新冠病毒肆虐中國近兩個月，武漢戰疫到了關鍵時刻。從1月24日武漢宣布封城，全國各省採取重大突發公共衛生事件一級響應至今，關於新冠病毒的體外生存時間、氣溶膠傳播的預防、糞口傳播的可能性等各類科普、討論在各類媒體間迅速傳播，國民對個人衛生消毒、環境場所消毒前所未有地重視，以至於各大賣場酒精、84等消毒液頻頻斷貨，線上線下各類消毒液瞬間售罄。然而，不規範使用消毒劑的情況也時有發生，2月19日，國家衛生健康委辦公廳關於印發消毒劑使用指南為科學指導公眾正確使用消毒劑，主要是一些常規有刺激性氣味消毒液，介紹比較簡約。
近日經常看到報導關於衛生間、電梯等公共場所消毒液噴施得太多，即使進出者戴著口罩也依然感覺燻鼻辣眼。大疫當前，防患於未然，可以理解，令人擔憂的是消毒人員如不進行專業培訓，會反覆噴施消毒劑。不僅浪費過多消毒液，而且對自己的健康也有潛在的危害。我曾在美國耶魯大學醫學院傳染病系從事生物安全研究，經常使用和接觸到各類消毒劑，配製消毒劑也是實驗室學生的基本功，甚至在96孔平板上進行安全可控的殺病毒比賽，並篩選各類病毒的中和試劑，安全環保的消毒劑會很快提供給大家使用。那麼現在經常使用的各類消毒劑的安全性怎樣？他們的優缺點有哪些呢？
一、消毒液使用不當，安全隱患陡增
國家衛健委在新頒發的消毒劑使用指南中指出：目前尚無新型冠狀病毒抗力的直接資料，基於以往對冠狀病毒的了解，所有經典消毒方法應都能殺滅冠狀病毒。中國疾控中心消毒學首席專家、環境所消毒中心主任張流波說：「所有的消毒劑對冠狀病毒都有效」。冠狀病毒是包膜病毒，相對於非包膜的脊髓灰質炎病毒，它確實是很容易被殺滅的病毒，被推薦的常用消毒劑主要是酒精、氯類、酚類、醛類等消毒劑，這些刺激性強、高氧化、高腐蝕性消毒劑很容易使冠狀病毒的包膜蛋白變性。這些低成本消毒劑在使用的時候，要特別注意它們的安全使用和保存的方法。
75%的酒精 可滲入細菌內部，使細菌的蛋白質凝固，也可使病毒蛋白變性。長期使用酒精消毒洗手，對皮膚有潛在的刺激性副作用，能夠溶解人體皮膚細胞膜的磷脂，會給皮膚及毛囊細胞造成損壞，造成毛髮脫落，皮膚萎縮、血管擴張等反應。酒精儲存的安全性要求也比較高，易燃，須遠離火源，安全風險較大。
氯類消毒劑 ，是指溶於水產生次氯酸的消毒劑。次氯酸分子量小，易擴散到細菌、病毒表面並穿透細菌細胞膜作用菌體蛋白，或直接使病毒的蛋白氧化變性失活。作為強氧化劑，對多種生物有滅生性，對金屬有腐蝕性，不能與還原物質共儲共運，也須遠離火源。84與潔廁靈這類的鹽酸清洗劑不能混用，二者反應會迅速產生氯氣，氯氣對人的呼吸道傷害眾所周知，3000mg/l立方米的氯氣致人死亡。
過氧化物類消毒劑 具有強氧化能力，可滅活各種微生物、病毒。這類消毒劑包括過氧化氫、過氧乙酸、二氧化氯和臭氧等，它們的優點是消毒後在物品上不留殘餘毒性。其中二氧化氯被認為是環境友好型消毒劑，低濃度的二氧化氯甚至可以清洗果蔬和飲用水消毒，但由於二氧化氯具有極強的氧化能力，與多種物質能發生劇烈反應，對金屬有腐蝕性，因此不宜與其他消毒劑、鹼或有機物混用。液體二氧化氯遇光熱很不穩定，生產過程和運輸過程安全性要求比較高。使用時應戴手套，避免高濃度大劑量使用強氧化消毒劑，接觸皮膚和吸入呼吸道。民用二氧化氯現多製備成固體泡騰片使用，濃度不宜過高，適宜100mg/L以下。
醛類消毒劑 包括甲醛和戊二醛等。它們是活潑的烷化劑，作用於微生物蛋白質中的氨基、羧基、羥基和巰基，從而破壞蛋白質分子，對真菌，細菌和病毒都有著很強的殺滅效果，甚至用來殺蟲和殺藻類，但這類消毒液對皮膚和呼吸道黏膜刺激性很強。
酚類消毒劑 包括苯酚、甲酚、六氯酚及酚的衍生物，能使細菌和病毒蛋白凝集沉澱。常用的有滴露，主要成分是對氯間二甲苯酚。還有來蘇爾，其主要成分為甲基苯酚。六氯酚被滷化後增強了殺菌殺病毒作用。酚類消毒劑對口腔、喉嚨和胃部有一定刺激性和腐蝕性，由於不易分解，容易殘留，在醫學消毒領域屬於逐步退出的產品。
以上這幾類是當前大量使用的消毒劑，企業產能也在不斷攀高。霧炮車、灑水車正在各城市公共區域、人員密集的地域進行全方面消毒劑噴施。然而，看到這幾天的新聞報導，我擔心的事情還是發生了：20日，據武漢市水務局公布，武漢全力開展排水設施和汙水處理設施消殺工作，截至2月18日，全市累計出動6520人次，累計投放消毒藥劑1963.58噸，對環境安全影響不言而喻。消毒引發了其他問題，重慶市林業局表示，疫情防控期間，重慶已報告多起因消毒藥液濫用導致的野生動物異常死亡案例，死亡的有烏鶇、白頭鵯、灰胸竹雞、野豬、黃鼠狼等。
除了常規強刺激強氧化性的消毒劑以外，還有哪些消毒劑屬於環境友好的殺病毒消毒劑值得推廣？
二、兩類可殺冠狀病毒的環境友好型消毒劑
1.季銨鹽類消毒劑
陽離子季銨鹽化合物廣泛應用在細菌抑制劑和消毒劑中有近百年的歷史。該類消毒劑低毒安全，副作用小，低濃度有效，無色、無臭、刺激性低。常用的有：單鏈季銨鹽、雙鏈季銨鹽和複合季銨鹽。單鏈季銨鹽代表品種主要有十二烷基二甲基苄基氯化銨（苯扎氯銨）、十二烷基二甲基苄基溴化銨（新潔爾滅）、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化銨（度米芬）和十四烷基二甲基吡啶溴化銨（消毒淨）等。其中苯扎氯銨是單鏈季銨鹽消毒液中最常用的一類消毒成分，其消毒液兼有清潔和殺菌的作用，廣泛用於個人護理，洗髮香波，護髮素等產品。苯扎氯銨易吸附於帶負電荷的細菌表面，改變細菌胞漿膜的滲透性，使菌體破裂，從而起到殺滅作用，小於500 mg/L低濃度的苯扎氯胺常用於在洗手液和黏膜消毒液。研究顯示低濃度的苯扎氯胺沒有滅活冠狀病毒的能力，高於1g/L的水平的苯扎氯胺有溫和殺冠效果，需要作用5分鐘。
人們發現單一品種的單鏈季銨鹽消毒劑往往抗菌譜狹小，還會產生抗藥性。 雙鏈季銨鹽就登堂入室，以雙癸基二甲基氯化銨（沙力迪）,雙十烷基二甲基溴化銨（百毒殺）、溴化（雙十二烷基二甲基）乙撐二銨（新潔靈）等為代表雙鏈季銨鹽，殺菌譜廣，可殺滅多種微生物，包括細菌、藻類和病毒。雙鏈季銨鹽具有較好的水溶性和良好的降低表面張力的能力，主要用於環境消毒和物體表面消毒，常用濃度625mg/L。
複合季銨鹽消毒劑即多種單鏈或者雙鏈季銨鹽復配使用，親脂性互補可以增加殺滅活性，如將烷基二甲基苄基氯化銨與烷基二甲基乙基苄基氯化銨的等量混合物，急性口服毒性明顯下降，安全性提升。複合季銨鹽如與異丙醇復配，除了可以1分鐘殺死各種細菌、真菌，在30秒滅活人類冠狀病毒、流感病毒，1分鐘滅活愛滋病毒、B肝病毒、、單皰疹病毒、呼吸道胞合病毒、2型腺病毒等，該產品美國登記號EPA Registration No. 10492-5。用於非食物接觸的物體表面消毒，可用於醫院環境消毒、衛生間、電梯、商場手推車、電腦屏幕、鍵盤、手機、門把手等。
胍類消毒劑近年來應用較多的一類消毒劑，因其低毒、無刺激，已被廣泛應用於醫藥消毒，食品和其他日常生活用品的消毒。大家熟悉的洗必泰中就含有醋酸氯己定或葡萄糖酸氯己定，它是一種雙胍氯苯，有相當廣的低效廣譜殺菌劑活性，但是殺病毒效果一般。
聚六亞甲基胍類消毒劑 已被公認為是綠色環保無殘留、無毒害的消毒劑。1974年，聚六亞甲基胍的多種殺菌和抗病毒能力就已被深入研究和闡釋。聚六亞甲基胍鹽中的胍基具極強的正電性，由於各類細菌、病毒均呈負電性，所以聚六亞甲基胍鹽很容易吸附細菌病毒，並破壞脂質層，從而使細菌、病毒無法分裂繁殖，喪失活性，即使細菌病毒變異也不會影響發揮滅活作用，而且微生物對聚六亞甲基胍鹽不產生抗藥性，它的殺菌廣譜，可以殺滅金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、彎曲桿菌、大腸桿菌O157、痢疾桿菌、白色念珠菌等多種細菌、致病真菌，其有效濃度低、作用速度快、性質穩定、易溶於水的優良性能，可在常溫下使用，長期抑菌、無副作用，無腐蝕性，且無色、無嗅、無毒、不燃、不爆、使用安全。 研究顯示，聚六亞甲基胍對雌雄小鼠經口LD50>5 000 mg/kg，屬實際無毒級；對家兔皮膚刺激反應積分均值為0，屬實際無刺激性；對小鼠骨髓嗜多染紅細胞無致微核作用；蓄積毒性試驗結果為弱蓄積毒性；對小鼠生殖細胞顯示出無遺傳毒性。0.2%的聚六亞甲基單胍5分鐘可完全滅活貓冠狀病毒，它還可以滅活流感病毒、愛滋病毒、單純皰疹、天花病毒等。近年來，俄羅斯、東歐等一些國家研究發現聚六亞甲基單胍比雙胍有更強的的殺菌殺病毒活性，性能更加優異，屬新一代殺菌消毒劑。聚六亞甲基胍類消毒劑比葡萄糖酸氯己定有更顯著的消毒能力，對細菌、病毒等有更長的作用時效。
聚六亞甲基胍鹽消毒劑顯陽離子性，難與肥皂、陰離子表面活性劑等配伍，多與季銨鹽復配成各類消毒液。2015年韓國研究了單胍與苯扎氯氨的復配消毒效果，與鄰苯二甲醛在消毒水上沒有顯著差異，推薦用於對比SARS冠狀病毒毒力還強的中東呼吸症候群的MERS冠狀病毒消毒。美國2015年推出的一款消毒溼巾，Nugen™ 2M Disinfectant Wipes，登記號EPA Registration No. 6836-372，2分鐘可以滅活包括SARS冠狀病毒、人冠狀病毒、愛滋病毒、流感病毒、單純皰疹病毒、肝炎病毒、呼吸道胞合病毒、輪狀病毒等多種包膜病毒，主要消毒成分即是聚六亞甲基雙胍與兩種單鏈季銨鹽和兩種雙鏈親脂互補復配。
聚六亞甲基胍與其他常用消毒劑相比安全性非常高，作為一種環境友好型多用途新型聚合物，可用於醫用消毒液、隱形眼鏡護理液、個人護理品、食品、飲料和家用消毒殺菌，甚至可用作漱口水，在醫用、農業、工業和日常生活中有著極其廣泛的用途。
特種生物酶在綠色環保消洗行業的應用一直備受關注，一定程度上是抗菌殺毒的新兵。生物酶在醫用多酶清洗液中承擔了重要的角色，如美國3M、魯沃夫，瑞典的潔定品牌，國內的新華、賽潔康等醫用多酶清洗液。這些醫用多酶清洗液是以蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、澱粉酶等生物酶和穩定劑、非離子表面活性劑為主要成分，高效徹底分解去除醫療器械上的生物組織、血漬、蛋白質、脂肪、人體粘液與殘留的病原體等有機汙物，特別是能夠高效去除醫療器械上常規化學清洗液難以清洗的小縫隙及內鏡壁上的細菌生物被膜和一些病毒包膜蛋白。生物酶的活力水平以及與非離子表活的配比兼容性決定了產品的性能。醫用多酶清洗液以其高效、無毒無腐蝕性的特點倍受國內外各大醫院青睞。
那麼生物酶是否可以「降維打擊」，在民用殺菌和消毒消洗領域佔有一席之地呢？因生物酶的綠色友好特性，國內外一直在探索，並且相關產品正在推出應用。
因2003 年爆發的SARS 疫情引起了人們對醫療汙水消毒的高度關注，而用常規的氯類消毒液進行醫療汙水消毒，即不安全，也會造成潛在二次環境危害，中科院環境生態研究所在2004年就應用蛋白酶降解病毒的包膜的原理，以噬菌體病毒為模式病毒，研究了利用蛋白酶降解汙水中病毒效果，結果顯示67.5u/ mL 的蛋白酶K 處理1小時對純水中病毒（6.2 �105PFU/ L）和生活汙水中病毒（7.2 �105PFU/ L）滅活率分別達到了99.4 %和49.4 %，即使使用工業蛋白酶對濃度為1.7 �105PFU/L 的病毒，1小時內能夠滅活74.4 %左右，而且pH 和溫度對病毒滅活效果沒有影響。這也提示高活性的蛋白酶在民用消毒液中對物體表面潛在的病毒滅活具有應用價值。在農業領域，應用鹼性蛋白酶抑制菸草花葉病毒（包膜病毒）也是一種有效的方法。在pH鹼性條件下，更利於鈍化和降解病毒蛋白。筆者曾構建中國第一代工業化的重組高活性鹼性蛋白酶，其降解細菌被膜、蛋白汙漬、血跡都有非常好的效果。
溶菌酶也是一種鹼性蛋白質，帶有大量正電荷，可與帶負電荷的病毒蛋白直接作用，和DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復鹽而使病毒失活。許多研究資料表明溶菌酶具有良好的抗愛滋病毒的作用，並稱為抗愛滋病毒的「殺手蛋白」，還被做成製劑在非洲應用。1995年，日本東北大學的清水文雄教授發現，即使是唾液溶菌酶與0.5毫升愛滋病病毒混合，在37℃保溫1小時，有99％的愛滋病病毒被破壞。國內外研究已經肯定了溶菌酶對SARS冠狀病、腺病毒、皰疹病毒、HIV病毒、B型肝炎病毒、偽狂犬病毒等具有良好的抑制作用。如今無論是蛋白酶還是溶菌酶都可以利用先進的基因工程技術進行改造而提高活性並進行大規模生產降低成本。
最近的研究已經證實新冠病毒有糞口傳播風險，截止23日，全國已有77048位新冠確證病患，人數龐大，醫療汙水和方艙醫院的生活汙水的消毒顯得尤為重要。即使轉陰的康復患者也需要至少兩周隔離隨訪，期間個人和家庭生活汙水的消毒需要重視。綠色安全、環境友好的抗病毒消洗製劑未來的需求量會很大。
四、關於生物安全體系建設的一點建議
10天前，習總書記在中共會議上強調把生物安全納入國家安全體系，系統規劃國家生物安全風險防控和治理體系建設，並推動生物安全法的建立。 剛剛看到陳國強院士牽頭在《中國科學》上發表了《新型冠狀病毒感染疫情下的思考》，提出了我國公共衛生防控體系、應急響應機制、科技創新、醫療供給與儲備等十大方面的問題，提出了很好的生物安全體系建設的相關建議。我想補充一條建議：
大力加強生物安全領域的綜合性基礎人才建設。 目前，我國高校設有生物安全專業的只有幾所地方農業院校，以培養動植物檢疫方面的人才為主，醫學院校有公共衛生專業、預防醫學有一些相關課程，但沒有生物安全專業。現代的生物安全對人才的專業性要求極高，需要綜合面對來自細菌、病毒、動植物、人類社會與自然頻繁活動以及人為因素所帶來的突發性的潛在風險，應該儘快建立專業性的人才培養基地，這是一項長期的系統工程。如果有科研院所願意建立綜合性生物安全專業，我或許能提供力所能及的建議和幫助。
5年前，比爾蓋茨曾發出警示：對下一場瘟疫爆發，人類還沒有做好準備。真是一語成讖。想起20年前我的導師也說過：
人類未來面對的最大的問題不是戰爭和饑荒，是瘟疫！ 如今想起，依然振聾發聵！建設生物安全體系這道國家的「防火牆」任重道遠、勢在必行！
【本文作者：唐雪明，上海市農業科學院生物技術研究所研究員、博士生導師；生物安全評價與檢測研究室主任；農業農村部農作物生態環境安全監督檢驗測試中心(上海) 常務副主任】
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