《经济观察报》采访张辰宇院长:p3实验室建设的背后:需求、成本和热潮。

发布者:孙浩睿发布时间:2020-07-04浏览次数:465

编者按:新冠肺炎疫情汹涌来袭,中国遭遇了一场传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的公共卫生事件。在应对疫情过程中,公共卫生体系、医疗服务体系暴露出来的短板和不足,正被越来越清晰地认识到并重视起来。

“补短板、堵漏洞、强弱项”的号召不断体现在了一份份官方文件中,它们将如何在一线下沉、实践,真正结成一张公共安全防护网,是全社会关心的话题。

为此,经济观察报组织了【公卫新章】系列报道,密切关注当下公共卫生体系建设中的新动态,例如高水平公共卫生学院、学科建设和人才储备,传染病预警机制建设和技术创新,基层医疗体系升级方式等等。

本文为系列第二篇,关注各地三级生物安全水平实验室建设潮之下,如何在为应急留足弹性空间的同时减少资源浪费。


202013日,上海市公共卫生临床中心(以下简称“上海公卫”)收到武汉市中心医院一名不明原因发热肺炎病人呼吸道样本。15日凌晨,该病毒全基因组序列测出,病原学报告出炉。

上海公卫P3实验室主任宋志刚回忆,整个测序过程用时不到40个小时,当时,上海公卫的P2实验室正好在改造,P3空着,团队就用P3实验室做了当时还是未知病毒的病原学分析,“刚好歪打正着,在P2里面做的话,风险还是比较高的,因为新冠病毒的感染性很强”。

宋志刚说的P2P3是指生物安全实验室的等级。国际上将生物安全实验室分为P1P2P3P4四个等级,P是指防护级别(Protection level)。从P1P4,防护级别从低到高,实验室所承担工作的安全等级也相应地从低到高。

P3实验室是防护实验室,适用于处理对人体、动植物或环境具有高度危害性,通过直接接触或气溶胶使人传染上严重疾病甚至致命的病毒,如SARSH7N9MERS等。

根据规定,新冠病毒的保存、研究都需要在P3实验室进行。经济观察报了解到,国内现有的P3实验室数量在40-60个,无法满足新冠病毒发病机制研究、新冠疫苗开发、新冠药物筛选等科研需求,许多科研项目都在排队。也因此,一批P3实验室项目正在上马的路上。


需求

伟德BETVlCTOR1946院长、教授张辰宇的研究方向是微小RNA的抗病毒作用。他告诉经济观察报,疫情期间他有两项研究需要用到P3实验室,一个跟重症患者的指标相关,需要从患者的血清样本中提取RNA,另一个是直接抑制病毒的实验。

但BETVLCTOR伟德官网下载没有P3实验室,张辰宇打电话给江苏省疾控中心P3实验室,这是江苏省两个P3实验室之一,得到的回复是排不上队。他又联系一位在抗疫一线的院士,院士让他联系自己的学生,但情况还是一样,排不上队。最后张辰宇找了武汉P4实验室的一个朋友,做了研究,不过这中间已经隔了一段时间,新冠病毒的科研应该紧急攻关,张辰宇感到遗憾和无奈。

事实上,张辰宇和他的团队对P3实验室早有需求,早在十几年前,BETVLCTOR伟德官网下载要建仙林校区时,张辰宇就提出伟德BETVlCTOR1946大楼里面应该有P3实验室,但没有得到各方的同意。2017年,他在接受采访时说,因为没有P3P4,做不了实验,只能到外面的实验室去排队,一排就是两三年,非常受限。

国内另一所知名高校免疫研究人士也有类似的感受。感染免疫是这位专家的研究方向之一,在他看来,高校中微生物学、免疫学和感染病学都会有一些项目需要用到P3实验室,但国内高校中只有复旦大学、武汉大学、中山大学、华南农业大学等少数几所拥有P3实验室。他曾经接到一份禽流感样本,但是因为不具备实验条件,最后放弃了样本。

有些高校会选择借用医院、疾控的P3。上海公卫的P3实验室,长期对全国的科研单位开放,除了上海的医院、高校,曾有江苏、温州、西安等省市的科研团队来做过实验。

如果外部科研单位有需求,可以向上海公卫的生物安全委员会提出实验项目申请,委员会会对项目的活动风险进行评估,衡量实验室有没有能力来承担和规避这些风险的发生,同时兼顾已有的实验时间安排,如果评估通过就可以开展。

多位业内受访人士估计,中国目前的P3实验室数量在40-60家,基本上分属卫生系统、农业系统和海关系统管理。其中,疾控体系的P3实验室多数利用率不高,更多是用于应急而不是科研。而国内科研水平排在前列的高校,又因缺乏P3实验室而无法开展一些科研项目。

以新冠病毒为例,P2实验室只能检测新冠病毒的核酸片段,如果要分离、培养新冠病毒,需要有P3。具体来说,研究新冠病毒的致病机制、研发新冠疫苗、看一个药是否对新冠病毒有用、病毒溯源、病毒的毒力研究等,都需要用到P3,显然现有的P3实验室数量无法满足紧急的科研需求。


成本

2003年的SARS之后,国内新建了一批P3实验室,上海公卫的P3实验室就属于其中之一,2004年开始建设,1年后建成,2008年奥运会期间投入使用,面积有800多平方米。

P3实验室的建设成本和维护成本都很高。宋志刚说,当年的建设成本比现在低,大约2-3万元/平方米。

关于运行和维护成本,他算了一笔账:实验室的全新风系统包括初效、中效和高效三套系统,每套系统都有几十个过滤器,高效两三年换一次过滤器,需要几十万;初效、中效半个月或一两个月更换一次,也得几十万。平均下来,光是全新风系统和自控系统的维修和维护一年需要花费近100万元。

此外,电源两三年换一次五六十万元,摊下来一年30万左右。高压灭菌器、送排风HEPA、生物安全柜、实验室密闭性等校验费,每项都在1000-3000元之间,实验室有十几台生物安全柜,几十个HEPA,再加上其他仪器,都需要年检,每年的校验费三四十万。防护服、N95口罩、帽子、手套、正压头盔一套算下来,一个人进去一次需要150-200元……

江苏省疾控中心P3实验室规模相比上海公卫小一些,面积大概180多平方米,核心区约25平方米。江苏省预防医学会会长、原江苏省疾控中心主任汪华回忆,江苏省疾控中心的P32004年建成,整个实验室的建设成本大概380多万元,每年的维持费用在50-80万元。

2004年,江苏省疾控中心的P3实验室就进行了SARS病原的研究,后来国家规定所有的SARS标本必须送到北京,工作就停掉了。在这之后,实验室没有再遇到高致病性病原引起的病情,平时大部分时间空置,偶尔用于结核病病原、艾滋病病原的研究。

虽然大部分时间没有任务,但是如果长期不运行,仪器和通风系统会出问题,所以每天都要有人开关机。汪华说,“没有样品也要开要关,每天都要运转”,所以运转成本很高。

除了必要的维修维保,上海公卫P3实验室每年运行天数超过250天,这在国内的P3实验室中利用率很高。

宋志刚说,上海公卫的P3实验室有4个核心工作间,因为既要做科研,又要做应急,所以需要保证任何情况下有1个核心工作间可以应急,其他3个核心工作间则几乎每天都在运行。“本身我们中心内部每年就有2个亿经费的科研项目,再加上外单位的项目,科研任务非常多,要一个一个排队进去做实验,而且一个实验项目一旦进来,通常都需要几个月连续运行。相对来说是国内运行效率比较高的实验室,有些实验室可能一年也开不了两三次。”

 

热潮

520日,国家发改委、国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《公共卫生防控救治能力建设方案》,提出全面改善疾控机构设施设备条件,实现每个省至少有一个达到生物安全三级(P3)水平的实验室,每个地级市至少有一个达到生物安全二级(P2)水平的实验室,具备传染病病原体、健康危害因素和国家卫生标准实施所需的检验检测能力。

四五月疫情向好,多地已经将P3的建设提上日程。

广东省科技厅原厅长、韶关市市长王瑞军在今年两会期间透露,广东省已在推进制定《广东省生物安全实验室体系建设方案(2020-2025)》,广东省要规划新建大约20P3实验室,改扩建已有的8P3实验室,“希望三年内我们能够解决基本的P3实验室的需求,在5年内至少建成一个P4实验室”。

王瑞军同时表示,美国有近1500P3实验室,几乎只要是医疗机构或医学院都有设置。相比较而言,中国缺乏高等级生物安全实验室,短板突出。

也是在全国“两会”期间,全国人大代表、四川大学华西医院院长李为民说,四川将建两个P3实验室,有望在一年内建成并投入使用。

5月,北京市疫情防控新闻发布会上,北京市卫健委主任雷海潮表示,北京尚没有一所P3实验室,未来将加强P3实验室建设。

福建省福州市也在5月公布即将建设新的市疾控中心,因旧址仅设置P2实验室,无法满足国家公共卫生应急防控体系提升建设的要求,新的大楼将设P3实验室。

疫情的中心地武汉也在加快行动。4月,湖北省发改委官网批复了华中科技大学实施应急防控P3实验室及检测中心建设项目,算上A2A3实验室、P2P3实验室、应急生物样本库、传染病研究室、生化检测研究中心等建设内容,该项目估算总投资近17亿元。

跟美国拥有近1500P3实验室比较,国内的P3实验室数量看上去有点“相形见绌”。

宋志刚的研究方向是病原微生物的鉴定,他认为中美P3实验室数量差别很大的一个原因是,中国P3实验室的建设标准比美国高很多,按照国内的标准,美国的P3只相当于中国的P2+,但就算是这样,国内的生物安全实验室跟美国比仍然有差距,“我们国家这么大,人口有这么多,传染病每年都或大或小发生,每个省一个P3实际上是有必要的。但是建设目的和建设地点要斟酌一下,不能想建哪就建哪。如果利用率很差,运行成本和维护成本又很高,不能够起到应有的作用,也是很大的浪费。”

汪华观察到,江苏省内最近想申请P3的机构很多,都想新建,或者在现有的基础上改建、扩建。他认为P3的建设不能单纯跟美国的数字比较,要看整体的工作水平和工作能力,现在也有很多地方提出来要建P4实验室,国家应该从整体上进行规划,各个省也要看自己的情况。比如江苏,药企多,开发生物制剂、诊断试剂的企业非常多,广东情况也同样,可以多建。

P3也有分类,有的是细胞水平的,有的可以做小动物实验,要有完整的评估。”汪华说,就算地方政府愿意支持,但是现在一个P3的建造成本普遍达到1200-1500万元,需要有统一的规划,“它不是赶时髦”。

张辰宇想要的P3实验室也有了着落,20191月,BETVLCTOR伟德官网下载与江北新区合作共建BETVLCTOR伟德官网下载人工智能生物医药技术研究院,研究院包含了P3实验室的大楼在今年5月动工。原本计划在2020年底竣工,疫情耽搁了时间,张辰宇说可能要到2021年完工。他还在等待。