什么是P4实验室

P4生物安全实验室是生物安全研究中级别较高的实验室 , 该级别的实验需要处理危险且未知的病原体 , 同时该病原体还可能造成经由气溶胶传播之病原体或造成高度个人风险 , 而且该病原体至今仍无任何已知的疫苗或治疗法 , 如阿根廷出血热与刚果出血热、埃博拉病毒 , 马尔堡病毒 , 拉萨热 , 克里米亚-刚果出血热 , 天花以及其他各种出血性疾病 。
基于P4实验室的危险程度 , P4实验室建设与管理必须满足以下要求:
1、P4实验室的选址一定要达到危险控制的要求
P4实验室必须是在一个单独的建筑物或在控制区域内的建筑物 , 且与该区域内其他建筑物完全隔离 。P4实验室必须建立防止污染的协议经常使用负加压设被并准备或采用一个特定设备操作手册 , 如此一来即使实验室受到损害 , 会严重抑制透气溶胶传播之病原体的爆发 , 而工作领域内的所有活动只限于III级生物安全柜或II级生物安全柜且只有配有生命支持系统与正压通风的人才能使用 。
2、P4实验室内必须严格设置安全防护防范措施
在P4实验室中处理这类生物危害病原体时必须强制性地使用独立共享的正压防护衣 。生物实验室的四个出入口将配置多个淋浴设备、真空室与紫外线光室及其能摧毁所有的生物危害的痕迹安全防范措施 。
3、P4工作人员的素质培训一定要达到专业专家级别并有归口科学家进行监管指导
P4实验室的工作人员必须对于他们在处理极其危险的传染性有具体和深入的培训并且理解的标准和特殊的措施、抑制配备与设计特色 。工作人员均需受过专业训练与实地处理这些病原体的合格专业人士 , 并且需有相应科学家的监督 。P4实验室的出入受到实验室主管部门或主管人员的严格控制 。
4、P4实验室空气与水的供给要严格按要求消毒处理
P4实实验室中所有空气的水供给 , 均要经过生物安全4级(或P4)实验室所需求的消毒程序 , 并达到同级别要求 , 以消除意外释放的可能性 。在P4实验过程中发现当一个病原体被怀疑或可能有抗防护实验室药性时都必须在BSL-4实验室进行处理 , 直到有足够的数据得到确认必须在此规格实验室持续工作或移交至一个较低水平的实验室 。
P4实验室是生物安全实验室中要求最严格的实验场所 , 也是生物科目类研究、试验等学术工作中最高防护级别的实验室 。P4实验室是生物安全研究水平级别的实验室 。所以 , 在设计、规划、建设、施工时一定要严格遵守标准及使用管理部门的要求进行!SAREN三仁经过多年的学习与发展 , 对各类洁净厂房和实验室建设理解透彻 , 积累了丰富的项目工程设计与施工经验 , 在规划设计 , 工艺流程、空气处理工程(温度 , 湿度 , 洁净度) , 机电工程等方面都能提供完善的系统集成解决方案


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    背景
最近新冠肺炎疫情防治已取得明显成效 , 非常感谢政府强大的动员力和硬核抗疫举措以及全社会的共同努力 , 当然也包含我的一丝丝小贡献-死宅在家 , 坚决不添乱 , 不信谣 , 不造谣 。言归正传 , 前段时间随疫情的迅速升温 , 位于本次疫情的中心-武汉 , 自然饱受关注 , 而我一直保持敬畏的神秘的武汉病毒研究所也曾一度处于风口浪尖 。“新型冠状病毒是不是人造的?”“新型冠状病毒是不是实验室流出去的?”…诸如此类 , 饱受社会媒体和民众的大胆猜疑 。武汉病毒所拥有中国大陆第一家P4实验室 。自然 , P4实验室也进入人们的视野 。
    生物安全等级及实验室
P4实验室”是代表一个生物安全实验室的等级 , P4实验室是指生物安全等级四级实验室 , 目前属于人类生物安全等级最高的实验室 。说到生物安全等级(biology safety level简称BSL) , 不得不提其具体等级划分 。
目前世界通用生物安全水平标准是由美国疾病控制中心和美国国家卫生研究院建立的 。它是针对生物危害的不同程度而确立的 , 包括对实验人员 , 实验室甚至环境保护的具体要求 , 按生物危害等级将微生物和生物医学实验室的安全划分为4个等级 , 其中实验室的生物安全水平分为BSL1-基础实验室、BSL2-基础实验室、BSL3-防护实验室及BSL4-最高防护实验室 。不同生物安全等级实验室需要不同级别的防护 , 根据设备安全和个体防护注意事项可分为P1-P4四个等级(P代表protection , 防护之意) 。实验室生物安全等级越高,意味着防护级别越强,就能研究具有更大传染性和危害性 。
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P1实验室适用于研究目前已知的性状非常清楚且对人类不会带来健康问题或潜在风险较小的病原微生物 。研究过程可公开暴露在空气中 , 不需要特殊安全防护措施 , 一般按教学方法执行研究操作即可 。这类病原体包括麻疹 , 大肠杆菌等
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麻疹
P2实验室适用于研究对人有潜在中等危险的病原微生物 。操作人员需要经过相关操作培训获得资质方可进行研究操作 , 最好使用二级生物安全柜 。这类病毒包括乙肝病毒 , 流感病毒等 。
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流感病毒
P3实验室适用于研究呼吸传染的严重甚至致死的病原微生物 。实验室防护要求不仅要满足P2 , 通常必须在二级或三级生物安全柜操作 , 避免研究操作者直接暴露在其中 。这类病原体包括炭疽杆菌 , 鼠疫杆菌 , 狂犬病毒 , SARS病毒 , HIV等 。
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鼠疫杆菌
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SARS病毒
P4实验室即题主所问 , 它是适用于研究对人类具有极高危险性的 , 可通过气溶胶或传播途径尚不清楚或完全清楚的并且尚无疫苗等特效药或治疗方法的病原微生物或物质 。它专门用于研究烈性传染病 , 目前这类病原体主要包括埃博拉 , 马尔堡以及被人类消灭的天花病毒等 , 一般使用3-4
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埃博拉病毒
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天花病毒
级生物安全柜进行全封闭研究 。因此P4实验室被称为病毒领域研究的航空母舰 , 也因其研究对象无法预防和治疗极具危险性故也称魔鬼实验室 。
P1-P4对比
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    P4实验室构造
P4实验室一般由更衣区、过滤区、缓冲区、消毒区、核心区组成 , 由更衣区到核心区需要经过10道门 。更衣区依次为外更衣室、淋浴室和内更衣室 。消毒区为化学淋浴室 , 工作人员离开核心区时首先经过化学淋浴消毒正压防护服表面 。核心区采用不锈钢无缝焊接形成完全封闭系统 , 该区任何相邻的两道门之间均有自动连锁装置 , 以防止两个相邻的门被同时打开 。核心区里配有生物安全柜、超低温冰箱、离心机、电热细胞培养柜、显微镜和实验台、小型动物实验室等 。生物安全柜顶部有一个直径0.5米左右的粗管子直通到房顶 , 也处于负压状态 , 实验操作主要在生物安全柜中进行 。人员进入P4实验室就要花费至少半小时进行层层消毒 , 进出也进行极其严格的管控 , 进入核心区需要两个人同时开启钥匙 , 由实验室带出的物品必须经过高压灭菌器消毒 。
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实验室采用定向负压系统和双层过滤系统 。隔离区由外向内气压递减 , 核心区气压达负40帕 , 使病毒无法跑出去 。四周装有特殊的高效空气过滤器 , 进入这里的空气温度与湿度都是预先设定好的 , 过滤程度达到99.999% , 能保障空气在整个环境中一小时循环多次 。
    中国大陆P4实验室
中科院武汉病毒所
2003年SARS后国家决心启动P4项目 , 2005年获国家发改委立项 , 前期投资1亿 , 主要引进法国里昂P4实验室技术和设备 。2015年1月 , 中国科学院武汉国家生物安全实验室在武汉建成 。2018年1月 , 中国科学院武汉P4实验室通过国家卫计委高致病性病原微生物实验活动现场评估 , 成为中国大陆首个正式投入运行的P4实验室 。
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哈尔滨兽医所P4
该实验室2004年立项 , 2012完成设计开工建设 , 2015年12月建成并通过工程验收 , 2018年7月通过审核 , 成为第一个完全自主设计、建设和管理的P4实验室 , 主要研究牛、羊、马、猪、禽类及鼠、猴等实验动物的所有动物感染实验 。
(本文图片均来自网络)
p4实验室就是指生物安全为第四级别的实验室 。国际上将生物安全分为四个等级 , 即Bio-Safety-Level 1-4 , 其中BSL-4为最高等级 , 也是最安全等级 , 能有效阻止传染性病原体泄漏 , 也为科研人员提供安全保证 。
作为中国科学院一员 , 很高兴我们武汉病毒所就是BSL-4实验室 。国际上也不多的 , 最先进的BSL-4实验室在法国 。
BSL-4实验室设计不同 , 但均达到生物安全4级要求 , 基本构造也是各种区域具有不同功能 , 层层环节 , 一级一级保障危险物不泄漏 。
P4实验室是指生物安全四级实验室 , 是等级和安全性最高的生物安全实验室 。从事致病性微生物实验的单位 , 作为各类传染病菌(毒)研究操作的基本单元 , 实验室必须有防止致病性微生物扩散的制度和人体防护措施;不同危害群的微生物 , 必须在不同的物理性防护条件下操作 , 一方面防止实验人员和其他物品受污染 , 同时也防止其释放到环境中 。
传染病的传染性和危害性是不同的 , 传染病原分为四个危害等级 。第一级危害群微生物:与人类成人健康和疾病无关;第二级危害群微生物: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;第三级危害群微生物: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;第四级危害群微生物:在人类可以引起严重或致死的疾病 , 但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、天花病毒等 。国际上将其分为BSL-1、BSL-2、BSL-3和BSL-4共四个生物安全等级 。“BSL-”是英文Bio-Safety Level(生物安全等级)的缩写 。第四级即BSL-4实验室是生物安全最高等级 , 可有效阻止传染性病原体释放到环境中 , 同时为研究人员提供安全保证 。
生物安全四级实验室是依据密封程度的不同进行分级 , 等级和安全性最高的生物安全实验室 。从事致病性微生物实验的单位 , 作为各类传染病菌(毒)研究操作的基本单元 , 实验室必须有防止致病性微生物扩散的制度和人体防护措施;不同危害群的微生物 , 必须在不同的物理性防护条件下操作 , 一方面防止实验人员和其他物品受污染 , 同时也防止其释放到环境中 。
所谓物理性防护 , 是由隔离设备、实验室的设计及实验实施等3个方面组成 , 根据其密封程度的不同 , 国际上将其分为BSL-1、BSL-2、BSL-3和BSL-4共四个生物安全等级 。“BSL-”是英文Bio-Safety Level(生物安全等级)的缩写 。第四级即BSL-4实验室是生物安全最高等级 , 可有效阻止传染性病原体释放到环境中 , 同时为研究人员提供安全保证 。
BSL-4实验室是全球生物安全最高级别的实验室 , 中国大陆地区公开的武汉一所已建成并投入使用 。
BSL-4实验室的设计不尽相同 , 典型的BSL-4实验室由更衣区、过滤区、缓冲区、消毒区、核心区组成 。
从BSL-4实验室拿出的相关的物品必须通过高压灭菌锅消毒后 , 再用洁净袋充分包装 , 然后通过传递窗传到准备间 。离开BSL-4时 , 核心区的工作人员要相互间把全身从上到下消毒一遍才能走到缓冲间 , 在缓冲间除去外层防护服、口罩、外层手套 , 然后将这些放入灭菌容器或消毒袋内 。关闭实验室门之后 , 再取下防护眼镜 , 将其放入传递窗进行消毒 。然后 , 工作人员经过另外一个缓冲间 , 退到准备间 。在这里他们才可以取下身上所有的防护器具 , 立即在沐浴室洗澡后 , 才可离开实验室 。P4实验室有严格、复杂的管理程序 , 为了保证BSL-4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 。
最先进的BSL-4实验室在法国 。
BSL-4实验室是一柄“双刃剑” , 它的应用可能造福人类 , 但弄不好也可能为人类带来种种“祸害” 。近年来 , 国际社会普遍认为生物武器的潜在威胁已大大增加 。
【什么是P4实验室】生物安全四级实验室是依据密封程度的不同进行分级 , 等级和安全性最高的生物安全实验室 。从事致病性微生物实验的单位 , 作为各类传染病菌(毒)研究操作的基本单元 , 实验室必须有防止致病性微生物扩散的制度和人体防护措施;不同危害群的微生物 , 必须在不同的物理性防护条件下操作 , 一方面防止实验人员和其他物品受污染 , 同时也防止其释放到环境中

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了解P4实验室之前先了解下生物安全实验室的划分:根据其密封程度的不同 , 国际上将其分为BSL-1、BSL-2、BSL-3和BSL-4共四个生物安全等级 。“BSL-”是英文Bio-Safety Level(生物安全等级)的缩写 。
第四级即BSL-4实验室是生物安全最高等级 , 可有效阻止传染性病原体释放到环境中 , 同时为研究人员提供安全保证 。P4实验室用于第四级危害群微生物的研究,如炭疽杆菌、霍乱弧菌、埃博拉病毒、天花病毒等 。
目前 , 世界上建成及在建的生物安全四级实验室有50余家 , 遍布世界五大洲 , 单论国家而言 , 美国最多有15个 。实际上真正投入运行的BSL-4实验室并不多 , 分布在美、德、法、加、日、南非 。
2015年1月31日 , 中国科学院武汉国家生物安全实验室(即武汉BSL-4实验室)在武汉竣工 , 这是我国 , 也是亚洲首个即将运行的BSL-4实验室 , 2018年1月5日 , 武汉P4实验室正式运行 。


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作为当前最高等级的生物安全实验室 , P4实验室是专用于烈性传染病研究与利用的大型装置,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 。除中国外,目前全球公开拥有P4实验室的仅有德国、澳大利亚、法国、加拿大、美国、英国、瑞典和南非等国 。根据国际惯例,这是人类目前唯一可对埃博拉等活体病毒做实验的安全场所 。
根据传染病原的传染性和危害性,国际上将生物安全实验室分为P1、P2、P3和P4四个生物安全等级 。所谓的P4实验室,是目前人类所拥有生物安全等级最高的实验室,被誉为病毒学研究领域的“航空母舰” 。