LABORATUVARLARIN BİYOGÜVENLİK SEVİYELERİ VE ENFEKSİYÖZ AJANLARIN RİSK GRUPLANDIRILMASI

Yirminci yüzyılın başları laboratuvar kaynaklı enfeksiyonların ilk bildirildiği yıllardır. Pike ve Sulkin 1930 ile 1974 yıllarını kapsayan dört farklı çalışmada 164’i ölümle sonuçlan toplam 3921 laboratuvar kaynaklı enfeksiyon vakası bildirmişlerdir. Aynı zamanda bu enfeksiyonların %80’inden fazlasında ayırt edilebilecek laboratuvar kazası ya da belirgin bir maruziyet bulunmadığı tespit edilmiştir. Bu ve benzeri çalışmalar laboratuvar ortamına ve uygulama esaslarına bağlı gelişebilecek riskleri mümkünse kaldırmak ya da en aza indirmek için gerekli tedbirlerin alınması zorunluluğunu gündeme getirmiştir

Biyogüvenlik, sağlık çalışanlarının, diğer insanların ve çevrenin potansiyel olarak tehlike içeren enfeksiyöz mikroorganizmalar ile onlara ait genetik ve toksik çeşitli kompenentlerine maruziyetini mümkün olan en alt seviyeye indirmek ya da tamamıyla ortadan kaldırmak için gerekli uygulamaların tümünü içeren bir tanımdır.

Bu kapsamda; enfeksiyöz ajanlar için risk değerlendirilmesi, mühendislik teknolojileri, kişisel koruyucu ekipman ve diğer güvenlik malzemeleri, iyi laboratuvar uygulamaları gibi konular biyogüvenlik kavramının temel ilkeleri olarak değerlendirilmektedir

Biyogüvenliğin amacı çalışanları, diğer insanları ve çevreyi potansiyel tehlikeli mikrobiyolojik ajanlardan korumak olarak düşünüldüğünde iki ayrı korunma/kontrol mekanizması tanımlanmıştır; 1. Primer korunma 2. Sekonder korunma

Primer korunma, laboratuvar çalışanının standart ya da özel mikrobiyolojik uygulamaların tümüne uygun hareket ederek personelin ve laboratuvar çevresinin enfeksiyöz ajanlardan korunmasıdır. Primer korunmanın en önemli unsuru iyi laboratuvar uygulamaları ve teknikleridir. Bu kapsamda enfeksiyöz ajanlar ya da enfekte olma riski yüksek materyaller ile çalışan personel bulaş açısından muhtemel tehlikenin farkında olmalı ve bu türden malzemeyle güvenli bir şekilde çalışabilmek için eğitilmeli, uygulamalar ve teknik konulara hakim duruma getirilmelidir

Her laboratuvar, karşılaşılabilecek tehlikelerin tanımlandığı ve bulaşıcı enfeksiyon türünden riske maruziyeti en aza indirmeyi ya da ortadan kaldırmayı amaçlayan işlemlerin belirlendiği bir biyogüvenlik kılavuzu geliştirmelidir. Laboratuvarda çalışan tüm personel bu kılavuzu okumalı ve burada belirtilen uygulamalara uygun hareket etmelidir.

Primer korunmanın diğer unsuru ise güvenlik ekipmanlarıdır Primer korunmanın diğer unsuru ise güvenlik ekipmanlarıdır. Güvenlik ekipmanları tehlikeli biyolojik materyallere maruziyetin önüne geçebilmek için tasarlanmıştır. Bu kapsamda çok sayıda mikrobiyolojik uygulama esnasında oluşan enfekte damlacıklara ya da aerosollere karşı korunmayı sağlayan biyogüvenlik kabinleri (BGK) en önemli güvenlik ekipmanı olarak tarif edilmektedir.

Diğer güvenlik ekipmanları ise eldivenler, önlükler, ayakkabı koruyucuları, botlar, maskeler, yüz koruyucuları ve koruyucu gözlüklerdir. Kişisel koruyucu ekipman ve BGK çalışılan ajana ya da materyale göre birlikte kombine edilerek kullanılmalıdır.

Sekonder korunma, olası laboratuvar kazaları sonucu hem laboratuvar çalışanlarının hem de laboratuvar dışındaki toplumun enfeksiyöz ajanlara maruz kalmaması için laboratuvar yapılarının tasarımı ile ilgili tüm konuları kapsamaktadır. Laboratuvar yöneticileri, o laboratuvarda çalışılan ajanların biyogüvenlik seviyelerini ve laboratuvar fonksiyonlarını düşünerek gerekli yapıların tesis edilmesi ile yükümlüdür.

Sekonder koruma kapsamında yapılması gerekenler laborotuvarlarda çalışılan ajanların bulaş riskine göre değişmektedir. Örneğin enfekte aerosollere maruziyet söz konusu ise, bu ajanın çevreye sızmasının önüne geçebilmek için özel havalandırma sistemi gibi sekonder korunma kapsamında ek tedbirlerin alınması gerekmektedir

Laboratuvarda bulaş, dört farklı yolla olmaktadır:   Direkt olarak deri, göz ve mukozal membrandan bulaş. Parenteral yoldan ya da enfekte hayvanların ya da artropod vektörlerin ısırmasıyla meydana gelen bulaş . Çözelti halindeki sıvıların içilmesi ya da kontamine ellerin ağıza sürülmesi yoluyla bulaş. Enfekte partiküllerin hava yolu ile bulaşması. Organizmanın hava yolu ile bulaşabilmesi gerek çalışmayı yapan laboratuvar personelini gerekse de diğer laboratuvar çalışanlarını bulaş açısından oldukça riskli konuma sokmaktadır. Bulaş yolu kesin olarak belirlenemeyen bir mikroorganizma ile çalışılıyorsa etkenin hava yolu ile bulaştığı kabul edilerek gerekli tedbirler alınmalıdır

Etkili korunma yollarının varlığı Etkili korunma yollarının varlığı. Burada aşı ile bağışıklama, yiyeceklerin ve içeceklerin hijyeni gibi çeşitli sağlık ölçütleri, hayvan rezervuarlarının ve artropod vektörlerin kontrolü gibi konular değerlendirilmektedir. Etkili tedavi yollarının mevcudiyeti. Bu konu pasif bağışıklama, maruziyet sonrası bağışıklama ile antibiyotik, antiviral ve diğer kemoteropotik ajanların kullanımı konularını kapsamaktadır.

Bunlara ilaveten aşağıda bahsedilen konular da risk değerlendirmesinde rol oynamaktadır:  Mikroorganizmanın enfeksiyöz dozu ve çevreye dayanıklılığı. Özellikle hava yolu ile bulaşı mümkün olan mikroorganizmalar için bu durum önem taşımaktadır. Örneğin yapılan birçok çalışma sonucunda Coxiella burnetii’nin 1-10 adet inhale edilebilecek enfekte partikülünün bulaş için yeterli olduğu gösterilmiştir. Bunun yanında bu bakterinin çevresel streslere dayanıklı olması canlı konak dışında ya da kültür plağında hayatta kalmasına olanak sağlamaktadır. Bu süreç içerisinde mikroorganizma hava yolu ile bulaştırıcılık özelliğini de kazanmış olur. Diğer bazı mikroorganizmalara ait enfeksiyöz doz ve bulaş yolları Tablo 1’de gösterilmiştir

Tablo 1. Bazı mikroorganizmalara ait enfeksiyöz doz ve bulaş yolları. Bulaş Yolu   Vibrio cholerae (kolera) 108 Sindirim Yersinia pestis (Veba) 100-20.000 Solunum Bacillus anthracis (Şarbon) ~1.300 Brucella türleri (melitensis) 10-500 Francisella tularensis (Tularemi) 10 Coxiella burnetii (Q ateşi) 1 Tablo 1. Bazı mikroorganizmalara ait enfeksiyöz doz ve bulaş yolları.  

Çalışmalarda kullanılacak mikroorganizma veya içeriğinin hacimsel büyüklüğü ve konsantrasyonu. Çoğu örnekte çalışılan mikroorganizma konsantrasyonu arttıkça maruz kalınan risk de artmaktadır. Laboratuvar kaynaklı enfeksiyonlarla ilgili yapılmış olan çalışmalar da organizmanın bulaştırıcılığını ortaya koymak açısından önemlidir. Öyle ki bulaştırıcılığı hakkında herhangi bir bildirim yapılmamış organizmaların çok az ya da hiç risk taşımadığını kabul ederek işlem yapmak doğru bir laboratuvar uygulaması olarak değerlendirilmemektedir

Yukarıda sayılan tüm kriterler göz önüne alınarak Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) tarafından mikroorganizmalar dört risk grubuna ayrılmıştır (Bkz. Tablo 2). Bu risk gruplarının yalnızca laboratuvar çalışmaları için kullanılması önerilir.

Tablo 2. Mikroorganizmaların risk grubuna göre sınıflandırılması Grup-1 Risk grup 1’de bireysel ve toplumsal riski olmayan ya da bu riskin önemli ölçüde az olduğu   mikroorganizmalar yer almaktadır. İnsanda enfeksiyona neden olmadığı kesinlikle bilinen mikroorganizmalar (Bacillus subtilis gibi) bu grupta yer alır. Grup-2 Klinik mikrobiyolojide çoğu kez karşımıza çıkan ve insanlarda hastalık nedeni olduğu bilinen birçok mikroorganizma Risk Grup 2’de tanımlanmıştır. Genel olarak Risk Grup 2’deki mikroorganiz maların neden olduğu hastalıkların etkili tedavi/korunma yolları vardır ve toplum sağlığı açısından oluşturduğu risk sınırlıdır. Grup-3 Toplumsal risk düşük ancak bireysel risk yüksek olmakla birlikte etkili tedavi ve korunma yollarının bulunduğu mikroorganizmalar Risk Grup 3’te yer alır. Grup-4 Hem toplumsal hem de bireysel riskin yüksek buna karşılık etkili korunma ve tedavi yöntemlerinin genellikle bulunmadığı mikroorganizmalar ise Risk Grup 4’te yer almaktadır. Tablo 2. Mikroorganizmaların risk grubuna göre sınıflandırılması

Örnek Hakkında Yeterli Bilginin Olmadığı Durumlar: Yukarıda tarif edilen risk değerlendirme prosedürü yeterli bilgi mevcut olduğunda faydalı olmaktadır. Ancak, uygun bir risk değerlendirmesi yapmak için yeterli bilginin olmadığı durumlar da örnek işlemden geçirilirken dikkatli bir yaklaşımın benimsenmesi uygundur. Nedeni bilinmeyen salgın durumu ya da epidemiyolojik çalışma amacıyla toplanan örnekler bu türden durumlardır. Böyle bir örnekle karşılaşıldığında aşağıda yazan hususlara dikkat edilmelidir

Örneklerin kaynağı ne olursa olsun standart biyogüvenlik önlemleri alınmalıdır (eldiven, önlük, yüz koruyucu gibi). Örneklerin taşınması ulusal ve uluslararası kurallara, yasalara uygun yapılmalıdır. Bu örneklerle ilgili riskin belirlenmesinde yardımcı olacak bazı bilgiler bulunabilir. Bunlar: Hasta ile ilgili tıbbi kayıtlar, Epidemiyolojik veriler (morbidite ve mortalite verileri, şüphelenilen geçiş yolu, diğer salgın araştırma verileri), Örneğin elde edildiği coğrafi kökenle ilgili verilerdir

ENFEKSİYÖZ ETKENLERİN RİSK GRUBU SINIFLANDIRMASI: 1.Bakteriyel Etkenlerin Risk Grubu Sınıflandırması: Sağlıklı insanlarda hastalığa yol açmayan enfeksiyöz ajanlar Risk Grup 1’de yer almaktadır. E. coli, Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis gibi etkenler bu grupta değerlendirilmektedir. Bakteriyel etkenlerin birçoğu Risk Grup 2’de yer almaktadır. Risk Grup 3’te yer alan bakteriler Tablo 3’te gösterilmiştir. Risk Grup 4’te herhangi bir bakteriyel etken bulunmamaktadır

Tablo 3. Risk Grup 3’te yer alan bakteriyel etkenler Bacillus anthracis, Francisella tularensis (Tip A)   Brucella abortus, Brucella canis, Mycobacterium africanum V, Mycobacterium leprae, Brucella melitensis, Brucella suis Mycobacterium microti (*), Mycobacterium tuberculosis V, Mycobacterium ulcerans (*) Burkholderia mallei (Pseudomonas mallei) Rickettsia akari (*), Rickettsia canada (*), Rickettsia conorii, Rickettsia montana (*), Rickettsia typhi (Rickettsia mooseri), Rickettsia prowazekii, Rickettsia rickettsii, Rickettsia tsutsugamushi Burkholderia pseudomallei Salmonella typhi (*) V (Pseudomonas pseudomallei) Chlamydia psittaci (avian suşları) Shigella dysenteriae (Tip 1) (*)T Coxiella burnetii Yersinia pestis V Escherichia coli, verositotoksijenik suşları (örn. O157: H7 veya O103) (*) Tablo 3. Risk Grup 3’te yer alan bakteriyel etkenler

2.Paraziter Etkenlerin Risk Grubu Sınıflandırması: Paraziter etkenlerin birçoğu risk Grup 2’de yer almaktadır. Risk Grup 3’te yer alan paraziter etkenler Tablo 4‘te verilmiştir. Risk Grup 4’te herhangi bir paraziter etken bulunmamaktadır Echinococcus granulosus (*), Plasmodium falciparum (*) Echinococcus multilocularis (*),   Echinococcus vogeli (*) Leishmania brasiliensis (*), Taenia solium (*) Leishmania donovani (*) Naegleria fowleri Trypanosoma brucei rhodesiense (*), Trypanosoma cruzi

3. Fungal Etkenlerin Risk Grubu Sınıflandırması:   Fungal etkenlerin birçoğu Risk Grup 2’de yer almaktadır. Blastomyces dermatitidis, Cladophialophora bantiana (önceki; Xylohypha bantiana Cladosporium bantianum ya da trichoides), Coccidioides immitis, Histoplasma capsulatum duboisii, Paracoccidioides brasiliensis Risk Grup 3’te yer alan etkenler olup Risk Grup 4’te herhangi bir fungal etken sınıflandırılmamıştır

Viral Etkenlerin Risk Grubu Sınıflandırması: Bulaş açısından en riskli mikroorganizmalar virüslerdir. Her dört risk grubunda da virüsler bulunmaktadır. İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV ), Hepatit B virüsü, Hepatit C virüsü, Hepatit D virüsü Risk Grup-3’te, Kırım-Kongo hemoraijk ateş virüsü ve Ebola virüsü ise Risk Grup 4’te yer alan virüslerdendir.

LABORATUVAR BİYOGÜVENLİK SEVİYELERİ: Biyogüvenlik seviyeleri personeli, çevreyi ve toplumu koruma derecesinin artışına göre 1’den 4’e kadar olacak şekilde düzenlenmiştir. Standart mikrobiyolojik uygulamalar tüm laboratuvarlar için ortaktır. Özel mikrobiyolojik uygulamalar gelişmiş iş güvenliği, çevre koruması ve yüksek seviyede korunma gerektiren ajanlarla yapılan çalışmalara ilişkin risklerin doğru şekilde tanımlanmasını gerektirmektedir.

Mikrobiyolojik risk grupları dikkate alınarak laboratuvarlar dört farklı güvenlik seviyesinde tasarlanmıştır. Biyogüvenlik Seviye 1 (BGS-1), "Temel Laboratuvarlar", Biyogüvenlik Seviye 2 (BGS-2) "Temel Laboratuvarlar" Biyogüvenlik Seviye 3 (BGS-3) "Tecrit Laboratuvarı",  Biyogüvenlik Seviye 4 (BGS-4) "Maksimum Tecrit Laboratuvarı"  

Risk gruplarına karşılık gelen biyogüvenlik seviyeleri ve karşılık gelen kriterler Tablo 5’de verilmiştir. Bu güvenlik seviyeleri mikrobiyolojik risk faktörlerini her zaman tam olarak karşılamamaktadır. Örneğin mikrobiyolojik risk değerlendirmesine göre Risk Grup 2’de yer alan bir mikroorganizmanın kültüre edildiğinde veya yoğun mikrobiyolojik çalışmalara bağlı olarak aerosol oluşturma durumu olursa BGS-3 laboratuvarlarda çalışılması gerekmektedir

Biyogüvenlik Laboratuvar Tipi Uygulamalar Güvenlik Üniteler Seviyesi   Malzemeleri (Sekonder (Primer Korunma) Korunma) Temel • Temel öğretim • Standart • Gerekli değildir • Açık çalışma laboratuvarı mikrobiyolojik masaları Seviye 1 • Araştırma uygulamalar (BGS-1) • Halk sağlığı BGS-1 • Sınıf 1 veya uygulamalarına Sınıf 2 BGK ünitelerine Seviye 2 • Klinik ilaveten • Kişisel koruyucu ekipman ek olarak : (BGS-2) mikrobiyoloji • Sınırlandırılmış girişler (laboratuvar giysileri, • Kolay ulaşılabilir • Biyogüvenlik el kitabı eldiven, yüz bir otoklav • Atıkların koruyucular gibi) dezenfeksiyonunu ve tıbbi bakım politikalarını içeren bir el kitabı

Tecrit •Özel tanı BGS-2 Biyogüvenlik laboratuvarı uygulamalarına ek olarak : malzemelerine ek olarak: ünitelerine ek olarak : Seviye 3 •Araştırma •Kontrollü girişler •Gerekli durumlarda •Otomatik olarak (BGS-3) •Tüm atıkların gaz maskeleri kapanabilen çift   dezenfeksiyonu kapılı girişler •Laboratuvar giysilerinin •Kirli havanın tekrar makinalarda yıkanmadan sirküle edilmediği önce dezenfeksiyonu sistemler •Laboratuvar içerisine negatif hava akımı sağlayan cihazlar Maksimum •Çok tehlikeli BGS-3 patojen çalışma malzemelerine ek olarak •Laboratuvarlara •Tüm prosedür ve •İzole edilmiş alanlar Seviye 4 girilmeden önce aktiviteler için Sınıf 3 ya da tamamen ayrılmış (BGS-4) giysilerin değiştirilmesi BGK veya tüm vücudu binalar •Laboratuvar çıkışında saran ve gerekli havayı •Kirli havanın duş alınması sağlayan pozitif basınçlı uzaklaştırılmasını •Ünitelerden ayrılmadan personel giysileri ile Sınıf 1 sağlayan ventilasyon önce tüm materyallerin veya Sınıf 2 BGK veya dezenfeksiyon kombinasyonu sistemleri

Belirli bir ajanla çalışırken biyogüvenlik seviyeleri yapılan araştırma ya da klinik çalışmanın çeşidine göre değişiklik gösterebilmektedir. Çalışılan yöntem ön tanımlama gibi canlı hücre kültüründe çalışmaya nazaran bulaştırıcılık riski daha düşük bir işlem ise daha düşük güvenlik seviyesinde çalışmak uygun olabilir. Örneğin HIV’e yönelik bir ön tanımlama işlemi BGS-3 işlem protokollerine sadık kalınarak BGS-2 seviyesindeki laboratuvarda yapılabilirken aynı etkenin üretilmesi ya da kültür işlemine tabi tutulması halinde BGS-3 seviyesi laboratuvar gerekmektedir.

Diğer taraftan yapılan işlem bulaş açısından rutin laboratuvar işlemi ya da tanı manipülasyonlarından daha riskli olarak değerlendiriliyorsa güvenlik seviyesi attırılabilir. Örneğin, Corynebacterium diphtheriae (hava yolu ile bulaşır) ile ilgili tanı çalışmaları BGS-2’de yapılabilirken, toksin üretimi ve miktarı ile ilgili çalışmaların yapılabilmesi için BGS-3 şartlarına ihtiyaç duyulmaktadır.

Daha yüksek seviyede biyogüvenlik, büyük ya da çok miktarda örnekle işlem yapılması gerektiği durumlarda da gerekebilmektedir. Çok miktar ile kastedilen 10 litrenin üzerinde hacimle yapılan çalışmalardır. Önemli miktarda enfeksiyöz materyalle çalışılması beraberinde özel tedbirlerin alınmasını da getirmektedir. Bununla beraber 10 litre mutlak eşik değer olarak değerlendirilmemelidir.

Yüksek patojenite, bulaş yolu, düşük enfeksiyöz doz gibi bulaş durumunu ortaya koyan değerlendirmeler sonucunda 10 litreden düşük olsa bile daha yüksek biyogüvenlik seviyeli laboratuvarlarda çalışılması gereken durumlar mevcuttur. Örneğin, 5 litrelik "Çoklu ilaç dirençli Mycobacterium tuberculosis" (ÇİDTB) içeren klinik örnek normal şartlarda çalışılması gereken güvenlik seviyesinden daha yüksek seviyede çalışılmalıdır