屈亞錦， 宋曉宇， 李泉霖， 孫洪磊， 韓 軍

（中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，北京 100193）

0 引 言

高等級生物安全實驗室是開展重大傳染病防治研究，培養(yǎng)重大傳染病研究型優(yōu)秀人才，保證國家生物安全的重要戰(zhàn)略設(shè)施，是擔當人類公共衛(wèi)生安全命運共同體的重要基地，是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，更是國家生物安全能力建設(shè)的核心平臺。高等級生物安全實驗室作為大國利器，在防范人與動物重大新發(fā)、突發(fā)傳染病中起到重要技術(shù)支撐和安全保障作用［1-2］。

1 高等級生物安全實驗室概念

高等級生物安全實驗室是生物安全防護水平為三級和四級實驗室的統(tǒng)稱。依據(jù)國家標準《實驗室生物安全通用要求》（GB19489—2008）［3］及中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標準《病原微生物實驗室生物安全通用準則》（WS233—2017）［4］等相關(guān)規(guī)定：生物安全三級實驗室適用于能夠引起人或動物嚴重發(fā)病，甚至致死性疾病的病原微生物或其毒素的研究，該類病原微生物比較容易直接或者間接在人與人、動物與人、動物與動物間傳播，比如SARS-CoV-2，非洲豬瘟病毒等。生物安全四級實驗室適用于通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明、尚無有效疫苗或治療方法的致病微生物或其毒素的研究，該類病原微生物能夠引起人類或者動物非常嚴重疾病，以及我國尚未發(fā)現(xiàn)或者已經(jīng)宣布消滅的病原微生物，比如埃博拉病毒、天花病毒等。

2 高等級生物安全實驗室發(fā)展歷史

2.1 國際發(fā)展歷史

隨著全世界對于病原微生物的認識不斷深入，研究范圍的逐漸擴大，實驗室感染事件頻發(fā)，歐美國家開始關(guān)注實驗室生物安全問題。20 世紀60 年代，美國建造了第一個生物安全四級實驗室——美國陸軍傳染病醫(yī)學研究所生物安全實驗室，主要從事生物戰(zhàn)劑醫(yī)學防護和軍隊傳染病防護的戰(zhàn)略、產(chǎn)品、信息、程序等開發(fā)研究［5-6］。隨后英國、蘇聯(lián)、日本等國家開始建設(shè)生物安全實驗室。隨著世界范圍內(nèi)高致病性禽流感、嚴重急性呼吸綜合征、埃博拉病毒病、中東呼吸綜合征等新的烈性傳染病和（或）新發(fā)突發(fā)傳染病不斷出現(xiàn)，尤其是2019 年新冠疫情全球大暴發(fā)之后，各國均加大了高致病性病原微生物的研究力度，加速建設(shè)高等級生物安全實驗室。目前，世界上已經(jīng)建成和正在建設(shè)的生物安全四級實驗室的機構(gòu)共有59 個，所屬機構(gòu)主要為政府機構(gòu)、科研院所及大學［5］，分布于美國、英國、澳大利亞、瑞士、中國、德國、加拿大、法國、意大利、印度、捷克、日本、俄羅斯、瑞典、匈牙利、西班牙、荷蘭、韓國、新加坡、南非、加蓬、科特迪瓦，其中美國是世界上擁有四級生物安全實驗室數(shù)量最多、總面積最大的國家［6］。此外，美國還建有超過1 400 家生物安全三級實驗室，在高等級生物安全實驗室建設(shè)領(lǐng)域居于全球領(lǐng)先地位［7］。

為降低高等級生物安全實驗室泄漏風險，提高實驗室管理水平，世界各國均加強立法，在生物安全實驗室建設(shè)、運行管理、操作規(guī)范等各個方面制定安全標準、守則及操作指南等，對高等級生物安全實驗室實施規(guī)范化管理。據(jù)不完全統(tǒng)計，美國、英國、加拿大、德國、印度、日本、俄羅斯等國家共出臺了60 多部與生物安全實驗室管理領(lǐng)域相關(guān)的政策制度文件，特別是美國建立了由多部門共同監(jiān)管的體制，形成了健全的實驗室生物安全法治體系，并將實驗室生物安全上升到國家公共衛(wèi)生安全的高度［8］。

2.2 國內(nèi)發(fā)展歷史

1987 年軍科院建造了我國第一個生物安全三級實驗室，用于研究流行性出血熱。20 世紀90 年代末期，我國開始從國外引進生物安全三級實驗室建設(shè)技術(shù)，建造了一批生物安全三級實驗室以進行艾滋病方面的研究［9-10］。2003 年SARS 疫情發(fā)生后，我國新建一批生物安全三級實驗室用于開展SARS 病原研究。近年來，隨著國家對高等級生物安全實驗室建設(shè)投入力度增加，我國高等級生物安全實驗室建設(shè)得到了迅速發(fā)展。2016 年11 月，國家發(fā)展和改革委員會、科技部聯(lián)合發(fā)布了我國《高級別生物安全實驗室體系建設(shè)規(guī)劃》（2016—2025）［11］，《規(guī)劃》明確了高級別生物安全實驗室體系建設(shè)規(guī)劃的重要性，提出了我國高等級生物安全實驗室建設(shè)的發(fā)展目標，列出了高等級實驗室建設(shè)的具體的重點任務，包括四級實驗室的建設(shè)規(guī)劃和三級實驗室的監(jiān)管、運行要求。截至2020 年10月，我國通過科技部建設(shè)審查的生物安全三級實驗室共有81 家，主要分布于疾控系統(tǒng)、科研機構(gòu)或高校，正式運行的生物安全四級生物安全實驗室有3 家，分別為中國科學院武漢國家生物安全實驗室，中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所國家動物疫病防控生物安全四級實驗室［12］和中國醫(yī)學科學院醫(yī)學生物學研究所國家昆明高等級生物安全靈長類動物實驗中心。

自2003 年以來，我國加強了對病原微生物實驗室的規(guī)范化建設(shè)和法制化管理。2004 年，我國第一部關(guān)于實驗室生物安全的國家標準《實驗室生物安全通用要求》（GB19489—2004）頒布實施［13］。隨著國標、行標、規(guī)劃、條例陸續(xù)修編或?qū)嵤锇踩珜嶒炇业慕ㄔO(shè)和管理體系也逐步完善。2019 年新冠肺炎疫情發(fā)生后，生物安全實驗室再次成為全球的焦點。2021 年4 月15 日，我國正式頒布實施《中華人民共和國生物安全法》［14］，不僅從宏觀上明確了生物安全在國家安全體系中的重要地位，而且在微觀上為生物安全實驗室的管理提供了全面的法律支撐。

3 高等級生物安全實驗室風險分析

3.1 主要風險點

3.1.1 實驗人員意外感染風險

實驗人員在實驗過程中由于操作不慎或未按照標準操作規(guī)程進行或個人防護意識淡薄等原因，被針頭、手術(shù)刀或碎玻璃刺傷等意外事故引發(fā)感染［15-19］。在進行動物實驗操作的過程中，出現(xiàn)實驗動物逃逸［20］，實驗操作人員被實驗動物抓傷、咬傷以及接觸實驗動物的排泄物、分泌物或體液等，都有造成意外感染的風險［21］。

3.1.2 安全防護設(shè)施設(shè)備故障風險

高等級生物安全實驗室中設(shè)施設(shè)備風險通常由于人為因素、管理問題或意外情況發(fā)生。如果實驗室運行管理過程中對生物安全柜、送排風系統(tǒng)、動物飼養(yǎng)裝置、壓力蒸汽滅菌器、污水處理系統(tǒng)等關(guān)鍵防護設(shè)備性能的檢測不嚴格，未能及時發(fā)現(xiàn)故障，可能造成病原外泄，危及實驗室工作人員和周邊公眾安全，造成嚴重的影響［22-23］。

3.1.3 病原體使用、儲存、運輸過程中泄漏風險

在處理實驗室廢氣、廢水、固體廢物的過程中受各種因素的影響導致處理結(jié)果不符合滅菌標準或者在處理過程中發(fā)生感染，例如過濾器安裝不正確、高溫高壓滅活不徹底、高效過濾器濾膜受損等，都會對周圍環(huán)境和工作人員產(chǎn)生潛在風險。出現(xiàn)火災、水災、地震等自然災害時，實驗室保存的感染性物質(zhì)可能存在泄漏風險。工作人員對樣品不熟悉造成誤傳［24-28］，或在樣品的傳遞過程中，防護措施不到位導致病原體泄漏、丟失或遺忘等風險［29-30］。

3.2 可能危害程度

高等級生物安全實驗室生物安全問題是國家安全重要的一部分，不僅涉及實驗室實驗操作人員及工作人員的個人健康，一旦發(fā)生事故，很有可能給人或動物帶來危害，給社會帶來恐慌。許多病原微生物在外界環(huán)境中具有一定的生存能力，且保持一定的感染能力，尤其是在固體、液體廢物等環(huán)境中病原微生物如果處理不當有可能成為傳染病暴發(fā)的源頭，對周邊生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟活動產(chǎn)生嚴重后果或潛在的風險，影響國家政治、經(jīng)濟安全、人民健康等一系列的問題。

3.3 危害范圍

如果能在事故發(fā)生第一時間開展相應的處置措施，病原體泄漏風險在可控范圍內(nèi)；如意外泄露后未能及時發(fā)現(xiàn)處理，造成一定范圍的擴散，甚至造成人員或動物的感染，往往對社會危害影響較大。

4 我國高等級生物安全實驗室發(fā)展建議

4.1 加強組織管理

高等級實驗室生物安全管理涉及工程、機械、生物、醫(yī)學等多個學科，各管理機構(gòu)間職能交叉。應加強管理機構(gòu)間的協(xié)調(diào)配合，進一步明晰各管理部門在綜合性交叉問題上的職責，形成各司其職、高效銜接配合的工作格局。在部門職責尚未明確界定之前，應成立跨學科、跨部門的專家咨詢與指導組委會，以確保對交叉性實驗室生物安全問題的準確評價。

4.2 加強監(jiān)管和培訓

我國生物安全實驗室管理的審批流程是以病原微生物危害防控為目標導向，兼顧全過程控制的管理模式，通過各個相關(guān)部門的共同努力，國內(nèi)現(xiàn)已建立了高等級生物安全實驗室認證認可規(guī)則和準則，從項目立項、審查、環(huán)評、建設(shè)、認可、資質(zhì)批復、監(jiān)督評審、復評審等一整套的監(jiān)督管理流程。應定期與不定期地抽調(diào)監(jiān)察員對已通過認證認可的實驗室進行巡檢和監(jiān)察，加強實驗室硬件的定期檢測，逐步提高軟件的規(guī)范化管理，促使實驗室管理人員以及實驗操作人員嚴格按照生物安全相關(guān)標準規(guī)范管理及操作。

加強實驗操作人員的準入管理，開展有效的崗位培訓，定期培訓實驗人員的操作技能，考核管理人員的業(yè)務能力，嚴格執(zhí)行實驗申請制度。建設(shè)模擬實驗室，加強模擬演練，確保實驗操作人員在正式開展實驗前可以達到一定的熟練程度。實驗操作人員必須經(jīng)過嚴格操作培訓且經(jīng)考核合格后并在有豐富經(jīng)驗的實驗操作人員指導下開展相關(guān)實驗。同時制定應急預案，定期組織演練，做好風險評估等，盡量減少生物安全事故發(fā)生，發(fā)生意外后，能夠得到正確處置。

4.3 加大資金投入

由于高等級生物安全實驗室內(nèi)所進行的高致病性病原微生物的研究多用于基礎(chǔ)科研探索，并不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益和商業(yè)價值，高等級生物安全實驗室的建設(shè)和運行經(jīng)費基本都來自政府撥款，導致實驗室的經(jīng)費保障比較有限。因此，國家應進一步加大科研投入力度及部署專用經(jīng)費予以支持，鼓勵企業(yè)以及社會其他資金參與高等級生物安全實驗室的建設(shè)，加大對高等級生物安全實驗室的投入，以多渠道、多元化、多層次的方式籌集高等級生物安全實驗室運行所需資金，形成多元化的經(jīng)費來源體系。

4.4 加強專業(yè)化人才隊伍建設(shè)

生物安全實驗室的建設(shè)和管理是一個交叉領(lǐng)域，國家應加強實驗室生物安全領(lǐng)域科研投入、學科建設(shè)及人才培養(yǎng)。設(shè)立實驗室生物安全專業(yè)，加強相關(guān)學科建設(shè)發(fā)展和本科、研究生階段的專業(yè)設(shè)置及課程建設(shè)，培養(yǎng)既懂工程技術(shù)又懂病原微生物的復合型人才，選擇性地在部分院校和科研院所設(shè)立生物安全專業(yè)，確保生物安全專業(yè)人才的穩(wěn)定輸出。加強重要崗位人員的出國培訓學習以及吸引國外優(yōu)秀人員回國工作創(chuàng)業(yè)，支持引進高等級生物安全實驗室裝備研發(fā)與管理相關(guān)技術(shù)方面的人才。

4.5 加強關(guān)鍵防護設(shè)施、設(shè)備研發(fā)

目前，高效過濾器、生物安全柜、動物隔離飼養(yǎng)裝置等關(guān)鍵防護設(shè)備多為進口產(chǎn)品，應加速關(guān)鍵防護設(shè)備的國產(chǎn)化，降低關(guān)鍵零部件的進口依賴，降低設(shè)備設(shè)施的維護檢修難度，將設(shè)備故障風險降到最低。順應信息智能化發(fā)展的需要，提升設(shè)備的自動化和數(shù)字化水平，完善實驗室信息管理系統(tǒng)，實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)及使用年限，從功能技術(shù)保障方面實現(xiàn)科學化管理。

4.6 完善高等級生物安全實驗室體系建設(shè)規(guī)劃

在新冠肺炎疫情中充分暴露出我國現(xiàn)有實驗室在數(shù)量上不能滿足應對大規(guī)模公共衛(wèi)生事件的需求。我國高等級生物安全實驗室存在數(shù)量少，布局不合理、區(qū)域分布不均等問題。應考慮我國地域、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、行業(yè)均衡性等因素，合理布局、由點到面形成全國生物安全實驗室網(wǎng)絡(luò)化分布，合理分配資源，充分利用現(xiàn)有高等級生物安全實驗室設(shè)施，推動共享機制形成并提高使用效率，形成布局合理、定位明確、分工協(xié)作的國家高等級生物安全實驗室體系。

4.7 加快智慧化高等級實驗室建設(shè)

傳統(tǒng)的實驗室靈活度低、備災性差、溯源性差、風險響應慢、可操控性低、數(shù)據(jù)安全性低、管理效率低、運行消耗高。國家發(fā)改委、科技部《高等級生物安全實驗室體系建設(shè)規(guī)劃（2016-2025）》［11］中提出要充分把握新形勢下經(jīng)濟社會發(fā)展的新要求，加快建設(shè)合理布局、功能完善、統(tǒng)籌管理、高效運行的國家高級別生物安全實驗室網(wǎng)絡(luò)體系。智能化和智慧化，已經(jīng)成為當今世界不可阻擋的時代潮流。加速建成具有安全性、自主性、系統(tǒng)性、便捷性、溯源性、拓展性、節(jié)能性的智慧化高等級生物安全實驗室。

4.8 共享合作機制

我國的高等級生物安全實驗室在衛(wèi)生、國防、中科院、高校和企業(yè)等諸多系統(tǒng)，使生物安全體系既有薄弱環(huán)節(jié)又有重復布局，導致部門之間、系統(tǒng)之間協(xié)同性不強、融合度不高。應大力推動各方資源的共享合作機制，促進生物安全資源的有機整合，提升現(xiàn)有高等級生物安全實驗室戰(zhàn)略作用。

4.9 加強公眾科普

高等級生物安全實驗室的建設(shè)是為了更安全的開展病原微生物研究工作，能夠最大限度降低病原污染的風險。有必要加強對公眾的科普，邀請傳染病學領(lǐng)域?qū)＜一蚋叩燃墝嶒炇夜ぷ魅藛T為公眾傳授和普及有關(guān)高等級生物安全實驗室的相關(guān)知識，降低對高等級實驗室的恐懼感和神秘感，引導公眾了解并正確理解高等級生物安全實驗室建設(shè)的意義。

4.10 加強國際合作交流

在人類命運共同體的大環(huán)境背景下，迫切需要進行國際合作，增進信息共享。通過加強與國外生物安全實驗室、科研機構(gòu)、相關(guān)企業(yè)的國際學術(shù)交流與合作，可在政策、實驗室生物安全管理和技術(shù)領(lǐng)域等方面相互借鑒、取長補短。對有高等級生物安全實驗室建設(shè)和使用等方面需求的國家，根據(jù)需求，提供技術(shù)、人員或可移動高等級生物安全實驗室，共同做好全球公共衛(wèi)生治理、維護好人類共同家園，從而更好地實現(xiàn)人類命運共同體和人類衛(wèi)生健康共同體。

4.11 制定生物安全戰(zhàn)略

依據(jù)新冠疫情的全球暴發(fā)及流行形勢，為保證我國人民群眾的生命財產(chǎn)安全，預防新發(fā)突發(fā)高致病性傳染病的威脅以及國外高等級生物安全實驗室存在帶來的潛在風險，我國必須重視生物安全問題，部署相關(guān)對策，密切關(guān)注國際生物安全領(lǐng)域的動態(tài)，收集相關(guān)資料，加強邊境及口岸地區(qū)防范生物安全威脅意識，做好風險評估，制定并完善應急預案，以免受可能來自其他國家生物安全的威脅。

5 結(jié) 語

高等級生物安全實驗室作為公共衛(wèi)生科學研究和國家生物安全的基本支持平臺，在生物安全防御和響應中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我國高等級生物安全實驗室的建設(shè)及使用雖然已經(jīng)進入了新的發(fā)展階段，但還存在一定的問題，為促進高等級生物安全實驗室建設(shè)平穩(wěn)健康發(fā)展，需要綜合分析，多方面同時推進，加快高等級生物安全實驗室建設(shè)，建立高等級生物安全實驗室體系，加強合作與交流，同時加強高等級生物安全實驗室的監(jiān)管與科普宣傳，繼續(xù)推進高等級生物安全實驗室在我國傳染病防控研究和國家生物安全防御體系建設(shè)中作出更大的貢獻。