چگونه عاملي بيماري‌‌زا مي‌‌تواند از محيط آزمايشگاه خارج شود؟

هرچند بيش‌‌تر دانشمندان هنوز منشا ويروس عامل بيماري كوويد ۱۹ (SARS-CoV2) را از جانوراني مانند خفاش‌‌ها مي‌‌دانند، اين روزها شايعات بسياري در جريان است كه مي‌‌گويند شايد ويروس يادشده از يك آزمايشگاه بيولوژيكي در ووهان چين به بيرون راه يافته باشد. نگراني‌‌ها در اين رابطه زماني شدت گرفت كه گزارش اخير وزارت خارجه‌‌ي آمريكا درمورد شانس بروز خطاهاي ايمني در آزمايشگاه ووهان منتشر شد. حتي درصورت وجود قوي‌‌ترين پروتكل‌‌هاي امنيتي نيز باز هم ممكن است يك ويروس بتواند از چندين روش از محيط آزمايشگاه خارج شود. مارك كورتپيتر پزشك و متخصص بيماري‌هاي عفوني و از متخصصان حوز‌ه‌ي سلاح‌هاي بيولوژيك به توضيح برخي از پرسش‌هاي رايج درمورد چندوچون خروج عوامل بيماري‌زا از محيط آزمايشگاه‌هاي حفاظت‌شده مي‌پردازد.

آزمايشگاه‌‌هاي پيشرفته چگونه عوامل بيماري‌‌زاي خطرناك را در محيط آزمايشگاه مهار مي‌‌كنند؟

مركز پيشگيري و كنترل بيماري‌‌هاي ايالات متحده (CDC) دستورالعمل‌‌هايي را درمورد انجام آزمايش‌‌هاي ميكروبيولوژي به‌‌روش ايمن تهيه كرده است و در كنار آن، به معرفي روش‌‌هاي بازرسي آزمايشگاه‌‌هاي مخصوص نگه‌داري عوامل بيماري‌‌زاي بسيار خطرناك (نظير ويروس ابولا، باكتري سياه‌‌زخم و طاعون) پرداخته است.

بسته‌‌به نوع عوامل بيماري‌‌زاي موردمطالعه مي‌‌توان آزمايشگاه‌‌ها را در چهار دسته شامل ايمني زيستي سطح يك (BSL-1) تا ايمني زيستي سطح چهار (BSL-4) تقسيم‌‌بندي كرد. آزمايشگاه‌‌هاي سطح BSL-3 و BSL-4 داراي بالاترين سطح ايمني هستند؛ چراكه اين آزمايشگاه‌‌ها روي پاتوژن‌‌هايي مطالعه مي‌‌كنند كه قابليت بالايي را در آلوده‌‌كردن پرسنل (به‌‌ويژه ازطريق هوا) از خود نشان مي‌‌دهند و از اين رو، كار با آن‌‌ها نيازمند روش‌‌هاي به‌‌خصوصي از مهارسازي خواهد بود.

آزمايشگاه‌‌هاي سطح BSL-3 و BSL-4 از امكانات ايمني پيشرفته‌‌اي برخوردار هستند كه نتيجه‌‌ي چندين دهه مطالعه باهدف حداقل‌‌سازي ريسك خروج يك پاتوژن از محيط آزمايشگاه‌‌ها است. اين تدابير شامل كنترل‌‌هاي مهندسي (نظير كنترل فشار منفي و فيلتر هواي خروجي)، فرايند آلاينده‌‌زدايي ضايعات (نظير آتوكلاو كردن، استرليزاسيون بخار و سوزاندن)، تجهيزات خاص (نظير محفظه‌‌هاي ايمن بيولوژيك) مي‌‌شود. بديهي است كه اجازه‌‌ي ورود به چنين محيط‌‌هايي تنها براي متخصصاني صادر خواهد شد كه سوابق وضعيت سلامت آن‌‌ها پيش‌‌تر به‌‌دقت مورد مطالعه قرار گرفته باشد و به‌‌صورت مكرر يادگيري‌‌هاي لازم را ديده باشند.

چگونه ممكن است علي‌‌رغم تمامي تمهيدات ايمني، يك عامل بيماري‌‌زا به فضاي بيرون از آزمايشگاه  راه يابد؟

باوجود تمامي اقدامات احتياطي، گهگاهي ممكن است اشباهاتي در محيط آزمايشگاه رخ دهد. البته عوامل بيماري‌‌زا بال ندارند كه به بيرون پرواز كنند. معمولا اين انسان‌‌ها هستند كه با اشتباهات سهوي خود به آن‌‌ها كمك مي‌‌كنند از محيط آزمايشگاه خارج شوند. آزمايشگاه‌هاي  واقع در ايالات متحده فرايندهايي را براي كنترل اين خطاهاي داخلي پياده‌‌سازي مي‌‌كنند تا احتمال خروج هرگونه آلودگي به حداقل برسد. اما با وجود اين، همچنان مي‌‌توان چهار روش اصلي براي چگونگي خروج يك عامل بيماري‌‌زا به محيط خارج و درنتيجه وقوع يك همه‌‌گيري متصور شد.

۱- خروج به‌‌صورت ذرات معلق در هوا

اين روش براي خروج عوامل بيماري‌‌زا به‌‌شدت نامحتمل است. آزمايشگاه‌‌هاي بيولوژيك از سيستم‌‌هاي پيچيده‌‌ي تهويه‌‌ي هوا برخوردار هستند كه شامل فيلتراسيون پربازده ذرات هوا (HEPA) پيش از رهاسازي هوا در محيط مي‌‌شود. گاهي اين فيلتراسيون در دو مرحله‌‌ي پشت‌‌سرهم انجام مي‌‌شود. پاتوژن‌‌ها شانس بسيار ناچيزي براي عبور از اين فيلترها دارند و حتي درصورت عبور نيز نمي‌‌توانند چندان در محيط خارجي (به‌‌خصوص در معرض نور آفتاب) دوام آورند. دانشمندان فعال در آزمايشگاه‌‌ها معمولا هر بار تنها با مقادير بسيار كمي از ارگانيسم‌‌ها كار مي‌‌كنند. درنتيجه اگر يك پاتوژن بتواند به بيرون راه يابد، با غلظت بسياري كمي در اتمسفر پخش خواهد شد و اين غلظت ناچيز توانايي چنداني براي ايجاد عفونت نخواهد داشت.

با اين حال، يكي از موارد استثنا در سال ۱۹۷۹ و در شهر سوردلوسفك شوروي سابق رخ داد. در اين مورد خاص، يك تكنيسين فراموش كرد يكي از فيلترهاي هواي يك آزمايشگاه را جايگزين كند و درنتيجه‌‌ي اين غفلت، ۶۶ نفر در اثر تنفس هاگ عامل بيماري سياه‌‌زخم جان خود را از دست دادند. آزمايشگاه يادشده يكي از تاسيسات ساخت تسليحات بيولوژيك به‌‌نام Compound 19 بود كه در آن دانشمندان با مقادير نامتعارفي از هاگ‌‌هاي اين عامل بيماري‌‌زا كار مي‌‌كردند. متاسفانه هاگ‌‌هاي باكتري سياه‌‌زخم در محيط خارج نيز بسيار مقاوم هستند و از اين رو مي‌‌توانند تا پيش از آلوده‌‌كردن انسان‌‌ها براي مدت كافي زنده بمانند. دولت شوروي درست مانند فاجعه‌‌ي چرنوبيل، تلاش بسياري كرد تا وقوع حادثه‌‌ي اخير را از افكار عمومي پنهان كند. اين كشور حتي سعي كرد با ارائه‌‌ي مستنداتي، منشا اين بيماري را به گوشت‌‌هاي آلوده‌‌به باكتري سياه‌‌زخم گوارشي نسبت دهد. با اين حال، پس از فروپاشي اتحاديه‌‌‌‌ي جماهير شوروي، دانشمندان آمريكايي اجازه‌‌ي انجام تحقيقات بيش‌‌تر را پيدا كردند. آن‌‌ها پس از مطالعه شواهد به‌‌دست‌‌آمده از كالبدشكافي، بازديد از قبرستان، مصاحبه با خانواده‌‌ي قربانيان و پاتولوژيست‌‌ها و نيز تجزيه‌‌وتحليل محل شيوه بيماري دريافتند كه عامل بيماري‌‌زا از محل تاسيسات ساخت تسليحات بيولوژيك به بيرون درز كرده است. در نهايت، بوريس يلستين (از سياستمداران شوروي و رئيس‌‌جمهور اسبق روسيه) اعتراف كرد كه منشا شيوع اين بيماري، فعاليت‌‌هاي نظامي بوده است.

۲- آلودگي تصادفي در محيط آزمايشگاه

انجام تمامي اقدامات چندلايه‌‌ي ايمني در آزمايشگاه‌‌ها تنها يك دليل دارد و آن احتمال بروز خطاهاي انساني و خرابي سيستم‌‌ها است. پيش از آن كه يك فرد بتواند گواهينامه‌‌ي رانندگي خود را بگيرد، بايد مراحل مختلفي را پشت سر بگذارد. او بايد در يك آزمون ورودي شركت كند، زيرانديشه متخصصين يك فرد صاحب‌‌صلاحيت رانندگي كند و درنهايت، آزمون عملي رانندگي را باموفقيت پشت سر بگذارد. حتي پس از اخذ گواهينامه نيز فرد بايد هربار پيش از روشن‌‌كردن خودرو، اقداماتي احتياطي نظير تنظيم آينه‌‌ها و صندلي را انجام دهد. به‌‌طور مشابه، افراد پيش از آنكه كار خود را به‌‌شكلي مستقل در يك آزمايشگاه‌‌ بيولوژيك آغاز كنند، بايد ابتدا براي مدتي در كنار يك همكار باتجربه به‌‌عنوان ناظر فعاليت كنند. كاركنان پس از اخذ صلاحيت لازم نيز لازم است پيش‌‌از هر بار ورود به محيط آزمايشگاه، مجموعه‌‌اي از دستورالعمل‌‌هاي تمرين‌‌شده را انجام ‌‌دهند.

با وجود تمامي اين تمهيدات احتياطي، تمرين‌‌هاي مكرر و متخصصان باتجربه باز هم ممكن است دو اشتباه رخ دهد: در اولين حالت، فرد به‌‌شكلي تصادفي عامل بيماري‌‌زاي اشتباهي را از محيط آزمايشگاه خارج مي‌‌كند. اين اتفاق پيش‌‌تر در سال ۲۰۱۴ در مركز كنترل بيماري‌‌ها رخ داد و طي آن، تعدادي نمونه از ويروس آنفلوآنزاي H5N1 به‌‌شكل تصادفي از محيط آزمايشگاه خارج شد. در حالت دوم نيز ممكن است يكي از متخصصان در خلال آزمايش‌‌هاي خود، به‌‌صورت اتفاقي درمعرض ابتلا به عامل بيماري‌‌زا قرار گيرند. در سال ۲۰۰۴، آنتونيا پرسنياكوا، يكي از دانشمندان باتجربه‌‌ي روسيه به‌‌دليل برخورد يك سوزن آلوده با بدنش دچار بيماري ابولا شد و پس از مدتي جان خود را از دست داد.

يكي از عوامل كليدي در جلوگيري از گسترش عوامل بيماري‌‌زا در محيط خارج از آزمايشگاه اين است كه بسياري از اين ارگانيسم‌‌ها تنها قابليت آلوده‌‌سازي مستقيم يك فرد را دارند و قابليت سرايت ميان افراد را نخواهند داشت. اگر ويروس كوويد ۱۹ توانسته باشد به اين‌‌شكل از محيط آزمايشگاه خارج شود، احتمالا يكي از موارد استثنا بوده است.

۳- انتقال ازطريق حيوانات يا موجودات بي‌‌جان (فوميت)

آزمايشگاه‌‌ها معمولا براي آزمايش واكسن‌‌ها و داروهاي خود از حيوانات استفاده مي‌‌كنند. اگر يك حيوان آلوده از محيط آزمايشگاه دزديده شود، از لحاظ انديشه متخصصيني مي‌‌توان آن را يك ناقل ويروس درانديشه متخصصين گرفت كه مي‌‌تواند عامل بيماري‌‌زا را از آزمايشگاه به دنياي خارج منتقل كند. با اين حال، آزمايشگاه‌‌هاي كنترل بيماري از سطوح امنيتي بسيار بالايي برخوردار هستند كه وقوع چنين پيشامدي را تقريبا غيرممكن مي‌‌كند.

اما بايد در انديشه متخصصين داشت كه پاتوژن‌‌ها مي‌‌توانند از هرگونه اشتباه ما به‌‌عنوان فرصتي براي خروج از محيط‌‌هاي كنترل‌‌شده استفاده كنند. بيهوده نيست كه متخصصان آزمايشگاه‌‌ها، بيمارستان‌‌ها و مراكز پژوهشي هنگام ورود به محل كار خود روپوش‌‌هاي مخصوص مي‌‌پوشند و هنگام خروج نيز آن‌‌ها را از تن درمي‌‌آورند. اين‌‌گونه تمهيدات در آزمايشگاه‌‌هاي مهار بسيار سخت‌‌گيرانه‌‌تر است. متخصصان چنين مكان‌‌هايي پيش از ورود، تمامي لباس‌‌هاي خود را از تن بيرون مي‌‌آورند؛ اسكراب‌‌هاي مخصوص مي‌‌پوشند و هنگام خروج نيز دوش مي‌‌گيرند. اين يكي از اقدامات پيشگيرانه براي ممانعت از خروج عوامل بيماري‌‌زايي است كه ممكن است به لباس و موهاي متخصصان چسبيده باشند. همچنين فوميت‌‌هايي نظير تجهيزات و ابزار آزمايشگاهي نيز مي‌‌توانند وسيله‌‌ي براي انتقال پاتوژن‌‌ها باشند كه البته باوجود پروتوكل‌‌هاي ضدعفوني‌‌سازي بسيار شديد شانس چنين اتفاقاتي بسيار پايين خواهد بود.

۴- رهاسازي عمدي عوامل بيماري‌‌زا

با وجود اينكه به‌‌انديشه متخصصين مي‌‌رسد كه ويروس عامل بيماري كوويد ۱۹ بيش‌‌تر خاستگاه طبيعي داشته باشد تا منشا آزمايشگاهي؛ اما اثبات اين امر نيز به‌‌شدت دشوار است. شايد مانند حادثه‌‌ي سال ۱۹۷۹ در شهر سوردلوسفك، اين‌‌بار هم لازم باشد يك تيم بين‌‌المللي از دانشمندان اجازه يابند به مطالعه واقعيات جريان همه‌‌گيري اخير بپردازند. بديهي است تا زماني‌كه چنين تحقيقات جامعي انجام نشود، موج شايعات پيرامون منشا آزمايشگاهي و شيوع عمدي اين بيماري همچنان در رسانه‌‌هاي خبري جولان خواهد داد.