Биобезопасность и биологические риски

Размещено на http://allbest.ru/

Размещено на http://allbest.ru/

Министерство науки и образования молодежи и спорта

Кафедра биотехнологии и аналитической химии

Реферат

Биобезопасность и биологические риски

Выполнила: Зигунова Алина

Проверила: д.м.н., проф.Климова Е.М.

Харьков 2012



Содержание

Введение

1. Биологические угрозы антропогенного происхождения

2. Инфекционные заболевания

3. Работа с ПБА в лабораториях

4. Биокатастрофы

5. Биотерроризм

6. ГМО и их продукты

7. Наночастицы

Заключение

Список используемой литературы



Введение

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.

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



1. 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.

2. Инфекционные заболевания

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.)

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:

- преодоление микроорганизмами межвидовых барьеров (антропозоонозы, инфекции отдаленных биологических видов);

- «возвращающиеся» (re-emerging), управляемые с помощью вакцинации инфекции, активизировавшиеся после периода эпидемиологического благополучия вследствие свертывания программ иммунизации населения;

- инфекции, возникающие на новых территориях (завоз редких или ранее не встречавшихся инфекций);

- новые (emerging) инфекции, вызываемые ранее неизвестными патогенами (за последние 35 лет выделен и идентифицирован 41 новый патоген);

- возрастание эпидемиологического значения условно-патогенных микроорганизмов и увеличение частоты заболеваемости оппортунистическими инфекциями (инфекции, проявляющиеся у лиц с иммунодефицитными состояниями любой природы);

- распространение нозокомиальных (госпитальных) инфекций;

- аварии и диверсии на объектах, где проводятся работы с патогенными микроорганизмами;

- биологический терроризм во всех его проявлениях.

3. 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.

Биологическая опасность и уровни биологической безопасност.

Понятие "биологическая опасность" означает "инфекционный агент (или часть его), представляющий потенциальную опасность для здорового человека, животного и/или растения посредством прямого воздействия: заражения или непрямого влияния: через разрушение окружающей среды".

Для различных групп/категорий лабораторных инфекций разработаны практические руководства, в которых описывается соответствующее оборудование для безопасного хранения биологического материала, необходимое оснащение и мероприятия, которые должен выполнять персонал лабораторий. Эти руководства называются уровнями биологической безопасности (УББ). Выделяют 4 уровня, каждый из которых состоит из первичных и вторичных барьеров и особенностей микробиологических процедур. Первый уровень соответствует минимальному риску инфицирования; работа с микроорганизмами 4 класса патогенности требует соблюдения максимальных мер предосторожности.

Уровень биологической безопасности 1

Правила работы согласно технике безопасности, оборудование и помещение лаборатории пригодны для работы с известными штаммами микроорганизмов, с которыми случаи заболевания человека не зарегистрированы. Лаборатория не обязательно должна быть изолирована от помещений всего здания. Работа может проводиться на обычном лабораторном столе для стандартных микробиологических процедур. Специальное защитное оборудование не требуется и/или не используется. Персонал лаборатории проходит обычное обучение технике безопасности и находится под руководством начальника лаборатории, имеющего опыт работы в стандартной микробиологической лаборатории. Боксы биологической безопасности при работе с указанными штаммами микроорганизмов не обязательны.

Уровень биологической безопасности 2

Правила работы согласно технике безопасности, оборудование и помещение лаборатории пригодны для работы с широким спектром известных микроорганизмов, относящихся к группе умеренного риска, вызывающих заболевания человека средней степени тяжести.

Основные отличия от уровня биологической опасности 1:

· персонал лаборатории проходит специальное обучение по работе с патогенными микроорганизмами под руководством опытных специалистов;

· во время проведения работ доступ в лабораторию ограничен;

· рекомендуется осторожное обращение с острыми предметами;

· необходимы особые меры предосторожности при манипуляциях, в ходе которых могут образовываться аэрозоли и/или брызги. Рекомендуется использование физических барьеров защиты. Настоятельно рекомендуется проводить работу в боксах биологической безопасности класса I и класса II.

Уровень биологической безопасности 3

Правила работы согласно технике безопасности, оборудование и помещение лаборатории пригодны для работы с местными и экзотическими микроорганизмами, передающимися воздушно-капельным путем и вызывающими тяжелые заболевания с возможным летальным исходом. Особое внимание должно быть уделено защите персонала (первичный и вторичный барьеры), а также защиты общества и окружающей среды. Необходимое требование: проведение работ в боксах биологической безопасности класса I и класса II.

Уровень биологической безопасности 4

Правила работы согласно технике безопасности, оборудование и помещение лаборатории приспособлены для работы с опасными и экзотическими штаммами микроорганизмов, представляющими высокий риск для здоровья и жизни человека. Заболевания передаются воздушно-капельным или неизвестными путями и не поддаются лечению; вакцины и лекарственные препараты отсутствуют. Персонал лаборатории проходит специальное и тщательное обучение по технике безопасной работы с особо опасными микроорганизмами и находится под руководством специалиста, имеющего опыт подобной работы. Вход в лабораторию строго ограничен. Лаборатория располагается в отдельном здании или в полностью изолированной части здания. Установлены специальные правила проведения работ в лаборатории. Наличие бокса биологической безопасности класса III строго обязательно. 

Практические рекомендации по биологической безопасности 

1. В лаборатории всегда необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с кровью и биологическими жидкостями организма, а также при использовании/хранении острых предметов, проводить обработку рук (универсальные меры предосторожности).

2. Не принимать пищу, не пить и не курить в лаборатории. Пищевые продукты нельзя хранить в холодильных камерах, используемых для хранения клинического материала.

3. Не проводить пипетирование ртом - использовать соответствующие механические устройства.

4. Дезинфицировать рабочие поверхности ежедневно и по необходимости (при случайном попадании биологического материала).

5. Использовать латексные перчатки подходящего размера.

6. Необходимо использовать лицевые щитки или маски и защитные очки в ситуациях, когда имеется высокая вероятность случайного контакта с кровью и биологическими жидкостями организма.

Таблица 1. Классификация уровней риска микроорганизмов-возбудителей инфекционных заболеваний человека, простейших, гельминтов и ядов биологического происхождения.

Уровень	Описание микр. организмов	Пример микр. организмов	Правила безопасности	Необходимое оборудование (первичный барьер)	Дополнительное оборудование (вторичный барьер)
1	не вызывают развитие инфекций у здоровых взрослых	Bacillus subtilis, Naegleria gruberi, Infectious canine	стандартные правила работы в лаборатории	не требует	Раковина
2	Связаны с человеческими заболеваниями. Опасность передачи: повреждение кожных покровов, прием пищи, слизистые оболочки	Measlse virus, Salmonellae, Toxoplasma spp	Уровень 1 и: · Ограничение доступа · Значки биологической опасности · строгие меры предосторожности · удаление отходов и медицинский надзор	Боксы биологической безопасности 1 и 2 класса. Персональная защита: халат, перчатки, маски (по необходимости)	Уровень 1 и наличие автоклава
3	Опасные микроорганизмы, обычно передающиеся аэрогенным путем, могут привести к заболеваниям с летальным исходом	M.Tuberculosis,St.louis encephalitis virus, Coxiella Burnetti.	Уровень 2 и: · Ограничение доступа · Деконтаминация отходов и лабораторной одежды · Медицинский контроль сотрудников	Боксы биологической безопасности 1 и 2 класса и физические барьеры для всех открытых манипуляций. Персональная защита: халат, перчатки, маски (по необходимости)	Уровень 2 и: · отделение лаборатории от общих помещений, · система самозакрывающихся двойных дверей, · отсутствие рециркуляции выходящего воздуха, · создание в лаборатории пониженного давления
4	Микроорганизмы, которые вызывают угрожающие жизни или неподдающиеся лечению инфекции, передающиеся преимущественно аэрогенным путем (например, вирусы геморрагических лихорадок).	Ebolla Zaire, Sin Nombre virus, Rift Valley Fever	Уровень 3 и: · смена одежды перед входом в лабораторию · душ после выхода из лаборатории · полная деконтаминация одежды после выхода из лаборатории	Боксы биологической безопасности 3 класса, либо боксы биологической безопасности 1 или 2 класса в комбинации со спецкомбинезонами для персонала (полностьюзакрытое тело, подачавоздуха, повышенное давление)	Уровень 3 и: · расположение лаборатории в отдельном здании (или строго изолировано) · Отдельные системы подачи/выхода вакуума, декоментации · следование дополнительным требованиям для микробиологических и биомедицинских лабораторий

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.



4. Биокатастрофы

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).

5. Биотерроризм

В перечне наименее контролируемых и наиболее опасных угроз человечеству подавляющее число экспертов называют биотерроризм и «экологические войны» (изменение климата и др.).

Биологический терроризм официально признан одной из главных потенциальных угроз международной безопасности в результате уже совершенных террористических акций и анализа развития биологической науки и биотехнологии.

XX веке было зарегистрировано более 100 подтверждённых случаев незаконного использования биологических агентов, из которых 19 представляли собой террористические акты . На вторую половину века приходится 66 преступлений с использованием биологических агентов. Однако ни одна из попыток их применения с целью массового поражения, к счастью, не оказалась успешной. Всего 8 преступлений, связанных с использованием биологического оружия, привели к жертвам среди гражданского населения (29 умерло и 31 человек пострадал).

В 1984 году религиозные сектанты использовали микробы сальмонеллы (Salmonella typhimurium) в ресторанах городов округа Дэйлс (штат Орегон), что вызвало пищевые отравления 751 человека, но не привело к летальным исходам. Тем не менее, число подобных инцидентов резко возросло в последние годы. По данным ФБР, было возбуждено 267 уголовных дел до 2000 г. (в 187 случаях биологические агенты в той или иной форме использовались), в 2000 г. - возбуждено 257 дел (в 115 случаях установлены попытки использовать биологическое оружие).

В 2001 г. США подверглись биологической атаке с использованием возбудителя сибирской язвы, приведшей к ряду смертельных исходов. До настоящего времени на основные вопросы "кто, каким образом, почему?" нет точного ответа. Несмотря на то, что официально американское правительство сосредоточило своё внимание в расследовании на деятельности американского вирусолога, работавшего в USAMRIID (Американский институт военной медицины по исследованию инфекционных заболеваний - Форт-Дэтрик, шт. Мэриленд) в течение двух лет, до сих пор неясно, были ли эти события всё-таки связаны с атаками 11 сентября 2001 г. Подозреваемый работал частным образом в качестве руководителя контрактов по биологической защите. По своей работе он был тесно связан с одним из оставшихся профессионалов, игравшим значительную роль в программе по разработке биологического оружия до 1969 г. Активная деятельность подозреваемого вирусолога и его взаимоотношения с профессионалом обеспечили ему доступ к секретной информации, касающейся технологии производства препаратов. Он также имел доступ к государственному предприятию, работающему со штаммом AMES, возбудителем сибирской язвы, и продуцирующему сухой порошок спор сибирской язвы.

Согласно фактам, собранным американским Центром по контролю и профилактике заболеваний, из почтового ящика находящегося в Принстоне (Нью-Джерси) ушло 18 писем, содержащих споры сибирской язвы. Ещё 4 случая произошли в последующие восемь недель. Качество приготовленных и распространяемых болезнетворных спор было различным. Некоторые образцы были приготовлены грубо, но те, которые попали к сенаторам Дэшлу и Лихи, были высокодисперсны, поэтому легко распространялись воздушно-капельным путем. Именно в этих пакетах споры имели самую высокую концентрацию и микробиологическую чистоту. Предварительные исследования показали, что во всех конвертах содержался один из вариантов известного штамма AMES. Этот штамм в начале 1980-х гг. был использован в США в программе биологической защиты. Благодаря своей биологической активности, именно он стал стандартом для использования в модельных экспериментах в животноводстве при получении новых вакцин против сибирской язвы. Известно, что с этим штаммом работали 15-20 лабораторий Великобритании, США, Канады и, возможно, Израиля. Сейчас перед генетиками-микробиологами стоит задача определить слабые различия в геномах культур, полученных в этих лабораториях, и идентифицировать культуру, хотя бы отдалённо похожую на использованную террористами. Результаты этих исследований пока не слишком конкретны, ясно лишь, что споры сибирской язвы в конвертах были получены в течение последних двух лет.

Высокое качество препарата привело некоторых специалистов к мысли, что порошок такой микробиологической чистоты и дисперсии мог быть получен при помощи технологического оснащения, которым обладают только государственные лаборатории и предприятия. Поэтому, по мнению некоторых исследователей, таким государством мог оказаться Ирак, и тогда связь с событиями 11 сентября 2001 г. как бы очевидна. "Ирак, конечно, знает, как получить порошок спор возбудителя 100 %-ной чистоты. Это - технология двухступенчатого ферментационного процесса, в результате которого получается препарат именно той концентрации, которую мы обнаружили в конверте сенатора Дэшла", считает бывший глава инспекции биологического оружия ООН с 1994 по 1998 гг. Ричард Спертцель (Richard Spertzl).

На данный момент подозреваемых в биотерроризме со спорами сибирской язвы становится всё больше, но пока точно неизвестно, с какой целью и кто рассылал в США заражённые сибирской язвой письма, в результате чего погибло пять человек. Как считает начальник объединённого командования штабов американской армии Ричард Майерс, боевики "Аль-Каиды" могли производить смертоносные бациллы сибирской язвы. Лишь только в Афганистане американский спецназ обнаружил шесть подпольных лабораторий. Однако до сих пор власти США не смогли представить убедительных доказательств того, что к распространению болезни причастны боевики Осамы бен Ладена.

Спектр организаций и отдельных личностей, способных использовать биологические агенты в качестве инструмента террора, различающихся по составу групп, источникам финансирования, идеологии, мотивациям и используемым методам, очень разнообразен. В него входят крупные, хорошо финансируемые организации, оппозиционные повстанческие группы, религиозные и культовые секты, пропагандирующие идеологию "конца света", разного рода националистические группы, отдельные расколовшиеся политические движения и группировки, а также террористы-одиночки.

По данным, приведённым в сборнике "Новый террор: перед лицом угрозы использования биологического и химического оружия", в 17% случаев применения террористами такого оружия оно распространялось воздушным путём, в 11% - через воду, в 15% - через пищу или напитки, в 13% - с помощью инъекций или иного контакта, в 16% - через лекарства. К сожалению, в 28% случаев способ распространения установить не удалось. К странам, "возможно распространяющим химическое и биологическое оружие", США сегодня относят Египет, Израиль, Ирак, Иран, Китай, Ливию, КНДР и Тайвань.

Из истории биологического оружия

Идея использования биологических агентов в качестве оружия вряд ли является новой. На протяжении длительного исторического времени известны случаи использования биологических агентов для нанесения ущерба противнику. Однако возможность их применения зависела от уровня научной осведомлённости общества об инфекционных болезнях. До появления теории микробного природы инфекционных болезней считалось, что болезни вызываются загрязнёнными запахами, заражение происходит путём распространения "миазмов", т. е. "плохих паров". В древних цивилизациях (эллинской, римской, персидской) известны случаи загрязнения запасов питьевой воды своих противников с помощью полуразложившихся мёртвых животных. Подобный же способ был использован в Италии в XII веке Барбароссой. Отравление питьевых запасов трупами животных применялось также в XIX веке в США во время гражданской войны.

В средние века для распространения эпидемии воюющие стороны посылали распространителей эпидемий катапультами в войска противника и крепости. Яркий пример подобной практики является осада Каффы, морского порта на территории современной Украины в XIV веке. Татарские войска катапультировали трупы собственных солдат, умерших от чумы, в осаждённый город для распространения болезни. В результате произошла вспышка чумы, зафиксированная в исторических документах. Существует устойчивое мнение, что горожане (равно как и крысы, которые спасались бегством с кораблей, следующих в различные порты Средиземного моря), внесли свой "вклад" в распространение второй пандемии чумы в середине XIV века. Однако ряд учёных считает, что нет достаточных оснований для поддержания гипотезы столь очевидно успешной биологической войны татар. Блохи, являющиеся переносчиками возбудителей чумы, как правило, покидают трупы в поисках живого организма, на котором они могут паразитировать. Поэтому, согласно этой гипотезе, вспышка чумы в Каффе была вызвана вовсе не действиями татар, а явилась естественной эпидемией, характерной для осаждённого города.

Концепция применения различных предметов (вещей, книг) в качестве распространения заразных болезней среди неприятеля разрабатывалась также и в XVIII веке. В 1763 году Сэр Джефри Амхерст (Jeffrey Amherst), командующий британскими войсками в Северной Америке, был обеспокоен активностью не симпатизировавших британцам аборигенов вдоль западной границы от Пенсильвании до Детройта. Когда он узнал, что в британских войсках в форте Питт возникла оспа, он решил использовать инфекцию в качестве биологического оружия против коренных американцев. По его плану враждебным племенам передавались одеяла и носовые платки больных оспой. Эпидемия оспы возникла среди племён коренных американцев, но трудно точно определить, явилась ли эта вспышка инфекции результатом военной биологической активности британцев. Коренные американцы не имели иммунологической защиты против многих инфекций, привнесённых из Старого Света, и поэтому могло существовать много различных способов заражения этой инфекцией от других европейских поселенцев.

С развитием теории микробной природы многих инфекций в XIX веке наступил новый этап в создании биологического оружия. Теперь патогенные микроорганизмы могли быть выделены и выращены в достаточном количестве в чистой культуре в лабораторных условиях. Поэтому результаты научных микробиологических исследований и новое технологическое оснащение могло одновременно применяться и для осуществления военных целей.

Особое развитие идея биологического оружия получила в ХХ веке. Во время первой мировой войны Германия имела намерение применить патогены (возбудители) холеры и чумы против человека, а патогены сибирской язвы и сапа против сельскохозяйственных животных. Однако применение биологического оружия во время первой мировой войны не вышло за рамки намерений. В то время внимание было сконцентрировано на эффектах применения химического оружия. Реакция на использование этого оружия привела к появлению в июне 1925 года Женевского протокола (Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или других подобных газов и бактериологических средств). 133 страны подписали этот протокол, одна страна (Сальвадор) подписала, но не ратифицировала. В протоколе содержится заявление, что стороны соглашаются считать себя связанными по отношению друг к другу запрещением применения на войне этого оружия. Договор запрещал применение химического и биологического оружия, но не мог ограничить или отрегулировать его разработку и производство.

В период между первой и второй мировыми войнами ряд стран ускорили выполнение своих исследовательских программ по развитию биологического оружия. Усилия японских исследователей и военных в этом были наиболее успешными. До конца второй мировой войны работы по создания биологического оружия велись во многих военных подразделениях. Наиболее известным был Отряд 731, возглавлявшийся с 1937 по 1941 гг. военным физиком-микробиологом Исии Сиро (Ishii Shiro). Отряд дислоцировался на территории Маньчжурии, оккупированной Японией. В самом разгаре своей деятельности персонал подразделения насчитывал около 3000 человек и располагался в 150 зданиях. Было проведено, по крайней мере, пять вспомогательных операций, в каждой из которых участвовало от 300 до 500 человек. Такие военно-научные группировки были ответственны за экстенсивную разработку и исследование биологического метода ведения войны, с использованием заключённых (обычно военнопленных, уголовников или политических диссидентов) и животных.

По некоторым оценкам в течение 13 лет биологических военных исследований в Маньчжурии и Китае погибло около 10 000 человек. Результатом этой деятельности явилось создание к началу сороковых годов меню инфекционных болезней, вызываемых бактериями, вирусами и риккетсиями. Японцы провели также десятки полевых экспериментов в Маньчжурии и Китае, в которых осуществлялось заражение водных и пищевых запасов, воздушное опрыскивание и применение небольших бомб, содержащих блох с возбудителями чумы. Локальные вспышки инфекций чумы, холеры и тифа произошли благодаря проводимым исследованиям.

Военная биологическая активность других стран за этот период была минимальной по сравнению с Японией. Усилия Германии были направлены преимущественно на разработку защитных микробиологических средств, вакцин и антимикробных препаратов. В этой работе в качестве экспериментального материала использовались заключённые концентрационных лагерей. В то же время были созданы бомбы с возбудителями сибирской язвы, которые были опробованы на острове в Северном море недалеко от побережья Шотландии. Этот остров был сильно загрязнён патогенами вплоть до 1980-х годов, когда было проведено успешное обеззараживание с помощью морской воды и формальдегида.

Опасность биотерроризма определяется рядом предпосылок.

1. применение террористами различных видов биологического оружия способно в короткие сроки вызвать эпидемию, ведущую к гибели огромного количества людей, животных и сельскохозяйственных культур. По оценкам, распыление 100 кг спор сибирской язвы во много раз превышает последствия взрыва мегатонной ядерной бомбы.

2. В мире существует значительное количество потенциальных источников биологического оружия. Развитие медицины в целом и профилактики и лечения инфекционных заболеваний в частности, требует выделения, а затем и хранения бактериальных штаммов, служащих для создания различных вакцин и прививок. Однако потенциально эти штаммы также остаются источниками всех тех заболеваний, для лечения которых они предназначены. По приблизительным подсчётам, в 67 странах сосредоточено 453 коллекций различных бактериальных штаммов, принадлежащих различным организациям, 54 медицинских центра имеют возбудителя сибирской язвы, 18 - чумы. Количество источников смертоносных бактерий и не всегда адекватная охрана мест их хранения, могут сделать медицинские и биологические центры вольным или невольным источником снабжения террористов биологическим оружием. По американским данным, по крайней мере, 10 стран обладает биологическим оружием или проводит работы по его исследованию. Пример России наглядно демонстрирует, что само юридическое определение того, что является биологическим оружием, а что не является таковым отражает опасность использования биологического материала как во благо человечества, так и для его уничтожения.

3. производство некоторых видов биологического оружия не требует какого-либо специального оборудования и относительно несложно. В природе уже имеется большое количество потенциально опасных для человека микроорганизмов, а исходные материалы для их производства часто являются продуктом хозяйственной деятельности человека.

4. биологическое оружие легко транспортируется и достаточно сложно выявляется при любого рода проверках.

5. практически каждая инфекция, а перечень микроорганизмов, которые могут быть потенциально использованы террористами насчитывает 48 организмов (25 вирусов, 13 бактерий, 10 токсинов), требует своих методов лечения и профилактики, что значительно затрудняет возможность подготовки к отражению потенциального нападения.

6. из-за неизвестности того, когда и где может быть предпринята попытка биотерроризма, и какие биологические агенты могут быть использованы в качестве инструмента террора, угроза или попытки применения биологического оружия сохраняются всегда. Инфекционные заболевания, которые могут развиться в результате биологической атаки, имеют неспецифические клинические симптомы, например лихорадка, особенно в первые часы и сутки с момента их развития. Поэтому необходимо знать определённые дифференциально-диагностические признаки, чтобы ещё до применения специальных методов идентификации предположить круг наиболее вероятных возбудителей. Существуют некоторые трудности быстрой микробиологической диагностики, особенно лёгочных форм инфекционных заболеваний. Из-за этого всем лицам с клинической картиной предполагаемой инфекции соответствующая антибактериальная терапия должна быть начата немедленно.

7. генно-инженерные эксперименты с различными организмами, в том числе, с болезнетворными бактериями и вирусами, создают дополнительную мощную биологическую угрозу. Сегодня особенно необходимо обратить внимание на эксперименты в области генной инженерии. Это так называемая векторная технология, которая используется для переноса генов из одного организма в другой, и высокоинфекционный материал для встраивания чужого гена в абсолютно другой организм. Риск использования векторов для создания генно-инженерных организмов не оценивался. К тому же, сами по себе генетически измененные организмы, как абсолютно новые для биосферы организмы, могут воздействовать на неё самым неожиданным образом. Сама неизвестность подобного воздействия почему-то воспринимается как доказательство безопасности. По всей видимости, пришло время подумать о более строгом контроле за биологическим материалом и разработать более строгий комплекс в области биобезопасности. Биологической угрозе может противостоять только сильная система биологического контроля и здравоохранения.

Привлекательность биологического оружия для террористов обусловлена следующими причинами:

- биологическое оружие легкодоступно, возбудителей опасных заболеваний можно найти в природе (за исключением черной оспы);

- биологическое оружие просто в изготовлении;

- во всех странах есть медицинские микробиологические лаборатории, микробиологические предприятия, которые можно переоборудовать для производства биологического оружия;

- биологическое оружие удобно для хранения и транспортировки по сравнению с химическим или радиологическим оружием;

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.

По мнению ведущих специалистов в отрасли биологической опасности, наибольшая угроза видится в возможностях создания биологического оружия нового поколения - третьего, то есть «постгеномного», так называемого молекулярного оружия. В международной литературе оно обозначается как ABW - Advanced Biological Warfare. Это совершенно новые, уже открытые и еще неоткрытые регуляторы биохимических процессов, часто состоящие всего лишь из нескольких десятков нуклеотидных оснований и поэтому легко проникающие через клеточные мембраны и активно влияющие на различные биохимические процессы. Они представляют гораздо большую опасность, нежели традиционные патогены - чума, оспа, сибирская язва т др.



6. ГМО и их продукты

биологический опасность защита антропогенный

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.

7. Наночастицы

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.



Заключение

Современная биотехнология имеет потенциальные возможности для обеспечения основных потребностей страны в широком спектре биотехнологических препаратов медицинского и ветеринарного назначения, в пищевых продуктах, в средствах защиты растений и биоудобрениях, в биопрепаратах для проведения природоохранных мероприятий, для добычи минерального сырья, для получения новых материалов, в создании возобновляемых источников энергии и создании электронных приборов различного назначения. Одновременно надо понимать, что биотехнологическое производство может представлять опасность для человека и экосистем, так как даже непреднамеренно в хозяйственный оборот и окружающую среду может быть выпущен опасный экопатоген с трудно прогнозируемыми последствиями. Принято считать, что 99% генно-инженерных организмов, используемых в исследовательских целях и в промышленности, не оказывают неблагоприятного воздействия на здоровье людей или окружающую среду. Тем не менее, абсолютной безопасности в биотехнологии, как, впрочем, и в других отраслях деятельности человека, достичь невозможно. Утечка опасного биологического материала из научно-исследовательского учреждения при аварии и его использование в биопреступлении может привести к возникновению биолого-социальной чрезвычайной ситуации.



Список используемой литературы

1. Журнал «Жизнь без опасностей» (№4 - 2008 №1 - 2009, с.40-48).

2. Практическое руководство по биологической безопасности в лабораторных условиях. ВОЗ., Женева, - 2007, (2004). - 188 с.

3. М.А.Пальцев и В.П.Сергиев «Современное понимание проблемы биологической безопасности»

4. О биологической опасности, биобезопасности и биотерроризме» Боровика Р.В.

5. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru