狂犬病毒的实验在多数情况下可在生物安全2级实验室进行,仅在少数特殊情况下才需要在生物安全3级实验室进行。
对狂犬病的实验研究,一般情况下可在生物安全2级实验室进行,在某些情况下,可考虑在采用更高标准的生物安全3级实验室进行。
世界卫生组织( WHO)狂犬病专家磋商会第二次报告(2013年版)中关于狂犬病实验的生物安全问题是这样写的:
“狂犬病是目前已经认识到的所有传染病中病死率最高的。因此,安全性对于从事狂犬病病毒的工作至关重要。一般来说,生物安全2级实验室的安全操作适用于动物处理、尸体解剖、样本采集、准备、处理等常规的实验室活动。除了符合基本设施要求之外,预防措施还包括个人防护设备(如服装、手套、护目镜) 和疫苗接种。 在某些情况下,如生产大量浓缩病毒、进行可能产生气溶胶的操作(例如组织悬液匀化)、操作尚不清楚当前的预防措施是否具有保护效果的新分离狂犬病病毒时,可考虑采用生物安全3级。所有用于操作传染性病原的国家安全指南均应严格遵守。”
既然狂犬病的病死率是所有传染病中最高的(发病后死亡率100%),为什么狂犬病毒的实验在多数情况下可在生物安全2级实验室进行,仅在少数特殊情况下才需要在生物安全3级实验室进行呢?
这是由于狂犬病毒在环境中容易失活(死亡),不易传播(传播方式很特殊,通常只能通过疯狗咬伤才能传播,原则上不能通过空气和接触传播),而且早在100多年前,就已有100%有效的疫苗可进行针对性的预防。
狂犬病毒是一种已经得到充分研究的病毒,人类对它已有充分的认识,已有控制甚至彻底消除狂犬病的成熟的技术手段。事实上,目前在全球所有发达国家和部分发展中国家,都已经基本消灭了狂犬病(人被狗咬了也不用打疫苗,到一定时候甚至连狗也不用打疫苗)。在中国,只要能正确运用现有的有关狂犬病的知识,其实狂犬病并不那么可怕,狂犬病相对而言是比较容易预防和控制的。在中国,狂犬病也有希望在不久的将来被彻底消除。
为了能更全面地理解狂犬病毒的相对危险性,有必要对实验室生物安全防护水平分级的基本知识进行介绍。
世界卫生组织( WHO)一直非常重视生物实验室安全问题,新修订的《实验室生物安全手册》于1983年出版。中国也于2008年颁布了新修订的国家标准《实验室生物安全通用要求》(GB 19489)。
传染性微生物根据其致病能力和传染的危险程度等可划分为四类(四级);
第一级的微生物与人类成人的健康和疾病无关;
第二级在人类所引起的疾病很少是严重的,而且通常有预防及治疗的方法;
第三级在人类可以引起严重或致死的疾病,可能有预防和治疗的方法;
第四级在人类可以引起严重或致死的疾病,而且通常无预防和治疗的方法(如炭疽杆菌、霍乱弧菌、埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉萨(Lassa)病毒、克里米亚-刚果出血热病毒、天花病毒等)。
根据对所操作生物因子采取的防护措施,将实验室生物安全防护水平(Biosafety Level,BSL)分为P1、P2、P3和P4共四个生物安全等级。“P”是英文Protection(保护)的缩写。生物安全4级(BSL 4)实验室,又称P4实验室,是生物安全最高等级的实验室,可有效阻止最危险的传染性病原体释放到环境中,同时为研究人员提供安全保障。
生物安全一级(P1)实验室因主要从事通常不会引起人类或者动物致病的微生物的操作,因而,生物风险十分有限。但是,对一些特殊人群,如孕妇、婴幼儿、过敏体质或有特定疾病的人员,仍可能存在较大的风险。此外,还应从环境安全、实验结果的质量等角度考虑对微生物污染进行控制。P1实验室的很多活动是培训和教学,当涉及学生教学时,由于学生安全意识差、人员多,可能会有一些意想不到的状况发生。
生物安全二级(P2)实验室操作对人类或者动物致病的微生物,有生物风险。而且,这类实验室众多、工作量大、工作种类多、样本复杂、从业人员多、未知因素多、安全意识相对弱,是生物安全事故发生概率最高的一类实验室。风险等级为2级的病原,可对个体产生不同形式和不同程度的损害,甚至导致死亡。由于样本复杂,可能包含未知病原或高风险等级的病原,有导致严重后果的潜在危险,包括在个体之间的传播。
风险等级为3级之微生物的重要特征是传播性强、危害大,是高致病性微生物。一旦发生感染事件,可能严重危害人员的健康和生命,引起社会恐慌,造成巨大损失,2004年发生在北京的实验室SARS病毒感染事件就是典型的案例。
从实验室活动看, P3实验室和P2实验室并无本质的区别,但人员的心理压力会较高、操作灵活性降低(安全防护要求和心理压力均是影响因素)。从操作对象看,P3实验室风险级别更高,但样品来源和目标微生物通常比较确切,从设施设备、个体防护、人员、管理体系等方面的要求看,都显著高于P2实验室。风险等级为3级的病原微生物,绝大多数是通过气溶胶经呼吸道造成人员感染,因而,防护难度相对较大。
风险等级为4级之微生物是目前人类已认识或尚未认识的最危险的病原微生物,传播性强、感染后死亡率高。比如天花病毒,在自然界中存活力强、易于通过气溶胶传播、毒力高,曾给人类带来极大的灾难。由于生物风险极高,因而要求必须保证人员与操作对象在完全隔离的状态下从事相关工作。进入P4实验室的研究人员都必须换上隔离正压防护服,即在人与微生物之间设置可靠的隔离操作系统。为保证环境安全,须采用两层HEPA过滤器处理排出的气体,所有废弃物须经可靠消毒后才能移出实验室。
P4实验室有严格、复杂的管理程序,为了保证 P4实验室的绝对安全,只有得到批准和持有磁卡通行证的人才能进入,有的通过指纹门禁系统进入,而且所有出入的人员都由电脑记录在案。
目前P4实验室在全球的数量和分布
P4实验室是生物安全顶级实验室,这不仅仅是指它在生物安全方面是顶级的,其造价、运营和维护也是最贵的。因此,P4实验室目前在全球范围内数量很少,总共只有约50个,这其中还包括一些正在建设中的或仅断续运转的。
2015年01月31日,经过中国科学院武汉病毒研究所和法国的相关科研人员十多年的努力,中国科学院武汉国家生物安全实验室(武汉P4实验室)在武汉建成,标志着中国正式拥有了研究和利用烈性病原体的硬件条件。
当前,除中国外,全球有约20个国家或地区拥有P4实验室(包括法国、加拿大、德国、澳大利亚、美国、英国、加蓬(法国巴斯德所)、瑞典、南非、印度、阿根廷、捷克、匈牙利、意大利、日本、俄罗斯、瑞士、中国台湾等)。这总共约50个P4实验室遍布世界五大洲,其中非洲大陆只有两个(分别位于南非和加蓬)。单就国家而论,美国的P4实验室最多,共有15个(包括正在建设中的)。相关详情可参考:https://en.wikipedia.org/wiki/Biosafety_level#Biosafety_level_4。
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