CSET：从出版物看全球生物安全三级 实验室分布
日期：2023-02-10 00:00:00
2022年8月，美国乔治敦大学安全与新兴技术中心（CSET）发布《从出版物看生物安全三级实验室分布》报告，对全球范围内生物安全三级实验室的分布情况进行了分析。具体来看，研究团队对2006—2021年期间收录于美国国立卫生研究院生命科学期刊全文数据库的约200万篇英语文献进行了关键词搜索，利用文本挖掘法更加精准地确定出具有生物安全三级实验室的机构，按照国别和大洲两个维度对其分布情况进行了统计，并得出了几点结论。
当前，对病原体的研究为科学界和政策界提出了一项难题。一方面，这类研究为开发疫苗和疗法、了解宿主和病原体的相互作用以及预防大流行病提供了巨大机会。但另一方面，这类研究可能导致实验室事故或潜在的滥用可能，政府和监管机构为规避风险可能会制定限制性强的法律法规，这将阻碍科学探索发现。生物安全三级（BSL-3）实验室作为此类研究基础设施的关键组成部分，能够确保科学家在安全可靠的环境中对传染性病原体进行研究。因此，统计生物安全三级实验室的数量及其分布，可以帮助把握目前全球各国正在开展传染性病原体研究的整体情况。
图1生物安全等级及其特点和代表疾病
一、研究方法
为了把握全球BSL-3实验室的分布情况，本研究首先对2006年至2021年期间发表，且收录于PubMed Central[1]的约200万篇英语文献进行了关键词搜索（BSL-3,biosafety level 3或biological safety level 3）。在涉及上述关键词的文献中，研究团队根据作者的自我报告，确定出具有BSL-3实验室的机构及其所在位置。此前的研究主要依靠调查已知的机构来确定BSL-3实验室的位置分布和特征，而CSET以期刊论文为研究对象，通过文本挖掘法，更加精准地捕捉到了拥有BSL-3实验室的机构。需要注意的是，本研究的分析数据不包括以下几种情况：未将研究成果发表的BSL-3实验室，如参比实验室和临床诊断实验室[2]；出版物未收录在PubMed Central (无论其研究是否发表)的BSL-3实验室；出版物收录在PubMed Central，但并非用英语撰写文章的实验室；未在出版物方法论部分使用BSL-3生物防护方法（biocontainment methods）进行自我报告的实验室。
二、全球BSL-3实验室分布
本研究首先对各国拥有BSL-3实验室的机构现状进行了统计分析。如图2所示，美国和中国拥有BSL-3实验室的机构数量分列世界第一（148所）和第二位（69所）。与美中两国相比，其他国家拥有BSL-3实验室的机构数量明显减少，印度、德国、西班牙、法国、日本、韩国、意大利和荷兰有18所到8所不等的机构拥有BSL-3实验室。
研究指出，美国拥有BSL-3实验室的机构类型具有更广泛的代表性，反映出美国研发体系的分散性质，其148所拥有BSL-3实验室的机构分布在美国各地的联邦研究中心、高校和企业中。中国对生物技术研发的重视可能是其拥有数量众多BSL-3实验室的原因，与美国相比，中国拥有BSL-3实验室的机构主要集中在国家重点实验室、部队医院以及与中央政府关系密切的“双一流”研究型高校中，这反映出中国研发体系具有集中性的特点。俄罗斯只有4家拥有BSL-3实验室机构用英语发表了文章，这些机构都是联邦研究中心，这可能反映出俄罗斯科学家倾向于用俄语发表论文，或者相关研究涉及机密或军事目的，也可能反映出俄罗斯由于科研机构重组和科学家数量减少等原因导致拥有BSL-3实验室的机构减少。
PubMed Central (PMC)是美国国立卫生研究院提供的一项服务，用于存档生物医学和生命科学领域的科研文献。
[2]许多BSL-3机构是通过国内外合作建立的国家参比实验室和临床诊断设施，它们通常在学术环境之外发挥作用，以为疾病提供诊断和参考信息。例如，美国国际开发署支持吉尔吉斯斯坦、赞比亚等多国设立BSL-3参比实验室，其目的并非研究，而是诊断和监测地方性结核病，并为实验室人员提供培训和资源。
图2各国拥有BSL-3实验室的机构数量
按照大洲来看，虽然北美洲只有4个国家拥有BSL-3实验室，但其总量比其他大洲都多。在北美洲拥有BSL-3实验室的157所机构中，有148所位于美国，其余位于加拿大、墨西哥和海地。亚洲有18个国家的机构拥有BSL-3实验室，共140所，其中中国占近一半。单个欧洲国家拥有BSL-3实验室的机构数量较少，但它们加起来约占全球总量的1/4。其中，德国、西班牙、法国、意大利和荷兰分别有超过8所拥有BSL-3实验室的机构。非洲有11个国家的机构拥有BSL-3实验室，其中南非最多，7所机构拥有BSL-3实验室。南美洲有5个国家的机构拥有BSL-3实验室，其中巴西最多，5所机构拥有BSL-3实验室。大洋洲只有澳大利亚的3所机构拥有BSL-3实验室。
研究发现，在北美洲和亚洲，美国和中国分别“独占鳌头”，拥有各自区域内绝大多数的BSL-3实验室。在欧洲和非洲，一些大型机构的BSL-3实验室往往作为几个周边国家的区域性公共研究空间，因此欧洲和非洲地区的科研人员很难拥有独立的BSL-3实验室，大多依赖大型机构的基础设施开展研究，如荷兰伊拉斯谟医学中心以及世卫组织在乌干达的结核病参比实验室。另外，美国也有类似的“区域性生物安全中心”，供科研人员在高度隔离的安全环境中进行生物安全三级研究。
图3各大洲拥有BSL-3实验室的机构数量
三、结论
通过分析，CSET得出了拥有BSL-3实验室的机构在全球的分布情况，这有助于加深对世界各地病原体研究和研究基础设施建设现状的了解。同时，CSET也得出以下主要结论：美国的BSL-3实验室主要分布在联邦研究中心、高校和企业中，而中国的BSL-3实验室主要由国家级机构管理并运营，包括国家重点实验室、部队医院和高校等，中美两国BSL-3实验室所属机构类型的差异可能反映了两国在科研组织方式上的不同；其他国家和地区的BSL-3实验室数量较少，但不同地区的机构之间存在密切的合作关系；在许多BSL-3疾病肆虐的地方，如非洲和中亚地区，并没有很多机构拥有BSL-3实验室，大多数BSL-3资源被转移到参比实验室和临床诊断中心。
当前，对病原体的研究为科学界和政策界提出了一项难题。一方面，这类研究为开发疫苗和疗法、了解宿主和病原体的相互作用以及预防大流行病提供了巨大机会。但另一方面，这类研究可能导致实验室事故或潜在的滥用可能，政府和监管机构为规避风险可能会制定限制性强的法律法规，这将阻碍科学探索发现。生物安全三级（BSL-3）实验室作为此类研究基础设施的关键组成部分，能够确保科学家在安全可靠的环境中对传染性病原体进行研究。因此，统计生物安全三级实验室的数量及其分布，可以帮助把握目前全球各国正在开展传染性病原体研究的整体情况。
图1生物安全等级及其特点和代表疾病
一、研究方法
为了把握全球BSL-3实验室的分布情况，本研究首先对2006年至2021年期间发表，且收录于PubMed Central[1]的约200万篇英语文献进行了关键词搜索（BSL-3,biosafety level 3或biological safety level 3）。在涉及上述关键词的文献中，研究团队根据作者的自我报告，确定出具有BSL-3实验室的机构及其所在位置。此前的研究主要依靠调查已知的机构来确定BSL-3实验室的位置分布和特征，而CSET以期刊论文为研究对象，通过文本挖掘法，更加精准地捕捉到了拥有BSL-3实验室的机构。需要注意的是，本研究的分析数据不包括以下几种情况：未将研究成果发表的BSL-3实验室，如参比实验室和临床诊断实验室[2]；出版物未收录在PubMed Central (无论其研究是否发表)的BSL-3实验室；出版物收录在PubMed Central，但并非用英语撰写文章的实验室；未在出版物方法论部分使用BSL-3生物防护方法（biocontainment methods）进行自我报告的实验室。
二、全球BSL-3实验室分布
本研究首先对各国拥有BSL-3实验室的机构现状进行了统计分析。如图2所示，美国和中国拥有BSL-3实验室的机构数量分列世界第一（148所）和第二位（69所）。与美中两国相比，其他国家拥有BSL-3实验室的机构数量明显减少，印度、德国、西班牙、法国、日本、韩国、意大利和荷兰有18所到8所不等的机构拥有BSL-3实验室。
研究指出，美国拥有BSL-3实验室的机构类型具有更广泛的代表性，反映出美国研发体系的分散性质，其148所拥有BSL-3实验室的机构分布在美国各地的联邦研究中心、高校和企业中。中国对生物技术研发的重视可能是其拥有数量众多BSL-3实验室的原因，与美国相比，中国拥有BSL-3实验室的机构主要集中在国家重点实验室、部队医院以及与中央政府关系密切的“双一流”研究型高校中，这反映出中国研发体系具有集中性的特点。俄罗斯只有4家拥有BSL-3实验室机构用英语发表了文章，这些机构都是联邦研究中心，这可能反映出俄罗斯科学家倾向于用俄语发表论文，或者相关研究涉及机密或军事目的，也可能反映出俄罗斯由于科研机构重组和科学家数量减少等原因导致拥有BSL-3实验室的机构减少。
PubMed Central (PMC)是美国国立卫生研究院提供的一项服务，用于存档生物医学和生命科学领域的科研文献。
[2]许多BSL-3机构是通过国内外合作建立的国家参比实验室和临床诊断设施，它们通常在学术环境之外发挥作用，以为疾病提供诊断和参考信息。例如，美国国际开发署支持吉尔吉斯斯坦、赞比亚等多国设立BSL-3参比实验室，其目的并非研究，而是诊断和监测地方性结核病，并为实验室人员提供培训和资源。
图2各国拥有BSL-3实验室的机构数量
按照大洲来看，虽然北美洲只有4个国家拥有BSL-3实验室，但其总量比其他大洲都多。在北美洲拥有BSL-3实验室的157所机构中，有148所位于美国，其余位于加拿大、墨西哥和海地。亚洲有18个国家的机构拥有BSL-3实验室，共140所，其中中国占近一半。单个欧洲国家拥有BSL-3实验室的机构数量较少，但它们加起来约占全球总量的1/4。其中，德国、西班牙、法国、意大利和荷兰分别有超过8所拥有BSL-3实验室的机构。非洲有11个国家的机构拥有BSL-3实验室，其中南非最多，7所机构拥有BSL-3实验室。南美洲有5个国家的机构拥有BSL-3实验室，其中巴西最多，5所机构拥有BSL-3实验室。大洋洲只有澳大利亚的3所机构拥有BSL-3实验室。
研究发现，在北美洲和亚洲，美国和中国分别“独占鳌头”，拥有各自区域内绝大多数的BSL-3实验室。在欧洲和非洲，一些大型机构的BSL-3实验室往往作为几个周边国家的区域性公共研究空间，因此欧洲和非洲地区的科研人员很难拥有独立的BSL-3实验室，大多依赖大型机构的基础设施开展研究，如荷兰伊拉斯谟医学中心以及世卫组织在乌干达的结核病参比实验室。另外，美国也有类似的“区域性生物安全中心”，供科研人员在高度隔离的安全环境中进行生物安全三级研究。
图3各大洲拥有BSL-3实验室的机构数量
三、结论
通过分析，CSET得出了拥有BSL-3实验室的机构在全球的分布情况，这有助于加深对世界各地病原体研究和研究基础设施建设现状的了解。同时，CSET也得出以下主要结论：美国的BSL-3实验室主要分布在联邦研究中心、高校和企业中，而中国的BSL-3实验室主要由国家级机构管理并运营，包括国家重点实验室、部队医院和高校等，中美两国BSL-3实验室所属机构类型的差异可能反映了两国在科研组织方式上的不同；其他国家和地区的BSL-3实验室数量较少，但不同地区的机构之间存在密切的合作关系；在许多BSL-3疾病肆虐的地方，如非洲和中亚地区，并没有很多机构拥有BSL-3实验室，大多数BSL-3资源被转移到参比实验室和临床诊断中心。