失控、借鉴、反思 ...... 疯狂的实验室感染之殇
2020 年 1 月 2 日,曾经最年轻的工程院院士李宁被判有期徒刑 12 年,令人毛骨悚然的是,李宁院士贪污课题科研经费中的 1017 万元是销售实验室淘汰动物和牛奶所得。
这些动物和牛奶卖给了谁?能否食用?
是否还有更多的实验室在出售实验室动物?
实验室管理何以至此?


失控: 疯狂的实验室感染

1781 年 2 月 17 日,“胸腔医学之父”雷奈克在法国坎佩尔出生,周一刚好是雷奈克医生 239 岁冥诞。雷奈克六岁那年,母亲不幸因肺结核去世,受此影响,雷奈克踏上了他的学医之路。

雷奈克医生在 1816 年发明了今天很常见的听诊器,最早他将之称为“探胸器”,在此之前,医生需要将耳朵紧贴在病人的前胸,通过听心脏或肺部发出的声音诊断病情,如果遇到身体肥胖的病人,就比较难准确诊断,把耳朵放在女性胸上往往也会引发尴尬。

失控、借鉴、反思 ...... 疯狂的实验室感染之殇

1826 年,雷奈克在接触了一位肺结核患者的椎骨之后,左手感染皮肤结核。没过多久,他的侄子用他发明的听诊器在他身上诊断出肺结核,雷奈克最终自己也没能斗过夺走其母亲生命的肺结核,这年夏天,雷奈克医生去世,享年 45 岁,而第一个有效的抗结核药物直到 1944 年才出现。

这也成为了世界上有记载的首例实验室感染,拉开了 200 年实验室感染的序幕。

从首例实验室感染出现一直到 20 世纪初,全球范围内的实验室感染都屈指可数。

20 世纪 40 年代,美国为研究生物武器,大量使用烈性传染病的病原体,进行实验室武器化和现场试验,实验室感染也频频发生。

实验室生物危害包括两类,一是实验室内的病原微生物暴露和人员感染,1930-1999 年全球共记录了 5346 例实验室相关感染事故,造成 200 人死亡,2004 年 4 月的 SARS 实验室感染至今仍令国人心有余悸;二是病原微生物泄露到实验室外,高级别生物安全实验室储存的病原微生物一旦泄露到外部环境,很大可能会对公共安全产生严重影响,例如著名的“生物武器切尔诺贝利事故”。

叶卡捷琳堡,旧名斯维尔德洛夫斯克,是当年苏联重要的生物武器生产基地。1979 年 3 月,因工作人员交接失误,炭疽干燥厂在排风管道没有安装过滤器的情况下运行,含炭疽芽孢的粉尘顺风飘向了街道。几小时后,工作人员关闭了设备,但大祸已然酿成,释放出去的炭疽芽孢已经无法追回,事故最终造成 96 人感染,66 人死亡。事故发生后的 13 年间,苏联一直将事故归因于被炭疽杆菌污染的肉类,以免暴露其违反“禁止生物武器公约”的事实。

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1979 年的斯维尔德洛夫斯克


反思: 生物安全备受关注

随着越来越多的生物安全事故发生,实验室生物安全逐渐引起了各国的重视。

1826 年雷奈克医生的感染标志着生物安全实验室发展进入萌芽期;

1949 年,第一份关于实验室感染的调查报告发表,生物安全实验室发展进入形成期,20 世纪 60 年代,美国首先建立了生物安全实验室,实验室分级制度和操作规范相继出台;

目前国际上将感染性微生物按照危害程度由低到高分为 1-4 级,实验室生物安全防护水平也由低到高分为一至四级,从事病原微生物操作的四级生物安全实验室以 BSL-4 表示,从事动物活体操作的四级生物安全实验室以 ABSL-4 表示,也有国家用 PC4 或 P4 表示四级生物安全实验室。

1984—2004 年是生物安全实验室发展的成熟期,发达国家陆续建成了一批生物安全实验室,发展中国家也开始建设生物安全实验室,实验室分级制度、实验室操作规范以及实验室设施进一步完善;

2004 年,生物安全实验室发展进入繁荣期,2001 年炭疽生物攻击、2003 年 SARS 流行以及亚洲发生的 3 起 SARS 实验室感染事件使人们意识到生物安全问题的严重性,全球高等生物安全实验室的建设步伐加速,实验室管理体制及保护措施愈加完善。2002 年以前,全球只有 10 余处 BSL-4 实验室,但截至 2017 年,全球已有 22 个国家的 73 个机构拥有 BSL-4 实验室。至于 BSL-3 实验室,2008 年仅美国就已建成 1362 个 BSL-3 实验室。

借鉴: 它山之石可以为错

美国不仅是世界上最早建设生物安全实验室的国家,也是目前拥有四级实验室数量最多的国家。经过半个多世纪的发展,美国已经形成了完善的生物安全法律法规体系,积累了丰富的高等级实验室管理经验。

国家高度重视,纳入国家战略

美国从 20 世纪 60 年代就开始关注生物威胁,2001 年炭疽生物攻击事件发生后,对生物安全的关注更是提升到了前所未有的高度,生物防御被纳入国家安全战略范畴,多项国家层面的生物安全战略连续出台,2004 年 4 月,时任总统布什签署《21 世纪生物防御》总统令;2009 年 12 月,奥巴马签署《应对生物威胁的国家战略》;2018 年 9 月,特朗普政府发布《国家生物安全防御战略》,目前已形成了系统的生物安全防控战略规划,此外美国还专门组建了众多生物安全战略研究机构。

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寄给参议院多数派领袖汤姆•达施勒的信件含有炭疽杆菌粉末,导致两名邮政人员死亡

完善法律体系,强化管理机制

最早开展相关研究,标准规范国际领先。1974 年,美国疾病预防控制中心(CDC)和美国国立卫生研究院(NIH)发布《基于危害程度的病原微生物分类》,首次将病原微生物分为四级,得到世界卫生组织的认可,为现代实验室生物安全起到了奠基作用;1983 年,CDC 与 NIH 推出《微生物和生物医学实验室生物安全》(BMBL),是国际公认的实验室生物安全“金标准”。

率先制定相关法规,不断完善法律体系。美国颁布的与生物防御相关的战略与法律法规超过 20 部,涵盖威胁防范、医药研发等众多领域,这些战略以及法律法规相互衔接构成了一个完整的体系。

规章制度趋于完善,运行管理经验丰富。美国将高等级生物安全实验室的建设纳入到了国家战略规划中,在人员、病原体及研究活动管理等方面建立了完善的规章制度,形成了完备的生物安全实验室监管体系、人员培训体系及应急处理机制。

构建网络体系,重视共享协同

为了充分促进协同和资源共享,美国以高等级生物安全实验室为主建立了美国实验室响应网络(LRN)、美国国家生物安全实验室体系(NBL)、地区生物安全实验室体系(RBL)等实验室网络体系,在实验室隶属不同部门、职能分工明确的前提下建立了高效的协调合作机制。其中 LRN 的结构为三级,第三级和第二级分别由众多检验实验室组成,负责快速诊断并向上层实验室提交数据,顶层由三个高等级生物安全实验室组成,负责核实和确认重大传染性疾病病原体。

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实验室响应网络 LRN

关键技术领先,防护设施先进

为支持高等级生物实验室的科学研究,美国投入了大量资金,资金来源除了政府和公共科研学术机构,还包括商业集团和私人基金会。在强大的资金支撑和多年的积累之下,美国在 BSL-4 实验室相关的关键设备设施与核心技术方面均处于国际领先水平。

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20 世纪 60 年代以来,随着技术和设备的进步、管理体系的规范及安全培训的加强,美国等发达国家的实验室相关事故得到了很好的控制,但时至今日依然偶有发生。

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美国陆军传染病医学研究所记录的实验室获得性感染情况

我国生物安全实验室建设起步相对较晚,2004 年《国家高等级生物安全实验室建设规划》发布,明确了 10 年内高等级生物安全实验室的建设任务,2015 年我国建成了第一个生物安全四级实验室,在关键技术与设备、实验室管理运行机制等方面也都取得了显著进步,但与发达国家相比,无疑仍有相当的差距。

2020 年初,新冠病毒来源成谜,实验室动物出售引发关注,生物安全立法提速,这一切都表明,实验室生物安全,终是中国无法逃避的必修课。

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