生物实验室（BSL）是由隔离设备、实验室的设计及实验实施等3个方面组成，根据其密封程度的不同，国际上将其分为P1、P2、P3和P4共四个生物安全等级。P4实验室是生物安全最高等级，它被誉为病毒学研究领域的“航母”，可有效阻止传染性病原体释放到环境中，同时为研究人员提供安全保证。（“P”是英文Protect（保护）的缩写）
在过去的30多年里，新发传染病在全球性范围内呈现出扩散趋势。据统计，自1996年以来有50种传染性疾病在世界不同地区造成了不同程度的流行，流行区域分布世界5大洲的83个国家。令人印象深刻的是，2003年，我国爆发流行重症急性呼吸综合症（SARS）。
在SARS爆发后，我国开始建立和完善生物安全防备和应急系统，着手制订生物安全实验室评价标准，规范高级别生物安全实验室（P3和P4实验室）的建设、使用和管理。国家认监委在科技部、国家质检总局、国家标准委的立项支持下，紧急启动“P3和P4实验室生物安全技术与应用”项目。
经过10年的科研攻关，该项目在P3和P4实验室关键安全技术上取得了重大突破：研发成功了国内首个达到国际先进水平的微环境模拟P4实验室试验平台；首次建立了基于真实微生物气溶胶的风险评估模型；研制了自动扫描检漏高效空气过滤单元；建立了正压服、生命支持系统、活毒废水处理、气锁、隔离器等15项关键设备的评价技术准则，以及高压力高风险环境下操作人员能力评价指标体系；建立了国际先进的P3和P4实验室安全标准。
2015年01月31日，中国科学院武汉国家生物安全实验室(武汉P4实验室)在武汉建成，这也是中国大陆地区首个即将运行的P4实验室。
2018年1月4日，中国科学院武汉国家生物安全四级实验室通过国家卫计委高致病性病原微生物实验活动现场评估，成为中国首个正式投入运行的P4实验室，标志着我国具有开展高级别高致病性病原微生物实验活动的能力和条件。同时意味着中国科研工作者从此可以在自己的实验室里研究包括埃博拉、尼帕病毒等在内的世界上最危险的病原体。
武汉P4实验室由中国科学院和武汉市人民政府共同建设，中科院武汉病毒所承建，参照国际上高等级生物安全实验室的建设要求和中国相关的建设标准，在引进法国里昂P4实验室技术和装备基础上，中法双方设计单位合作完成了实验室的设计，中国建设单位完成了实验室的建设和主要设施设备的安装，历经逾十年终于建成世界上最先进的P4实验室。法国里昂P4实验室是目前世界上最先进的高危病毒实验室，这个实验室1999年3月开始运作，具有丰富的经验。
武汉P4实验室能同时容纳12名实验人员，允许进入实验室的科研人员需要经过严格的培训。截至2015年1月中科院武汉病毒所已有6名科研人员经过培训，获得法国BSL-4（相当于P4）使用许可证书，还有2名科研人员正在国外接受培训。进入P3实验室可能需要花费10分钟，而进入P4实验室就要花费至少半小时进行层层消毒。
武汉P4实验室的设计采用类似法国里昂P4实验室“盒中盒”的理念，整个实验室呈悬挂式结构，共分为4层。从下自上，底层是污水处理和生命维持系统；第二层是核心实验室；第三层是过滤器系统；二层和三层之间的夹层是管道系统；最上一层是空调系统。所有一层、三层、四层、夹层均是为了保证二层核心实验室的正常运行，保证实验室里面是单向气流，是一个负压状态。300多平米的二楼核心实验室区域大致分为3个细胞实验室、2个动物实验室、1个动物解剖室、消毒室等。
该实验室具有三大功能定位：一是我国突发急性传染病防控科学研究基地；二是烈性病原的保藏中心和世界卫生组织烈性传染病参考实验室；三是我国生物安全实验室平台体系中的重要区域中心。
武汉P4实验室对增强我国应对重大新发、突发传染病预防控制能力,提升抗病毒药物及疫苗研发等科研能力起到基础性、技术性的支撑作用，同时能造就一支生物安全研究人才队伍。拥有一个BSL-4实验室在生物学领域是一个重要的地位标志。
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