生物安全四級實驗室

所謂物理性防護，是由隔離設備、實驗室的設計及實驗實施等3個方面組成，根據其密封程度的不同，國際上將其分為BSL-1、BSL-2、BSL-3和BSL-4共四個生物安全等級。“BSL-”是英文Bio-Safety Level（生物安全等級）的縮寫。第四級即BSL-4實驗室是生物安全最高等級，可有效阻止傳染性病原體釋放到環境中，同時為研究人員提供安全保證。

傳染病的傳染性和危害性是不同的，傳染病原分為四個危害等級。第一級危害羣微生物：與人類成人健康和疾病無關；第二級危害羣微生物：在人類所引起的疾病很少是嚴重的，而且通常有預防及治療的方法；第三級危害羣微生物：在人類可以引起嚴重或致死的疾病，可能有預防和治療的方法；第四級危害羣微生物：在人類可以引起嚴重或致死的疾病，但通常無預防和治療的方法，如炭疽桿菌、霍亂弧菌、埃博拉病毒、天花病毒等。

BSL-4實驗室是全球生物安全最高級別的實驗室，中國大陸地區公開的武漢一所已建成並投入使用。（2015年1月31日，中國科學院武漢國家生物安全實驗室（即武漢BSL-4實驗室）在武漢竣工，這是我國，也是亞洲首個運行的BSL-4實驗室）。 BSL-4實驗室結構和設施、安全操作規程、安全設備適用於對人體具有高度的危險性，通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明，尚無有效的疫苗或治療方法的致病微生物及其毒素。與上述情況類似的不明微生物接觸，也必須在 BSL-4實驗室中進行。待有充分數據後再決定此種微生物或毒素應在BSL-4實驗室還是在較低級別的實驗室中處理。正因為如此，有人把BSL-4實驗室叫做“魔鬼實驗室”，這個實驗室中裝有特殊的空調系統，進入這裏的空氣温度與濕度都是預先設定好的，過濾程度達到99.999%，能保障空氣在整個環境中一小時循環多次。實驗室採用定向負壓系統，其核心區的壓強達到負40帕，這樣實驗室空氣的流動，只能是通過高效過濾器從外面進來，而保證實驗室內的空氣不向外流動。

BSL-4實驗室的設計不盡相同，典型的BSL-4實驗室由更衣區、過濾區、緩衝區、消毒區、核心區組成。在實驗室的四周裝有高效空氣過濾器。從實驗室大門通往實驗室的核心區，總共有10道門，裏面的7道門是互鎖的，也就是説，進入過程中如果前一扇門沒有關好，下一扇門肯定打不開，避免空氣的流通。更衣區依次為外更衣室、淋浴室和內更衣室。消毒區為化學淋浴室，工作人員離開主實驗室時首先經過化學淋浴消毒正壓防護服表面。核心區任何相鄰的門之間都有自動連鎖裝置，防止兩個相鄰的門被同時打開。對於不能從更衣室攜帶進出主實驗室的材料、物品和器材，應在主實驗室牆上設置具有雙門結構的高壓滅菌鍋、浸泡消毒槽、熏蒸室或帶有消毒裝置的通風傳遞窗，以便進行傳遞或消毒。核心區裏配有生物安全櫃、超低温冰箱、離心機、電熱細胞培養櫃、顯微鏡和實驗台、小型動物實驗室等。生物安全櫃頂上有一個直徑0.5米左右的粗管子，直接通到房頂，它也是負壓狀態的，一些主要的操作都需要在生物安全櫃中進行。

從BSL-4實驗室拿出的相關的物品必須通過高壓滅菌鍋消毒後，再用潔淨袋充分包裝，然後通過傳遞窗傳到準備間。離開BSL-4時，核心區的工作人員要相互間把全身從上到下消毒一遍才能走到緩衝間，在緩衝間除去外層防護服、口罩、外層手套，然後將這些放入滅菌容器或消毒袋內。關閉實驗室門之後，再取下防護眼鏡，將其放入傳遞窗進行消毒。然後，工作人員經過另外一個緩衝間，退到準備間。在這裏他們才可以取下身上所有的防護器具，立即在沐浴室洗澡後，才可離開實驗室。 P4實驗室有嚴格、複雜的管理程序，為了保證BSL-4實驗室的絕對安全，只有得到批准和持有磁卡通行證的人才能進入，有的通過指紋門禁系統進入，而且所有出入的人員都由電腦記錄在案。

法國第二大經濟城市裏昂是重要的醫藥工業研究、生產基地，有許多著名的醫藥生產企業、研究實驗室和生物工業開發園區，那裏有世界上最先進的高危病毒實驗室——讓·梅里厄BSL-4實驗室。這個實驗室1999年3月開始運作，目標除了研究最毒、最新的病毒，也對歷史上舊的、變種的病毒作深入的研究、建檔，並找出治療的方法。

實驗室取名讓·梅里厄，是為了紀念疫苗專家，因飛機事故不幸英年早逝的讓，他的夫人和4個女兒將他的遺產慷慨地捐獻出來，為籌建BSL-4實驗室奠定了資金基礎。面積僅為600平方米的實驗室造價達4000萬法郎，其中的儀器設備價值1000萬法郎，每年的運行維持和實驗費用是190萬歐元。

里昂的BSL-4實驗室全部用由玻璃和鋼材建成，被一致公認為“新一代BSL-4的首創”。其主樓分為三層：上層是空氣處理區，保證實驗室人員和動物的呼吸用氣及實驗室空氣的消毒；下層是廢物處理區，對實驗室器材和實驗垃圾進行消毒；中層為真正的核心實驗區。方形主樓的旁邊，還有一個兩層的、半圓柱形的、金屬附屬樓，負責進行實驗準備，控制實驗室的安全，全部由計算機實行中央控制。 P4區主要有兩個面積為60至70平方米、相互獨立的實驗室和一個動物試驗室，設計原則是將它們置於“盒子中的盒子”。研究人員進出入實驗工作台，必須經過這樣的程序：用通行卡和個人密碼打開實驗區的第一道門，進入房間脱衣、進行清潔淋浴、穿上類似潛水員的密封服；進入另一室檢查服裝的密封性；再開一道門，即可進入動物實驗室；此後，還有兩道門將存放病菌的恆温箱和實驗廳分開。需要説明的是，在進入動物實驗室之前的每一個房間都是逐步減壓的，房間的門上都安裝充氣密封墊，以防止病菌往外擴散。

世界衞生組織（ WHO）一直非常重視生物實驗室安全問題，早在1983年就出版了《實驗室生物安全手冊》，將傳染性微生物根據其致病能力和傳染的危險程度等劃分為四類；將生物實驗室根據其設備和技術條件等劃分為四級；其相應的操作程序也劃分為四級，並對四類微生物可操作的相應級別的實驗室及程序進行了規定。2003年4月《實驗室生物安全手冊》（第三版）以電子版的形式在 WHO網頁上問世。

我國在生物安全方面也制定過一些相應的條例和法規。中華人民共和國衞生行業標準（ WS233－2002）《微生物生物醫學實驗室生物安全通用準則》中對生物安全三級（BSL-3）實驗室進行了規定。

BSL-4實驗室是一柄“雙刃劍”，它的應用可能造福人類，但弄不好也可能為人類帶來種種“禍害”。近年來，國際社會普遍認為生物武器的潛在威脅已大大增加。

BSL-4實驗室管理上的疏漏和意外事故，不僅可以導致實驗室工作人員的感染，也可造成環境污染和大面積人羣感染。國內外實驗室意外感染的事故並不少見，嚴重者不得不宰殺成千上萬只實驗動物，甚至導致實驗室工作人員死亡。管理愈不規範，防護條件愈差，發生意外事故的可能性就愈大。因而，通過防範和控制生物危害，藉以維護國家社會、經濟及人民健康、生態環境安全，是生物安全的根本任務。

澳大利亞：

澳大利亞設有三個BSL-4實驗室。

（1）位於Geelong的，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）下屬的澳大利亞動物健康實驗室（AAHL）。

（2）位於Coopers平原，隸屬昆士蘭衞生署（QLD）的病毒學實驗室。

（3）位於北墨爾本的國家高安全實驗室

巴西

巴西聖保羅大學Butantan研究所和阿道夫·魯茲研究所等多個研究機構，但只進行BSL-3級別的生物安全實驗。

加拿大

加拿大BSL-4設施位於曼尼托巴省的温尼伯國家微生物學實驗室，建造於20世紀90年代。

捷克

位於捷克Pardubice, Těchonín的生物防禦中心，1971年重建，2003-2007年啓用

法國

位於里昂的讓梅里昂實驗室（Jean Mérieux laboratory），由巴斯德研究所和法國國民保健與醫學研究所（INSERM）共建 ^[1] 

加蓬

Franceville國際醫學研究中心，是由法國政府支持的研究機構，也是西非唯一的BSL-4實驗室。

德國

德國有兩個BSL-4設施：

(1)位於馬爾堡的菲利普斯大學病毒學研究所。

(2)位於裏姆斯島的弗里德里希·勒夫勒研究所（Friedrich Loeffler Institute on the Isle of Riems）

此外，新的P4實驗室計劃將在柏林羅伯特·科赫研究所和伯恩哈德·諾赫特熱帶醫學研究所建成。

日本

日本的BSL-4實驗室位於武藏村山市的國家傳染病研究所病毒學一系和筑波的物理化學研究所（即理化研）。兩個實驗室有作為BSL-4的潛力，但是由於當地居民和社區的反對，它只能執行BSL-3的相關實驗。

印度

印度的BSL-4實驗室位於印度博帕爾的高安全動物疾病實驗室（HSADL），處理各種人畜共患生物體和新興傳染病的威脅。此外，還有海得拉巴的細胞及分子生物學中心、新德里的全印度醫學科學研究所以及隸屬印度醫學研究委員會，浦那的Microbial Containment Complex研究所

意大利

（1）位於羅馬的國家傳染病研究所（Istituto Nazionale Malattie Infettive ）

（2）位於米蘭波羅大學的路易吉·薩科醫院（Azienda Ospedaliera Ospedale Luigi Sacco）

荷蘭

位於比爾特霍芬的國家公共衞生和環境研究所（RIVM）實驗室，於2009年年底完成建設。

俄羅斯

VEKTOR國家病毒學與生物技術研究中心，位於新西伯利亞地區。其他BSL-4設施在蘇聯時期已被拆除。

白俄羅斯

位於明斯克的流行病學和微生物學研究和實踐中心

南非

國家特殊病原體傳染病研究所是非洲僅有的兩個BSL-4設施之一，也是非洲大陸唯一適合的實驗室。

新加坡

國防科學組織（DSO）的國家實驗室設有BSL-4設施。

瑞典

索爾納的瑞典傳染病控制研究所運營實驗室。

韓國

在2014年埃博拉病毒在國際上擴散後，韓國政府增加了BL-4實驗室的建設預算，並於2017年中期在忠清北道設立了奧松BL-4實驗室。 ^[2] 

英國

英國的BSL-4實驗室多集中在Porton Down和倫敦地區，英國醫學研發中心（UKCMRI）的BSL-4實驗室正在建設中。

美國

美國保持至少8個生物安全4級設施，正在規劃至少7個。

中國

湖北武漢BSL-4病毒實驗室（中國科學院武漢國家生物安全實驗室 ^[3]  ）

國家動物疫病防控高級別生物安全實驗室 ^[4]  （中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所）

中國台灣2所，其中1所位於台北縣三峽，設立在山洞中，以兩層阻絕設施與外界隔離 ^[5-6]  。