INRS agent biologique Manuel utilisateur

ED 117
FICHE PRATIQUE DE SÉCURITÉ
Être exposé à des agents
biologiques sur le lieu de travail
peut être source de risques
lorsque ces agents sont
pathogènes. Certains salariés
connaissent les agents
biologiques, les utilisant de
façon délibérée (laboratoire de
recherche biologique, industrie
pharmaceutique…); d’autres y
sont potentiellement exposés
sans vraiment les connaître
(assainissement, déchetterie,
milieux de soins…).
Dans les deux cas, l’évaluation
et la prévention des risques
biologiques passent par une
meilleure connaissance de ces
agents biologiques pathogènes
et des dangers qu’ils
représentent. Ce document
décrit donc les différents agents
biologiques, leur mode de vie,
leur intérêt industriel et leur
pouvoir pathogène possible.
Les agents biologiques
Les agents biologiques sont définis dans
l’article R. 231-61 du code du travail comme
« les micro-organismes, y compris les microorganismes génétiquement modifiés, les
cultures cellulaires et les endoparasites humains susceptibles de provoquer une infection, une allergie ou une intoxication ». Cet
article définit également le micro-organisme comme « une entité microbiologique,
cellulaire ou non, capable de se reproduire ou
de transférer du matériel génétique ».
Les agents biologiques comprennent donc
des êtres vivants, qui peuvent être des
micro-organismes ou des organismes de
taille plus importante, mais également des
structures protéiques, de type prion, pouvant entraîner des maladies chez l'homme.
Les bactéries
QUE SONT LES AGENTS
BIOLOGIQUES ?
Les bactéries sont des êtres unicellulaires
dépourvus de noyau, de formes et de tailles
variables (en moyenne 1 à 10 μm), enveloppés, pour la plupart, d'une paroi. Certaines
bactéries ont, en plus, une couche externe
composée principalement de polysaccharides, appelée capsule ou couche mucoïde.
Une liste des agents biologiques pathogènes, fixée par arrêté, comprend les bactéries, les champignons, les endoparasites, les
virus et les agents transmissibles non
conventionnels (ATNC) décrits ci-dessous.
L'observation au microscope optique montre des bactéries en forme de bâtonnet, appelées bacilles, et d'autres bactéries de forme ronde, appelées coques. Certains noms
de genre évoquent d'ailleurs la forme de la
bactérie : staphylocoque, streptocoque, lactobacille.
Un premier test de classification des bactéries consiste à effectuer une coloration, inventée par M. Gram en 1884, différenciant
deux types de composition chimique des
parois. À l'issue de cette coloration, certains
Les êtres vivants
Les êtres vivants sont formés de cellules représentant l'unité de vie de tout organisme.
La cellule est délimitée par une membrane,
consolidée ou non par une paroi. La membrane
enveloppe un cytoplasme liquide contenant
généralement un noyau. Le noyau renferme l'information génétique, ou génome, représentant
l'ensemble des gènes. Les gènes se trouvent sur
une ou plusieurs molécules chimiques appelées
ADN (acide désoxyribonucléique). Le génome
dirige la synthèse des protéines, notamment des
enzymes qui interviennent dans les réactions
chimiques (le métabolisme) se déroulant dans la
cellule et assurant son fonctionnement.
Les êtres pluricellulaires sont constitués de plusieurs cellules qui se spécialisent alors dans des
fonctions précises : les globules rouges du sang
transportent l'oxygène, des cellules nerveuses
transmettent des informations, etc.
Ces cellules peuvent être isolées et cultivées
dans des milieux liquides reconstituant leur
environnement. Les cultures cellulaires peuvent
être utilisées dans certaines techniques de greffe, pour la production de substances, ou encore
pour servir d'hôte à des virus que l'on souhaite
étudier.
Un être unicellulaire ne compte qu'une cellule
qui remplit toutes les fonctions : nutrition, locomotion, reproduction… Les micro-organismes
sont le plus souvent unicellulaires, et comptent
une phénoménale variété : bactéries, champignons et protozoaires.
Les virus classés parmi les micro-organismes, ne
sont pas des cellules mais des êtres acellulaires
parasites des cellules.
Les micro-organismes
Les micro-organismes se trouvent naturellement
dans l’environnement (l'eau, le sol, les plantes),
où ils sont à la base de toutes les chaînes alimentaires, et au sein des êtres vivants (dans le
tractus intestinal, sur la peau, l'oreille externe, le
nez…). Leur grande distribution s'explique par la
diversité de leur métabolisme : ils peuvent aussi
bien dégrader une matière organique ou minérale pour la transformer en énergie, que synthétiser des molécules complexes à partir de molécules plus simples.
Il est possible de trouver différents micro-organismes dans des environnements extrêmes :
températures de – 10 °C à + 110 °C ; pH de 0,5 à
11,5 ; milieux saturés en sel comme la Mer Morte ;
pression élevée des grandes profondeurs
(– 10 500 m) ; radiations 1 000 fois supérieures à
la dose mortelle pour l'homme. Lorsqu’ils poussent en présence d'oxygène, les micro-organismes sont dits aérobies, et lorsqu’ils poussent en
absence d'oxygène, ils sont dits anaérobies.
germes apparaissent violets (ils sont dits
Gram-positif), d'autres roses (Gram-négatif).
Suite au résultat de la coloration de Gram,
les échantillons sont ensemencés sur des
milieux de culture spécifiques favorisant le
développement des germes. Après généralement 24 h dans une étuve, les colonies de
Relation des micro-organismes
avec les autres êtres vivants
Un micro-organisme peut être :
pathogène : s’il peut entraîner des maladies ;
opportuniste : un micro-organisme habituellement non pathogène peut le devenir suite à un
affaiblissement des défenses immunitaire de l'organisme hôte. Le système immunitaire normal
permet, à l’aide de cellules sanguines et de molécules spécifiques (les anticorps) de détruire tout
corps étranger qui envahit l’organisme.
Exemple : chez les personnes aux défenses immunitaires affaiblies, la bactérie opportuniste
Staphylococcus epidermidis qui vit normalement
sur la peau, est potentiellement pathogène.
commensal : se dit d'un organisme vivant sur ou
dans un organisme d'une autre espèce, en se
nourrissant des aliments de ce dernier sans lui
nuire ni lui être utile.
Exemple : la plupart des Escherichia coli, sont des
espèces commensales du tube digestif de l'homme et des animaux.
parasite : caractérise un organisme qui vit aux
dépens d'un autre organisme (l'hôte). Les endoparasites se développent à l'intérieur de l'hôte.
Exemple : Plasmodium falciparum, injecté à l'hôte
lors d'une piqûre de moustique, parasite les globules
rouges, entraînant les symptômes du paludisme.
Classification et nomenclature
des micro-organismes
Les micro-organismes sont classés en classe, ordre,
famille, genre et espèce. Ils sont couramment désignés par leurs noms de genre et d'espèce (ex. :
Legionella pneumophila, où Legionella est le nom de
genre, toujours écrit avec une majuscule, et pneumophila est le nom d’espèce). Lorsqu'un microorganisme est désigné par son nom latin, celui-ci
s'écrit en italique avec une majuscule, ce qui n'est
pas le cas pour le nom français (ex. : légionelle,
pasteurelle).
Chez les virus, le nom de genre commence également par une majuscule et finit par le suffixe
-virus (ex. : Varicellavirus, Coronavirus). Le nom d'espèce commence par une minuscule et est précédé (ou
suivi, pour la dénomination anglaise) du mot virus
(ex : virus de la rage, virus de l'hépatite A humaine).
Bacillus anthracis © Institut Pasteur
bactéries qui ont poussé sur ces milieux subissent une série de tests biochimiques,
permettant de déterminer le métabolisme
des bactéries et ainsi de les identifier en
leur attribuant leurs noms de genre et
d'espèce.
Certaines bactéries Gram-positif, particulièrement celles vivant dans le sol, peuvent
former des spores de résistance, lorsque les
conditions environnementales deviennent
défavorables. Ces spores peuvent subsister
très longtemps, comme le montre l'exemple
des « champs maudits » qui contenaient des
spores de Bacillus anthracis transmettant
pendant de nombreuses années la maladie
du charbon aux troupeaux qui y paissaient.
Les bactéries Gram-négatif ont une paroi
composée entre autres de lipopolysaccharides (LPS) qui sont libérés lors de la division
ou de la mort cellulaire. Ces LPS constituent
des endotoxines responsables de nombreux
symptômes de type fièvre, nausée, diarrhée,
inflammation.
D'autres bactéries Gram-négatif (comme
Salmonella, Escherichia…) ou Gram-positif
(comme Clostridium botulinum, Bacillus anthrasis, B. cereus…) sécrètent des protéines
toxiques appelées exotoxines.
Les champignons ou mycètes
Les mycètes sont des micro-organismes
(1 à 100 μm) avec noyau, pouvant être composés d'une cellule (les levures) ou de
plusieurs cellules (les moisissures). Les
levures sont généralement de forme ronde,
alors que les moisissures s'étirent en filaments ramifiés. Certains mycètes peuvent
passer de la forme levure dans un environnement à la forme moisissure dans un
autre environnement.
Les virus sont couramment désignés par leurs initiales. Celles-ci peuvent provenir :
• de leur dénomination anglaise, par exemple
HBV (hepatitis B virus), HIV (human immunodeficiency virus),
• de leur dénomination française, comme VHB
(virus de l'hépatite B), VIH (virus de l'immunodéfience humaine), CMV (cytomégalovirus).
Aspergillus niger © Institut Pasteur
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Fiche pratique de sécurité ED 117
Les mycètes se reproduisent de façon
sexuée ou asexuée par différents procédés,
notamment en émettant des spores fongiques caractéristiques de l'espèce. Ces spores se dispersent facilement et adhèrent au
corps des insectes et des animaux, ce qui
participe à la grande dissémination des mycètes dans l'environnement.
Les mycètes ont un rôle capital dans la décomposition des matières organiques, libérant ainsi des substances essentielles aux
autres êtres vivants. Certains mycètes peuvent entraîner des maladies appelées
mycoses chez les plantes, les animaux et
l'homme. Ces maladies peuvent être plus
ou moins profondes (Trichosporon, Trichophyton, Microsporum…).
dium falciparum, agent du paludisme. Certains parasites ont la capacité de s'enkyster (transformation en kyste avec une
paroi épaisse et un métabolisme ralenti),
lorsque les conditions environnementales
deviennent défavorables, ou au moment
de la division cellulaire, ou encore lors de
leur cycle pour donner la forme infestante
du parasite.
L'identification des mycètes passe par l'observation des aspects macroscopique et
microscopique des colonies cultivées sur
milieu gélosé. Des tests biochimiques supplémentaires sont effectués pour identifier
les levures.
Les endoparasites
Il s'agit non pas d'une famille d'organismes
mais bien d'un mode de vie d'organismes
pouvant appartenir à des règnes différents
(animaux, végétaux, champignons…).
Les endoparasites humains peuvent être
des protozoaires mais également des vers
(helminthes).
Les virus sont des structures (et non des
cellules au sens strict) de 20 à 200 nm
(milliardième de mètre), présentant des
formes variées visibles au microscope
électronique. Les virus se composent uniquement d'un génome (ADN ou ARN - acide ribonucléique) entouré d'une coque
protéique, qui protège le virus lors de son
passage dans le milieu extracellulaire.
Cette coque peut être parfois doublée
d’une enveloppe facilement détruite, ce
qui fragilise grandement le virus.
Echinococcus granulosus © Institut Pasteur
Les virus sont des parasites de cellules spécifiques d'animaux, d'insectes, de plantes,
ou de micro-organismes. Le virus réquisitionne la machinerie de la cellule pour répliquer son génome viral et synthétiser ses
protéines. Sa multiplication et sa sortie entraînent la destruction de la cellule, ce qui
peut provoquer des symptômes, comme
par exemple la paralysie due aux Poliovirus
détruisant certaines cellules nerveuses.
Les helminthes sont des invertébrés au
corps allongé, aplati ou cylindrique. Parmi
ces vers, citons les tænias, douves, ascaris et
oxyures.
Il peut également s'établir un équilibre entre la survie de la cellule et la présence du
virus, qui peut être réactivé suite à une
baisse des défenses immunitaires (virus de
l'herpès humain par exemple).
D'autres mycètes peuvent être opportunistes (Aspergillus, Candida), en entraînant des
mycoses chez les personnes aux défenses
immunitaires affaiblies.
Par ailleurs, certains mycètes sécrètent des
toxines appelées mycotoxines, comme
l'aflatoxine produite par Aspergillus flavus.
Les virus
Au cours de leur vie, les parasites peuvent
avoir des formes et des localisations très variables. Par exemple, l'œuf d'un parasite peut
se développer dans le sol jusqu'à un stade
larvaire déterminé. La larve peut être absorbée par un hôte intermédiaire dans lequel
elle se transforme en d'autres stades larvaires. Elle sort ensuite de l'hôte intermédiaire et contamine l'hôte définitif. Dans ce
dernier, le parasite atteint le stade adulte,
se reproduit et émet des œufs qui passent
ensuite dans l'environnement extérieur.
L'hôte définitif peut se contaminer de façon
directe mais également par l'intermédiaire
d'un hôte vecteur. Ce dernier peut être par
exemple une tique, une mouche ou un
moustique, qui porte une forme infestante
du parasite et qui la transmet à l'hôte définitif lors d'une piqûre.
L'identification du protozoaire ou du ver se
fait par la recherche des différents stades
de développement du parasite, ou par la recherche, chez l'hôte, d'anticorps dirigés
contre le parasite.
Le génome du virus peut aussi s'intégrer
dans le génome de la cellule hôte, qui se
trouve alors perturbée, ce qui peut aboutir
parfois à l'apparition de cancers.
Virus Herpes simplex © Institut Pasteur
Les virus, étant des parasites stricts, se
cultivent uniquement sur des cultures de
cellules qui leur sont spécifiques. En laboratoire d'analyses, les virus sont détectés
indirectement au moyen de techniques
rapides d'immunologie ou de biologie
moléculaire.
Plasmodium falciparum © Institut Pasteur
Les prions ou Agents Transmissibles Non Conventionnels (ATNC)
Les protozoaires sont des micro-organismes unicellulaires avec noyau, présentant
une très grande diversité (de 10 μm à 2 cm).
Sensibles à la dessiccation, ils se retrouvent dans les eaux douces ou marines
(zooplancton) ou encore dans les zones
humides. Les protozoaires peuvent être libres, commensaux ou parasites. Parmi ces
derniers, citons Toxoplasma gondii (agent
de la toxoplasmose), ou encore Plasmo-
Ils sont classés parmi les agents biologiques, bien que n’étant pas des micro-organismes. Les ATNC
sont responsables, chez l'homme et les animaux, de maladies dégénératives du système nerveux
central. Différents prions sont notamment responsables de la "maladie de la vache folle" chez les
bovins et de la maladie de Creutzfeldt-Jakob chez l'homme. Selon l’hypothèse la plus communément
admise, il s’agit d’une protéine de la membrane des cellules du système nerveux central. Sous sa
forme normale, cette protéine joue un rôle dans la transmission de l'influx nerveux. La forme
anormale (le prion) transforme, par contact, toute protéine normale en prion. L’accumulation des
prions dans la cellule nerveuse finit par la détruire. Le prion, n'étant pas un être vivant, ne se cultive
pas, mais peut être extrait de cultures cellulaires ou d'organismes entretenus dans ce but.
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qui sera transmis aux générations suivantes. Ils permettent :
BIOLOGIQUES
De nombreux micro-organismes présentent
un intérêt en produisant ou dégradant des
molécules et en se multipliant rapidement.
Certains micro-organismes sont utilisés
depuis des milliers d'années pour la transformation des produits alimentaires (boissons alcoolisées, fromages, pain…). Par
exemple, le yaourt qui peut contenir jusqu'à
un milliard de bactéries par gramme, est
produit grâce à Streptococcus thermophilus
qui acidifie et à Lactobacillus bulgaricus qui
forme le composé aromatique. Les polysaccharides bactériens (issus de la capsule
ou de la couche mucoïde) sont utilisés en
industrie alimentaire et pharmaceutique
comme agents stabilisants, dispersants ou
gélifiants.
La capacité des micro-organismes à dégrader de nombreuses molécules organiques ou minérales est largement exploitée
pour dépolluer les sols, les eaux ou l'air. Il
s’agit soit de stimuler la microflore indigène
capable naturellement de dégrader le polluant, soit d'apporter des micro-organismes
connus pour dégrader ce polluant.
Des micro-organismes peuvent également
être employés en association avec les détergents des fontaines de dégraissage des métaux. La graisse tombant dans la cuve de la
fontaine est dégradée progressivement par
les micro-organismes qui s'en nourrissent.
Certains micro-organismes produisent
des métabolites (molécules formées au
cours du métabolisme) pouvant avoir des
applications dans les domaines de la santé
ou de l'industrie :
• des bactéries ont la capacité de synthétiser des tensioactifs (Bacillus licheniformis, B. subtilis, B. cereus, B. thuringiensis,
Pseudomonas fluorescens…);
• des moisissures comme Ashbya, Eremothecium, Blakeslea synthétisent des vitamines;
• certains Streptomyces, Bacillus et Penicillium sont particulièrement cultivés pour
leur capacité à produire de nombreux
antibiotiques actifs sur les bactéries et
les mycètes.
les micro-organismes génétiquement
modifiés contiennent un ou plusieurs gènes
étrangers apportant un nouveau caractère
• de faire synthétiser un produit inhabituel
au micro-organisme ou de modifier le
produit habituellement synthétisé. Après
modification génétique, Escherichia coli
et Saccharomyces cerevisiae peuvent
produire de l'insuline, des hormones de
croissance humaine, des interférons, etc.
• d'agir sur le niveau de synthèse d'un
produit (il est possible d'obtenir des
cellules dont 30 % du poids est constitué
du produit désiré).
Certains virus, bactéries et mycètes
présentent également des propriétés
insecticides. Par exemple, la bactérie
Bacillus thuringiensis produit au cours de sa
sporulation des cristaux contenant des
protéines toxiques pour les larves
d'insectes.
POUVOIR PATHOGÈNE
DES AGENTS BIOLOGIQUES
Certains agents biologiques entraînent
des pathologies chez l'homme. Ils
peuvent se trouver naturellement dans
l'environnement ou chez certains êtres
vivants, qui sont alors dénommés réservoir
d'agents biologiques.
La transmission d’un agent biologique
peut se faire de façon directe en présence
d'un réservoir, ou indirecte lors d’un
contact avec des objets souillés par des
agents pathogènes. En milieu professionnel, un agent biologique peut
pénétrer un organisme par plusieurs voies
de transmission.
La voie respiratoire : l’agent biologique inhalé peut se trouver sur des particules solides ou liquides. Ce type de particules contaminées inhalables est encore appelé
bioaérosol.
Une fois qu'ils ont pénétré le corps, les
micro-organismes peuvent être la cause
d'infections, de toxi-infection, d'allergie ou
de cancer.
L'infection est due à l'entrée, puis à la multiplication d'un micro-organisme dans le
corps.
La toxi-infection est entraînée par la seule
présence d'une toxine produite par un
micro-organisme. Par exemple, le bacille
Clostridium tetani produit une neurotoxine
responsable des symptômes du tétanos.
L'allergie ou l'hypersensibilité est une réaction de défense immunitaire trop importante.
Le cancer se traduit par une multiplication
anarchique des cellules. Il peut être entraîné par certains micro-organismes (virus de
la leucémie humaine HTLV) ou résulter de
l'évolution de maladies chroniques provoquées par des micro-organismes (hépatite C
chronique pouvant évoluer vers un cancer
du foie).
Le Code du travail classe les agents
biologiques en quatre groupes selon
le risque croissant d'infection qu'ils
représentent pour un travailleur sain
(art. R. 231-61-1). Ce classement ne tient
pas compte des toxi-infections,
allergies et cancers.
Un arrêté du 18 juillet 1994, modifié
par les arrêtés du 17 avril 1997
et du 30 juin 1998, dresse la liste
des bactéries, champignons,
endoparasites, virus, agents
transmissibles non conventionnels
(ATNC) appartenant aux groupes
de risque infectieux 2, 3 et 4 .
POUR EN SAVOIR PLUS
La voie cutanéo-muqueuse : l’agent biologique peut pénétrer à travers une peau excoriée ou parfois une peau saine. L’agent
biologique peut également passer les muqueuses nasale, buccale et oculaire.
La voie digestive : l’agent biologique peut
être involontairement ingéré en portant
des mains contaminées à la bouche, en se
rongeant les ongles, en ne respectant pas
les mesures d’hygiène consistant à se laver
les mains avant de manger, boire…
TO 1 - Classement des agents biologiques.
Paris, INRS, 1999, 8 p.
Ce document présente la liste des agents
biologiques des groupes 2, 3, 4 (d’après le
décret n° 94-352 et l’arrêté du 18/07/1994
modifié)
Auteur : Christine David
Secrétariat de rédaction : Christine Larcher
Photographies : Institut Pasteur
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Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles
30, rue Olivier-Noyer 75680 Paris cedex 14 Tél. 01 40 44 30 00 Fax 01 40 44 30 99 Internet : www.inrs.fr e-mail : info@inrs.fr
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1re édition (2004) . réimpression mai 2007 . 3 000 ex. © INRS
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Imprimerie Chirat - 42540 Saint-Just-la-Pendue - N° 4768
INTÉRÊT DES AGENTS
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