Оценка риска патогенности ГМО для человека


Оценка риска генно-инженерной деятельности исходит из того, что патогенные для человека и животных организмы не должны высвобождаться в окружающую среду ни при каких обстоятельствах. Поэтому, если в рамках генно-инженерной деятельности предполагается работа с известными патогенными организмами (будь то организмы-реципиенты, доноры, итоговые ГМО) или с недостаточно исследованными организмами, которые могут оказаться патогенными, она обязательно должна осуществляться в замкнутых системах. При этом все выполняемые в процессе ГИД операции, касающиеся генетической модификации, хранения, культивирования, транспортирования или уничтожения патогенных организмов, осуществляются при условии обязательного соблюдения специальных защитных мер (физических, химических, биологических), эффективно ограждающих персонал и окружающую среду от контакта с патогенными организмами и от неблагоприятного воздействия патогенных организмов. Проведение ГИД в замкнутых системах должно обеспечить охрану здоровья и безопасность следующих категорий людей: персонала лабораторий или предприятий, занимающихся ГИД; других людей, которые так или иначе могут контактировать с ГМО; предполагаемых пользователей продуктов ГИД; населения региона осуществления ГИД в случае случайного высвобождения ГМО.

Основы принятой в настоящее время процедуры оценки риска патогенности в рамках ГИД изложены, в частности, в Директиве Европейского Союза 90/219/ЕЕС от 23 апреля 1990 года, регулирующей меры биобезопасности ГИД в замкнутых системах. Директива регулирует использование в замкнутых системах в исследовательских и промышленных целях исключительно ГМ-микроорганизмов (ГММ). Деятельность, связанная с ГМ животными и растениями, данным документом не рассматривается. Однако при разработке законодательства по биобезопасности во многих европейских странах Директива 90/219/ЕЕС служила базовым документом, и ее положения распространены также на ГИД с участием эукариотических организмов. Более того, само свойство патогенности для человека присуще именно микроорганизмам, а содержание в замкнутой системе животных и растений может быть продиктовано иными рисками – их токсичностью, аллергенностью, возможностью неблагоприятных экологических воздействий.

Процедура оценки риска патогенности ГМО, представленная в Директиве 90/219/ЕЕС и модифицированная с учетом современных знаний, включает следующие этапы:

• Рассмотрение биологических свойств ГММ для установления предполагаемой патогенности их для человека и величины последствий их неблагоприятного воздействия.

• Оценка вероятности того, что в случае контакта ГММ с человеком данные организмы действительно окажут неблагоприятное воздействие на его здоровье (включая рассмотрение уровня научной неопределенности).

• Определение необходимого уровня защиты, «замкнутости» (level of containment) системы ГИД. Вынесение предварительного заключения о достаточности предлагаемых мер защиты здоровья человека при сравнении ГММ с биологическими объектами разных групп патогенности.

• Рассмотрение сущности предполагаемой деятельности и детальный обзор необходимых мер контроля для защиты здоровья человека.

• Определение любых потенциальных рисков для окружающей среды и дополнительных мер изоляции на случай непреднамеренного высвобождения патогенных организмов в окружающую среду.

• Определение класса ГИД в замкнутых системах (1, 2, 3 или 4-й класс «замкнутости»).

2.2.1. Определение масштабов потенциального неблагоприятного воздействия ГМ-микроорганизмов на здоровье человека. Патогенность итогового ГММ определяется следующими объективными параметрами: биологическими особенностями организма-хозяина (реципиента) и донора; природой используемого вектора; природой трансгенов и генетической модификации в целом. При этом существенно, что в результате генетической модификации в организм-хозяин привносится только небольшая (по сравнению с имеющейся) часть новой генетической информации. Причем привносимый ген или гены являются хорошо известными в отношении их структуры и кодируемых ими признаков. Таким образом, патогенность итогового ГММ чаще всего определяется уровнем патогенности организма-хозяина, хотя несомненно, что вследствие генетической модификации данный уровень может быть так или иначе изменен. Следовательно, стартовой точкой оценки риска патогенности ГММ является заключение о том, насколько уровень риска патогенности, обусловленный ГММ, сравним с таковым исходного для модификации организма-хозяина (реципиента).

Патогенность микроорганизмов является комплексным признаком и определяется активностью и взаимодействием многих генов. Процедура оценки патогенности в связи с этим начинается с рассмотрения соответствующих признаков организма-хозяина, которые могут вызывать заболевания человека. Внимание должно быть сфокусировано на рассмотрении уровня вирулентности, инфекционности и продукции токсинов, способности микроорганизмов к колонизации, уровня их патогенности для иммунокомпетентных людей, механизма переноса инфекции и др. В международной практике принято выделять четыре группы организмов в соответствии с величиной их патогенности:

• Группа риска 1. Организмы, которые не способны вызывать болезни человека.

• Группа риска 2. Организмы, способные вызвать заболевания человека, которые могут быть опасны для лабораторного персонала, но их распространение среди населения маловероятно. Контакт с ними в лабораторных условиях редко приводит к инфицированию. Хорошо определены меры профилактики соответствующего заболевания или существуют эффективные методы лечения.

• Группа риска 3. Организмы, способные вызвать тяжелые заболевания человека, которые представляют серьезную опасность для персонала лаборатории. Они опасны с точки зрения распространения среди населения, но определены меры эффективной профилактики соответствующего заболевания или существуют эффективные методы лечения.

• Группа риска 4. Организмы, способные вызвать тяжелые заболевания человека, которые представляют серьезную опасность для персонала лаборатории. Риск распространения их среди населения значительный, эффективные меры профилактики и лечения соответствующих заболеваний не известны.

Следует отметить, что в некоторых странах бывшего Советского Союза, например Российской Федерации, Беларуси, принята классификация, согласно которой непатогенные микроорганизмы относятся к 4-му уровню риска, а наиболее опасные – к 1-му уровню риска.

Группа риска организма-хозяина во многом определяет уровень патогенности конечного ГММ и соответствующие меры защиты в замкнутой системе. Например, штамм К-12 кишечной бактерии Е. coli, который часто используется как организм-хозяин для создания ГММ, был специально получен на основе кишечной палочки дикого типа. В нем не проявляются некоторые характерные для Е. coli признаки, обусловливающие ее патогенность (штамм К-12 стал после модификации авирулентным для человека). Дикий тип Е. coli относился к группе риска 2, модифицированный – к группе риска 1. Оценка риска ГММ, полученного вследствие переноса трансгенов в Е. coli К-12, должна вскрыть те особенности ГММ, которые уменьшают или увеличивают уровень риска, характерного для исходного организма-хозяина, и установить соответствующие меры защиты (обычно в случае генно-инженерной Е. coli К-12 используют замкнутые системы второго уровня защиты из четырех возможных). К бактериям третьей группы риска относятся, в частности, Bacillus anthracis, Chlamidia psittaci, бактерии родов Brucella и Mycobacterium. К микроорганизмам четвертой группы риска относится ряд опасных вирусов (например, вирусы геморрагической лихорадки).

Генетическая модификация способна увеличить исходный уровень патогенности организма-хозяина в том случае, если сами трансгены обусловливают признаки, способствующие патогенности ГММ, или же в результате непреднамеренных эффектов модификации. В первом случае оценка риска направлена на исследование природы привносимого в геном хозяина генетического материала и продуктов его экспрессии. При этом необходимо выяснить, имеют ли продукты трансгенов биологическую активность, способную оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека (являются ли они токсичными веществами, факторами вирулентности, цитокинами, гормонами, аллергенами и пр.). Важно также оценить степень их экспрессии в ГММ. Если для трансформации использованы последовательности ДНК организма-донора, экспрессия которых может существенно повысить патогенность ГММ, он должен быть отнесен в группу более высокого риска, чем та, к которой относился организм-хозяин (реципиент).

Большинство производимых модификаций не включает использование генов, продукты которых могут повысить исходный уровень патогенности организма-хозяина. Однако исходные показатели патогенности могут быть изменены за счет непреднамеренных эффектов модификации. Оценка риска проявления непреднамеренных эффектов генетической модификации подразумевает ответ на следующие вопросы:

• Наблюдается ли увеличение уровня инфекционности и патогенности у ГММ по сравнению с исходным организмом?

• Может ли вставка трансгенов вернуть активность «удаленных», нежелательных мутаций организма-хозяина?

• Кодируют ли трансгены детерминанты патогенности, характерные для близкородственных организмов? Примерами детерминант патогенности являются бактериальные токсины, бактериальные пили, капсулы и др.

• Если привносимые последовательности ДНК кодируют детерминанты патогенности, возможно ли то, что они повысят патогенность ГММ?

• Если вызываемые организмом-хозяином заболевания поддаются лечению, возможно ли, что его эффективность (при случайном инфицировании людей) понизится вследствие генетической модификации?

Чтобы оценить риск патогенности ГММ, обусловленный уровнем патогенности исходных организмов и генетической модификацией, заявитель ГИД и разрешающие ГИД государственные органы собирают и анализируют обширную научную информацию. Характер необходимой информации представлен, в частности, в Приложении III Директивы 90/219/ЕЕС. В соответствии с требованиями Директивы на первом этапе оценки риска патогенности ГММ заявителем определяется следующее.

A. Характеристики доноров, реципиентов или родительских организмов, главными из которых являются: источники выделения организмов, информация об их репродуктивных циклах, сведения о предшествующих генетических манипуляциях с ними, природа патогенности и вирулентности; уровень заразности, токсичность и наличие векторов, переносящих заболевания; присутствие генов, которые определяют устойчивость к медицинским препаратам; возможное взаимодействие с другими организмами в окружающей среде; способность к формированию структур для выживания (спор, склероций) и ряд других.

Б. Характеристики ГММ, главными из которых являются: описание природы модификации, включая методологию проведения модификации; функции новой конструкции; природу и источник вектора; частоту мобилизации введенных векторов и способность к генетической трансформации; уровень экспрессии нового генетического материала; активность продуцируемого белка и ряд других.

B. Характеристики ГММ, представляющие вероятную угрозу здоровью человека, в частности токсический и аллергенный эффект ГММ и продуктов их метаболизма; биологические особенности ГММ по сравнению с донором и реципиентом относительно патогенности; способность к колонизации, вероятность патогенности для иммунокомпетентных людей, механизм переноса заболевания, возможность эффективной терапии, наличие носителей устойчивости к антибиотикам и прочее.

Г. Характеристики, связанные с окружающей средой, в частности факторы, влияющие на размножение и распространение ГММ в окружающей среде; методы идентификации ГММ и вероятных случаев передачи новой генетической информации от ГММ другим организмам; предполагаемые природные организмы – носители ГММ; вероятное воздействие ГММ на растения и животные (патогенность, вирулентность, токсичность, аллергенность); возможность и методы обеззараживания среды в случае высвобождения ГММ и ряд других.

Информация, рассматриваемая заявителем на первом этапе оценки риска ГММ, заключает в себе, таким образом, весьма подробную характеристику биологических особенностей исходных организмов и ГММ и определяет масштаб вероятных вредных последствий контакта ГММ с человеком и окружающей средой. В итоге первого этапа процедуры оценки риска генетически модифицированный организм относят к одной из четырех выше указанных групп риска. Биологические характеристики ГММ (критерии), которые позволяют отнести их в ту либо иную группу риска, представлены, в частности, в Директиве 90/219/ЕЕС. Например, совокупность критериев, определяющая принадлежность ГММ к первой группе риска (непатогенные организмы), следующая:

• Ни родительские, ни реципиентные организмы при создании ГММ не должны быть патогенными для человека и животных. К моменту осуществления ГИД накоплен значительный опыт безопасной работы с ними; они имеют ограниченную жизнеспособность в окружающей среде, вне реакторов и ферментеров.

• Векторы (молекулярные вставки) должны быть тщательно охарактеризованы и не нести известных последовательностей, кодирующих вредные для здоровья человека признаки. Векторы должны иметь ограниченные размеры, удовлетворяющие строго намеченным целям ГИД, и не должны увеличивать стабильность ГММ в окружающей среде. Векторы не должны передавать микроорганизмам никаких отсутствующих в природных условиях генетических маркеров устойчивости к лекарственным препаратам.

• ГММ должны быть непатогенными и такими же безопасными при работе с ними в производственных и лабораторных условиях, как исходные организмы, но с ограниченной способностью к размножению в окружающей среде и без вредных последствий такого размножения.

Если итоговый ГММ не удовлетворяет отдельным выше перечисленным критериям или их совокупности, его относят в одну из групп риска, характеризующую патогенные организмы.

2.2.2. Определение вероятности неблагоприятного воздействия ГМ-микроорганизмов на здоровье человека. Выявленный на первых этапах процедуры оценки риска потенциал патогенности ГММ может реализоваться в виде того или иного неблагоприятного воздействия на здоровье человека с определенной вероятностью. Если данная вероятность близка к нулю, итоговый риск ГММ вряд ли стоит рассматривать как существенный (см.1.8).

Выше мы уже отмечали, что патогенность ГММ как таковая определяется целым комплексом признаков. Точно так же сама вероятность неблагоприятного воздействия фактора патогенности для человека зависит от проявления ряда биологических особенностей ГММ в их взаимодействии. Прежде всего, она определяется возможностью осуществления редких событий (таких, как горизонтальный перенос генов) и признаками приспособленности ГММ к условиям внешней среды (их потенциалом к выживанию и распространению во внешней среде). Точность оценки вероятности воздействия патогенных ГММ (даже на качественном уровне) существенно зависит при этом от полноты и качества полученной на предыдущем этапе оценки риска соответствующей информации. В случае, когда нет достаточных научно обоснованных доказательств низкой вероятности воздействия патогенных ГММ на здоровье человека (когда уровень неопределенности высокий), вероятность такого воздействия не может быть проигнорирована. Тогда, согласно принципу принятия мер предосторожности, до получения дополнительных сведений уровень «замкнутости» системы осуществления ГИД должен соответствовать выявленным характеристикам патогенности при допущении, что вероятность ее реализации существенна.

Концепция приспособленности (fitness) трудна для точного определения. Ее характеризует совокупность признаков, определяющих потенциал ГММ к распространению в окружающей среде (способность ГММ проникать в организм человека и других носителей, выживать в них и размножаться). К таким признакам относятся, например, способность ГММ к колонизации в организме человека, способность плазмид ГММ (автономно реплицирующихся, экстрахромосомных фрагментов ДНК бактерии) к мобилизации хромосомы и др. Если генетическая модификация, повышая патогенность, одновременно существенно снижает жизнеспособность ГММ вне оптимизированных лабораторных условий культивирования, то маловероятно, что такой ГММ будет распространяться и вызывать инфекцию, если произойдет его случайное высвобождение.

В отдельных случаях представляется возможным точно или в известном приближении рассчитать вероятность относительно редких событий, определяющих возможность неблагоприятного воздействия фактора патогенности. Хорошим примером при этом является вероятность горизонтального переноса плазмид (от одной бактериальной клетки другой), несущих гены, существенные для проявления патогенности. Данные о частоте горизонтального переноса плазмид разного типа (конъюгативных и неконъюгативных) для различных видов микроорганизмов хорошо известны. Сходным образом можно измерить частоту редких рекомбинационных событий, определяющих возможность встраивания генов патогенности в ДНК бактериальной хромосомы (плазмиды). С учетом этих показателей можно с достаточной степенью точности оценить, например, вероятность горизонтального переноса генов, обусловливающих патогенность ГММ, непатогенным микроорганизмам в случае непреднамеренного высвобождения ГММ в окружающую среду. В итоге полученные на данном этапе показатели отдельных признаков, характеризующие потенциал размножения, распространения, выживания ГММ вне оптимальных лабораторных условий, в совокупности определяют качественную оценку вероятности неблагоприятного воздействия ГММ (вероятность инфекции).

2.2.3. Определение необходимых мер защиты в зависимости от уровня патогенности ГМ-микроорганизмов. Конечная оценка риска патогенности ГММ для человека определяется по результатам исследований, проведенных на двух предварительных этапах. Качественные оценки риска (высокий, средний, малый, близкий к нулю) основаны на вероятности неблагоприятного воздействия на человека ГМ-микроорганизмов, относящихся к определенной группе риска (имеющих определенный уровень патогенности). При этом группа риска ГММ фактически указывает на природу факторов риска и масштаб последствий их воздействия. Кумулятивная оценка риска ГИД учитывает также не рассмотренные нами в настоящем разделе возможности воздействия ГММ на окружающую среду в случае их непредвиденного высвобождения и характер самой генно-инженерной деятельности. Исходя из полученной кумулятивной оценки риска ГИД для здоровья человека, заявитель и разрешающие ГИД компетентные органы должны определить параметры используемой замкнутой системы и меры безопасности при работе с ГММ (фактически меры управления выявленным риском). Принято выделять четыре класса замкнутых лабораторных систем для работы с патогенными организмами (не обязательно ГММ).

Уровень 1 является наименее «замкнутым». На этом уровне при работе с ГММ достаточно соблюдать обычные меры безопасности и гигиены, характерные для «хорошей микробиологической практики». При работе с ГММ остальных групп риска (патогенные) кроме обычных приемов работы, характерных для «хорошей микробиологической практики», следует соблюдать дополнительные меры безопасности. В этом случае требуются специальные условия осуществления ГИД, предусматривающие физические, биологические, химические приемы изоляции ГММ от окружающей среды (в том числе изоляцию от ГММ персонала, осуществляющего ГИД). Необходимые технические параметры замкнутых систем уровней защиты 2–4, порядок работы и личной гигиены персонала при осуществлении ГИД с патогенными микроорганизмами изложены, в частности, в приложении IV к Директиве 90/219/ЕЕС. В таблице 2.1 представлены основные требования к замкнутым системам различного уровня защиты.

Кроме потенциальной патогенности другие существенные для здоровья человека риски ГИД обусловлены, прежде всего, потенциальной токсичностью, аллергенностью ГМО, которые непосредственно являются продуктами питания или представляют исходное сырье для изготовления продуктов питания. Поэтому особенности данных рисков для здоровья человека мы рассмотрим ниже в рамках принятой процедуры оценки биобезопасности новых продуктов питания (являющихся ГМО, изготовленных из ГМО, включающих компоненты из ГМО).

 

 

Таблица 2.1

Основные требования безопасности к лабораторным замкнутым системам различного уровня, используемым для осуществления ГИД (Директива 90/219/ЕЕС)

 

Необходимые требования Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4
Изоляция лабораторных помещений Нет Нет Частичная Да
Возможность дезинфекции горячим паром Нет Нет Да Да
Поверхности, устойчивые к воздействию воды, кислот, растворителей, дезинфицирующих агентов и моющих средств Обязательны для рабочих столов Обязательны для рабочих столов Обязательны для рабочих столов и пола Обязательны для рабочих столов и пола
Вход в лабораторное помещение через «воздушный шлюз» Нет Нет Желательно Да
Наличие отрицательного атмосферного давления в помещениях по сравнению с внешней средой Нет Нет Да Да
Принудительная вентиляция через фильтры НЕРА с высокой степенью защиты Нет Нет Да, в случае выведения воздуха из лаборатории Да, в случае забора и выведения воздуха
Ламинар-боксы с принудительным потоком воздуха Нет Желательно Да Да
Специальные микробиологические помещения (изолирующие боксы) для безопасной работы Нет Желательно (первого класса безопасности) Да (1–3-го классов безопасности) Да (третьего класса безопасности)
Автоклавы В лабораторном комплексе В лабораторном помещении В лабораторном помещении В лабораторном помещении, отделенном двойными дверями от других помещений
Наличие душа Нет Нет Желательно Да

 



Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 108;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.