制藥企業(yè)P2 級(jí)生物實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)探討

姚玉成，李敏

（正大天晴藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司，連云港 222062）

1 問題的提出

2020 年通過的《中華人民共和國(guó)生物安全法》指出，生物安全是指國(guó)家有效防范和應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)生物因子（動(dòng)物、植物、微生物、生物毒素及其他生物活性物質(zhì)）及相關(guān)因素威脅，生物技術(shù)能夠穩(wěn)定健康發(fā)展，人民生命健康和生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)處于沒有危險(xiǎn)和不受威脅的狀態(tài)，生物領(lǐng)域具備維護(hù)國(guó)家安全和持續(xù)發(fā)展的能力[1]。生物安全具體是針對(duì)具有一定危險(xiǎn)性的生物因子，例如會(huì)危害人身健康、導(dǎo)致疾病的病原微生物。在藥企實(shí)驗(yàn)室中，如果存在病原微生物等的研究與操作，應(yīng)注意此類實(shí)驗(yàn)室的生物安全工作，防范化解實(shí)驗(yàn)室生物安全風(fēng)險(xiǎn)。病原微生物，是指可以侵犯人、動(dòng)物引起感染甚至傳染病的微生物，包括病毒、細(xì)菌、真菌、立克次體、寄生蟲等[1]。藥企生物安全實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)涉及危險(xiǎn)生物因子如病原微生物的操作等，為了避免危險(xiǎn)生物因子外泄造成人員感染和公共環(huán)境污染，防止實(shí)驗(yàn)樣品受到污染，保障實(shí)驗(yàn)室安全有效地運(yùn)作，在設(shè)計(jì)建造中需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方 面。

2 法規(guī)對(duì)生物實(shí)驗(yàn)室的分類和要求

2.1 生物安全實(shí)驗(yàn)室分級(jí)和分類

藥企實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)、建造前需要首先了解實(shí)驗(yàn)活動(dòng)使用到的生物因子的生物學(xué)特點(diǎn)、致病性等屬性，涉及到病原微生物的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)嚴(yán)格按照法律法規(guī)要求執(zhí)行。

國(guó)家對(duì)病原微生物實(shí)行分類管理，對(duì)病原微生物實(shí)驗(yàn)室實(shí)行分級(jí)管理，以便區(qū)分病原微生物的危害危險(xiǎn)程度高低和實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)保障水平BSL（Biosafety Level）高低。

為了在危險(xiǎn)生物因子的生物安全分類方面符合世界衛(wèi)生組織（WHO）常見做法，國(guó)家衛(wèi)健委在2021 年12 月《人間傳染的病原微生物目錄》征求意見稿，擬將病原微生物分類與WHO 感染性微生物的危險(xiǎn)度等級(jí)分類（Classification of infective microorganisms by risk group）接軌，“按危害程度由高到低分為第四類、第三類、第二類、第一類”[2]。該病原微生物分類方法將危害性最高的劃分為第四類（對(duì)應(yīng)WHO RG4），其次分別為第三類（對(duì)應(yīng)WHO RG3）、第二類（對(duì)應(yīng)WHO RG2），危害性相對(duì)最低的為第一類（對(duì)應(yīng)WHO RG1）。根據(jù)對(duì)操作生物因子采取的防護(hù)措施，將實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)水平分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)，一級(jí)防護(hù)水平最低，四級(jí)防護(hù)水平最高[3]。這樣，病原微生物的危害分類高低次序劃分就與生物安全實(shí)驗(yàn)室防護(hù)水平BSL 高低順序相一致，便于記憶理解認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)水平與病原微生物危險(xiǎn)性分類相對(duì)應(yīng)，例如生物安全防護(hù)水平為二級(jí)的實(shí)驗(yàn)室適用于操作危險(xiǎn)性分類為二類的病原微生物。另外，為了區(qū)分動(dòng)物和非動(dòng)物的生物安全實(shí)驗(yàn)室，以BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4 表示僅從事體外操作的實(shí)驗(yàn)室的相應(yīng)生物安全防護(hù)水平，以ABSL-1、ABSL-2、ABSL-3、ABSL-4表示包括從事動(dòng)物活體操作的實(shí)驗(yàn)室的相應(yīng)生物安全防護(hù)水平[3]。

在生物安全實(shí)驗(yàn)室等級(jí)的命名上，通常其阿拉伯?dāng)?shù)字也會(huì)寫成羅馬數(shù)字，英文“BSL”也會(huì)寫成 “Protection”（保護(hù)）的第一個(gè)字母“P”，例如BSL-2 實(shí)驗(yàn)室，也可稱為BSL-Ⅱ?qū)嶒?yàn)室，或稱為P2實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)然，生物安全實(shí)驗(yàn)室在具體分級(jí)應(yīng)用時(shí)還會(huì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步細(xì)分，例如，在普通型生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，通過機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)等措施加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)要求的實(shí)驗(yàn)室[4]，即“加強(qiáng)型生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室”，也稱“P2+”實(shí)驗(yàn)室（BSL-2 plus）。加強(qiáng)型醫(yī)學(xué)BSL-2 實(shí)驗(yàn)室指在醫(yī)學(xué)BSL-2 實(shí)驗(yàn)室中，設(shè)置緩沖間、機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)高效過濾等措施且有明確負(fù)壓或壓力梯度要求的實(shí)驗(yàn)室[5]。“P2+”實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)高于普通型生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室（P2 實(shí)驗(yàn)室），但是低于P3 實(shí)驗(yàn)室。

生物安全實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行生物安全防護(hù)水平分級(jí)的基礎(chǔ)上，又根據(jù)所操作致病性生物因子的傳播途徑等不同劃分為若干類。GB 50346《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，a 類指操作非經(jīng)空氣傳播生物因子的實(shí)驗(yàn)室；b 類指操作經(jīng)空氣傳播生物因子的實(shí)驗(yàn)室；將b 類又細(xì)分為b1 類和b2 類：b1 類指可有效利用安全隔離裝置進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)室，b2 類指不能有效利用安全隔離裝置進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)室[6]。WS233《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》將其分為5 個(gè)類別，a 類、b 類、c 類分別對(duì)應(yīng)前述標(biāo)準(zhǔn)a 類、b1 類、b2 類，d 類指利用具有生命支持系統(tǒng)的正壓服操作常規(guī)量經(jīng)空氣傳播致病性生物因子的實(shí)驗(yàn)室，e 類指利用具有Ⅲ級(jí)生物安全柜操作常規(guī)量經(jīng)空氣傳播致病性生物因子的實(shí)驗(yàn)室[4]。

2.2 相關(guān)法規(guī)對(duì)建造生物實(shí)驗(yàn)室的要求

在法規(guī)要求方面，我國(guó)要求設(shè)立病原微生物實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)當(dāng)依法取得批準(zhǔn)或進(jìn)行備案。新建、改建、擴(kuò)建P3、P4 實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)、進(jìn)口移動(dòng)式P3、P4 實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室體系規(guī)劃并依法履行有關(guān)審批手續(xù)；P3、P4 實(shí)驗(yàn)室，需要從事某種高致病性病原微生物或疑似高致病性病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的，應(yīng)當(dāng)依照國(guó)務(wù)院衛(wèi)生主管部門或者獸醫(yī)主管部門的規(guī)定，報(bào)省級(jí)以上人民政府衛(wèi)生主管部門或獸醫(yī)主管部門批準(zhǔn)；實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)果以及工作情況應(yīng)當(dāng)向原批準(zhǔn)部門報(bào)告。新建、改建或擴(kuò)建P1、P2 實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)當(dāng)向設(shè)區(qū)的市級(jí)人民政府衛(wèi)生主管部門或獸醫(yī)主管部門備案。從事病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)等級(jí)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；低等級(jí)病原微生物實(shí)驗(yàn)室不得從事國(guó)家病原微生物目錄規(guī)定應(yīng)當(dāng)在高等級(jí)病原微生物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)；從事高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)生物技術(shù)研究、開發(fā)活動(dòng)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，制定風(fēng)險(xiǎn)防控計(jì)劃和生物安全事件應(yīng)急預(yù)案，降低研究、開發(fā)活動(dòng)實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)[1]。

關(guān)于生物安全實(shí)驗(yàn)室的壓差具體數(shù)值要求，GB 50346《生物安全實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了生物安全主實(shí)驗(yàn)室（也稱核心工作間）二級(jí)屏障的主要技術(shù)指標(biāo)：BSL-3 中的a 類主實(shí)驗(yàn)室相對(duì)于大氣的最小負(fù)壓為-30 Pa，與室外方向上相鄰相通房間的最小負(fù)壓差為-10 Pa；BSL-3 中的b1 類主實(shí)驗(yàn)室壓差分別為-40 Pa 和-15 Pa；BSL-4 實(shí)驗(yàn)室壓差分別為-60 Pa 和-25 Pa。ABSL-2 中的b2 類動(dòng)物主實(shí)驗(yàn)室壓差分別為-30 Pa 和-10 Pa；ABSL-3 中的a 類（b1）類動(dòng)物主實(shí)驗(yàn)室壓差均分別為-60 Pa 和-15 Pa；ABSL-3 中的b2 類動(dòng)物主實(shí)驗(yàn)室壓差分別為-80 Pa和-25 Pa；ABSL-4 動(dòng)物主實(shí)驗(yàn)室壓差分別為-100 Pa和-25 Pa[6]。WS233《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》規(guī)定：加強(qiáng)型BSL-2 實(shí)驗(yàn)室核心工作間相對(duì)于相鄰區(qū)域應(yīng)為負(fù)壓，壓差不低于10 Pa[4]。T/CECS662《醫(yī)學(xué)生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：加強(qiáng)型醫(yī)學(xué)BSL-2 實(shí)驗(yàn)室核心工作間應(yīng)對(duì)大氣保持負(fù)壓狀態(tài)，核心工作間相對(duì)于相鄰區(qū)域最小負(fù)壓“不宜小于-10 Pa”[5]。

關(guān)于生物安全方面，中國(guó)GMP 規(guī)范及相關(guān)附錄文件等也做了要求。例如，當(dāng)使用或生產(chǎn)某些致病性、劇毒、放射性或活病毒、活細(xì)菌的物料與產(chǎn)品時(shí)，空氣凈化系統(tǒng)的送風(fēng)和壓差應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整，防止有害物質(zhì)外溢；必要時(shí)，生產(chǎn)操作的設(shè)備及該區(qū)域的排風(fēng)應(yīng)當(dāng)作去污染處理（如排風(fēng)口安裝過濾器）；致病性芽胞菌操作直至滅活過程完成前應(yīng)當(dāng)使用專用設(shè)施；炭疽桿菌、肉毒梭狀芽胞桿菌和破傷風(fēng)梭狀芽胞桿菌制品須在相應(yīng)專用設(shè)施內(nèi)生產(chǎn)；無菌制劑生產(chǎn)加工區(qū)域應(yīng)當(dāng)符合潔凈度級(jí)別要求，并保持相對(duì)正壓；操作有致病作用的微生物應(yīng)當(dāng)在專門的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，并保持相對(duì)負(fù)壓；采用無菌工藝處理病原體的負(fù)壓區(qū)或生物安全柜（BSC），其周圍環(huán)境應(yīng)當(dāng)是相對(duì)正壓的潔凈區(qū)；有菌（毒）操作區(qū)應(yīng)當(dāng)有獨(dú)立的空氣凈化系統(tǒng)[7]。

歐盟在其GMP 及生物制品附錄、高端治療藥品（Advance Therapeutic Medicinal Products）等文件也對(duì)規(guī)定有若干生物安全注意事項(xiàng)。例如，應(yīng)使用專門的區(qū)域來處理在生產(chǎn)環(huán)境中能夠持久存在的活細(xì)胞；應(yīng)使用專用生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)致病性生物（如生物安全等級(jí)3 級(jí)或4 級(jí)）。正壓區(qū)域應(yīng)用于處理無菌產(chǎn)品，但在病原體暴露點(diǎn)的特定區(qū)域負(fù)壓是因?yàn)橐乐蛊渫庖?，因此是可接受的。?dāng)負(fù)壓區(qū)或安全柜用于具有特殊風(fēng)險(xiǎn)（例如病原體）的材料的無菌處理時(shí)，應(yīng)在其周圍設(shè)置適當(dāng)?shù)燃?jí)的正壓潔凈區(qū)。這些壓差梯度應(yīng)該有明確的規(guī)定，并通過適當(dāng)?shù)膱?bào)警設(shè)置持續(xù)監(jiān)測(cè)。應(yīng)采取具體措施將制造病毒載體的設(shè)施與其他區(qū)域隔開。應(yīng)證明隔離安排是有效的。應(yīng)盡可能使用封閉系統(tǒng)，樣品收集、添加和轉(zhuǎn)移應(yīng)防止病毒物質(zhì)的釋放[8]。

2.3 建造制藥企業(yè)生物實(shí)驗(yàn)室的注意事項(xiàng)

藥企實(shí)驗(yàn)室如陽性對(duì)照室、抗生素微生物檢定室、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)室、基因治療實(shí)驗(yàn)室、病毒載體實(shí)驗(yàn)室等，在設(shè)計(jì)建造時(shí)要關(guān)注實(shí)驗(yàn)室生物安全。藥企實(shí)驗(yàn)室常見的有或可能有生物安全要求的操作活動(dòng)大致有如下方面：a.活菌操作：指涉及從樣本中分離培養(yǎng)、菌株傳代培養(yǎng)、擴(kuò)增培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)；b.動(dòng)物感染實(shí)驗(yàn)：特指以活菌感染的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；c.樣本檢測(cè)：包括樣本的病原菌分離純化、藥物敏感性實(shí)驗(yàn)、生化鑒定、免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)、PCR 核酸提取、涂片、顯微觀察等初步檢測(cè)活動(dòng)；d.非感染性材料的實(shí)驗(yàn)：如不含致病性活菌材料的分子生物學(xué)、免疫學(xué)等實(shí)驗(yàn)[2]。此類具體實(shí)驗(yàn)活動(dòng)所需的實(shí)驗(yàn)室生物安全等級(jí)，要根據(jù)致病微生物危害程度來確定，具體可參見《人間傳染的病原微生物目錄》、《動(dòng)物病原微生物分類名錄》等規(guī)定。

生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)立前應(yīng)當(dāng)按照GB 19489《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》、WS233《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全通用準(zhǔn)則》等進(jìn)行生物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定合適的實(shí)驗(yàn)室生物安全防護(hù)級(jí)別BSL。在藥企生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造時(shí)，除了注意了解法律法規(guī)要求，還要樹立生物安全風(fēng)險(xiǎn)思維意識(shí)。為了防止出現(xiàn)生物安全事故，要注意生物安全的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有針對(duì)性地采取風(fēng)險(xiǎn)降低控制措施，消除生物安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，從而將實(shí)驗(yàn)室生物安全風(fēng)險(xiǎn)降低到可以接受的程度。在具體的藥企生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)定級(jí)時(shí)，在滿足國(guó)家法律法規(guī)要求的前提下，注重安全、環(huán)保、舒適、節(jié)能、實(shí)用、適配等原則，量力而行。生物安全防護(hù)等級(jí)越高，通常意味著建造、運(yùn)維能耗等成本越高，故風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估不是大話空話，采取有效措施對(duì)策將生物安全風(fēng)險(xiǎn)降低到可以接受的程度即可，設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)低配高就，也不宜提倡過度高配。

當(dāng)藥企實(shí)驗(yàn)室操作僅僅接觸到致病性危害較低的微生物等活性物質(zhì)時(shí)，宜風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是否適合按P2實(shí)驗(yàn)室、P2+實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造，此類生物安全實(shí)驗(yàn)室在官方報(bào)批手續(xù)上僅需要進(jìn)行備案工作，且設(shè)計(jì)建造要求相對(duì)不高，建造運(yùn)行維護(hù)成本適中，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目易于實(shí)施落地。P2、P2+實(shí)驗(yàn)室在設(shè)計(jì)時(shí)要按照GB 19489《實(shí)驗(yàn)室生物安全通用要求》等規(guī)范要求，分析選址，根據(jù)具體操作流程過程要求確定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部房間布局及空調(diào)暖通風(fēng)口等設(shè)置，布局宜簡(jiǎn)潔適用，不要“迷宮”化，便于疏散逃生，便于實(shí)現(xiàn)理順實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的人流、物流、氣流（壓差）關(guān)系。

P2 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保證良好通風(fēng)，宜設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，一般不使用循環(huán)風(fēng)，溫度宜18～ 25 ℃，相對(duì)濕度宜在30%～ 70%，室內(nèi)動(dòng)態(tài)噪聲不超過68 dB（A），核心工作間平均照度不低于300 Lx，以便于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)操作人員舒適工作、保障實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室核心工作間是從事病原微生物及樣本暴露操作的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，其入口宜設(shè)置緩沖間，緩沖間可兼做個(gè)體防護(hù)裝備更換間[5]。在具體建造施工時(shí)，P2 實(shí)驗(yàn)室通常可以采用凈化彩鋼板隔斷吊頂，實(shí)驗(yàn)室墻壁、頂板和地面均做到光滑、易清潔、防滲漏并耐腐蝕、可靠密封防止通過縫隙泄漏。實(shí)驗(yàn)室主入口的門、放置生物安全柜實(shí)驗(yàn)間的門應(yīng)可自動(dòng)關(guān)閉（安裝閉門器）；實(shí)驗(yàn)室主入口的門應(yīng)有進(jìn)入控制措施（如設(shè)置門禁刷卡進(jìn)入）。另外，藥企通常接觸使用較多的潔凈廠房、凈化區(qū)、空調(diào)凈化系統(tǒng)等，在普通P2 實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，增加實(shí)驗(yàn)室潔凈度等級(jí)及壓差控制等配置要求，即可實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)型生物安全二級(jí)實(shí)驗(yàn)室（P2+實(shí)驗(yàn)室）。藥企P2+實(shí)驗(yàn)室要求布局科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，其技術(shù)難度不大、建造成本適當(dāng)，在保護(hù)操作對(duì)象（樣品）不受灰塵雜菌污染、保護(hù)人員健康安全及環(huán)境保護(hù)等方面優(yōu)勢(shì)明顯，故P2+實(shí)驗(yàn)室在藥企生物安全實(shí)驗(yàn)室中得到了廣泛應(yīng)用。

藥企P2+實(shí)驗(yàn)室，宜采用全新風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)排風(fēng)均經(jīng)過高效空氣過濾器（HEPA）過濾，設(shè)置相應(yīng)緩沖間（氣鎖間），便于控制核心工作間室內(nèi)潔凈度等級(jí)及壓差梯度，在房間氣流壓差設(shè)計(jì)上，既要注意避免核心工作間內(nèi)污染空氣外溢，吹（流）向非污染區(qū)，造成致病生物因子隨風(fēng)（氣流）外溢泄漏，又要注意避免外界非潔凈室空氣流入潔凈室內(nèi)，造成核心工作區(qū)室內(nèi)空氣潔凈度不達(dá)標(biāo)。

生物安全柜是P2、P2+等實(shí)驗(yàn)室的重要裝備，生物安全柜的兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)是流入氣流流速和柜內(nèi)氣流模式，直接關(guān)系到對(duì)樣品和工作人員的保護(hù)性能。在生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí)，要注意生物安全柜選型。生物安全柜可以制造出特定的氣（風(fēng)）流“流場(chǎng)”，形成生物因子暴露操作區(qū)受控的氣流流（風(fēng)）向，在防止微生物氣溶膠污染方面意義重大。眾所周知，微生物氣溶膠是一種特殊的氣溶膠，是由懸浮于空氣中的微生物所形成的膠體體系，包括病毒、細(xì)菌、真菌及其副產(chǎn)物。微生物氣溶膠可如細(xì)顆粒物一樣，進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)，在呼吸道甚至肺部中積留滋生，其生物活性又使得微生物氣溶膠較普通氣溶膠對(duì)人類健康威脅更大。

YY0569《Ⅱ級(jí)生物安全柜》指出，生物安全柜是負(fù)壓過濾排風(fēng)柜，防止操作者和環(huán)境暴露于實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的生物氣溶膠。生物安全柜保護(hù)等級(jí)從嚴(yán)到松分為3 個(gè)級(jí)別（Class），Ⅲ級(jí)生物安全柜（即BSC-Ⅲ）要求最嚴(yán)格，其次分別為Ⅱ級(jí)B2 型（即BSC-ⅡB2）、Ⅱ級(jí)B1 型（即BSC-ⅡB1）、Ⅱ級(jí)A2 型（即BSC-ⅡA2）、Ⅱ級(jí)A1 型（即BSC-ⅡA1），保護(hù)要求相對(duì)最低的是Ⅰ級(jí)生物安全柜（即BSC-Ⅰ）。需注意的是，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)上沒有Ⅳ級(jí)生物安全柜，Ⅲ級(jí)生物安全柜即可應(yīng)用于P4 實(shí)驗(yàn)室（生物安全柜型），也可用在P3 等實(shí)驗(yàn)室[6]。

BSC-Ⅲ生物安全柜是全密閉、不泄漏結(jié)構(gòu)的通風(fēng)柜，人員通過與柜體密閉連接的手套在安全柜內(nèi)實(shí)施操作，下降氣流經(jīng)高效過濾器過濾后進(jìn)入安全柜內(nèi)保護(hù)安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品，排出氣流經(jīng)過兩道高效過濾器過濾或通過一道高效過濾器過濾再經(jīng)焚燒處理用于保護(hù)環(huán)境。

BSC-Ⅱ生物安全柜有前窗操作口，操作者可以通過前窗操作口在安全柜內(nèi)進(jìn)行操作，前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流用以保護(hù)操作人員的安全，經(jīng)高效過濾器過濾的下降氣流用以保護(hù)安全柜內(nèi)實(shí)驗(yàn)物品，氣流經(jīng)高效過濾器過濾后排出安全柜以保護(hù)環(huán)境。其中，BSC-ⅡB2 安全柜前窗操作口流入氣流的平均最低流速為0.50 m/s，下降氣流和流入氣流是全排風(fēng)無循環(huán)，且排風(fēng)不允許回到實(shí)驗(yàn)室中。BSC-ⅡB1 安全柜前窗操作口流入氣流的平均最低流速為0.50 m/s，下降氣流和流入氣流大部分外排（約70%）。BSC-ⅡA2 安全柜前窗操作口流入氣流的平均最低流速為0.50 m/s，下降氣流和流入氣流小部分外排（約30%）。BSC-ⅡA1 安全柜前窗操作口流入氣流的平均最低流速為0.40 m/s，下降氣流和流入氣流小部分外排（約30%）。BSC-ⅡB2 和BSC-ⅡB1安全柜均需要外接室外排風(fēng)機(jī)，BSC-ⅡB2 排風(fēng)量相對(duì)較大，能耗大。BSC-ⅡA2 和BSC-ⅡA1 安全柜可以不外接排風(fēng)機(jī)，BSC-ⅡA2 相比BSC-ⅡA1來說，其操作口吸入氣流流速相對(duì)更快，防止安全柜內(nèi)污染氣流外溢更有保障。

BSC-Ⅰ生物安全柜有前窗操作口，操作者可通過前窗操作口在安全柜內(nèi)進(jìn)行操作，前窗操作口向內(nèi)吸入的負(fù)壓氣流用以保護(hù)操作人員的安全，排出氣流經(jīng)高效過濾器排出安全柜保護(hù)環(huán)境。但是，BSC-Ⅰ沒有設(shè)置經(jīng)高效過濾的下降氣流，安全柜內(nèi)樣品沒有百級(jí)潔凈層流保護(hù)。

藥企P2+實(shí)驗(yàn)室在生物安全柜選型時(shí)，考慮到該類實(shí)驗(yàn)室要求室內(nèi)空氣潔凈度等級(jí)達(dá)標(biāo)，如D 級(jí)（ISO8 級(jí)）或C 級(jí)（ISO7 級(jí)）等，要注意安裝有生物安全柜房間的室內(nèi)潔凈度和房間壓差穩(wěn)定，可以選用自帶排風(fēng)風(fēng)機(jī)及高效過濾器的BSC-ⅡA2 安全柜，這種安全柜開關(guān)機(jī)對(duì)房間壓差波動(dòng)影響不大，當(dāng)然，為了防止BSC-ⅡA2 安全柜自帶的排風(fēng)高效過濾器發(fā)生故障，導(dǎo)致有害生物因子泄漏到室內(nèi)污染房間，當(dāng)使用BSC-IIA2 型生物安全柜時(shí)，宜通過排風(fēng)罩將安全柜頂端排氣口出風(fēng)直接就近引導(dǎo)排出房間。如果室內(nèi)安裝了其他更高等級(jí)的生物安全柜，例如BSC-ⅡB1 安全柜，因?yàn)榇祟惏踩裥枰饨訂为?dú)的室外排風(fēng)機(jī)，安全柜開啟時(shí)其室外排風(fēng)機(jī)連鎖開啟，房間總排風(fēng)量隨即增大，如果房間送風(fēng)量不增大補(bǔ)償排風(fēng)，房間壓差就會(huì)向下波動(dòng)，同理，如果關(guān)閉安全柜，室內(nèi)排風(fēng)量減少，房間壓差就會(huì)向上波動(dòng)；如果要讓房間壓差穩(wěn)定，房間送風(fēng)量與排風(fēng)量就需要考慮自控連鎖、同步變化，補(bǔ)償排風(fēng)量變化的影響，增大房間壓差穩(wěn)定控制的復(fù)雜性。

安裝有生物安全柜的房間，不僅要關(guān)注相鄰相通房間之間的壓差大小及風(fēng)向，而且需要關(guān)注在同一個(gè)房間內(nèi)部的室內(nèi)氣流風(fēng)向，減少室內(nèi)的氣流死角及渦流發(fā)生?？紤]到生物安全柜內(nèi)有致病的生物因子（氣溶膠），雖然正常情況下生物安全柜內(nèi)空氣相對(duì)房間處于相對(duì)負(fù)壓，其內(nèi)部氣流不會(huì)反吹溢出，但是在安全柜外部不良?xì)饬鞲蓴_、人員操作失誤、設(shè)備故障時(shí)，不排除生物安全柜內(nèi)氣流外溢風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的污染空間，主要在生物安全柜、動(dòng)物隔離設(shè)備等操作位置，而清潔空間主要在靠門一側(cè)，一般把房間的排風(fēng)口布置在生物安全柜及其他排風(fēng)設(shè)備同一側(cè)，把房間的送風(fēng)口布置在另外一側(cè)。理論及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：上送下排氣流組織對(duì)空氣中污染物的控制遠(yuǎn)優(yōu)于上送上排氣流組織形式，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室氣流組織設(shè)計(jì)時(shí)宜優(yōu)先采用上送下排方式，當(dāng)不具備條件時(shí)才考慮采用上送上排方式。在進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置要精心布置，使室內(nèi)氣流合理，有利于室內(nèi)被污染空氣的排出。在安裝有生物安全柜的房間室內(nèi)風(fēng)口布局時(shí)，應(yīng)讓房間頂棚高效送風(fēng)口適當(dāng)遠(yuǎn)離生物安全柜，房間排風(fēng)口靠近生物安全柜設(shè)置，讓操作人員處于上風(fēng)向，生物安全柜（前窗操作口）處于下風(fēng)向，這樣房間室內(nèi)風(fēng)向就會(huì)從相對(duì)干凈區(qū)流向污染區(qū)，安全柜前窗操作口即使發(fā)生污染氣流偶然外溢，也會(huì)被房間室內(nèi)氣流吹離操作者，流入排風(fēng)口，增加安全保障水平。

另外，生物安全實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造宜注意面積、距離尺寸等方面的要求。例如，考慮到生物安全柜設(shè)備安裝、維護(hù)、使用及室內(nèi)氣流合理、順暢，放置單臺(tái)生物安全柜的核心工作間空間大小不要局促，應(yīng)合適足夠，面積宜大于10 m2，每增加一臺(tái)安全柜，操作間的面積也宜相應(yīng)增加10 m2以上；生物安全柜背面、側(cè)面與墻面的距離宜留出至少300 mm 空間，安全柜頂部與吊頂?shù)木嚯x也宜大于300 mm；生物安全柜安裝位置宜保證其前窗口處與對(duì)側(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的距離大于1.5 m，與對(duì)側(cè)墻之間的距離宜大于2 m。P2+實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)系統(tǒng)需使用高效空氣過濾器，排風(fēng)高效過濾器宜就近安裝在靠近室內(nèi)排風(fēng)口處，氣流組織上送下側(cè)排時(shí)，帶高效過濾器的排風(fēng)口的下邊沿距離地面約100～ 150 mm，其上邊沿距離地面小于600 mm，這樣室內(nèi)排風(fēng)口低于工作面高度，有利于室內(nèi)被污染空氣的排出。為了使排風(fēng)管道保持負(fù)壓狀態(tài)，排風(fēng)機(jī)宜設(shè)置于靠近室外排風(fēng)口的地方。室外排風(fēng)機(jī)排氣口位于下風(fēng)向，高出室外屋面（2～ 3 m以上），且遠(yuǎn)離空調(diào)新風(fēng)口（間距12 m 以上）。三級(jí)和四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)凈高不宜低于2.6 m，設(shè)備層凈高不宜低于2.2 m[6]。

生物安全實(shí)驗(yàn)室的核心措施，是通過排風(fēng)保持室內(nèi)和生物安全柜內(nèi)的負(fù)壓（相對(duì)負(fù)壓），所以排風(fēng)機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備之一。三級(jí)和四級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置備用排風(fēng)機(jī)，備用排風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動(dòng)切換，切換過程中應(yīng)能保持有序的壓力梯度和定向流；排風(fēng)與送風(fēng)連鎖，排風(fēng)先于送風(fēng)開啟，后于送風(fēng)關(guān)閉，有效防止室內(nèi)危害生物因子外溢[6]。屋面排風(fēng)機(jī)出風(fēng)口不宜采用易產(chǎn)生反吹向下氣流的普通傘形防雨風(fēng)帽，宜選用圓錐形風(fēng)帽（或方錐形風(fēng)帽），風(fēng)帽出風(fēng)口氣流均垂直向上吹出，避免存在風(fēng)向朝下吹的反彈氣流。關(guān)于生物安全柜實(shí)驗(yàn)室是否設(shè)置單獨(dú)的廢物通道問題，如果廢棄物數(shù)量多、污染大、不易密封，滯留在室內(nèi)易造成污染，應(yīng)設(shè)專用廢棄物通道及時(shí)傳出，否則宜簡(jiǎn)潔化，分階段共用物流通道即可。

3 示例說明

圖1 是藥企P2+實(shí)驗(yàn)室布局及通風(fēng)示意圖，該藥企生物安全實(shí)驗(yàn)室安全防護(hù)等級(jí)為加強(qiáng)型二級(jí)，實(shí)驗(yàn)室套間組合采用氣流風(fēng)壓主導(dǎo)的“滑梯”式的簡(jiǎn)潔布局，通過逐間遞進(jìn)的理念方式，大致分為3 大區(qū)域，清潔區(qū)有一更間和準(zhǔn)備間，半污染區(qū)有二更間和緩沖間，污染區(qū)為實(shí)驗(yàn)室核心工作間。將污染風(fēng)險(xiǎn)最大的實(shí)驗(yàn)室核心工作間布局在最里側(cè)，相對(duì)室外大氣壓差約為-40 Pa，其與室外方向上相鄰相通的緩沖間為梯度氣鎖（cascade airlock）設(shè)置，其相對(duì)室外大氣的壓差為-25 Pa，其氣壓高于核心工作間（-40 Pa），低于二更間（-10 Pa）。考慮到一更間作為未受危害因子污染的清潔區(qū)，將一更間做成正壓氣鎖（bubble airlock），其氣壓高于兩側(cè)相通房間，阻斷兩側(cè)空氣相互流通。這種布局方式，可以嚴(yán)防生物安全實(shí)驗(yàn)室內(nèi)含有危害生物因子的污染區(qū)空氣的外溢，并能夠防止外界空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部產(chǎn)生不利干擾污染，既不讓實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部空氣流出到外界，又不讓外界空氣流入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部。該藥企P2+實(shí)驗(yàn)室采用全新風(fēng)潔凈送風(fēng)系統(tǒng)，室外新風(fēng)經(jīng)過中央組合式空調(diào)機(jī)組AHU（air handling unit）的初效過濾段、表冷段、風(fēng)機(jī)及均流段、加熱段、加濕段、中效過濾段等，送風(fēng)至各房間上部頂棚處的高效送風(fēng)口，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣流組織主要采用上送下側(cè)排形式，讓各房間內(nèi)氣流風(fēng)向均從門口（入口）區(qū)域吹向房間內(nèi)側(cè)，室內(nèi)排風(fēng)口處就近安裝高效空氣過濾器，可有效防止排風(fēng)管道內(nèi)部受到污染。否則，如果只將過濾器安裝在排風(fēng)管道上，遠(yuǎn)離房間室內(nèi)排風(fēng)口的話，排風(fēng)管道內(nèi)部由于不易清潔消毒，易導(dǎo)致過濾前的室內(nèi)污染物在排風(fēng)管道內(nèi)發(fā)生滯留積累。該布局選用BSC-IIA2 生物安全柜，安全柜頂部自帶排風(fēng)高效，在其安全柜頂部出氣口就近安裝排氣罩，該排氣罩排氣量略大于安全柜頂出氣量，排氣罩能夠有效罩（套）住安全柜頂排口即可，保持合適透風(fēng)間隙，不用密封連接，這樣安全柜開機(jī)或關(guān)機(jī)，房間送風(fēng)量、排風(fēng)量均不發(fā)生變化，故此安全柜開關(guān)機(jī)均不會(huì)對(duì)房間壓差造成不良波動(dòng)，有利于該P(yáng)2+實(shí)驗(yàn)室整體壓差系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

圖1 藥企P2+實(shí)驗(yàn)室布局及通風(fēng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of layout and ventilation of P2+pharmaceutical lab

4 結(jié)束語

根據(jù)生物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常會(huì)構(gòu)筑多道防線。例如，第一道防線為生物安全柜等設(shè)備裝置自身的密閉性、不外泄性，設(shè)備操作人員培訓(xùn)合格后方可上崗進(jìn)入生物安全實(shí)驗(yàn)室；第二道防線是當(dāng)危害生物因子偶然發(fā)生外溢（濺）出安全柜等設(shè)備裝置時(shí)，有應(yīng)急預(yù)案能夠及時(shí)進(jìn)行人工處理，有條件的可以安裝有害生物因子泄漏自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，并將對(duì)外溢出的危害生物因子滅活；第三道防線是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的氣密性、氣流組織、負(fù)壓環(huán)境，讓即使外溢（濺）出生物安全柜且沒有及時(shí)就近消毒滅活的危害生物因子氣溶膠，也能及時(shí)經(jīng)過濾排出實(shí)驗(yàn)室，不污染危害操作人員，防止出現(xiàn)不經(jīng)空氣過濾處理就泄漏出實(shí)驗(yàn)室的污染事故。構(gòu)筑好第三道看守防線，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造時(shí)要特別關(guān)注房間布局和送風(fēng)、排風(fēng)通風(fēng)工程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，宜就近開設(shè)風(fēng)井（道），劃分排風(fēng)系統(tǒng)和補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)管道系統(tǒng)做到距離宜短不宜長(zhǎng)、彎頭宜少不宜多，風(fēng)管變徑、拐彎處宜順暢空氣流線，符合空氣流動(dòng)規(guī)律，排風(fēng)系統(tǒng)宜分開少合并不宜過分龐雜，減小系統(tǒng)阻力，降低系統(tǒng)噪聲，防止相互間風(fēng)量風(fēng)壓不利干擾，讓實(shí)驗(yàn)室氣流穩(wěn)定、可靠、持續(xù)地從清潔區(qū)流向半污染區(qū)、污染區(qū)，讓生物危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)高的設(shè)備、物品、區(qū)域始終盡可能處于下風(fēng)向，讓室內(nèi)氣流及相通房間氣流均最大限度地由被污染風(fēng)險(xiǎn)低的空間（區(qū)域）流向被污染風(fēng)險(xiǎn)高的空間（區(qū)域），氣流組織設(shè)計(jì)能夠最大化有利于室內(nèi)污染空氣及可能被污染空氣的排出，抓住這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，從根本上解決問題，在布局及通風(fēng)系統(tǒng)盡可能做到生物安全實(shí)驗(yàn)室的本質(zhì)安全，并結(jié)合其他專業(yè)如給排水、配電、消防等，將生物危害風(fēng)險(xiǎn)始終控制在可接受程度。