Биологическая безопасность в лабораториях

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный аграрный университет»

Кафедра «Ветеринарно-санитарная экспертиза, заразные болезни 

и морфология»

Г.М. Фирсов

БИОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 

В ЛАБОРАТОРИЯХ

Учебное пособие

Волгоград

Волгоградский ГАУ

2018

УДК 579.62
ББК 48.1
Ф-62

Рецензенты:

кандидат ветеринарных наук, главный государственный ветеринарный инспектор, старший консультант инспекторского отдела Комитета ветеринарии Волгоградской области Ю.А. Горькавский; кандидат 
ветеринарных наук, доцент кафедры «Акушерство и терапия» ФГБОУ 
ВО Волгоградский ГАУ С.П. Перерядкина

Фирсов, Григорий Михайлович

Ф-62
Биологическая безопасность в лабораториях: учебное пособие /

Г.М. Фирсов. – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2018. –
196 с.

Учебное пособие ориентировано на реальную помощь обучаю
щимся в получении знаний, выработке навыков и умений по дисциплине «Биологическая безопасность в лабораториях». Приведены правила безопасного обращения и защиты от распространения инфекционных микроорганизмов и вредных биологических веществ.

Для обучающихся факультета Биотехнологий и ветеринарной 

медицины по направлению подготовки 36.03.01 «Ветеринарносанитарная экспертиза».

УДК 619:614.31

ББК 48.1

© ФГБОУ ВО Волгоградский
ГАУ, 2018
© Фирсов Г.М., 2018

ВВЕДЕНИЕ

Биологическая безопасность в лабораториях (ББЛ) это практи
ческое руководство по дисциплине, которая занимается правилами 
безопасного обращения и защитой от распространения инфекционных 
микроорганизмов и вредных биологических веществ. Принципы биологической безопасности остались непоколебимыми. Эти принципы 
состоят в сдерживании распространения и оценке риска. Основы 
сдерживания включают практические микробиологические приемы, 
защитное оборудование и ограждение помещений, защищающих работающих в лаборатории, окружающую среду и население от воздействия инфекционных микроорганизмов, с которыми работают и которые хранят в лаборатории. Оценка риска относится к важным обязанностям руководителей лабораторий и руководителей исследований в 
микробиологических и биомедицинских лабораториях. Эту ответственность разделяют с ними комитеты биологической безопасности 
институтов, комитета по уходу за животными и их использованию, 
специалисты по биологической безопасности и ветеринары, следящие 
за лабораторными животными. Оценка риска представляет собой процесс, используемый для выявления вредных характеристик известных 
или возможных инфекционных возбудителей и материалов, деятельности, которая может привести к воздействию возбудителя на человек, вероятности, что такое воздействие вызовет ЛИ, и возможные последствия такого заражения. Полученная при выявлении риска информация станет руководством для выбора соответствующих уровней 
биологической безопасности и практических микробиологических 
приемов, защитного оборудования и защиты помещений, что поможет 
предотвратить ЛИ.

Руководители лабораторий и руководители исследований долж
ны использовать оценку риска, чтобы предупреждать своих сотрудников о вредности работы с инфекционными возбудителями и о необходимости повышения профессионализма при использовании выбранных безопасных практических приемов и оборудования для предотвращения распространения. Успешный контроль вредности в лаборатории защитит также людей, прямо не связанных с лабораторией, 
включая других людей в том же здании и население.

Оценка риска требует тщательного рассмотрения. Вредные по
следствия с большей вероятностью возникают при недооценке риска. 
В отличие от этого, введение более строгих мер защиты, чем действительно требуется, может привести к дополнительным затратам и повышении нагрузки на лабораторию с малым увеличением безопасно

сти. Ненужная нагрузка может привести к тому, что будут пытаться 
обходить необходимую защиту. Однако при отсутствии достаточной 
информации для четкого определения риска лучше учесть возможность дополнительной защиты, пока не появятся дополнительные 
данные.

Основные факторы, которые необходимо учитывать при оценке 

риска и выборе мер предосторожности, подразделяются на две широкие категории: вредность возбудителя и вредность лабораторных процедур. Кроме того, необходимо учитывать способность персонала лаборатории контролировать опасность. Эта способность зависит от 
профессиональной подготовки, технического профессионализма и наличия полезных привычек у всех сотрудников лаборатории, а также от 
рабочей целостности оборудования для предотвращения распространения вредных веществ и защиты помещений.

Сводки данных для возбудителя, содержащиеся в ББЛ, указы
вают вред основных возбудителей и процедур для конкретных патогенных организмов и рекомендации по мерам предосторожности для 
их контроля. Приглашенные редакторы и участники этого и предыдущих изданий ББЛ основывали свои рекомендации на оценке риска, 
связанного с работой с патогенными организмами, при использовании 
обычных стандартных универсальных лабораторных процедур. Рассмотрение сводки данных для конкретного патогенного организма 
может послужить полезной отправной точкой для оценки риска работы с этим возбудителем и с подобными возбудителями.

Вредные характеристики возбудителя. К основным вредным ха
рактеристикам возбудителя относится: его способность инфицировать 
и вызывать заболевания у восприимчивого к нему носителя-человека 
или животного, его вирулентность, измеряемая тяжестью заболевания, 
и наличие профилактических мер и эффективных способов лечения 
заболевания. Всемирная организация здравоохранения (WHO) рекомендовала классификацию возбудителей по группам риска для лабораторного использования, в которой описаны четыре основные группы риска на основе основных характеристик и пути естественной передачи заболевания. Эти четыре группы обращают внимание на риск 
для работника лаборатории и населения. Руководство NIH вводит сопоставимую классификацию и разделяет возбудителей для человека 
на четыре этиологические группы риска в соответствии с вредностью. 
Эти группы коррелируют, но не совпадают с уровнями биологической 
безопасности. Оценка риска определяет уровень корреляции между 
классификацией группы риска для возбудителя и уровнем биологической безопасности.

Другие вредные характеристики возбудителя включают воз
можные пути передачи лабораторной инфекции, инфекционную дозу, 
стабильность в окружающей среде, круг хозяев и их эндемический характер. Кроме того, отчеты по ЛИ дают четкие указания вредности и 
часто служат полезным источником информации для идентификации 
вредности возбудителя и процедур, а также мер предосторожности 
для их контроля. Отсутствие отчета не является показателем минимального риска. Отчеты редко предоставляют данные по частоте заболеваний, что затрудняет сравнительное рассмотрение рисков различных возбудителей. Число заражений, сообщенных для одного возбудителя, может служить показателем частоты использования, а также 
риска. Тем не менее, следует способствовать тому, чтобы руководители лабораторий публиковали отчеты по ЛИ в научной и медицинской 
литературе. Обзор таких отчетов и анализ ЛИ, выявленных при широких обследованиях, служат ценным материалом для оценки риска и 
подкрепления принципов биологической безопасности. Сводки данных в ББЛ включают конкретные ссылки на отчеты по ЛИ.

Основные вероятные пути передачи в лаборатории включают: 1) 

прямое воздействие возбудителя на кожу, глаза или слизистую оболочку; 2) парентеральное внесение иглой шприца или другим загрязненным острым предметом либо при укусах зараженных животных 
или насекомых- переносчиков; 3) проглатывание жидкой суспензии 
инфекционного возбудителя или внесение в рот загрязненными руками; и 4) вдыхание инфекционного аэрозоля. Осведомленность о естественных путях передачи заболевания человеку помогает определить 
возможные пути передачи в лаборатории и возможность возникновения риска для здоровья населения. Например, передача инфекционного возбудителя может происходить при прямом контакте с выделениями слизистой оболочки дыхательного тракта зараженного человека, что будет четким показателем того, что для работников лаборатории возникает риск заражения при попадании на слизистую оболочку 
капель, образующихся при работе с возбудителем. Публикация Американской ассоциации здравоохранения Руководство по контролю 
инфекционных заболеваний может служить отличным справочником 
для выявления естественных и часто встречающихся в лаборатории 
путей передачи. 3 Однако важно помнить, что естественная тяжесть 
заболевания, вызванного лабораторным заражением при возможном 
лабораторном пути передачи инфекционного возбудителя, может отличаться от пути передачи и тяжести при естественном заражении болезнью.

Возбудитель, который может передавать инфекционное заболе
вание с помощью воздействия инфекционным аэрозолем на дыхательный тракт, представляет большую опасность для лаборатории, как 
для людей, работающих с возбудителем, так и для других людей в лаборатории. Эта опасность требует особого внимания, поскольку инфекционный аэрозоль может не быть признанным путем естественной 
передачи заболевания. При определении риска воздушной передачи 
заболевания особенно важна доза инфицирования и стабильность возбудителя. Например, отчеты о множестве инфекций в лабораториях, 
связанных с использованием Coxiella burnetii, объясняются ее низкой 
дозой инфицирования при вдыхании, которая по оценке составляет 
десять попавших внутрь при вдыхании инфекционных частиц, и она 
устойчива к внешним воздействиям, что позволяет возбудителю выживать без живого носителя или культуральной среды достаточно 
долго, чтобы возникла опасность аэрозоля.

Когда работа проводится с использованием лабораторных живот
ных, вредные характеристики возбудителей для животных требуют тщательного рассмотрения в процессе оценки риска. Данные о том, что экспериментальные животные могут распространять возбудителей для животных и других изучаемых инфекционных возбудителей в слюне, моче 
или фекалиях, служит важным показателем вредности. Смерть работника лаборатории в центре приматов от инфицирования Cercopithecine 
herpesvirus 1 (CHV-1, который называют также вирусом обезьян B) в результате попадания в глаз брызг биологического материала от макаки 
резус указывает на серьезность этой опасности.6 Отсутствие осведомленности об этой возможной вредности может сделать персонал лаборатории подверженным неожиданной вспышке, включающей множество 
заражений. Эксперименты, которые показывают, что передача заболевания от инфицированного животного к здоровому животному, находящемуся в той же клетке, служит реальным показателем опасности. Однако если эксперименты не свидетельствуют о передаче, это не исключает опасности. Например, экспериментальные животные, инфицированные 
возбудителями 
Francisella 
tularensis, 
Coxiella 
burnetii, 

Coccidioides immitis или Chlamydia psittaci, которые стали причиной 
многих ЛИ, редко заражают соседей по клетке.

При оценке риска важно также происхождение возбудителя. 

Инородные возбудители требуют особого внимания, поскольку они 
могут создавать риск передачи или распространения инфекционного 
заболевания людей и животных из других стран. Ввоз этиологических 
возбудителей заболеваний человека требует разрешения. Ввоз многих 
этиологических возбудителей заболеваний скота, птицы и заболеваний других животных требует разрешения.

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ 

БЕЗОПАСНОСТИ

1 КОНЦЕПЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ 

В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1.1 Биологическая безопасность и биологическая защита

Несмотря на рост знаний в области биологической безопасности 

и биозащиты, работа с заразными микроорганизмами остается источником инфицирования и даже смертности среди лабораторного персонала). Случаи вторичной передачи инфекций населению, которые 
могут происходить из-за возможного загрязнения среды или сотрудников, также встречаются в настоящее время. Имеет место устойчивый рост как количества лабораторий, работающих с возбудителями 
инфекционных болезней, так и числа исследователей, желающих импортировать в Россию новые или экзотические штаммы для дальнейшего изучения. Работники лабораторий могут снизить до минимума 
риск, сопровождающий манипуляции с инфекционными агентами, за 
счет применения соответствующих принципов и правил биобезопасности и биозащиты. Возрастающие требования предъявляются также 
к регулирующим органам, чтобы работа с патогенными микроорганизмами проводились безопасными и надежными методами.

Биологическая защита и биологическая безопасность являются 

связанными, но не идентичными концепциями. Программы биологической безопасности снижают или устраняют воздействие на человека 
и на окружающую среду потенциально вредных биологических возбудителей. Биологической безопасности добиваются, вводя разные 
уровни лабораторного контроля и предотвращения распространения 
биологических возбудителей с помощью проектирования лаборатории 
и ограничений доступа, накопления опыта и профессионального обучения персонала, использования оборудования для предотвращения 
распространения и безопасных методов работы с инфекционными материалами в лабораторных условиях.

Задача биологической защиты состоит в предотвращении утра
ты, хищения или нецелевого использования микроорганизмов, биологических материалов и информации об исследованиях. Этого добиваются с помощью ограничения доступа в помещения, к исследовательским материалам и информации. Хотя задачи различаются, биологическая безопасность и биологическая защита обычно оказываются 
взаимно дополнительными.

Программы биологической защиты и биологической безопасно
сти включают общие компоненты. Обе основываются на оценке риска 
и методике управления, опыте и ответственности персонала, контроле 
и учете экспериментальных материалов, включая штаммы микроорганизмов и культур, элементы контроля доступа, документацию о передаче материала, профессиональное обучение, планирование для аварийных ситуаций и управление программой.

Оценка риска для программы биологической защиты и биологи
ческой безопасности проводится для определения подходящего уровня контроля по каждой программе. Биологическая безопасность имеет 
вид соответствующих лабораторных процедур и практических методов, требующихся для предотвращения воздействия и приобретения 
инфекции на производстве, а биологическая защита имеет дело с процедурами и практическими методами, которые обеспечивают сохранение биологических материалов и соответствующей закрытой информации.

Обе программы оценивают квалификацию персонала. Про
грамма биологической безопасности обеспечивает квалификацию 
персонала для безопасного выполнения им своей работы с помощью 
профессионального обучения и регистрации технического опыта. 
Персонал должен проявлять определенный уровень профессиональной ответственности при работе с экспериментальным материалом с 
помощью выполнения соответствующих процедур для работы с материалом.

Практическое осуществление биологической безопасности тре
бует ограничивать доступ во время проведения работ. Осуществление 
биологической защиты обеспечивает ограничение и при необходимости контроль доступа в лабораторные помещения и биологическим 
материалам.

Составляющей обеих программ является также учет запасов или 

процесс распоряжения материалом для контроля и отслеживания биологических штаммов или других лабильных материалов. Для достижения биологической безопасности при отгрузке инфекционных биологических материалов необходимо обеспечивать защитную упаковку, предотвращение распространения и соответствующий порядок 
транспортировки, а биологическая защита обеспечивает, что передача 
контролируется, отслеживается и регистрируется в соответствии с 
возможным риском. Обе программы должны включить лабораторный 
персонал в разработку практических методов и процедур, которые 
помогают выполнять задачи программ биологической безопасности и 
биологической защиты, но которые не мешают исследованиям или 

клинической и диагностической деятельности. Успех обеих этих программ зависит от лабораторной культуры, которая понимает и принимает принципы программ биологической безопасности и биологической защиты и соответствующего управляющего надзора.

В некоторых случаях практика биологической защиты может 

входить в противоречие с практическим осуществлением биологической безопасности, требуя от руководства и персонала изменения 
стратегии, чтобы включить оба набора задач. Например, две программы могут войти в противоречие в вопросах установки знаков. Стандартная практика биологической безопасности требует, чтобы знак 
был установлен на двери лаборатории, дабы предупредить людей о 
вредности, которая может быть в лаборатории. Знак биологической 
вредности обычно содержит название возбудителя, конкретный вред, 
связанный с использованием возбудителя или работой с ним, и данные для связи исследователя. Такой подход может противоречить задачам защиты. Поэтому соображения биологической безопасности и 
биологической защиты необходимо сбалансировать и выдерживать их 
пропорции с выявленными рисками при разработке установленных 
правил для учреждения.

Планирование программы биологической защиты, которая бы 

не мешала работе лаборатории или не вмешивалась в проведение исследований, требует хорошего знания микробиологии и материала, 
для которого требуется защита. Защищаемые патогенные организмы и 
другие чувствительные биологические материалы при сохранении 
свободного обмена экспериментальным материалом и информацией 
могут стать существенной проблемой для учреждения. Поэтому комплексный или многоуровневый подход к защите биологического материала в соответствии с выявленным риском часто позволяет наилучшим образом разрешить возникающее противоречие.

Однако при отсутствии законодательных требований к про
грамме биологической защиты вопросы охраны труда и безопасности 
персонала и окружающей среды лаборатории преобладают над проблемами биологической защиты.

1.2 Национальные руководства по биологической безопасности

Национальные руководства по биологической безопасности 

возникли в результате стремления специалистов в области микробиологии и биомедицинских дисциплин способствовать применению безопасных практических микробиологических методик, защитного оборудования и защиты помещений, которые должны сократить число ЛИ и защитить здоровье население и окружающую 

среду. Исторически внимание к ЛИ возникло после осознания вредности инфекционных микроорганизмов и риска для здоровья работников лабораторий, которые с ними работают. Многие опубликованные работы предлагают практические приемы и методы, которые позволяют предотвратить ЛИ. 

Оценка риска это решающий этап при выборе соответствующе
го уровня защиты для выполнения микробиологической работы. Детальную оценку риска на месте необходимо провести для того, чтобы 
определить, требует ли планируемая работа использования лаборатории первого, второго, третьего или четвертого уровня защиты и соответствующих операционных инструкций. В процессе оценки риска 
должны участвовать лица с различным уровнем компетенции и ответственности, в том числе директор организации, руководитель лаборатории, научный руководитель, старший микробиолог, инспектор биологической безопасности, комиссия по биологической безопасности.

В качестве отправной точки можно использовать имеющуюся 

информацию, которая может помочь в идентификации факторов риска, в том числе по определению группы риска, к которой относится 
данный возбудитель. Кроме классификации по группам риска, которая базируется на факторах риска, присущих тому или иному конкретному патогену, необходимо также оценить дополнительные факторы, связанные с характером работ в данной лаборатории:


возможность образования аэрозолей;


количества;


концентрация;


стабильность возбудителя в окружающей среде (естест
венная биологическая скорость гибели);


тип планируемой работы (например, in vivo, in vitro, экс
перименты по аэрозольному введению инфекта);


использование рекомбинантных микроорганизмов (на
пример, гены, кодирующие синтез факторов вирулентности и токсинов, изменение круга хозяев, изучение онкогенности, способности к 
размножению, возможности реверсии к дикому типу).

Уровень защиты, необходимый для работы с конкретным возбу
дителем, базируется на манипуляциях, обычно связанных с научными 
исследованиями и клиническими процедурами. Если определенная 
процедура, на пример предварительная идентификация, сопряжена с 
меньшим риском, чем работа с живой культурой, то адекватным 
уровнем защиты в данном случае будет более низкий. 

С другой стороны, может потребоваться повышение уровня за
щиты, если оценка риска на месте показала, что определенные манипуляции сопряжены с более высоким риском, чем рутинные лабора