Laboratori: livelli di biosicurezza, descrizione, agenti patogeni lavorati

Classificazione degli agenti patogeni in gruppi di rischio

Secondo la classificazione dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, per le attività inerenti al laboratorio, gli agenti patogeni sono classificati in quattro gruppi di rischio, in base al rischio di infezione e trasmissione individuale e/o collettiva. I criteri, inoltre, utilizzati per classificare i microrganismi sono: infettività (la capacità di un agente patogeno di penetrare e colonizzare un certo ospite), patogenicità (la capacità di indurre malattia dopo aver infettato un organismo), trasmissione e spettro d’ospite (probabilità che tale agente biologico sia trasmesso agli individui; può avvenire per via diretta, ad esempio attraverso il sangue o indiretta, attraverso veicoli e vettori. Può essere influenzata altresì dalle misure igieniche di una certa area geografica) ed, infine, neutralizzabilità (disponibilità di misure preventive come vaccini, igiene dei cibi e delle acque, controllo degli artropodi vettori e disponibilità di terapie efficaci, come antibiotici ed antivirali).

I gruppi di rischio sono così ripartiti:

Gruppo di rischio 1: nessun rischio, o basso rischio individuale e collettivo. In questo gruppo sono contemplati tutti quei microrganismi che riescono scarsamente a causare malattia nel singolo individuo e nell’intera collettività. Tra questi, rientrano microrganismi come l’Escherichia coli (ceppi non patogeni) ed il Bacillus subtilis.
Gruppo di rischio 2: moderato rischio individuale, basso rischio collettivo. Questo gruppo comprende tutti quei microrganismi il cui rischio di diffusione è limitato, ma al tempo stesso possono causare malattia nel singolo individuo ed essere inoltre un potenziale rischio per i singoli lavoratori. In questa categoria vengono classificati microrganismi come i ceppi patogeni dell’Escherichia coli, B o rdetella pertussis, virus del Morbillo e virus della Parotite, Morganella morganii. Esistono tuttavia valide misure preventive e terapeutiche.
Gruppo di rischio 3: elevato rischio individuale, basso rischio collettivo. In questo gruppo sono presenti tutti gli agenti patogeni che causano gravi malattie nella singola persona e hanno una bassa-moderata probabilità di diffondersi nella comunità. Tuttavia per questi agenti patogeni sono presenti misure di prevenzione (vaccinazione) e moderne terapie farmacologiche, in sperimentazione e non. Tra questi ricordiamo il virus dell’epatite C (per cui non è presente il vaccino, ma le moderne terapie ad azione antivirale diretta, DAA, hanno dato ottimi risultati nella gran parte dei pazienti infetti che sono successivamente guariti), il virus dell’epatite B (per cui a monte è presente il vaccino), il virus dell’immunodeficienza umana (per cui il vaccino non è disponibile ma è presente una vasta gamma di terapie farmacologiche in grado di agire su diverse componenti del virus e di controllarne così la progressione dell’infezione), il Mycobacterium tuberculosis ed il SARS CoV-2.
Gruppo di rischio 4: elevato rischio per il singolo individuo e l’intera collettività. Questa categoria comprende agenti patogeni per cui non sono presenti adeguate misure preventive e terapeutiche e che generalmente provocano gravi patologie negli esseri umani e/o negli animali. La trasmissione può essere diretta o indiretta, per via aerea o ematica. Tra questi ricordiamo il virus Ebola, il virus di Marburg, il virus Lassa, il virus della febbre emorragica di Crimea-Congo.

Il rischio biologico deriva sempre dal campione che giunge in laboratorio. Le buone pratiche di laboratorio, a tal proposito, devono far sì che tutti i campioni clinici debbano essere trattati come potenzialmente infetti.

I rischi di laboratorio sono: da inalazione, da ingestione, da esposizione percutanea, da manipolazione di sangue ed altri materiali patologici, da decontaminazione – eliminazione di materiali infetti.

Laboratori suddivisi per livelli di Biosicurezza

Figura 1 – *Simbolo internazionale di rischio biologico. Il segnale deve essere esposto sulle porte di accesso dove si lavorano agenti patogeni di gruppo di rischio due e superiore.*

I livelli di Biosicurezza (Biosafety levels, BSL) vengono utilizzati per identificare e standardizzare tutte le misure di protezione necessarie in un laboratorio, al fine di proteggere gli operatori ma indirettamente anche l’ambiente e gli individui esterni. L’assegnazione di uno specifico livello tiene conto in primis degli agenti biologici lavorati, delle capacità strutturali e di contenimento del laboratorio e di tutte le procedure operative necessarie per lavorare e contrastare agenti patogeni appartenenti ad un dato gruppo di rischio, delineando specifici requisiti di sicurezza e di struttura. Per ottenere un ambiente lavorativo che rispetti tutte queste misure, è necessaria una corretta valutazione del rischio microbiologico in cui vengono considerati tutti i fattori intrinseci al microrganismo, come la dose infettiva, la patogenicità, la persistenza nell’ambiente, la presenza di un ospite recettivo e fattori estrinseci che riguardano le attività di laboratorio previste (es. generazione di aerosol, centrifugazione, etc.), volume del materiale da manipolare, la specifica formazione del tecnico di laboratorio e del biologo vincolata al superamento di corsi di biosicurezza, eventuali manipolazioni genetiche che potrebbero alterare la sensibilità del patogeno a determinate terapie farmacologiche e, per ultima ma non di meno importante, la disponibilità in loco di interventi di profilassi e terapie.

I livelli di Biosicurezza, tenendo conto di tali misure e della struttura del laboratorio, sono: BSL-1, BSL-2, BSL-3, BSL-4, che, rappresenta, il livello più alto – ossia di massimo contenimento.

Livello di Biosicurezza 1 – BSL-1

Questi laboratori prevedono pratiche microbiologiche e dispositivi di protezione individuale standard, come guanti, divisa, camice ed occhiali protettivi quando richiesti. I requisiti strutturali sono quelli di base che riguardano tutti i laboratori poiché è prevista la lavorazione di microrganismi caratterizzati da un minimo rischio biologico. Pavimenti anti-scivolo, superfici di lavoro impermebili all’acqua e resistenti a disinfettanti sono condizioni strutturali di base; in ogni stanza devono essere presenti lavandini con acqua corrente ed a prescindere dovrebbero essere presenti zone di primo soccorso.

Livello di Biosicurezza 2 – BSL-2

I laboratori BSL-2 sono progettati per manipolare materiali ed agenti biologici che hanno un rischio moderato di causare malattia nel singolo soggetto. La struttura è provvista di cappe biologiche in cui si svolgono procedure ad alto rischio di aerosol, di stazioni per il lavaggio degli occhi in caso di accidentale contatto ed inoltre devono avere necessariamente l’accesso ad apparecchiature in grado di decontaminare le attrezzature di laboratorio, come le autoclavi. Lo smaltimento dei rifiuti deve essere controllato e le precauzioni protettive individuali per determinate procedure richiedono la mascherina e gli occhiali protettivi. Agenti patogeni lavorati sono, ad esempio, Morganella morganii, Bordetella pertussis e Herpes virus.

Livello di Biosicurezza 3 – BSL-3

I laboratori BSL-3 hanno la stessa struttura dei BSL-2 ma, dato che sono progettati per la manipolazione di agenti biologici che possono causare gravi malattie nell’uomo, prevedono l’implementazione di determinati requisiti come il camice di tipo chirurgico monouso, le tute da laboratorio e la protezione respiratoria per quanto riguarda i DPI che devono essere rimossi e decontaminati prima di lasciare il laboratorio; requisiti strutturali riguardano invece la doppia porta d’ingresso, il condizionamento separato, un sistema di aerazione specifico, senza riciclo in altre zone dell’edificio e con filtri HEPA, pressione interna negativa e la sterilizzazione di indumenti e strumenti di lavoro. Il rispetto di tutte queste procedure è essenziale per la lavorazione di agenti patogeni come il virus Dengue, il Mycobacterium tuberculosis, il Bacillus anthracis, il virus Chikungunya ed il SARS CoV-2.

Livello di Biosicurezza 4 – Laboratorio di massimo contenimento

I laboratori BSL-4 sono progettati per la manipolazione di patogeni del gruppo di rischio 4, per cui non esistono efficaci cure preventive e terapeutiche e che possono indurre nell’uomo malattie potenzialmente letali. Sono caratterizzati da norme di comportamento restrittive e specifiche dotazioni di lavoro. L’operatore deve avere una solida formazione nel campo e nessun individuo può mai lavorare da solo (regola delle due persone). L’accesso deve essere rigorosamente controllato ed il laboratorio prevede le cappe di sicurezza di Classe III (glove box) (Fig.2); sono necessari uno spogliatoio d’entrata ed uno d’uscita, diverso, provvisto di doccia. Vengono utilizzate tute a pressione positiva (Fig.3), il sistema ad aria deve essere a ciclo unico con filtri HEPA sia in entrata che in uscita; tutti gli scarichi devono essere decontaminati e rifiuti e materiali sterilizzati attraverso una autoclave a doppia porta interbloccata. Inoltre, deve essere presente alimentazione elettrica di emergenza.

Cappa di Classe III — Figura 2 – *Cappa di sicurezza di Classe III* *(glove box)*

Figura 3 – *Tuta a pressione positiva utilizzata in BSL-4*

In BSL-4 vengono lavorati agenti biologici come il virus Ebola, virus di Marburg, virus Guanarito, virus Machupo ed il virus Lassa, agenti eziologici di diverse e gravi febbri emorragiche. Gli operatori che lavorano in massimo contenimento devono avere una comprovata formazione e seguire corsi appositi semestrali o annuali. Tra le strutture mondiali più importanti provviste di BSL-4 ricordiamo l’Istituto Nazionale per le Malattie Infettive “Lazzaro Spallanzani” di Roma, il Centers for Disease Control and Prevention degli Stati Uniti d’America con sede ad Atlanta e l’Istituto di Virologia di Wuhan, in Cina.

La buona pratica di laboratorio: per il singolo, per tutti

Il laboratorio è un mondo affascinante ma al tempo stesso pericoloso. Tutti gli operatori, tecnici di laboratorio, biologi e ricercatori, figure essenziali ed imprescindibili di questa dimensione, non devono mai venir meno dalle buone pratiche di laboratorio. La corretta manipolazione di materiale infetto – potenzialmente infetto è condizione necessaria per garantire la salute del singolo operatore ma al tempo stesso la salute e la sicurezza dell’ambiente e di tutti gli individui, impedendo la diffusione, al di fuori degli edifici di lavoro, di importanti ed insidiosi agenti patogeni.

Priscilla Caputi