新冠病毒肆虐中国近两个月，武汉战疫到了关键时刻。从1月24日武汉宣布封城，全国各省采取重大突发公共卫生事件一级响应至今，关于新冠病毒的体外生存时间、气溶胶传播的预防、粪口传播的可能性等各类科普、讨论在各类媒体间迅速传播，国民对个人卫生消毒、环境场所消毒前所未有地重视，以至于各大卖场酒精、84等消毒液频频断货，线上线下各类消毒液瞬间售罄。然而，不规范使用消毒剂的情况也时有发生，2月19日，国家卫生健康委办公厅关于印发消毒剂使用指南为科学指导公众正确使用消毒剂，主要是一些常规有刺激性气味消毒液，介绍比较简约。
近日经常看到报道关于卫生间、电梯等公共场所消毒液喷施得太多，即使进出者戴着口罩也依然感觉熏鼻辣眼。大疫当前，防患于未然，可以理解，令人担忧的是消毒人员如不进行专业培训，会反复喷施消毒剂。不仅浪费过多消毒液，而且对自己的健康也有潜在的危害。我曾在美国耶鲁大学医学院传染病系从事生物安全研究，经常使用和接触到各类消毒剂，配制消毒剂也是实验室学生的基本功，甚至在96孔平板上进行安全可控的杀病毒比赛，并筛选各类病毒的中和试剂，安全环保的消毒剂会很快提供给大家使用。那么现在经常使用的各类消毒剂的安全性怎样？他们的优缺点有哪些呢？
上海华阳物业工作人员陈学良在愚园路上弄堂喷洒消毒水。本文现场图片 澎湃新闻记者 伊川 图
一、消毒液使用不当，安全隐患陡增
国家卫健委在新颁发的消毒剂使用指南中指出：目前尚无新型冠状病毒抗力的直接资料，基于以往对冠状病毒的了解，所有经典消毒方法应都能杀灭冠状病毒。中国疾控中心消毒学首席专家、环境所消毒中心主任张流波说：“所有的消毒剂对冠状病毒都有效”。冠状病毒是包膜病毒，相对于非包膜的脊髓灰质炎病毒，它确实是很容易被杀灭的病毒，被推荐的常用消毒剂主要是酒精、氯类、酚类、醛类等消毒剂，这些刺激性强、高氧化、高腐蚀性消毒剂很容易使冠状病毒的包膜蛋白变性。这些低成本消毒剂在使用的时候，要特别注意它们的安全使用和保存的方法。
75%的酒精可渗入细菌内部，使细菌的蛋白质凝固，也可使病毒蛋白变性。长期使用酒精消毒洗手，对皮肤有潜在的刺激性副作用，能够溶解人体皮肤细胞膜的磷脂，会给皮肤及毛囊细胞造成损坏，造成毛发脱落，皮肤萎缩、血管扩张等反应。酒精储存的安全性要求也比较高，易燃，须远离火源，安全风险较大。
氯类消毒剂，是指溶于水产生次氯酸的消毒剂。次氯酸分子量小，易扩散到细菌、病毒表面并穿透细菌细胞膜作用菌体蛋白，或直接使病毒的蛋白氧化变性失活。作为强氧化剂，对多种生物有灭生性，对金属有腐蚀性，不能与还原物质共储共运，也须远离火源。84与洁厕灵这类的盐酸清洗剂不能混用，二者反应会迅速产生氯气，氯气对人的呼吸道伤害众所周知，3000mg/l立方米的氯气致人死亡。
过氧化物类消毒剂具有强氧化能力，可灭活各种微生物、病毒。这类消毒剂包括过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯和臭氧等，它们的优点是消毒后在物品上不留残余毒性。其中二氧化氯被认为是环境友好型消毒剂，低浓度的二氧化氯甚至可以清洗果蔬和饮用水消毒，但由于二氧化氯具有极强的氧化能力，与多种物质能发生剧烈反应，对金属有腐蚀性，因此不宜与其他消毒剂、碱或有机物混用。液体二氧化氯遇光热很不稳定，生产过程和运输过程安全性要求比较高。使用时应戴手套，避免高浓度大剂量使用强氧化消毒剂，接触皮肤和吸入呼吸道。民用二氧化氯现多制备成固体泡腾片使用，浓度不宜过高，适宜100mg/L以下。
醛类消毒剂包括甲醛和戊二醛等。它们是活泼的烷化剂，作用于微生物蛋白质中的氨基、羧基、羟基和巯基，从而破坏蛋白质分子，对真菌，细菌和病毒都有着很强的杀灭效果，甚至用来杀虫和杀藻类，但这类消毒液对皮肤和呼吸道黏膜刺激性很强。
酚类消毒剂包括苯酚、甲酚、六氯酚及酚的衍生物，能使细菌和病毒蛋白凝集沉淀。常用的有滴露，主要成分是对氯间二甲苯酚。还有来苏尔，其主要成分为甲基苯酚。六氯酚被卤化后增强了杀菌杀病毒作用。酚类消毒剂对口腔、喉咙和胃部有一定刺激性和腐蚀性，由于不易分解，容易残留，在医学消毒领域属于逐步退出的产品。
以上这几类是当前大量使用的消毒剂，企业产能也在不断攀高。雾炮车、洒水车正在各城市公共区域、人员密集的地域进行全方面消毒剂喷施。然而，看到这几天的新闻报道，我担心的事情还是发生了：20日，据武汉市水务局公布，武汉全力开展排水设施和污水处理设施消杀工作，截至2月18日，全市累计出动6520人次，累计投放消毒药剂1963.58吨，对环境安全影响不言而喻。消毒引发了其他问题，重庆市林业局表示，疫情防控期间，重庆已报告多起因消毒药液滥用导致的野生动物异常死亡案例，死亡的有乌鸫、白头鹎、灰胸竹鸡、野猪、黄鼠狼等。
除了常规强刺激强氧化性的消毒剂以外，还有哪些消毒剂属于环境友好的杀病毒消毒剂值得推广？
二、两类可杀冠状病毒的环境友好型消毒剂
1.季铵盐类消毒剂
阳离子季铵盐化合物广泛应用在细菌抑制剂和消毒剂中有近百年的历史。该类消毒剂低毒安全，副作用小，低浓度有效，无色、无臭、刺激性低。常用的有：单链季铵盐、双链季铵盐和复合季铵盐。单链季铵盐代表品种主要有十二烷基二甲基苄基氯化铵（苯扎氯铵）、十二烷基二甲基苄基溴化铵（新洁尔灭）、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵（度米芬）和十四烷基二甲基吡啶溴化铵（消毒净）等。其中苯扎氯铵是单链季铵盐消毒液中最常用的一类消毒成分，其消毒液兼有清洁和杀菌的作用，广泛用于个人护理，洗发香波，护发素等产品。苯扎氯铵易吸附于带负电荷的细菌表面，改变细菌胞浆膜的渗透性，使菌体破裂，从而起到杀灭作用，小于500 mg/L低浓度的苯扎氯胺常用于在洗手液和粘膜消毒液。研究显示低浓度的苯扎氯胺没有灭活冠状病毒的能力，高于1g/L的水平的苯扎氯胺有温和杀冠效果，需要作用5分钟。
人们发现单一品种的单链季铵盐消毒剂往往抗菌谱狭小，还会产生抗药性。 双链季铵盐就登堂入室，以双癸基二甲基氯化铵（沙力迪）,双十烷基二甲基溴化铵（百毒杀）、溴化（双十二烷基二甲基）乙撑二铵（新洁灵）等为代表双链季铵盐，杀菌谱广，可杀灭多种微生物，包括细菌、藻类和病毒。双链季铵盐具有较好的水溶性和良好的降低表面张力的能力，主要用于环境消毒和物体表面消毒，常用浓度625mg/L。
复合季铵盐消毒剂即多种单链或者双链季铵盐复配使用，亲脂性互补可以增加杀灭活性，如将烷基二甲基苄基氯化铵与烷基二甲基乙基苄基氯化铵的等量混合物，急性口服毒性明显下降，安全性提升。复合季铵盐如与异丙醇复配，除了可以1分钟杀死各种细菌、真菌，在30秒灭活人类冠状病毒、流感病毒，1分钟灭活艾滋病毒、乙肝病毒、、单疱疹病毒、呼吸道胞合病毒、2型腺病毒等，该产品美国登记号EPA Registration No. 10492-5。用于非食物接触的物体表面消毒，可用于医院环境消毒、卫生间、电梯、商场手推车、电脑屏幕、键盘、手机、门把手等。
2.胍类消毒剂
胍类消毒剂近年来应用较多的一类消毒剂，因其低毒、无刺激，已被广泛应用于医药消毒，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，它是一种双胍氯苯，有相当广的低效广谱杀菌剂活性，但是杀病毒效果一般。
聚六亚甲基胍类消毒剂已被公认为是绿色环保无残留、无毒害的消毒剂。1974年，聚六亚甲基胍的多种杀菌和抗病毒能力就已被深入研究和阐释。聚六亚甲基胍盐中的胍基具极强的正电性，由于各类细菌、病毒均呈负电性，所以聚六亚甲基胍盐很容易吸附细菌病毒，并破坏脂质层，从而使细菌、病毒无法分裂繁殖，丧失活性，即使细菌病毒变异也不会影响发挥灭活作用，而且微生物对聚六亚甲基胍盐不产生抗药性，它的杀菌广谱，可以杀灭金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、弯曲杆菌、大肠杆菌O157、痢疾杆菌、白色念珠菌等多种细菌、致病真菌，其有效浓度低、作用速度快、性质稳定、易溶于水的优良性能，可在常温下使用，长期抑菌、无副作用，无腐蚀性，且无色、无嗅、无毒、不燃、不爆、使用安全。 研究显示，聚六亚甲基胍对雌雄小鼠经口LD50>5 000 mg/kg，属实际无毒级；对家兔皮肤刺激反应积分均值为0，属实际无刺激性；对小鼠骨髓嗜多染红细胞无致微核作用；蓄积毒性试验结果为弱蓄积毒性；对小鼠生殖细胞显示出无遗传毒性。0.2%的聚六亚甲基单胍5分钟可完全灭活猫冠状病毒，它还可以灭活流感病毒、艾滋病毒、单纯疱疹、天花病毒等。近年来，俄罗斯、东欧等一些国家研究发现聚六亚甲基单胍比双胍有更强的的杀菌杀病毒活性，性能更加优异，属新一代杀菌消毒剂。聚六亚甲基胍类消毒剂比葡萄糖酸氯己定有更显著的消毒能力，对细菌、病毒等有更长的作用时效。
聚六亚甲基胍盐消毒剂显阳离子性，难与肥皂、阴离子表面活性剂等配伍，多与季铵盐复配成各类消毒液。2015年韩国研究了单胍与苯扎氯氨的复配消毒效果，与邻苯二甲醛在消毒水上没有显著差异，推荐用于对比SARS冠状病毒毒力还强的中东呼吸综合征的MERS冠状病毒消毒。美国2015年推出的一款消毒湿巾，Nugen™ 2M Disinfectant Wipes，登记号EPA Registration No. 6836-372，2分钟可以灭活包括SARS冠状病毒、人冠状病毒、艾滋病毒、流感病毒、单纯疱疹病毒、肝炎病毒、呼吸道胞合病毒、轮状病毒等多种包膜病毒，主要消毒成分即是聚六亚甲基双胍与两种单链季铵盐和两种双链亲脂互补复配。
聚六亚甲基胍与其他常用消毒剂相比安全性非常高，作为一种环境友好型多用途新型聚合物，可用于医用消毒液、隐形眼镜护理液、个人护理品、食品、饮料和家用消毒杀菌，甚至可用作漱口水，在医用、农业、工业和日常生活中有着极其广泛的用途。
三、抗菌杀毒新兵——生物酶在消洗领域的应用
特种生物酶在绿色环保消洗行业的应用一直备受关注，一定程度上是抗菌杀毒的新兵。生物酶在医用多酶清洗液中承担了重要的角色，如美国3M、鲁沃夫，瑞典的洁定品牌，国内的新华、赛洁康等医用多酶清洗液。这些医用多酶清洗液是以蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶等生物酶和稳定剂、非离子表面活性剂为主要成分，高效彻底分解去除医疗器械上的生物组织、血渍、蛋白质、脂肪、人体粘液与残留的病原体等有机污物，特别是能够高效去除医疗器械上常规化学清洗液难以清洗的小缝隙及内镜壁上的细菌生物被膜和一些病毒包膜蛋白。生物酶的活力水平以及与非离子表活的配比兼容性决定了产品的性能。医用多酶清洗液以其高效、无毒无腐蚀性的特点倍受国内外各大医院青睐。
那么生物酶是否可以“降维打击”，在民用杀菌和消毒消洗领域占有一席之地呢？因生物酶的绿色友好特性，国内外一直在探索，并且相关产品正在推出应用。
因2003 年爆发的SARS 疫情引起了人们对医疗污水消毒的高度关注，而用常规的氯类消毒液进行医疗污水消毒，即不安全，也会造成潜在二次环境危害，中科院环境生态研究所在2004年就应用蛋白酶降解病毒的包膜的原理，以噬菌体病毒为模式病毒，研究了利用蛋白酶降解污水中病毒效果，结果显示67.5u/ mL 的蛋白酶K 处理1小时对纯水中病毒（6.2 �105PFU/ L）和生活污水中病毒（7.2 �105PFU/ L）灭活率分别达到了99.4 %和49.4 %，即使使用工业蛋白酶对浓度为1.7 �105PFU/L 的病毒，1小时内能够灭活74.4 %左右，而且pH 和温度对病毒灭活效果没有影响。这也提示高活性的蛋白酶在民用消毒液中对物体表面潜在的病毒灭活具有应用价值。在农业领域，应用碱性蛋白酶抑制烟草花叶病毒（包膜病毒）也是一种有效的方法。在pH碱性条件下，更利于钝化和降解病毒蛋白。笔者曾构建中国第一代工业化的重组高活性碱性蛋白酶，其降解细菌被膜、蛋白污渍、血迹都有非常好的效果。
溶菌酶也是一种碱性蛋白质，带有大量正电荷，可与带负电荷的病毒蛋白直接作用，和DNA、RNA、脱辅基蛋白形成复盐而使病毒失活。许多研究资料表明溶菌酶具有良好的抗艾滋病毒的作用，并称为抗艾滋病毒的“杀手蛋白”，还被做成制剂在非洲应用。1995年，日本东北大学的清水文雄教授发现，即使是唾液溶菌酶与0.5毫升艾滋病病毒混合，在37℃保温1小时，有99％的艾滋病病毒被破坏。国内外研究已经肯定了溶菌酶对SARS冠状病、腺病毒、疱疹病毒、HIV病毒、乙型肝炎病毒、伪狂犬病毒等具有良好的抑制作用。如今无论是蛋白酶还是溶菌酶都可以利用先进的基因工程技术进行改造而提高活性并进行大规模生产降低成本。
最近的研究已经证实新冠病毒有粪口传播风险，截止23日，全国已有77048位新冠确证病患，人数庞大，医疗污水和方舱医院的生活污水的消毒显得尤为重要。即使转阴的康复患者也需要至少两周隔离随访，期间个人和家庭生活污水的消毒需要重视。绿色安全、环境友好的抗病毒消洗制剂未来的需求量会很大。
四、关于生物安全体系建设的一点建议
10天前，习总书记在中共会议上强调把生物安全纳入国家安全体系，系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设，并推动生物安全法的建立。 刚刚看到陈国强院士牵头在《中国科学》上发表了《新型冠状病毒感染疫情下的思考》，提出了我国公共卫生防控体系、应急响应机制、科技创新、医疗供给与储备等十大方面的问题，提出了很好的生物安全体系建设的相关建议。我想补充一条建议：
大力加强生物安全领域的综合性基础人才建设。目前，我国高校设有生物安全专业的只有几所地方农业院校，以培养动植物检疫方面的人才为主，医学院校有公共卫生专业、预防医学有一些相关课程，但没有生物安全专业。现代的生物安全对人才的专业性要求极高，需要综合面对来自细菌、病毒、动植物、人类社会与自然频繁活动以及人为因素所带来的突发性的潜在风险，应该尽快建立专业性的人才培养基地，这是一项长期的系统工程。如果有科研院所愿意建立综合性生物安全专业，我或许能提供力所能及的建议和帮助。
5年前，比尔盖茨曾发出警示：对下一场瘟疫爆发，人类还没有做好准备。真是一语成谶。想起20年前我的导师也说过：
人类未来面对的最大的问题不是战争和饥荒，是瘟疫！如今想起，依然振聋发聩！建设生物安全体系这道国家的“防火墙”任重道远、势在必行！
【本文作者：唐雪明，上海市农业科学院生物技术研究所研究员、博士生导师；生物安全评价与检测研究室主任；农业农村部农作物生态环境安全监督检验测试中心(上海) 常务副主任】
参考文献：
1. Li Q, Guan X, Wu P, et al. Early transmission dynamics in Wuhan, China, of novel coronavirus-infected pneumonia. N Engl J Med, 2020, doi:10.1056/NEJMoa2001316．
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