打造烈性病毒防控“航母”

来源:大洋网—广州日报| 2018-03-28 10:27:52| 作者:杨逸男

  宋冬林穿上正压工作服进行例行巡查。

  武汉P4实验室。

  细菌还是病毒?这是15年前SARS暴发早期科研团队的争执,SARS的暴发也让分子微生物专业出身的宋冬林在40岁之际面临新的人生选择。

  2003年SARS肆虐,国家从战略高度要求武汉病毒研究所承担建设P4实验室的任务。彼时,国内科学家对这一生物安全最高级别的实验室几乎一无所知。正从事分子微生物产业化工作的宋冬林因研究和产业化管理的经验被任命为项目办主任。这一次转型,成为宋冬林的人生落脚点。

  十五年磨一剑,2017年8月,武汉P4实验室正式运行。宋冬林甚感欣慰。国家有了最高级别的生物安全实验室,世界上所有烈性病毒都可以在此研究。“连指导我们实验室设计的法国专家都称它是22世纪的实验室”。

  文、图/广州日报全媒体记者杨逸男

  提起15年前那场SARS,宋冬林仍然心有余悸。“平时繁华拥挤的武汉几乎成了空城。学校停课,新华书店没几个人。这辈子都没出现过这种情况。”他提起一个印象特别深刻的“后遗症”,“现在有人乘电梯时,还只敢拿指尖或钥匙戳一下(按钮)。”

  让他还没想到的是,正是在这一年,武汉病毒研究所受命承建P4实验室,时任副所长袁志明负责筹建,而由他担任项目办主任。

  戴着典型的学者眼镜,外表斯文的宋冬林,从此离开了应用与环境微生物研究,承担起这项绝无仅有的、危险系数极高的大科学工程建设项目。

  “三无”条件

  两眼摸黑接下任务

  现在的P4(P代表protection,意为防护)实验室是几栋不起眼的灰色建筑,这里将是亚洲最大的病毒保藏中心。而十五年前,这里只是一片不毛之地。

  SARS的肆虐,让武汉病毒所在几乎“三无”的情况下接到了建设P4实验室的任务:无设备和技术标准、无设计和建设团队、无博导人才和经验。P4实验室是全球生物安全最高级别的实验室,可研究在人类引起严重或致死的第四级危害传染病原。

  而当时,国内只有依据军科院和进出口检疫部门在吸收国外经验后建立的P3实验室。“标准不高,也不太规范。”宋冬林感叹道,当时专家们只能去北京天桥公园旁边灰砖瓦房的食品药品检定所做实验。前沿的国家科研队伍,也在研究SARS病毒过程时发生了实验室感染事故。

  “到底是细菌还是病毒,专家争持不下。”宋冬林有些遗憾地说道,“严格来说,SARS病毒检测应该在P4实验室做。但是当时我国没有。”他提高声音说,“什么叫P4,那时候大部分从事生物安全和病毒学研究的科学家都没概念。”

  在对实验室构造、生物安全防护系统等一无所知,甚至设计、选址、建设都不擅长的情况下,实验室团队在三个月内拿出了环评报告书。而承担过正负电子对撞机大科学项目、时任中科院高能物理所的副所长说,“你们胆儿真大,两眼摸黑就把任务接了。”

  争立项

  跑北京次数比汉口还多

  倒了杯水,宋冬林一说就是两个多小时。他记得实验室从无到有的每一个阶段。

  最初,除了袁志明副所长和其他兼职领导,宋冬林的项目办只有3个人。

  他的第一项任务,是完成实验室项目建议书,联合病毒学专家、标准委员会,以及建筑、设计等十几个系统做可行性报告。“经常写到午夜。”宋冬林扎下了心,设备选型、工艺要求、功能需求等各个环节都再三确定。

  而当时实验室所需关键设备,如化学淋浴系统(简称化淋)、充气式气密门、生命维持系统等,团队几乎都没听过,只能零零散散从设计院和专家团队那里了解一二。

  回忆起来他觉得有些好气又好笑,“那时我们想再好的充气式气密门,一万块够了吧。后来找国内外专家才知道要30万,到后期项目采购,各项优惠还是花了近17万。”

  2005年,项目概算工作也初步完成,武汉病毒研究所正式立项建设P4实验室。他笑称,“前前后后,跑北京的次数比到汉口还多。”

  造价3亿

  建200亩三级防护园区

  2011年,普通实验室、园区道路、配电等辅助工程完成;2015年,核心实验室完成土建,设备采购、安装和初步验证等,随后两年调试设备、培训人员,拿下CNAS认可证书和国家卫计委下发的传染病原菌活动资格。到2017年底,实验室才对外宣布正式运行。

  对于最终造价,宋冬林只粗略透露,做中型动物实验的实验室,投入在3亿左右。

  现在,实验室园区拥有占地200亩的三级严密安防,作为缓冲隔离带,公众不能出入。进入第三级的参观走廊还需要国家安全审批。

  实验室主体建筑不大,底层是污水处理和生命维持系统;二、三层是核心实验室、过滤器系统和夹层管道系统;最上层是空调系统。核心实验室300多平方米,包含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。

  十几年来,虽然周边地区形成了一些开发区,但实验室一公里范围内仍然保持三面环山的自然状态。“一旦发生意外,我们能保障人员安全有序地隔离和撤退。”

  参照国外培训体系,实验室形成了绿色-橙色-红色三级上岗体系。达到相应级别,才能进入实验室做研究。“目前只有10人获得(科研活动类)上岗资格。而一个红色级别(可独立开展研究和培训)的研究员都没有,我们还在互帮互学。”

  现在,作为生物安全副主任,宋冬林管理30人左右的团队。每天他要进入实验室巡查设备并做初步评估。生物安全团队则对个人防护用品、通讯和人员保障巡查,由他签署两份文件,确保动态监管实验室。

  设立模式实验室

  逐步替代进口

  作为中国首个P4实验室建设的主要参与者,宋冬林丝毫不含糊,“关键设备100%是进口的。生物安全要建立在成熟、有经验、可靠的基础上。没有经过时间检验的产品和技术方案,不能进入实验室。”

  为提高安全性,污水处理设备、充气式气密门、空调系统、风管、维护结构,甚至密封元件、地板都采用了进口材料。让他欣慰的是,就连法国设计师也评价,“这是22世纪的先进装备”。

  但是,转向生物安全研究的宋冬林一直在思考:将近200公斤的充气式气密门,如果不知道充气和使用次数、周期等参数,怎样更换才便利?一个密封元件假如出问题了,也要依赖进口吗?

  为“防止国外突然掐脖子”,宋冬林承担起国产化的模式实验室的项目研究。“两年布局下来,目前模式实验室(模拟操练,有设备,无真正病原研究对象)能达到80%的国产化,但还不能马上使用,需要加强质量和安全,部分实现替代进口。”

  磕磕绊绊

  十五年磨一剑

  十五年过去了,看着P4实验室从一个名词变成眼前庞大的实验室,话语简洁的宋冬林一字一顿地说了几次“磕磕绊绊”。

  他很高兴地谈到国家对生物安全领域的重视。“今年两个国家最高科技奖都是授予传染病领域。这是国家对公共卫生安全和疾病预防与控制团队能力的认可。”

  虽然不再从事纯科学研究,但他参与建设的实验室平台,现在能为全球病毒学方面的研究人员提供服务支撑:“作为研发中心,很多课题都会布局在这里做,为科学家提供平台;作为获得国家卫计委批准的烈性病毒保藏中心,我们将为埃博拉等谈之色变的病毒提供采样研究;作为联合国病原研究的参考实验室,我们将来可针对新型病毒快速出报告。”

  刚刚运行几个月的实验室,已经在流感方面做出新的研究成果。宋冬林很有信心地说,“经过三五年时间验证,我们在对抗烈性病毒方面的能力会极大提高。世界上最危险的病毒样本可以送来研究。万一发生烈性传染病事件,我们可以成为不可替代的实验室。”

  对话

  每种烈性病毒

  都有人才储备

  广州日报:你怎样理解武汉P4实验室的战略地位?

  宋冬林:战略需求指的不是产业和经济效益,而是发挥堡垒作用和社会效益。原来我不理解战略性。中国科学院不断投入,但这么多年我们只拿到两个证,还只在早期研究。这种持续投入是为了在病毒出现的时候真的发挥作用,让我们不断练兵,扩充知识和人才储备。

  广州日报:未来,新的类SARS病毒出现的话,P4实验室能够怎样应对?

  宋冬林:SARS后,传染疾病的防控策略技术手段队伍不断完善。我们希望实验室能够做得更好。比如毒株诊断,能够快速在实验室得到验证,建立规范和结论。我们实验室有动物模型,通过研究传播途径可研制出疫苗抗体。我们要做更多技术储备,让每种烈性病毒都有安全人才储备。

  保藏烈性病毒 公众可以放心

  广州日报:目前P4实验室保藏了哪些烈性病毒?

  宋冬林:我们目前有能力去做像埃博拉病毒这一类病毒的研究工作,但保藏了什么类型的病毒、数量多少、保藏在什么地方、病毒的保藏方式、做了哪些研究工作,这些信息的公开必须受到管控。

  广州日报:如何防止实验室的病毒泄漏?

  宋冬林:防止病原感染工作人员,以及扩散到环境中去,是实验室建立的主要宗旨。

  我们有四个方面的防护:人员方面,我们采用正压工作服和化淋系统,人员呼吸供气都是单独管道,与实验室空气隔离开,保证人不会被有潜在污染的病原感染。

  对于实验室可能产生的有毒废弃物,比如说空气,实验室通过有组织的负压系统和管道,可以让任何有潜在环境威胁的空气都不能自然扩散。再通过两道高效过滤器,拦截空气中有害病原菌,保证残留病原不会释放出去。

  对于固体废弃物比如纸屑、塑料管之类,实验室通过高压灭菌锅做高温灭菌、打包装袋,运到武汉市配套的医疗废弃物公司做无害化焚烧处理。运输过程由专车托运,全程与实验室保持信息反馈。

  液体则通过双层污水管道收集到一楼的污水处理站,高温高压消毒,无害化排放到环境中。对于三废,我们追求的标准是零排放。

  对普通人而言 效率就是生命

  广州日报:实验室未来从事研究的方向是什么?对普通人的生活有什么实质影响?

  宋冬林:四级实验室聚焦十几种病原,真正离我们很近的,只有曾经历史上的新疆出血热和东南亚尼帕病毒。但是一旦发生烈性病毒传播,对普通人的影响非常大。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航班航次,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。

  广州日报:十几年做一件事,并且逐渐背离你曾经的研究方向,有没有过后悔?

  宋冬林:我可以发挥专长,这也是我个人事业的方向吧。

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