Comment des agents pathogènes mortels se sont échappés du laboratoire - encore et encore

La recherche sur les virus et les bactéries dangereux est importante, mais pour les agents pathogènes les plus mortels, il n'est pas certain que les avantages valent les risques.

En 1977, le dernier cas de variole a été diagnostiqué à l'état sauvage.

La victime était Ali Maow Maalin de Somalie. L'Organisation mondiale de la santé a retrouvé toutes les personnes avec lesquelles il avait été en contact face à face pour vacciner toutes les personnes à risque et trouver toute personne qui aurait déjà attrapé le virus. Heureusement, ils ont trouvé que personne ne l'avait fait. Maalin s'est rétabli et la variole semblait être terminée pour toujours.

Ce moment est venu à la fin d'une campagne de plusieurs décennies pour éradiquer la variole - une maladie infectieuse mortelle qui a tué environ 30% de ceux qui l'ont contractée - de la surface de la terre. Environ 500 millions de personnes sont mortes de la variole au cours du siècle avant son anéantissement.

Mais en 1978, la maladie est réapparue - à Birmingham, au Royaume-Uni. Janet Parker était photographe à la Birmingham Medical School. Lorsqu'elle a développé une éruption cutanée horrible, les médecins l'ont d'abord qualifiée de varicelle. Après tout, tout le monde savait que la variole avait été chassée du monde - n'est-ce pas?

Parker a empiré et a été admise à l'hôpital, où les tests ont déterminé qu'elle avait la variole après tout. Elle en est décédée quelques semaines plus tard.

Comment a-t-elle attrapé une maladie censée avoir été éradiquée?

Il s'est avéré que le bâtiment dans lequel Parker travaillait contenait également un laboratoire de recherche, l'un des rares où la variole était étudiée par des scientifiques qui tentaient de contribuer à l'effort d'éradication. Certains articles ont rapporté que le laboratoire était mal géré, avec des précautions importantes ignorées en raison de la hâte. (Le médecin qui dirigeait le laboratoire s'est suicidé peu de temps après le diagnostic de Parker.) D'une manière ou d'une autre, la variole s'est échappée du laboratoire pour infecter un employé ailleurs dans le bâtiment. Par pure chance et une réponse rapide des autorités sanitaires, y compris une mise en quarantaine de plus de 300 personnes, l'erreur mortelle ne s'est pas transformée en une pandémie pure et simple.

Est-ce que quelque chose comme ça pourrait arriver aujourd'hui?

Partout dans le monde, les laboratoires de recherche biologique traitent des agents pathogènes mortels, dont certains sont susceptibles de provoquer une pandémie. Parfois, les chercheurs rendent les agents pathogènes encore plus mortels au cours de leurs recherches (comme l'a rapporté Science Magazine le mois dernier, le gouvernement américain vient d'approuver deux de ces expériences après des années à les maintenir en suspens).

La recherche sur les virus peut nous aider à développer des remèdes et à comprendre la progression de la maladie. Nous ne pouvons pas nous passer de cette recherche. Mais à quelques occasions notables, cela a dangereusement mal tourné et a même tué des gens.

En examinant les incidents, il semble qu'il existe de nombreux points de défaillance différents - des machines faisant partie des dysfonctionnements du processus de confinement; les réglementations ne sont pas suffisantes ou ne sont pas respectées. L'erreur humaine signifie que les virus vivants sont traités au lieu des virus morts.

Parfois, ces erreurs peuvent être mortelles. «Si une nouvelle souche de grippe améliorée s'échappait d'un laboratoire et continuait à provoquer une pandémie, alors causer des millions de morts est un risque sérieux», m'a dit Marc Lipsitch, professeur d'épidémiologie à Harvard.

Ce n'est pas qu'il y ait un taux élevé d'erreurs dans ces laboratoires; le taux d'erreurs est en fait assez faible. Mais c'est une chose de courir une chance sur des milliers de tuer une poignée d'autres personnes à cause d'une erreur - les chances auxquelles nous sommes confrontés pendant toute une vie de conduite. C'est une autre chose d'accepter une probabilité similaire de tuer des millions de personnes.

L'analyse coûts-avantages des agents pathogènes susceptibles de tuer les personnes exposées ou une poignée d'autres est très différente de l'analyse coûts-avantages des agents pathogènes susceptibles de provoquer une pandémie mondiale - mais nos procédures actuelles n'en tiennent pas vraiment compte. En conséquence, nous courons des risques inacceptables avec des millions de vies.

Comment les agents pathogènes peuvent trouver leur chemin hors du laboratoire

Le gouvernement américain contrôle la recherche sur «certains agents et toxines» qui constituent une menace sérieuse pour la santé humaine, de la peste bubonique à l'anthrax. Il existe 66 agents et toxines sélectionnés réglementés dans le cadre du programme et près de 300 laboratoires approuvés pour travailler avec eux. La recherche d'agents pathogènes et de toxines nous permet de développer des vaccins, des tests de diagnostic et des traitements. Les nouvelles techniques de biologie permettent également des formes de recherche plus controversées, notamment en rendant les maladies plus virulentes ou plus mortelles pour anticiper la façon dont elles pourraient muter dans la nature.

Cette recherche peut donc être très importante et constituer un élément essentiel des efforts de santé publique. Malheureusement, les installations qui effectuent de tels travaux peuvent également être en proie à un problème grave: l'erreur humaine.

La mort de la variole de 1978 a été, selon la plupart des analyses, causée par la négligence - de mauvaises procédures de sécurité en laboratoire et une ventilation mal conçue. La plupart des gens aimeraient penser que nous ne sommes pas si négligents aujourd'hui. Mais les accidents effrayants - causés par une erreur humaine, des pannes logicielles, des problèmes de maintenance et des combinaisons de tout ce qui précède - ne sont guère du passé.

En 2014, alors que la Food and Drug Administration (FDA) procédait au nettoyage en vue d'un déménagement prévu dans un nouveau bureau, des centaines de flacons non réclamés d'échantillons de virus ont été trouvés dans une boîte en carton dans le coin d'une chambre froide. Il s'est avéré que six d'entre eux étaient des flacons de variole. Personne ne les avait suivis; personne ne savait qu'ils étaient là. Ils sont peut-être là depuis les années 1960.

Des scientifiques paniqués ont mis les matériaux dans une boîte, l'ont scellée avec du ruban d'emballage transparent et l'ont transportée au bureau d'un superviseur. (Il ne s'agit pas d'une manipulation approuvée de matières biologiques dangereuses.) On a découvert plus tard que l'intégrité d'un flacon était compromise - heureusement, pas celui contenant un virus mortel.

Dans un long rapport sur la façon dont l'incident s'est produit, la FDA a découvert des lacunes persistantes et horribles dans la manipulation de ces matières incroyablement dangereuses. Parmi eux:

La sécurité et le contrôle des stocks de matériel biologique orphelin (matériel dont le propriétaire a quitté le laboratoire, mais n'a pas correctement enlevé, détruit ou transféré le matériel à un nouveau propriétaire) n'a pas été maintenu.

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La FDA n'a pas suivi les directives CDC Select Agent pour l'emballage et le transfert des échantillons vers une installation à haut confinement pour sécuriser les matériaux.

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La FDA n'a pas procédé à un inventaire complet de tous ses laboratoires et espaces associés lorsque la variole a été éradiquée en 1980 et tous les agents biologiques responsables de la variole ont été regroupés dans les dépôts des centres collaborateurs de l'OMS au CDC. La FDA n'a pas non plus procédé à un inventaire complet lorsque le programme Federal Select Agent a été promulgué en 2003.

Le blizzard d'erreurs dangereuses sur seulement quelques mois en 2014, et les erreurs supplémentaires découvertes par les enquêtes ultérieures, ont incité le gouvernement américain à modifier ses pratiques . Le gouvernement a appelé tous les laboratoires qui manipulent des substances sûres à améliorer immédiatement leurs politiques d'inventaire et à revoir leurs procédures, et à fournir des documents écrits indiquant qu'ils l'avaient fait. Il a lancé des examens à l'échelle du gouvernement pour mieux comprendre comment réglementer en toute sécurité les pathogènes pandémiques. La FDA a commencé à offrir une meilleure formation et à mener des audits périodiques pour s'assurer que les procédures de sécurité qui ont été ignorées dans ce cas sont suivies.

Les incidents de 1979 et 2014 ont attiré l'attention parce qu'ils impliquaient la variole, mais les incidents d'exposition non intentionnelle à des agents biologiques contrôlés sont en fait assez courants . Des centaines d'incidents se produisent chaque année, mais tous n'impliquent pas des agents pathogènes potentiellement pandémiques.

En 2014, un chercheur a accidentellement contaminé un flacon d'une grippe aviaire assez inoffensive avec une souche beaucoup plus mortelle. La grippe aviaire mortelle a ensuite été expédiée à travers le pays vers un laboratoire qui n'avait pas l'autorisation de manipuler un virus aussi dangereux, où elle a été utilisée pour la recherche sur les poulets.

L'erreur n'a été découverte que lorsque les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont mené une enquête approfondie à la suite d'une erreur différente - l'exposition potentielle de 75 employés fédéraux à l' anthrax vivant , après un laboratoire censé inactiver les échantillons d'anthrax. ceux activés accidentellement préparés.

Le programme Select Agents and Toxins du CDC exige que «le vol, la perte, le rejet provoquant une exposition professionnelle ou le rejet en dehors des barrières primaires de confinement biologique» d'agents figurant sur sa liste de surveillance soient immédiatement signalés. Entre 2005 et 2012, l'agence a reçu 1 059 rapports de publication, soit une moyenne d'un incident tous les quelques jours. Voici quelques exemples:

• En 2008, un dispositif de stérilisation a mal fonctionné et s'est ouvert de manière inattendue , exposant un travailleur non vacciné à proximité à des agents pathogènes non révélés.
• En 2009, une nouvelle installation de recherche biologique de haute sécurité , classée pour traiter Ebola, la variole et d'autres agents pathogènes dangereux, a vu ses douches de décontamination échouer. La chambre pressurisée a continué à perdre de la pression et la porte du laboratoire a continué à éclater pendant que les scientifiques s'appuyaient contre elle pour essayer de la maintenir fermée. 

• Les ingénieurs du bâtiment ont finalement été appelés pour manipuler les douches chimiques manuellement.
• En 2011, une travailleuse d'un laboratoire qui a étudié les souches dangereuses de la grippe aviaire s'est retrouvée incapable de se doucher après qu'un entrepreneur en construction ait accidentellement coupé l'eau. Elle a retiré son équipement de protection et est partie sans prendre une douche décontaminante . (Elle a été escortée dans un autre bâtiment et y a pris une douche, mais des agents pathogènes auraient pu être libérés entre-temps.)

Or, la grande majorité de ces erreurs n'infectent jamais personne. Et bien que 1059 soit un nombre impressionnant d'accidents, cela reflète en fait un taux d'accidents assez faible - travailler dans un laboratoire d'agents biologiques contrôlés est sûr par rapport à de nombreuses professions, comme le camionnage ou la pêche.

Mais un accident de camionnage ou de pêche fera, au pire, la mort de quelques dizaines de personnes, tandis qu'un accident de pandémie pathogène pourrait potentiellement en tuer quelques millions. Compte tenu des enjeux et des pires scénarios impliqués, il est difficile d'examiner ces chiffres et de conclure que nos précautions contre les catastrophes sont suffisantes.

«Nous devons travailler avec ces virus de la grippe, c'est ainsi que nous pouvons les comprendre», a déclaré Michael Osterholm, directeur du Center for Infectious Disease Research and Policy de l'Université du Minnesota, à Scientific American après la série de catastrophes de confinement de 2014. «Ce qui est plus important, c'est que nous devons pouvoir le faire en toute sécurité. C'est vraiment l'élément clé. Nous ne voulons pas arrêter ce travail. »

Les défis d'une manipulation sûre des agents pathogènes

Pourquoi est-il si difficile d'exécuter des laboratoires sans de telles erreurs?

Un coup d'œil aux enregistrements du CDC des échecs de confinement de Select Agent permet de répondre à cette question. Les erreurs viennent de plusieurs directions. Avec une fréquence inquiétante, les gens manipulent des virus vivants en pensant qu'ils ont reçu des virus désactivés. La technologie qui est une partie essentielle du processus de confinement peut échouer de manière inattendue. Ce n'est pas qu'il y ait un seul «problème» de technologie - c'est qu'il y en a tellement qui font partie du processus de confinement, et tous ont un petit risque d'échouer. Nous pouvons nous protéger contre les douches dépressurisant et les équipements de stérilisation qui s'ouvrent en cas de dysfonctionnement, mais de nombreuses autres pièces de matériel sont un élément essentiel des mesures de confinement et peuvent également présenter des dysfonctionnements obscurs dans de mauvaises conditions.

Ces problèmes ne se produisent pas uniquement aux États-Unis. Au Royaume-Uni, une enquête récente a révélé :

plus de 40 accidents dans des laboratoires spécialisés entre juin 2015 et juillet 2017, soit un toutes les deux à trois semaines. Au-delà des violations qui propagent les infections, il y avait des erreurs qui ont conduit à la publication par erreur du virus de la dengue - qui tue 20 000 personnes dans le monde chaque année; le personnel manipulant des bactéries et des champignons potentiellement mortels avec une protection inadéquate; et une occasion où des étudiants de l'Université de l'ouest de l'Angleterre ont involontairement étudié des germes vivants causant la méningite qu'ils pensaient avoir été tués par un traitement thermique.

Le syndrome respiratoire aigu sévère, ou SRAS, a eu une épidémie en 2003. Depuis lors, il ne s'est pas reproduit dans la nature, mais il y a eu six incidents distincts de fuite du laboratoire: un à Singapour, un à Taiwan et quatre fois à un laboratoire à Pékin.

«Ces récits d'agents pathogènes échappés ont des thèmes communs», a fait valoir une analyse des échecs de confinement biologique par l'historien médical Martin Furmanski dans le Bulletin of the Atomic Scientists . «Il y a des failles techniques non reconnues dans le confinement biologique standard, comme l'a démontré le cas de la variole au Royaume-Uni. ... La première infection, ou cas index, survient chez une personne qui ne travaille pas directement avec l'agent pathogène qui l'infecte, comme dans le cas de la variole et du SRAS. La mauvaise formation du personnel et la surveillance insuffisante des procédures de laboratoire annulent les efforts politiques déployés par les organismes nationaux et internationaux pour parvenir à la biosécurité, comme le montrent les évasions du SRAS et de la variole. »

Il est facile de comprendre pourquoi ces problèmes sont difficiles à résoudre. L'ajout de règles supplémentaires pour ceux qui manipulent les agents pathogènes n'aidera pas si les personnes infectées ne sont généralement pas celles qui manipulent les agents pathogènes. L'ajout de réglementations fédérales et internationales n'aidera pas si les réglementations ne sont pas systématiquement suivies. Et s'il y a encore des failles techniques non reconnues dans les normes de confinement biologique, comment le saurions-nous jusqu'à ce qu'un incident les rende apparentes?

C'est une inquiétude qui est récemment revenue dans l'actualité parce que le gouvernement américain a approuvé des recherches visant à rendre certains virus grippaux mortels plus virulents, c'est-à-dire à faciliter leur propagation d'une personne à l'autre. Les chercheurs impliqués souhaitent en savoir plus sur la transmissibilité et la virulence, afin de mieux nous outiller pour lutter contre ces maladies. Les laboratoires menant ces recherches ont pris des mesures inhabituelles pour assurer leur sécurité et réduire le risque d'épidémie.

Mais l'ont-ils suffisamment réduit? «Nous imaginons que lorsqu'il y a un accident, c'est parce qu'un système de ventilation tombe en panne ou que quelqu'un oublie simplement de faire quelque chose, ou que c'est une sorte d'erreur mécanique ou humaine évitable», m'a dit Lipsitch.

Pourtant, bon nombre des échecs récents ne correspondent pas à ce modèle. «Au contraire, c'étaient des gens qui faisaient quelque chose qu'ils pensaient être la bonne chose et qui neutralisaient un pathogène dangereux en le tuant, et en fait ils avaient encore un pathogène dangereux ou une contamination par un pathogène dangereux», a-t-il déclaré. «Je ne crains pas vraiment qu'une de ces personnes fasse quelque chose de stupide ou qui reflète une mauvaise formation. Ce qui me préoccupe, c'est qu'il y aura une erreur humaine du type qui n'est pas vraiment évitable. »

Lipsitch ne pense pas que nous devrions resserrer les normes pour la plupart des recherches. Il fait valoir que notre approche actuelle, bien que son taux d'erreur ne sera jamais nul, est un bon équilibre entre les préoccupations scientifiques et mondiales en matière de santé et la sécurité - c'est-à-dire pour la plupart des recherches des biologistes sur les pathogènes. Mais pour les agents pathogènes les plus dangereux, ceux qui ont le potentiel de déclencher une pandémie mondiale, il souligne que ce calcul ne tient pas.

La pandémie de grippe de 1918 a tué 50 millions de personnes. Les modèles de propagation de la grippe suggèrent qu'une évasion du confinement par un virus grippal pourrait ne pas être contenue dans la communauté locale où l'incident s'est produit, comme l'épidémie de variole de Birmingham l'était heureusement. Suffit-il que les procédures semblent hermétiques sur le papier, alors que les enjeux sont si importants? Y a-t-il des laboratoires dans le monde auxquels nous pouvons nous attendre à être suffisamment prudents avec les agents pathogènes - pour ne jamais, jamais commettre les erreurs que d'autres laboratoires ont commises des milliers de fois malgré des normes de prudence élevées?

Jusqu'à présent, trop de politiques de biosécurité ont été réactives - resserrant les normes après un problème. Étant donné à quel point les choses peuvent mal tourner, ce n'est pas suffisant. Il sera extrêmement difficile de rendre nos laboratoires plus sûrs, mais en ce qui concerne les agents pathogènes les plus dangereux, nous devons simplement être à la hauteur du défi.