫苗和药物评价研究、生物因子风险评估研究等，打造我国新生和烈性传染性疾病的病原分离鉴定、感染模型建立、疫苗研制、生物防范以及病原与宿主相互作用机理等研究的生物安全平台。
你看，这次疫情中几乎我们关注的所有检测、鉴别传染途径、毒株分离、疫苗研发等环节，都和这里相关。但我们都知道，疫情并非天天发生，那p4实验室平时都干些什么？难道是传说中的“人为改变病毒”？
哦豁，这个听起来很厉害啊！
为什么要“人为改变病毒”？
人为改变病毒，应该就是传言中的“人造”病毒了吧。在科学界，这里指遗传修饰病毒，属于遗传（基因）修饰生物体的一种。说白了，就是老百姓常说的“转基因”。
就像是科学家为农作物进行基因改造是为了让它更高产、更好吃一样，制造遗传修饰病毒的目的，也是为了人类的福祉。
比如，有一种疫苗叫“基因缺失活疫苗”，它就是科学家利用基因工程技术，部分或全部去除病毒的毒力基因，但是保留其免疫原性而获得的基因工程疫苗。这种被“基因改造”过的病毒，就是一种“人造”病毒。
而所谓的“去除病毒的毒力基因，但是保留其免疫原性”就使得这种“人造病毒”具有不使人生病，但又能令人获得免疫力的特性。
不仅如此，病毒因为具有感染生物体的特性，还可以作为“载体”，携带一段基因进入其他生物体内，完成对其他生物的遗传修饰，从而达到“基因治疗”的目的。
说来可能有些令人惊奇，原本是“杀人恶魔”的艾滋病病毒（HIV），经过“基因改造”后，能成为一种很好的基因治疗载体。科学家们去除它的“致病基因”，让它携带“治病基因”，利用它能够整合进入人体细胞的特质，来治疗一些基因缺陷所引起的疾病。
著名的《Science》杂志就曾报道，有一种被称为肾上腺脑白质退化的疾病，是患者的细胞内缺乏一种处理超长链饱和性脂肪酸的蛋白酶，会导致超长链脂肪酸沉积在大脑白质和肾上腺皮质中，影响脑和肾上腺功能。最典型的儿童脑型患者，平均7岁就会发病，先丧失行动能力，而后语言能力渐也丧失，在一两年内进入植物人状态，通常在诊断后数年内死亡。
△ 肾上腺脑白质退化患者的大脑，白色区域发生了脱髓鞘改变
目前肾上腺脑白质退化唯一的治疗方法就是骨髓移植，但骨髓移植很难配型成功，而且还有免疫排斥等很多风险。
科学家们就对此进行了一项临床研究——从17名患病男童身上提取了血细胞，然后用携带治疗基因的改良HIV对这些血细胞进行了治疗。之后再将这些细胞重新注入患者体内。
哈佛大学附属的Dana-Farber癌症研究所和波士顿儿童医院的David Williams报告说，在6个月内，16名患者病情稳定下来。在2年后进行的脑部扫描中，大多数人没有进一步的炎症或脑部脱髓鞘的迹象。17名患者中有16人没有视力下降或行走困难等神经系统衰退的迹象。虽然基因疗法并不能完全逆转肾上腺脑白质退化，但仍为患者带来了生存甚至是过上正常生活的希望。
当然，与转基因农作物一样，转基因病毒也是富有伦理争议的。
无论WHO还是我国卫健委，都要求实验室建立风险评估控制制度，对实验涉及生物体进行风险评估，除一般评估外，遗传修饰生物体的危险度评估还要特别考虑以下方面。
看到这里，咱们简单做个小总结：
P4实验室的建立与研究可以完善我国公共卫生应急反应体系，在发生重大新生传染疾病时，对疾控工作起支撑作用，同时有效地提高我国对生物战争和恐怖袭击的防御和应变能力，维护国家生物安全。
道理大家都懂，是不是还有些不放心？没关系，咱们接下来说一说↓↓↓
P4实验室的安全性是如何保证的？
自1983年以来，已经有许多国家利用该手册所提供的专家指导，制订了生物安全操作规范。
根据WHO的要求，BSL-4的最高防护实验室的运作应在国家或其他有关的卫生主管机构的管理下进行。同时，WHO也提供实验室设计、实施及人员操作规范的参考标准，例如我们在《揭秘 | 致命P4：研究无解病毒的“魔鬼实验室”》文章中提到的一样。
而在我国卫健委发布的政策文件《病原微生物实验室生物安全通用准则》中，则说明了在适用对BSL-3实验室要求的基础上，对BSL-4 实验室还有更多要求。例如实验室防护区的围护结构应尽量远离建筑外墙；实验室的排风应经过两级HEPA过滤器处理后排放；生命支持系统应有不间断备用电源，连续供电时间应不少于 60 min；应在实验室的核心工作间内配备生物安全型压力蒸汽灭菌器；实验室核心工作间的气压（负压）与室外大 气压的压差值应不小于 60 Pa，与相邻区域的压差（负压）应不小于 25 Pa等等。
在各种软硬件措施的层层保护下，BSL-4实验室的安全性是可以得到最大限度的保障的。退一万步来讲啊，假使仍然出现了「万一」的小概率泄漏事件，又该如何应对呢？
没有疫苗的致命病毒万一泄漏，有什么解决措施？
最令公众担心的病毒泄漏问题，主要涉及以下几个方面：
01
通过实验室的污水、废气、垃圾等实验室排出物泄漏。
在这方面，BSL-4实验室设有完备的污水、废气净化系统，以及垃圾无害化处理系统。污水、废气进行双重净化后才会排出。同时，这些净化系统又时刻处于计算机的自动监控下，部件过期、设备失效都会自动报警。
废弃物必须采用适当的消毒灭菌手段（化学消毒剂、热力消毒等），经过无害化处理后，方可按国家规定焚烧或填埋处理。
以上这些措施能在最大程度上保障实验室排出物的安全。
02
通过实验人员的意外职业暴露而发生泄露感染。
人毕竟不是神仙，尽管在BSL-4实验室工作的科研人员都训练有素，但常在河边走难免会湿鞋。
例如在根据真实事件改编的小说《血疫》中，曾讲述故事主角南希·杰克斯在埃博拉项目时的惊险一幕。
进入高危区域前
南希和搭档打开气密室另一侧的门，走进高危区域。这是一条煤渣砖走廊，墙上刷着厚厚的环氧树脂涂料，所有插座边缘都用凝胶物质封死。这是为了消除所有缝隙和孔洞，以防高危病原体穿过空心电缆逃逸出去。南希最后穿上一双黄色橡胶靴，并在防护服手套外又戴上一副乳胶手套。至此，他们戴着三层手套：贴皮肤的一副，防护服上的一副，最外层的这一副。
可能发生职业暴露后
接触到被埃博拉感染的猴子后，南希需要将最外层手套放进EnviroChem消毒剂里清洗，以摧毁病毒。就在这个时候，搭档发现南希的防护服右手外层手套上有裂缝。
接下来，南希扯掉手套，在消毒剂里清洗手套和手臂。之后她跑进气密室启动EnviroChem喷雾消毒淋浴。消毒淋浴持续七分钟，在此期间不得离开，因为消毒剂需要时间起效。之后，南希将最后一层手套在龙头底下冲洗了一段时间。水带着污血进入排水管道，废水将在加热容器里煮沸以确保消毒。
假如出现高危病毒感染
研究所里有个4级防护的生物隔离医院，假如被判定暴露于高危病原体之下，南希将被送进监狱，若不幸因此丧命，尸体就会送进4级防护停尸房。那儿的门是沉重的钢铁质地，很像潜水艇里的水密门。
幸运的是，南希最后一层手套完好无损，阻隔了病毒。事故报告书最后的结论是她没有暴露在埃博拉病毒之下。
以上内容摘自《血疫·埃博拉的故事》
你看，在可能发生的病毒泄露方面，WHO有严格规定：任何涉及处理或储存BSL-3及以上微生物的实验室，都必须有一份关于处理实验室和动物设施意外事故的书面方案，国家和/或当地的卫生部门要参与制订应急预案。
发生意外事故时，很多实验室都有标准应急程序。
例如，刺伤、切割伤或擦伤时，受伤人员应脱下防护服，清洗双手和受伤部位，使用适当的皮肤消毒剂，进行必要的医学处理。不仅如此，要记录受伤原因和相关的微生物，并应保留完整适当的医疗记录。对于潜在感染性物质的食入、潜在危害性气溶胶的释放（在生物安全柜以外）、容器破碎及感染性物质的溢出、自然灾害等各种情况都有明确的应急处理程序，以保证安全。
在这点上，《血疫》中描述的处理方式，是非常严谨且直观的。
还有一点，是在病原体的运输过程中可能发生的泄漏。对此：
首先，运输感染性及潜在感染性物质，必须严格遵守国家和国际规定执行，减少可能造成传染的暴露。
其次，在感染性及潜在感染性物质运输中，应使用三层包装系统，包括：内层容器，第二层包装以及外层包装。其中，装载标本的内层容器必须防水、防漏并贴上指示内容物的适当标签。内层容器外面要包裹足量的吸收性材料，以便内层容器打破或泄漏时，能吸收溢出的所有液体。防水、防漏的第二层包装用来包裹并保护内层容器。有些包装好的内层容器可以放在独立的第二层包装中。感染性物质包装的体积及重量也有限度。
第三层包装用于保护第二层包装在运输过程中免受物理性损坏。按照最新规定的要求，还应提供能够识别或描述标本的特性，以及能够识别发货人和收货人的标本资料单、信件和其他各种资料，以及其他任何所需要的文件。
联合国规章范本则规定，使用两种不同的三层包装系统。基本的三层包装系统用于运输多数感染性物质；但那些高危险度的生物体则必须按更严格的要求进行运输。具体如下图↓↓↓
另外，假如发生感染性或潜在感染性物质溢出时，应采用下列溢出清除规程：
（1）戴手套，穿防护服，必要时需进行脸和眼睛防护。
（2）用布或纸巾覆盖并吸收溢出物。
（3）向纸巾上倾倒适当的消毒剂，并立即覆盖周围区域（通常可使用5%漂白剂溶液；但在飞机上发生溢出时，则应使用季铵类消毒剂）。
（4）使用消毒剂时，从溢出区域的外围开始，朝向中心进行处理。
（5）作用适当时间后（例如30分钟），将所处理物质清理掉。如果含有碎玻璃或其他锐器，则要使用簸箕或硬的厚纸板来收集处理过的物品，并将它们置于可防刺透的容器中以待处理。
（6）对溢出区域再次清洁并消毒（如有必要，重复第2～5步）。
（7）将污染材料置于防漏、防穿透的废弃物处理容器中。
（8）在成功消毒后，通知主管部门目前溢出区域的清除污染工作已经完成。
你看，有了如此严格的规定，加上如此完备的应对措施，实验室病毒泄漏真的是一个非常小概率的事件。但能完全杜绝吗？是的，并不能。
美国CDC网站上有一则2004年的旧闻，就表明了2004年发现的新加坡SARS冠状病毒感染，被专家审查小组认定是实验室来源的。
审查专家组认为，患者最有可能是在其工作的环境卫生研究所（EHI）实验室感染的。专家组发现有证据表明，在EHI实验室处理包括SARS 冠状病毒在内的BSL-3感染源的实验标准不当。专家组还发现了西尼罗河病毒样本与SARS冠状病毒交叉感染的PCR证据。
那么，
P4实验室到底做出过什么对人类有益的结论吗？
说起来，这类生物实验室的研究成果不胜枚举，但你要说什么惊世骇俗的创举嘛……
对不起，还真没有哎 ┓( ´∀` )┏
就拿美国CDC病毒性特殊病原体科（Viral Special Pathogens Branch ，VSPB）来说吧。
它的日常工作就是研究埃博拉、马尔堡等病毒的流行病学、分子生物学、病毒分子学、临床诊断学、临床医学、免疫学、发病机制、比较生物学、生态学，以及进行社区教育。
这听起来与BSL-3甚至更低等级生物实验室的研究方向没啥差别嘛。
但想到上述这些病毒令人闻风丧胆的高致病性，50%以上的死亡率，七窍出血而亡的发病惨状……就显示出这些平常工作的不凡之处来了。
引起极度致命性瘟疫的元凶是什么？长什么样？族谱是什么？它从哪儿来？传给了谁？谁又传给了人？人又传给了谁？怎么抓住它？怎么确定是它？以及终极目标……怎么对付它？怎么避免它再次出现？
…… ……
这些问题，都只有在BSL-4实验室中工作的科学家才能给我们答案。
最后奉上一组图，可以反映VSPB，也就是病毒性特殊病原体科的日常工作。
01
研究果蝠携带的病毒
果蝠，狐蝠科果蝠属下动物，主要分布在热带和亚热带。中国的种类不多，仅限于华南各省，现被疑为埃博拉病毒宿主。（本词条解释来自中国科协旗下科普中国）
02
捕捉鹿鼠，进行汉坦病毒生态学研究
鹿白足鼠：亦称白足鼠，是地理上分布最广的北美洲啮齿类。见于从加拿大到墨西哥的亚热带，栖息地种类极为广泛，从加拿大冻原到索诺兰沙漠，也见于温带和北方森林、草原和灌木区。拉布拉多白足鼠是汉坦病毒(hantavirus)主要宿主和鼠疫的宿主之一，也是美国传播莱姆病(Lyme disease)的几个哺乳动物宿主之一。（本词条解释来自中国科协旗下科普中国）
03
给埃博拉病毒拍照（透射电镜照片）
04
制作并张贴相关科普海报，宣传防疫知识
每当致命性疾病暴发，VSPB的研究人员还会协助当地应对瘟疫，并为疾病检测和控制措施提供援助。如果你感兴趣的话，下面是VSPB曾援助过的疫情，基本上包括世界上最可怕的疫情——
好了，关于P4实验室的科普，就在这里告一段落了。
在这次的疫情中，P4实验室一度被推上神坛，也被公众扣上了许多虚妄的帽子。
建立生物实验室没有错，它担负着人类的发展和进步，也不可避免会存在意外和不可测因素的可能。无论八卦无论阴谋也无论猜测，钟南山院士一锤定音”新冠肺炎虽然由武汉爆发，但源头未必在我国……“
真相总有一天会浮出水面，其实最终可能毁灭人类的也只有人类自己。期待各位朋友的留言与探讨。
下次科普时间，我们将为您讲述另一个大家熟知的可怕病毒，每年因为它所导致的并发症死亡人数远超新型冠状病毒……它就是——流感。
下期节目再见～
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