биологическая опасность это что
GN1204: Безопасность жизнедеятельности
К вредным биологическим факторам, воздействующим на организм человека, относятся:
Под источниками биологической опасности подразумеваются биологические объекты, способные в условиях отсутствия адекватных мер защиты нанести ущерб здоровью людей и экономике в масштабах, наносящих урон национальной безопасности страны.
Носителями, или субстратами, биологических опасностей являются все среды обитания (воздух, вода, почва), растительность и живой мир, сами люди, искусственные биологические объекты, созданные человеком, и др.
Следствием биологических опасностей являются различные болезни, травмы разной тяжести, в том числе смертельные.
К основным современным источникам биологической опасности для населения, животных и окружающей среды относятся:
Реальную угрозу (для человека и населения страны) в целом представляют:
Эпидемии и массовые вспышки инфекционных заболеваний в России и сопредельных государствах способны подорвать здоровье нации в целом, экономико-социальный потенциал и обороноспособность страны.
Риск возникновения биокатастроф в настоящее время обусловлен рядом негативных для нашей страны социальных, экономических и санитарно-эпидемиологических факторов, в том числе и массовыми миграционными процессами, ухудшением экологической и санитарно-эпидемиологической обстановок, снижением эффективности мониторинга и противоэпидемиологических мероприятий, а следовательно, повышением вероятности массовых вспышек инфекционных заболеваний.
Экосистемы природной среды населены множеством живых существ, прямо или косвенно влияющих на здоровье человека. Некоторые живые существа, являющиеся возбудителями болезней, могут существовать в природе в пределах определенной территории вне связи с людьми или домашними животными. Они могут, например, паразитировать в организме диких животных-хозяев. Возбудители таких природно-очаговых заболеваний непрерывно циркулируют среди диких животных, чаще грызунов, а также птиц. Они передаются от животного к животному и от животного к человеку, чаще всего — через кровососущих насекомых и клещей, представляя реальную биологическую угрозу здоровью и жизни людей.
Чума, туляремия, клещевой и комариный энцефалит, клещевой сыпной тиф — примеры природно-очаговых заболеваний. Люди и домашние животные могут заражаться природно-очаговыми болезнями, попадая на территории, где имеются места обитания переносчиков и возбудителей.
Особо опасными заразными (контагиозными) заболеваниями являются чума, холера и др. инфекции, которые передаются при контакте с больными и способны вызвать эпидемии.
К биологическим чрезвычайным ситуациям относятся эпидемии, эпизоотии и эпифитотии, которые в ряде случаев могут иметь крайне неблагоприятные последствия для населения, а также растительного и животного мира.
Эпидемия часто усиливается под воздействием факторов окружающей среды (плотность популяции человека или животных, воздушные потоки, температура атмосферного воздуха).
Необычно большое распространение заболеваемости как по уровню, так и по масштабам распространения, когда оно охватывает ряд стран, целые континенты и даже всю планету, называется пандемией.
К биологическим вредным факторам относятся также негативные воздействия на организм человека ядовитых растений и грибов (при случайном или преднамеренном их употреблении), укусы ядовитых насекомых, змей, а также животных, наносящих человеку травмы разной степени тяжести во время прямых контактов с ними.
Биологические угрозы антропогенного происхождения
Биологическая опасность (биоопасность) – новый термин, который не найдешь в медицинском словаре. Чаще всего биоопасность определяют как опасность для здоровья и жизни человека, связанную с воздействием на него агентов (патогенов) биологической природы. Можно встретить и более широкую трактовку этого понятия: биологическая опасность – отрицательное воздействие биологических патогенов любого уровня и происхождения (от прионов и микроорганизмов до многоклеточных паразитов), создающих опасность в медико-социальной, технологической, сельскохозяйственной и коммунальной сферах.
В словаре терминов и понятий по биоопасности фигурируют не только «патогенные биологические агенты (ПБА)» и «патогены», но и «ценные биологические материалы» – т.е. материалы, требующие административного управления, контроля, защитных и наблюдательных мер в лабораториях и биологических центрах. Это довольно широкое понятие, включающее в себя не только патогены и токсины, но и материалы, представляющие важное значение в научном, историческом и экономическом плане:
— коллекции и референс-штаммы (микробиологические культуры, изоляты, образцы сывороток, тканей и др. от пациентов, клеточные линии, белки);
— вакцины и другие фармацевтические препараты;
— пищевые продукты;
— ГМО (de novo сконструированные вирусы, микроорганизмы с улучшенными свойствами для получения диагностических и вакцинных препаратов, устойчивые к заболеваниям растения и др.);
— непатогенные микроорганизмы;
— клеточные компоненты и генетические конструкции;
— радиоактивно меченые соединения;
— природные и лабораторно-модифицированные микроорганизмы.
Существует несколько различных по форме, но сходных по содержанию классификаций источников биологической опасности.
На современном этапе развития общества к основным источникам биологической опасности для населения, животных и окружающей среды, чрезвычайных ситуаций биолого-социального характера отнесены:
— патогенные микроорганизмы, прионы, возбудители паразитарных заболеваний (опасные и особо опасные инфекции, в том числе природно-очаговые, спонтанные и «возвращающиеся»);
— «новые» патогены, возникающие из непатогенных и патогенных штаммов микроорганизмов в результате мутагенеза под влиянием природных и антропогенных факторов;
— поражающие факторы – продукты жизнедеятельности микроорганизмов (токсины, ферменты, биорегуляторы белковой природы, суперантигены, миниантитела), технофильные микроорганизмы и др.;
— генетически измененные организмы и генетические конструкции (вирусные векторы, двуспиральные РНК, онкогены, гены, кодирующие белки-токсины);
— патогены, устойчивые к современным антимикробным препаратам;
— экопатогены, повреждающие физические объекты окружающей среды.
Краеугольным камнем учения о биоопасности является оценка рисков. Современные представления о биологических рисках можно условно разделить на 4 основных группы: инфекции, биокатастрофы, биотерроризм и генная инженерия. В упрощенном варианте это выглядит следующим образом:
К инфекционным биологическим рискам относятся:
— массовые инфекционные заболевания – эпидемии, вспышки, пандемии, эпизоотии, эпифитотии (инфекционные болезни растений);
— естественные резервуары патогенных микроорганизмов (грызуны, клещи, птицы);
— искусственные резервуары патогенных микроорганизмов (сибиреязвенные скотомогильники, биотермические ямы, коллекции штаммов музейных культур в НИИ, лабораториях, на биофабриках);
— генетически модифицированные возбудители инфекционных заболеваний.
Инфекционные заболевания – одна из самых серьезных угроз современному обществу, несмотря на очевидные успехи человечества в борьбе с ними. Сегодня мир снова оказался в ситуации, когда эпидемии бесконтрольно распространяются по земному шару вследствие изменившихся условий жизни (урбанизация, ухудшение социально-экологических условий жизни, новые технологии в медицине и производстве продуктов питания, резко возросшие миграционные процессы, международный туризм и торговля, микробные адаптации и мутации, изменение экологии тела человека, разрушение природных экологических систем и др.) (таблица 1).
Таблица 1. Современные факторы, способствующие распространению некоторых инфекций.
ВОЗ признает инфекции второй ведущей причиной смертности и первой причиной преждевременной смертности в мире. По данным ВОЗ, в мире ежегодно 2 млрд. людей болеет и свыше 17 млн. человек умирает от инфекционных болезней. Ежедневно от инфекций умирает 50 тыс. человек. Около 50% населения планеты проживает в условиях постоянной угрозы эндемических инфекций.
В этом аспекте наибольшую биологическую угрозу представляют:
Мы рекомендуем нашим читателям статьи Н.И.Брико и В.И.Покровского «Медицинские и экологические проблемы биобезопасности», М.А.Пальцева и В.П.Сергиева «Современное понимание проблемы биологической безопасности», Д.К.Львова «Новые и возвращающиеся вирусные инфекции – дремлющий вулкан», опубликованные в журнале «Жизнь без опасностей» (№4 – 2008 №1 – 2009).
Работа с ПБА в лабораториях
Наиболее высокий уровень биорисков наблюдается при работе с патогенными микроорганизмами.
За последние 70 лет зарегистрировано более 5400 лабораторных несчастных случаев, около 100 инцидентов, связанных с выходом в окружающую среду патогенных биологических агентов от биотехнологических производств. Поэтому важнейшей задачей является обеспечение биобезопасности при работе с патогенными биологическими агентами в микробиологических лабораториях и производствах.
Ранжирование риска, связанного с возбудителями болезней, производится на основе оценки эпидемической и клинической опасности патогенных биологических агентов с включением категорий биорисков:
— биориск – индивид;
— биориск – профессиональная группа работающих;
— биориск – популяция целой территории (население страны и группы стран).
На основании такого подхода принято выделять четыре уровня риска (таблица 2).
Таблица 2. Классификация уровней риска микроорганизмов-возбудителей инфекционных заболеваний человека, простейших, гельминтов и ядов биологического происхождения.
Таблица 3. Факторы вредности и общая оценка условий труда при работе с микроорганизмами 1-4 групп патогенности (Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда»).
Помимо патогенности микроорганизмов и условий труда, при работе с ПБА в лабораториях необходимо учитывать дополнительные факторы:
— возможность образования аэрозоля;
— объем культуры патогена;
— концентрацию микроорганизмов и инфекционную дозу;
— естественные пути передачи инфекции;
— другие пути инфицирования, вызванные манипуляциями в лабораторных условиях (парентеральный, воздушно-капельный, оральный);
— потенциальные последствия инфицирования;
— стабильность агента в окружающей среде;
— тип выполняемой работы (in vivо, in vitro);
— работа с рекомбинантными микроорганизмами;
— любые генетические манипуляции с организмом, которые могут расширить ряд «хозяев» агента или изменить чувствительность агента к известным и эффективным схемам лечения;
— наличие на местах эффективных профилактических и терапевтических мер вмешательства.
Предотвращение распространения опасных биологических агентов возможно при строгом соблюдении стандартных правил работы в лаборатории и техники манипуляций в сочетании с использованием первичных (безопасное оборудование) и вторичных барьеров (специальный дизайн оснащения лаборатории). Персонал лабораторий должен знать о потенциальной опасности инфекционных агентов/материалов. В соответствующих руководствах по лабораторной практике должны описываться мероприятия и процедуры, направленные на предотвращение риска развития у персонала лабораторных инфекций (список руководств по лабораторной практике представлен в конце данного сообщения).
Многие социальные потрясения в прошлом явились результатом распространения инфекций по причине биокатастроф, возникших естественным путем (например, пандемии чумы, эпидемии холеры, натуральной оспы, сыпного тифа). В настоящее время биокатастрофы также имеют место и включают в себя:
— аварии на биологически опасных объектах (биозаводы, военные НИИ и др.);
— экологически опасную техногенную деятельность (выемка грунта, добыча полезных ископаемых, исследование Крайнего Севера, сопряженные с извлечением из недр Земли древних бактерий и других организмов);
— неконтролируемую техногенную деятельность (селекция и отбор антибиотикоустойчивых патогенных штаммов микроорганизмов и др.);
— природные катастрофы (сели, наводнения, цунами, приводящие к вспышкам инфекционной заболеваемости).
В перечне наименее контролируемых и наиболее опасных угроз человечеству подавляющее число экспертов называют биотерроризм и «экологические войны» (изменение климата и др.).
Биотерроризм стал печальной реальностью после 11 октября 2001 года, когда в США был установлен первый случай сибирской язвы, распространяемой в почтовых письмах. На сегодня зарегистрировано около 10 актов биотерроризма (таблица 4).
Таблица 4. Примеры биотеррористических актов.
Важными критериями определения пригодности биологических агентов для применения в террористических целях являются:
— высокая инфекциозность и контагиозность;
— необходимая поражающая эффективность (предсказуемые клинические проявления болезни, определенный уровень заболеваемости и смертности);
— значительная устойчивость в окружающей среде;
— способность к широкому эпидемическому распространению;
— доступность и простота в производстве рецептурных форм;
— легкость в применении и распространении патогена;
— сложность индикации и идентификации агента в объектах окружающей среды после применения;
— отсутствие или недостаточная эффективность имеющихся в данное время средств иммуно- и экстренной профилактики, средств лечения заболевания.
Мы рекомендуем нашим читателям весьма интересную статью «О биологической опасности, биобезопасности и биотерроризме» Боровика Р.В., профессора, директора ФГУН НИЦ ТБП (г.Серпухов), опубликованную в журнале «Жизнь без опасностей» (№4 – 2008 №1 – 2009, с.40-48).
Генно-инженерные технологии являются величайшим достижением молекулярной биологии и молекулярной генетики. Они могут быть широко использованы при решении обширного спектра фундаментальных и прикладных задач:
— лечении наследственных заболеваний;
— создании лекарственных препаратов нового поколения и косметических средств;
— получении технического сырья;
— конструировании новых сортов сельскохозяйственных культур;
— получении трансгенных животных с заданными хозяйственно ценными признаками; создании популяций животных, генетически устойчивых к инфекционным заболеваниям; выведении животных, являющихся продуцентами биологически активных веществ для медицинских целей; создании животных – доноров отдельных органов и тканей для человека, а также организмов, обладающих свойствами, не имеющими аналогов в природе.
Кажется парадоксальным, но серьезная угроза исходит и от успехов этих высоких технологий, поскольку возможны:
— трансграничный перенос патогенных микроорганизмов, представителей флоры и фауны, опасных для экосистем;
— неконтролируемый трансграничный перенос и интродукция чужеродных видов, включая ГМО и корма, полученные на их основе;
— неконтролируемая генно-инженерная деятельность и генотерапия;
Генно-инженерные технологии нашли наиболее широкое применение при конструировании новых сортов сельскохозяйственных культур, что выдвигает особые требования к безопасности продуктов питания. Объективными источниками наличия реальных или потенциальных биологических рисков генетически модифицированных (ГМ) продуктов питания являются:
— непредсказуемость встраивания чужеродного фрагмента ДНК в геном растения;
— слабая изученность механизмов регуляции и функционирования генов высших растений;
— наличие плейотропного эффекта встроенного трансгена;
— нарушение стабильности генома и изменение его функционирования вследствие процесса трансформации;
— нарушение стабильности встроенного в геном чужеродного фрагмента ДНК;
— наличие во встроенном фрагменте ДНК «технологического мусора», в том числе генов устойчивости к антибиотикам и вирусных промоторов;
— аллергические эффекты чужеродного белка;
— токсические эффекты чужеродного белка.
В соответствии с Международной конвенцией по устойчивому развитию и окружающей среде (Рио-де-Жанейро, 1992) вся тяжесть доказательства безопасности продуктов питания, в том числе и генетически модифицированных, ложится на производителя. В случае отсутствия подобных доказательств ГМ продукты питания следует считать опасными или потенциально опасными, пока не будет доказано обратное.
Этому вопросу журнал «Коммерческая биотехнология» давно уделяет пристальное внимание. Наши читатели могут ознакомиться с заключением ВОЗ «Современная биотехнология производства продуктов питания, здоровье и развитие человека: исследование на основе фактов» («Modern food biotechnology, human health and development: an evidence-based study», ©Всемирная организация здравоохранения, 2005) на следующих страницах журнала: http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3253
http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3252
http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3251
http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3250
http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=3249
В настоящее время в мире активно проводятся исследования и ведутся разработки по широкой номенклатуре развития наноиндустрии. Наряду с тем, что использование нанотехнологий, бесспорно, является одним из самых перспективных направлений науки и техники, немаловажным является и изучение вопросов потенциальной опасности использования наноматериалов и нанотехнологий, а также разработка критериев их безопасности для здоровья человека.
Безопасность наночастиц – одна из основных проблем в нанотехнологии. В Европе по данной проблеме опубликованы, в частности, отчет SCENIHR «The Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks» Научного комитета по новым рискам для здоровья и официальное Руководство по рискам нанотехнологий (Nanotechnology Risk Governance), изданное в июне 2006 Международным Советом по управлению рисками (International Risk Governance Council). Оба отчета подчеркивают неполноту данных относительно потенциальных рисков, связанных с наномедициной и нанотехнологией, для человеческого здоровья и окружающей среды.
Наночастицы, чье использование приобретает все большую популярность в электронике, косметологии, химической промышленности и других отраслях, могут вызывать неблагоприятные биологические эффекты.
Биоопасности, специфические для действия наночастиц:
— токсичность;
— влияние на ДНК, генетические изменения и воздействие на наследственные механизмы;
— развитие злокачественных новообразований;
— облегченное проникновение нанообъектов внутрь живых клеток с последующим нарушением регуляции их жизнедеятельности;
— агрессивная миграционная способность, которая выходит за рамки традиционных путей поступления и миграции химических веществ в организме, и, как следствие этого, системный характер воздействия.
Читатели могут более подробно ознакомиться с проблемой безопасности наночастиц на следующих страницах нашего журнала:
http://ec.europa.eu/health/ph_risk/documents/synth_report.pdf
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=1891.php
http://www.cbio.ru/modules/news/article.php?storyid=2801
http://www.cbio.ru/modules/sections/index.php?op=viewarticle&artid=2826
http://www.cbio.ru/modules/sections/index.php?op=viewarticle&artid=2723
Таким образом, вопросы биологической опасности/безопасности актуальны для многих областей народного хозяйства:
— безопасность лекарственных средств (химическое и биологическое загрязнения, фальсификация);
— безопасность пищевых продуктов (ПБА, ГМО);
— безопасность микробиологических лабораторий и производств;
— экологическая безопасность (изменение биологического разнообразия, нарушение экологического равновесия, появление новых резервуаров инфекций);
— эпидемическая безопасность;
— военная безопасность;
— противодействие биологическому терроризму.
В современном определении термина «биобезопасность» нашло отражение понимание того, что защищенность может только приближаться к абсолютной (100%-ной). Такой подход отличается от недавних официальных установок и стереотипов в сознании граждан нашей страны, воспринимавших безопасность (в том числе биобезопасность) как полное отсутствие каких-либо угроз.
ГОСТ 12.1.008-76 «Биологическая безопасность»: формулировка понятия «биологическая безопасность» не приводится.
Закон РФ «О безопасности» (1992 г.): Безопасность – состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства, выступающих как совокупность потребностей, удовлетворение которых надежно обеспечивает существование и возможности прогрессивного развития.
ГОСТ Р 22.0.04-95 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях, биолого-социальные чрезвычайные ситуации»: Биобезопасность – состояние защищенности людей, сельскохозяйственных животных и растений, окружающей природной среды от опасностей, вызванных или вызываемых источником биолого-социальной чрезвычайной ситуации.
ГОСТ Р 51898-2002 «Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты»: Не может быть абсолютной безопасности – некоторый риск будет оставаться.
Профессор С.В.Нетесов:
Биологическая безопасность как наука объединяет теорию и практику защиты человека от опасных биотических факторов.
Биологическая безопасность как инженерная дисциплина – система медико-биологических, организационных и инженерно-технических мероприятий и средств, направленных на защиту работающего персонала, населения и окружающей среды от воздействия патогенных биологических агентов.
Национальная биологическая безопасность – это система организационных и технических мер, направленных на предотвращение ущерба и достижение защищенности личности, общества и государства от потенциальных и реальных биологических угроз.
Задачи биобезопасности:
— защита населения и окружающей среды;
— защита персонала;
— качество (защита) продукции.
Краеугольным камнем учения о биобезопасности, как и биоопасности, является оценка рисков. Оценка рисков – основа практики биобезопасности. Поэтому биобезопасность – это степень защищенности объекта от влияния биориска.
Основные составляющие оценки рисков:
— специфические характеристики организмов, на которых предполагается проводить эксперименты;
— специфические характеристики подопытных животных, которые могут быть использованы;
— применяемое оборудование и процедуры;
— изолирующее оборудование и средства.
Этапы обеспечения биобезопасности на основе учета биорисков:
— выявление биорисков;
— оценка биорисков;
— управление биорисками.
Смысл управления биориском заключается не в обязательном устранении самого риска (что практически невозможно), а в выявлении его самых опасных элементов и управлении ими.
Вопросы управления биориском включают в себя управление производственной средой, техникой безопасности, гигиеной труда и здоровьем работающих.
В Указе Президента Российской Федерации от 4 декабря 2003 г. №Пр-2194 «Основы государственной политики в области обеспечения химической и биологической безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и дальнейшую перспективу» сказано: «В период после 2010 года осуществляется завершение реализации комплекса мероприятий по экономической, научно-технической и технологической готовности государства к предотвращению угроз химического и биологического характера, ликвидации их последствий и противодействию террористическим проявлениям в области химической и биологической безопасности».
Федеральная целевая программа «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации на2009-2013 годы» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации №74-р от 28.01.2008) гласит:
«…Состояние дел в различных сферах обеспечения химической и биологической безопасности позволяет сделать вывод, что защищенность населения и среды его обитания на территории Российской Федерации от опасных биологических и химических факторов не доведена до уровня, при котором отсутствуют недопустимые риски причинения вреда жизни и здоровью людей, окружающей среде и техносфере. На фоне значительного ухудшения санитарно-эпидемиологической, ветеринарно-санитарной, фитосанитарной и экологической обстановки в Российской Федерации, а также упадка ее биотехнологической и химической промышленности появились новые биологические и химические угрозы для национальной безопасности страны».
Список руководств по биологической безопасности
Интернет-сайты с текстами руководств по биологической безопасности:
ВОЗ: http://whqilibdoc.who.int/publications/2004/9241546506.htm
Россия:
Безопасность работы в лаборатории, III-IV группа: http://www.plib.ru/library/book/14084.html
Безопасность работы в лаборатории, I-II группа: http://www.tehdoc.ru/files.1735.html
США, Канада:
www.cdc.gov/OD/ohs/biosfty/bmbl5/bmbl_5th_edition.pdf
www.phac-aspc.gc.ca/publicat/lbg-ldmbl-04/index.html
Специальные сайты обществ по биобезопасности:
США, Канада: www.absa.org
Европа: www.ebsaweb.eu
Шаланда А.В., к.б.н., специально для журнала «Коммерческая биотехнология» по материалам журнала «Жизнь без опасностей» (№4 – 2008 №1 – 2009) и учебно-методического пособия «Основы биологической безопасности: принципы и практика» (Боровик Р.В., Дмитриев Г.А., Коломбет Л.В., Победимская Д.Д., Ремнев Ю.В., Тюрин Е.А., Федоров Н.А.)