چگونه عاملی بیماری‌‌زا می‌‌تواند از محیط آزمایشگاه خارج شود؟

هرچند بیش‌‌تر دانشمندان هنوز منشا ویروس عامل بیماری کووید ۱۹ (SARS-CoV2) را از جانورانی مانند خفاش‌‌ها می‌‌دانند، این روزها شایعات بسیاری در جریان است که می‌‌گویند شاید ویروس یادشده از یک آزمایشگاه بیولوژیکی در ووهان چین به بیرون راه یافته باشد. نگرانی‌‌ها در این رابطه زمانی شدت گرفت که گزارش اخیر وزارت خارجه‌‌ی آمریکا درمورد شانس بروز خطاهای ایمنی در آزمایشگاه ووهان منتشر شد. حتی درصورت وجود قوی‌‌ترین پروتکل‌‌های امنیتی نیز باز هم ممکن است یک ویروس بتواند از چندین روش از محیط آزمایشگاه خارج شود. مارک کورتپیتر پزشک و متخصص بیماری‌های عفونی و از متخصصان حوز‌ه‌ی سلاح‌های بیولوژیک به توضیح برخی از پرسش‌های رایج درمورد چندوچون خروج عوامل بیماری‌زا از محیط آزمایشگاه‌های حفاظت‌شده می‌پردازد.

آزمایشگاه‌‌های پیشرفته چگونه عوامل بیماری‌‌زای خطرناک را در محیط آزمایشگاه مهار می‌‌کنند؟

مرکز پیشگیری و کنترل بیماری‌‌های ایالات متحده (CDC) دستورالعمل‌‌هایی را درمورد انجام آزمایش‌‌های میکروبیولوژی به‌‌روش ایمن تهیه کرده است و در کنار آن، به معرفی روش‌‌های بازرسی آزمایشگاه‌‌های مخصوص نگه‌داری عوامل بیماری‌‌زای بسیار خطرناک (نظیر ویروس ابولا، باکتری سیاه‌‌زخم و طاعون) پرداخته است.

بسته‌‌به نوع عوامل بیماری‌‌زای موردمطالعه می‌‌توان آزمایشگاه‌‌ها را در چهار دسته شامل ایمنی زیستی سطح یک (BSL-1) تا ایمنی زیستی سطح چهار (BSL-4) تقسیم‌‌بندی کرد. آزمایشگاه‌‌های سطح BSL-3 و BSL-4 دارای بالاترین سطح ایمنی هستند؛ چراکه این آزمایشگاه‌‌ها روی پاتوژن‌‌هایی مطالعه می‌‌کنند که قابلیت بالایی را در آلوده‌‌کردن پرسنل (به‌‌ویژه ازطریق هوا) از خود نشان می‌‌دهند و از این رو، کار با آن‌‌ها نیازمند روش‌‌های به‌‌خصوصی از مهارسازی خواهد بود.

آزمایشگاه‌‌های سطح BSL-3 و BSL-4 از امکانات ایمنی پیشرفته‌‌ای برخوردار هستند که نتیجه‌‌ی چندین دهه مطالعه باهدف حداقل‌‌سازی ریسک خروج یک پاتوژن از محیط آزمایشگاه‌‌ها است. این تدابیر شامل کنترل‌‌های مهندسی (نظیر کنترل فشار منفی و فیلتر هوای خروجی)، فرایند آلاینده‌‌زدایی ضایعات (نظیر آتوکلاو کردن، استرلیزاسیون بخار و سوزاندن)، تجهیزات خاص (نظیر محفظه‌‌های ایمن بیولوژیک) می‌‌شود. بدیهی است که اجازه‌‌ی ورود به چنین محیط‌‌هایی تنها برای کارمندانی صادر خواهد شد که سوابق وضعیت سلامت آن‌‌ها پیش‌‌تر به‌‌دقت مورد بررسی قرار گرفته باشد و به‌‌صورت مکرر آموزش‌‌های لازم را دیده باشند.

چگونه ممکن است علی‌‌رغم تمامی تمهیدات ایمنی، یک عامل بیماری‌‌زا به فضای بیرون از آزمایشگاه  راه یابد؟

باوجود تمامی اقدامات احتیاطی، گهگاهی ممکن است اشباهاتی در محیط آزمایشگاه رخ دهد. البته عوامل بیماری‌‌زا بال ندارند که به بیرون پرواز کنند. معمولا این انسان‌‌ها هستند که با اشتباهات سهوی خود به آن‌‌ها کمک می‌‌کنند از محیط آزمایشگاه خارج شوند. آزمایشگاه‌های  واقع در ایالات متحده فرایندهایی را برای کنترل این خطاهای داخلی پیاده‌‌سازی می‌‌کنند تا احتمال خروج هرگونه آلودگی به حداقل برسد. اما با وجود این، همچنان می‌‌توان چهار روش اصلی برای چگونگی خروج یک عامل بیماری‌‌زا به محیط خارج و درنتیجه وقوع یک همه‌‌گیری متصور شد.

۱- خروج به‌‌صورت ذرات معلق در هوا

این روش برای خروج عوامل بیماری‌‌زا به‌‌شدت نامحتمل است. آزمایشگاه‌‌های بیولوژیک از سیستم‌‌های پیچیده‌‌ی تهویه‌‌ی هوا برخوردار هستند که شامل فیلتراسیون پربازده ذرات هوا (HEPA) پیش از رهاسازی هوا در محیط می‌‌شود. گاهی این فیلتراسیون در دو مرحله‌‌ی پشت‌‌سرهم انجام می‌‌شود. پاتوژن‌‌ها شانس بسیار ناچیزی برای عبور از این فیلترها دارند و حتی درصورت عبور نیز نمی‌‌توانند چندان در محیط خارجی (به‌‌خصوص در معرض نور آفتاب) دوام آورند. دانشمندان فعال در آزمایشگاه‌‌ها معمولا هر بار تنها با مقادیر بسیار کمی از ارگانیسم‌‌ها کار می‌‌کنند. درنتیجه اگر یک پاتوژن بتواند به بیرون راه یابد، با غلظت بسیاری کمی در اتمسفر پخش خواهد شد و این غلظت ناچیز توانایی چندانی برای ایجاد عفونت نخواهد داشت.

با این حال، یکی از موارد استثنا در سال ۱۹۷۹ و در شهر سوردلوسفک شوروی سابق رخ داد. در این مورد خاص، یک تکنیسین فراموش کرد یکی از فیلترهای هوای یک آزمایشگاه را جایگزین کند و درنتیجه‌‌ی این غفلت، ۶۶ نفر در اثر تنفس هاگ عامل بیماری سیاه‌‌زخم جان خود را از دست دادند. آزمایشگاه یادشده یکی از تاسیسات ساخت تسلیحات بیولوژیک به‌‌نام Compound 19 بود که در آن دانشمندان با مقادیر نامتعارفی از هاگ‌‌های این عامل بیماری‌‌زا کار می‌‌کردند. متاسفانه هاگ‌‌های باکتری سیاه‌‌زخم در محیط خارج نیز بسیار مقاوم هستند و از این رو می‌‌توانند تا پیش از آلوده‌‌کردن انسان‌‌ها برای مدت کافی زنده بمانند. دولت شوروی درست مانند فاجعه‌‌ی چرنوبیل، تلاش بسیاری کرد تا وقوع حادثه‌‌ی اخیر را از افکار عمومی پنهان کند. این کشور حتی سعی کرد با ارائه‌‌ی مستنداتی، منشا این بیماری را به گوشت‌‌های آلوده‌‌به باکتری سیاه‌‌زخم گوارشی نسبت دهد. با این حال، پس از فروپاشی اتحادیه‌‌‌‌ی جماهیر شوروی، دانشمندان آمریکایی اجازه‌‌ی انجام تحقیقات بیش‌‌تر را پیدا کردند. آن‌‌ها پس از بررسی شواهد به‌‌دست‌‌آمده از کالبدشکافی، بازدید از قبرستان، مصاحبه با خانواده‌‌ی قربانیان و پاتولوژیست‌‌ها و نیز تجزیه‌‌وتحلیل محل شیوه بیماری دریافتند که عامل بیماری‌‌زا از محل تاسیسات ساخت تسلیحات بیولوژیک به بیرون درز کرده است. در نهایت، بوریس یلستین (از سیاستمداران شوروی و رئیس‌‌جمهور اسبق روسیه) اعتراف کرد که منشا شیوع این بیماری، فعالیت‌‌های نظامی بوده است.

۲- آلودگی تصادفی در محیط آزمایشگاه

انجام تمامی اقدامات چندلایه‌‌ی ایمنی در آزمایشگاه‌‌ها تنها یک دلیل دارد و آن احتمال بروز خطاهای انسانی و خرابی سیستم‌‌ها است. پیش از آن که یک فرد بتواند گواهینامه‌‌ی رانندگی خود را بگیرد، باید مراحل مختلفی را پشت سر بگذارد. او باید در یک آزمون ورودی شرکت کند، زیرنظر یک فرد صاحب‌‌صلاحیت رانندگی کند و درنهایت، آزمون عملی رانندگی را باموفقیت پشت سر بگذارد. حتی پس از اخذ گواهینامه نیز فرد باید هربار پیش از روشن‌‌کردن خودرو، اقداماتی احتیاطی نظیر تنظیم آینه‌‌ها و صندلی را انجام دهد. به‌‌طور مشابه، افراد پیش از آنکه کار خود را به‌‌شکلی مستقل در یک آزمایشگاه‌‌ بیولوژیک آغاز کنند، باید ابتدا برای مدتی در کنار یک همکار باتجربه به‌‌عنوان ناظر فعالیت کنند. کارکنان پس از اخذ صلاحیت لازم نیز لازم است پیش‌‌از هر بار ورود به محیط آزمایشگاه، مجموعه‌‌ای از دستورالعمل‌‌های تمرین‌‌شده را انجام ‌‌دهند.

با وجود تمامی این تمهیدات احتیاطی، تمرین‌‌های مکرر و کارمندان باتجربه باز هم ممکن است دو اشتباه رخ دهد: در اولین حالت، فرد به‌‌شکلی تصادفی عامل بیماری‌‌زای اشتباهی را از محیط آزمایشگاه خارج می‌‌کند. این اتفاق پیش‌‌تر در سال ۲۰۱۴ در مرکز کنترل بیماری‌‌ها رخ داد و طی آن، تعدادی نمونه از ویروس آنفلوآنزای H5N1 به‌‌شکل تصادفی از محیط آزمایشگاه خارج شد. در حالت دوم نیز ممکن است یکی از کارمندان در خلال آزمایش‌‌های خود، به‌‌صورت اتفاقی درمعرض ابتلا به عامل بیماری‌‌زا قرار گیرند. در سال ۲۰۰۴، آنتونیا پرسنیاکوا، یکی از دانشمندان باتجربه‌‌ی روسیه به‌‌دلیل برخورد یک سوزن آلوده با بدنش دچار بیماری ابولا شد و پس از مدتی جان خود را از دست داد.

یکی از عوامل کلیدی در جلوگیری از گسترش عوامل بیماری‌‌زا در محیط خارج از آزمایشگاه این است که بسیاری از این ارگانیسم‌‌ها تنها قابلیت آلوده‌‌سازی مستقیم یک فرد را دارند و قابلیت سرایت میان افراد را نخواهند داشت. اگر ویروس کووید ۱۹ توانسته باشد به این‌‌شکل از محیط آزمایشگاه خارج شود، احتمالا یکی از موارد استثنا بوده است.

۳- انتقال ازطریق حیوانات یا موجودات بی‌‌جان (فومیت)

آزمایشگاه‌‌ها معمولا برای آزمایش واکسن‌‌ها و داروهای خود از حیوانات استفاده می‌‌کنند. اگر یک حیوان آلوده از محیط آزمایشگاه دزدیده شود، از لحاظ نظری می‌‌توان آن را یک ناقل ویروس درنظر گرفت که می‌‌تواند عامل بیماری‌‌زا را از آزمایشگاه به دنیای خارج منتقل کند. با این حال، آزمایشگاه‌‌های کنترل بیماری از سطوح امنیتی بسیار بالایی برخوردار هستند که وقوع چنین پیشامدی را تقریبا غیرممکن می‌‌کند.

اما باید در نظر داشت که پاتوژن‌‌ها می‌‌توانند از هرگونه اشتباه ما به‌‌عنوان فرصتی برای خروج از محیط‌‌های کنترل‌‌شده استفاده کنند. بیهوده نیست که کارمندان آزمایشگاه‌‌ها، بیمارستان‌‌ها و مراکز پژوهشی هنگام ورود به محل کار خود روپوش‌‌های مخصوص می‌‌پوشند و هنگام خروج نیز آن‌‌ها را از تن درمی‌‌آورند. این‌‌گونه تمهیدات در آزمایشگاه‌‌های مهار بسیار سخت‌‌گیرانه‌‌تر است. کارمندان چنین مکان‌‌هایی پیش از ورود، تمامی لباس‌‌های خود را از تن بیرون می‌‌آورند؛ اسکراب‌‌های مخصوص می‌‌پوشند و هنگام خروج نیز دوش می‌‌گیرند. این یکی از اقدامات پیشگیرانه برای ممانعت از خروج عوامل بیماری‌‌زایی است که ممکن است به لباس و موهای کارمندان چسبیده باشند. همچنین فومیت‌‌هایی نظیر تجهیزات و ابزار آزمایشگاهی نیز می‌‌توانند وسیله‌‌ی برای انتقال پاتوژن‌‌ها باشند که البته باوجود پروتوکل‌‌های ضدعفونی‌‌سازی بسیار شدید شانس چنین اتفاقاتی بسیار پایین خواهد بود.

۴- رهاسازی عمدی عوامل بیماری‌‌زا

با وجود اینکه به‌‌نظر می‌‌رسد که ویروس عامل بیماری کووید ۱۹ بیش‌‌تر خاستگاه طبیعی داشته باشد تا منشا آزمایشگاهی؛ اما اثبات این امر نیز به‌‌شدت دشوار است. شاید مانند حادثه‌‌ی سال ۱۹۷۹ در شهر سوردلوسفک، این‌‌بار هم لازم باشد یک تیم بین‌‌المللی از دانشمندان اجازه یابند به بررسی واقعیات جریان همه‌‌گیری اخیر بپردازند. بدیهی است تا زمانی‌که چنین تحقیقات جامعی انجام نشود، موج شایعات پیرامون منشا آزمایشگاهی و شیوع عمدی این بیماری همچنان در رسانه‌‌های خبری جولان خواهد داد.