生物安全

文/張雨晨

導言：

科研活動，其實就是試錯探索，不少時候，看起來挺像“作死”的。從當年的《異形》《怪形》到近年的《普羅米修斯》《生化危機》和《異星覺醒》，科幻電影中那些“不作不死”的科研團隊，前仆后繼地用自己的血肉之軀消遣著一代又一代的觀眾。但這樣的驚險橋段，在現實中也會發生嗎？

下面就讓我們來看看，那些電影中橫行銀幕的病毒和怪物，穿越到現實中還能否興風作浪吧。

從生命誕生之初，來自其他生物的威脅，就成了不亞于環境本身的重大生存壓力。不管是尖牙利爪的毒蛇猛獸、附骨之疽般的寄生蟲還是寂靜中收割生命的瘟疫，來自其他生物的各種“惡意”，讓當年在東非草原上戰戰兢兢討生活的人類祖先，經歷了刻骨銘心的深切傷痛。

一 血淚之路

當智人用手中的火炬點燃了地球上每一塊大陸之后，來自猛獸的有形傷害，對人類整體已然微不足道。但是，源自細菌、病毒、真菌以及原生生物的疾病，卻隨著人類聚居規模的空前擴大而威力暴漲，甚至能對文明造成毀滅性打擊。目前已知最早的人類文明——蘇美爾人，就在英雄史詩《吉爾伽美什》中，記錄了這位論資排輩數第一的古老英雄，經過艱苦跋涉，探尋“萬靈藥”的傳奇故事。可見，在文明誕生的伊始，對于疾病的征服，已經成了人們非常迫切的需求。

不過，在之后漫長的歷史之中，人類文明的后繼者們干得并不算多么漂亮。三國爭霸連年鏖戰，對華夏大地造成的殺孽尚不及一場大規模爆發的傷寒。盛極一時的東羅馬帝國，鼎盛時期因為一場大瘟疫而一蹶不振。英法百年戰爭的亡魂，與橫掃歐陸的黑色死神比起來顯得無足輕重。殖民者對美洲原住民慘無人道的屠戮，也不過是天花浩劫的零頭。甚至到了現代醫學已經初步建立的20世紀，西班牙流感還是讓絞肉地獄般的第一次世界大戰自愧不如。

想當年，我們面對這些無形的死神是那么脆弱。各種傳統的草藥醫學，在殘酷的自然力量面前，是如此的力不從心。那些從巫術演化而來的精美醫學理論，在累累白骨面前，都顯得蒼白無力。

直到荷蘭的列文虎克發明了顯微鏡，我們才第一次看清了死神的真面目。之后的歲月里，隨著法國的巴斯德、德國的科赫等一大批科學家的不懈努力，人類才真正開始向病原生物宣戰。

而在研究這些致命疾病的過程中，對自我的防護也越來越不可或缺。

從歷史上看，在早期的科學研究中，科學家們往往并不注重安全防護，經常暴露在各種危險的化學試劑或者生物制劑面前。這其中最著名的例子，大概就是直接研究放射性物質的居里夫婦了。直到現在，居里夫人的實驗筆記，還只能封裝在厚重的鉛盒里，避免其上沾染的輻射危害閱讀者。

二 現代防護

在科學研究的拓荒時代，相比于實驗室里的研究者，在一線與死神奮戰的醫生，從無數的經驗教訓中，率先總結出了最早的個人防護和消毒滅菌概念。

在黑死病肆虐西方時，歐洲的瘟疫醫生們披上了厚重的黑衣，頭部則佩戴了填充有草藥的“鳥喙面具”。雖然這套行頭的防護效果遠不如它的嚇人效果，但它畢竟是人類最早的“防化服”之一，其中的很多設計理念，一直延續到了今天。那炫酷的鳥嘴面具，其實就有幾分現代防毒面具的影子。

之后，隨著歐洲的文藝復興，近代醫學先驅們對于疾病、感染的理解越來越深入，各種針對性的防護技術也愈發完善。到了今天，在科研、醫療和工程等領域，已經形成了一整套行之有效的生物安全防護系統。

現代的科研機構，都有著完善的生物安全防護系統。實驗室通過科學的設計布局、配套的防護設施，以及標準化的操作程序與管理制度，盡最大可能地保證實驗人員和外部環境不會受到來自實驗生物樣本的感染。

目前國際通行的標準，將生物安全防護水平（Biosafety Level,BSL）從低到高分為BSL-1、BSL-2、BSL-3、BSL-4四個等級。簡單概括來說，BSL-1主要用于開展對人體和環境無害的生物研究，中學生物課的實驗室就是這種水平；BSL-2則負責容納有中等潛在危險的微生物，已經需要一些基本的防護設施了；BSL-3則可以收納、研究足以致死的傳染性疾病，需要專門設計的科研設備和進入制度；至于最高級的BSL-4，則用于研究高度危險，甚至目前都缺少有效治療手段的病原微生物，比如埃博拉病毒。

實際上，在生物科學領域，絕大部分的基礎研究都只需要BSL-1實驗室就可以了。所以現實中的很多生物實驗室，并沒有電影里那么高大上，甚至可能乍一看有些“臟亂差”。

不過，當研究對象是有致病潛力的東西時，安全級別就需要提升了。對于這些更高安全等級的實驗室，裝有雙重密封門和氣閘室的專用通道、嚴格的進出制度，以及全套防護設備就非常必要了。其中，生物安全柜和防護服就是科研人員最重要的兩道防護屏障。

所謂生物安全柜，就是能夠保護操作者與外部環境的實驗臺。它們根據防護水平有三個級別。其中最基本的一級安全柜，通過控制內部氣流，在臺面上形成負壓空間，保證安全柜內部的病原體無法以氣溶膠的形式擴散到外界，吸入的空氣最后也會經過專門過濾處理后才排放。

而二級安全柜的內部氣流循環則更加復雜，不但要形成負壓空間，同時還要保證實驗樣本接觸的空氣也是清潔的，這樣一來，可以防止其他物質污染實驗樣本，從而得到最精確的實驗結果。

至于應對最極端情況的三級安全柜，則有著完全不同的設計。三級安全柜完全放棄了開放式布局，反而做成了一個封閉的結構，只有換氣道和傳遞通道可以對外。在三級安全柜的側壁上，有著固定其上的密封操作手套。使用時，實驗操作者只需要把手伸手套里，就能操作安全柜內的樣本了。因此，三級安全柜也被俗稱為“手套柜”。如此設計，就是為了能把實驗樣本和實驗操作者完全隔離，以最大限度地保證外部人員和環境的安全。

而作為生物安全系統的最后一條防線，防護服也有不同的種類。最基本的布制隔離服基本就相當于全身版白大褂，主要是防止污物直接接觸人體。最高級的正壓防護服，則可以用于最危險的BSL-4環境。這種看著略顯滑稽的“充氣皮套”，有著獨立的內部氣流循環，可以保證穿戴者與外部環境完全隔離。而且，因為正壓防護服的內部氣壓高于外部大氣壓，所以即便因為意外出現了小破口，向外吹出的氣流也不會讓致命的病菌立刻進入防護服內部，從而進一步增加了安全性。也就是說，很多影片中出現的“一個小破口就送命”情節，在現實中反而不容易發生，因為這種顯而易見的隱患早就被防護服的設計者想到了。

如此看來，現代研究機構對病菌的防護已經比較完備了，電影里那些“一個實驗失誤就毀滅世界”的情節并不太可能在現實中發生。但是，相比于無形的微生物，對于有形的大型生物，研究機構又是怎么管理的呢？

國際上，對實驗動物同樣也有著嚴格的生物安全等級劃分，大體來說分為三個級別，分別是普通級、SPF級和無菌級。

普通級的實驗動物，就是經過檢疫，確認沒有人獸共患疾病和烈性動物傳染病的實驗動物。一般來說，這些動物只能用于面向學生的實驗課。但有一些大型實驗動物，例如比格犬、恒河猴等，因為養殖原因，實驗中用到的絕大部分都是普通級。尤其是恒河猴等非人靈長類，容易會攜帶對人類足以致命的B病毒，但自身卻沒有明顯癥狀，所以在實驗時需要格外小心。

而SPF級，就是指“無特定病原體”動物。在這些實驗動物體內，沒有任何潛在的致病菌以及對科研有影響的微生物。換句話說，它們的體內基本上是“干凈”的，即便還有一些“外來居留人員”，也都是沒有任何“案底”的。對于這幫金貴的家伙，其居住的環境也十分講究，被稱為“屏障環境”。這種環境與外界之間有著嚴格的隔離措施，空氣需要經過層層凈化過濾才能進入其中。SPF級的小鼠和大鼠（這是兩個不同的物種，關系類似黑猩猩與大猩猩），住的是24小時恒溫、恒濕的屋子，每個密封鼠籠都有獨立的供氣管道。舒舒服服住在其中的鼠大爺們，呼吸的是經過三級過濾的超凈空氣。反而是進入這里的科研人員，都要穿戴全套滅菌工作服、消毒手套和口罩。如此大費周章，為的就是保住這些SPF級動物的“金身”，唯恐它們沾染任何外界可能存在的病原微生物。對于大部分生物研究來說，SPF級的小鼠和大鼠都是絕對的主力，它們的“金身”也成了提供精確可信的科研數據的最好工具。

而無菌級動物，顧名思義，其體內沒有任何現有技術可檢出的微生物——當然現有技術檢測不出來的家伙也不能打包票說一定沒有。一般而言，無菌級動物都是特指11號染色體隱性裸基因發生突變、T淋巴細胞缺損、無法對外來異物做出免疫應答的小鼠突變系——“裸鼠”。

這種嬌貴得不能再嬌貴的小東西，終其一生，都只能居住在類似三級生物安全柜的隔離環境里。實驗人員也只能通過操作窗口上固定的密封手套，來對它們進行操作。不過隔離環境與三級安全柜不同之處在于，安全柜是為了防止里面的東西污染外面，隔離環境則是防止外面的任何風吹草動影響了里面幾乎完全不設防的裸鼠。

自然，維持這樣的環境是很麻煩的。但“裸鼠”因為缺少免疫應答能力，所以對移植到體內的幾乎所有組織都不會產生排異反應，是免疫學、腫瘤學等領域的重要實驗工具，此外也是測試疫苗安全性的最好模型。

因此，不管是對于看不見的病菌還是瞅得著的實驗動物，現代的科研機構都有著嚴格的管理方法和設施劃分，只要設備運轉正常、操作規程被嚴格執行，就不太可能出現什么人命官司。

那么，如果電影里的科學家們能有現實中的同行們這樣的防護意識，結果會是怎么樣的呢？

三 作死手冊

在現代的防護系統面前，大部分科幻電影都要提前至少一個小時結束了。

比如說《生化危機》中的各種病毒，作為主要靠接觸傳染來擴散的病原體，幾乎完全沒有僥幸溜出實驗室的機會。如果這樣嚴密的防范還能出現“大新聞”，就幾乎只能認定是有“內鬼”在主動放虎歸山了。這一點上，游戲設定得還是比較嚴謹的，故事中的絕大部分災難，都是某些反派惡棍的陰謀所導致的。

至于各種在外星發現的不明生物樣本，在現實中，會被第一時間丟進BSL-4級實驗室的三級生物安全柜。之后任它再怎么能耐，也不太可能出去興風作浪了。實在碰上些強悍兇猛的刺兒頭，也不過是給安全柜多加幾層裝甲板，再學習核物理實驗室用機械手進行操作而已。科研設施的工作人員，在忙完工作以后也能安心休息下班，而不用擔心身邊的同事，更不必擔心自己體內突然冒出一條外星觸手……

由此觀之，幾乎所有涉及生物安全問題的科幻電影，都在科技發達的未來，犯下了在當下都無法容忍的低級錯誤。

比如說堪稱科幻影史經典的《異形1》，在一名船員直接接觸到外星抱臉蟲后，其他人竟然在沒有任何隔離措施的情況下，就把他直接拉到船上的醫務室里。雖說救人心切乃人之常情，但也真是心太大了。

如果說《異形1》的船員畢竟是一幫在星際間跑運輸的“太空卡車司機”，缺少足夠的安全知識也能理解。那么在《普羅米修斯》中，那支由各領域“頂尖專家”組成的星際科考隊，就完全是無限作死的典范了。甚至可以說，這部影片的幾乎所有劇情轉折，都或多或少與這些專家完全沒有安全常識有關，無怪乎有人吐槽說這部片子應該改名叫《一群腦殘上太空》。

而在最近上映的后傳作品《異形：契約》中，新一代的考察隊繼續“發揚”了前輩們屢屢作死的“光榮傳統”，干出了深入外星環境卻連防護面罩都不戴的“豪放壯舉”，也難怪后來被逐一“點名領便當”了。有人甚至調侃道，這部影片里幾乎所有的角色死亡，都是某種程度的“自殺”。

可以說，這些科幻電影想要表現的主題（之一），是科研探索應當謹慎小心，但演繹的形式卻有點兒過分夸張了。現實中的科學研究，往往比科幻電影想象得還要謹慎、還要嚴格。因為每一條嚴苛制度的背后，都是無數刻骨銘心的慘痛教訓，都是一代一代先驅的生命。

現實中，面對未知而膽大妄為的家伙，往往并不是科幻作品里最常見的科學家，而是那些“無知無畏”的“作死能手”。

到現在都幾乎無藥可醫的艾滋病，最早是由雖然熟悉當地環境但缺少現代科學知識的土著獵人患上的。之后，也是另一些同樣對生物安全一無所知的游客，將這種恐怖的疾病傳遍了全世界。當科學家把HIV樣本鎖進實驗室的時候，一切都已經太晚了。至于更加致命的埃博拉病毒，同樣是由當地人接觸野生動物感染上的，而非科研團隊手滑放出來的。

在中國，清末鼠疫大流行時也出現了類似的現象。進入疫區的“西醫”師生們很少出現感染，而傳統中醫則因為缺少基本的病原生物學概念及防護知識，不少人都在拯救患者的時候把自己也搭進去了。

面對未知的深淵，逃避的結果，就是歷史上無數慘絕人寰的大瘟疫；冒進的結果，就是現實中的各種“作死能手”；只有靠著嚴謹的思維、及時的總結和科學的分析，我們才能在黑暗中用理性之光照出一條向前的道路，然后一步一個腳印地延伸人類知識的邊界，把未知的黑暗，變成屬于全人類的知識新大陸。

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