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美国P4实验室数量、分布、建设、更新和研究内容等

当前,关于美国P4实验室数量的说法众说纷纭。据相关报告,美国并无政府机构来专门跟踪、统计其全部高等级实验室数量。本文根据有关美国P4实验室的权威报告和官方网站,全面、详实地梳理出美国P4实验室数量、分布、建设、更新和研究内容等。

生物安全实验室共分4级(Biosafety Level 1-4)。生物安全4级实验室,是生物安全等级最高的实验室,通常用于埃博拉病毒、马尔堡病毒等高危险性、致命性的病原体研究,造价昂贵,数量稀少,是病毒学研究领域的“航空母舰”。世界上建成及在建的P4实验室有50余个,遍布五大洲,其中美国最多。据不完全统计,美国至少有15处BSL-4实验室设施,每处具有1个或多个独立的BSL-4实验室单间,目前已知有26个BSL-4实验室单间。

本文查阅参考了WHO会议、美国政府问责局、美国疾病控制与预防中心、美国科学家联合会、维基百科、美国各BSL-4实验室及所属机构官网等的数据和报告,较为全面、准确地梳理出美国BSL-4实验室的数量、名称、地址、建成时间、更新情况、隶属机构和研究内容等。相关内容如下。

一、生物安全实验室的分级

世界通用生物安全水平标准是由美国疾病控制中心(CDC)和美国国立卫生研究院(NIH)建立的。生物安全实验室包括微生物生物安全实验室动物生物安全实验室。根据操作不同危险度等级微生物所需的实验室设计特点、建筑构造、防护设施、仪器、操作以及操作程序,微生物生物安全实验室分为基础实验室-一级生物安全水平、基础实验室-二级生物安全水平、防护实验室-三级生物安全水平和最高防护实验室-四级生物安全水平。动物生物安全实验室采取ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4表示相应级别的实验室。

生物安全实验室的分级

二、关于美国BSL-4实验室的数量

并无统一说法

当前,关于美国BSL-4实验室的数量并无统一说法。据美国政府问责局关于P4实验室的报告,美国国土安全部、国防部、卫生与公众服务部等12个部门均未跟踪、了解美国境内BSL-3和BSL-4实验室的总数,美国并无特定机构统计这些数据。美国疾病控制与预防中心-农业部联合开展的“Select Agent计划”对一些高防护实验室进行监管,但并不是所有高防护实验室都在该计划中注册。而且,统计标准不一,也是导致当前相关统计数据各不相同的因素之一。例如,部分实验室以BSL-4实验室设施规格建成,平时作为BSL-3实验室运行,特殊情况下可迅速转化为BSL-4实验室,各方对这类实验室是否记作BSL-4实验室的看法莫衷一是。

三、美国BSL-4实验室分布等情况

1.美国陆军传染病医学研究所,国防部

该研究所位于马里兰州德特里克堡,隶属于美国防部美国陆军医学研究与发展司令部,于1978年建成美国第一所BSL-4实验室。目前,美国防部正在建设新的“美国陆军传染病医学研究所重组中心”来替代更新原BSL-4实验室。该研究所现有BSL-4实验室主要从事针对生物战威胁和传染病的医学防护研究,包括相关的政策、产品、信息、规程和培训。所研发的医学产品用于军事人员的生物战剂防护,包括疫苗、药物、诊断能力和各种医学管理规程。主要开展的活动包括:研究生物战剂的医学对策,如候选疫苗、诊断测试、药物或免疫治疗方法;开展保护性和治疗性对策以及病原体识别技术的探索性研究和预研究。

2.疾病控制与预防中心,卫生与公众服务部

该机构位于佐治亚州亚特兰大,隶属于美国卫生与公众服务部。CDC先后建成2个BSL-4实验室设施含6个独立的BSL-4实验室单间。1989年,CDC开始运行美国继USAMRIID后的第二处BSL-4设施,其中含2个BSL-4实验室单间。2008年,CDC开始运行又一处BSL-4设施,其中含4个BSL-4实验室单间,致力于新兴传染病相关的技术研发以及实践应用。2018年,CDC向国会申请了4亿美元资金,以更新老化系统,建造一个新的含BSL-3和BSL-4实验室的“高防护连续性实验室(HCCL)”,并计划于2025年投入运营。CDC现有BSL-4设施主要从事生物恐怖病原体的检验方法研究,分子和抗原特性研究,洗消研究,致病机理研究,疫苗研制,以及检测和诊断技术研究。CDC现存储有HHS战剂名单上除相思豆毒素、芋螺毒素、二醋酸麃草镰刀菌烯醇、石房蛤毒素、志贺样核糖体失活蛋白、河豚毒素之外的所有特选战剂,以及除了产气荚膜梭菌ε毒素,志贺毒素和T-2毒素之外的HHS/USDA共选战剂。此外,CDC还存储有禽流感病毒,骆驼痘病毒、日本脑炎病毒、梅南高病毒和疱疹性口腔炎病毒等USDA特选战剂。

3.病毒免疫中心国家B类病毒资源实验室,佐治亚州立大学

该BSL-4实验室于1997年由西南生物医学研究基地的B病毒实验室搬迁而来,现位于佐治亚州亚特兰大的佐治亚州立大学。该实验室工作围绕猕猴乙肝病毒、猕猴疱疹病毒以及非人类灵长动物中出现的新发病原体展开,致力于设计和开发新的方法,以便更有效地识别自然宿主与其它宿主中的病原体。同时,该实验室还进行病毒的大规模培养以及动物模型的建立。

4.德克萨斯生物医学研究所Betty Slick与Lewis J. Moorman综合实验室)

德克萨斯生物医学研究所在2011年由先前的“西南生物医学研究基地”更名而来,位于德克萨斯州圣安东尼奥,其下辖“Betty Slick与Lewis J. Moorman综合实验室”于2000年投入运营,是美国唯一一所由私人拥有的BSL-4实验室。该BSL-4实验室通过基础研究和应用研究,开发针对病毒的疫苗和疗法,并研究病毒复制和传播的方式。研究的病毒和传染性病原体包括南美沙粒病毒、B疱疹病毒、埃博拉病毒、安哥拉马尔堡出血热、克里米亚刚果出血热病毒、拉沙热病毒、某些炭疽菌株、SARS、禽流感、汉坦病毒以及没有进行生物安全分类的未知病原体。德克萨斯生物医学研究所总体上开展比较医学、病毒学、免疫学和遗传学研究,开发生物恐怖防御和难治愈传染病的医疗对策,并繁殖和测试实验用灵长类动物,现拥有世界上最大的圈养狒狒种群、世界上最大的纯种灵长类动物种群和最大的黑猩猩种群。

5.Robert E. Shope实验室,德克萨斯大学医学分部

该实验室位于德克萨斯州加尔维斯顿德克萨斯大学医学分部,于2003年投入使用。该实验室的主要工作是研究病毒的发病机理,并研发病毒检测方法、疫苗和治疗方法。研究的主要对象是生物安全4级病原体,尤其是出血热病毒,包括埃博拉病毒、安哥拉马尔堡病毒、拉沙病毒、胡宁病毒、刚果克里米亚出血热病毒、俄罗斯春夏脑炎病毒、鄂木斯克出血热病毒和科萨努尔森林病毒。该实验室目前还从事立夫特山谷热和H5N1禽流感研究工作。

6.弗吉尼亚综合实验室服务分部

该实验室位于弗吉尼亚州里士满的弗吉尼亚生物技术研究园,隶属于弗吉尼亚州总务部,于2003年开始运行。该实验室对从汽油、动物饲料和化肥等平常物品到寨卡病毒、SARS和西尼罗河等高危病毒的大约700万种类型的样品进行测试,以保护公众健康、保障食物供应和环境安全。该实验室开展了“弗吉尼亚州生物监测项目”,以提高对弗吉尼亚人环境暴露的评估能力,目前开展弗吉尼亚居民有毒金属和高氯酸盐暴露的研究,和消防人员有毒燃烧产物暴露的研究。该实验室还是美国疾病控制与预防中心和农业部的国家培训“卓越中心”,并为其他实验室提供鉴定和认证服务。

7.加尔维斯顿国家实验室,德克萨斯大学医学分部

该实验室位于德克萨斯州加尔维斯顿德克萨斯大学医学分部,于2008年投入使用。研究重点是生物恐怖及突发传染病,针对无法预防或治愈的传染性病原体开发疫苗、快速诊断和治疗方法。目前研究的病毒包括西尼罗河病毒、炭疽芽孢杆菌、蜱传病毒、丝状病毒、虫媒黄病毒、Henipa病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、阿根廷出血热病毒、寨卡病毒以及COVID-19病毒等。GNL还是“世界新兴病毒和虫媒病毒参考中心”的所在地,汇集了7000多种不同病毒株和600多种不同病毒,为世界各地的实验室提供研究样本。

8.国家过敏和传染病研究所综合研究设施-落基山实验室,国立卫生研究院,卫生与公众服务部

该实验室位于蒙大拿州汉密尔顿,隶属于卫生与公众服务部。落基山实验室在传染病研究领域有100多年的历史。2008年,以落基山实验室为基础,容纳了BSL-2、BSL-3和BSL-4实验室的综合研究设施投入运营。其中,BSL-4实验室主要研究引起人类和动物疾病的传染性微生物,并针对这些疾病开发新的诊断方法、疫苗和治疗方法等。研究对象包括Q热、衣原体感染、莱姆病、鼠疫、兔热病、沙门氏菌感染、朊病毒疾病和蜱传脑炎等。该实验室具有先进的成像技术,曾率先发布七张通过扫描和透射电子显微镜制成的2019新冠病毒图像,清晰地显示出2019新冠病毒用来入侵宿主细胞的刺突蛋白结构。

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