Historia stosowania broni biologicznej
Przez tysiąclecia, epidemie udowadniały ludziom jak niebepieczny może być niekontrolowalny rozwój chorób zakaźnych. Człowiek wykorzystywał czynniki biologiczne w walce z wrogiem niemal od zawsze. Plemiona zatruwały strzały wyciągami pewnych roślin lub zanurzały groty w rozkładających się szczątkach zwierząt. W starożytności także niejednokrotnie zatruwano wodę pitną np. sporyszem (ergotamina).
Choroby zakaźne przesądziły nie tylko o wyniku niejednej bitwy, lecz również o losach całych cywilizacji. Przykładów w historii czasów nowożytnych można znaleźć wiele: choćby klęska wojsk Napoleońskich pod Moskwą, które toczyły bitwę nie tylko z carską Rosją, ale także z mikroskopijnej wielkości riketsją wywołującą tyfus plamisty (Rickettsia provazekii). Wielkie cywilizacje Azteków i Inków ugięły się nie tylko pod naporem konkwistadorów, lecz także przybyłych wraz z nimi chorób Starego Świata.
Wykorzystując śmiertelne działanie czynników dokonano również wielu morderstw. Jakkolwiek ten temat pasuje bardziej na wykłady z kryminologii, należy wspomnieć o dwóch bułgarskich dysydentach, których zaatakowano rycyną. Jeden z nich zmarł. Drugi przeżył dzięki przypadkowi.
Historia stosowania broni biologicznej
Po drugiej wojnie światowej
Ataki bioterrorystyczne
1346
Oblężenie przez Tatarów Kaffy (dzisiejsza Teodozja), krymskiej ośrodek handlu w ówczesnym czasie będący w posiadaniu Genui. Wojska chana Dżani Beka zdziesiątkowane przez dżumę przed swoim odwrotem katapultują do osady ciała zmarłych na dżumę. Kaffa pogrąża sie w zarazie. Po wznowieniu ruchu morskiego, dżuma zawędruje wraz ze statkami najpierw do Konstantynopola, a następnie do Marsylii i innych portów europejskich. Z wybrzeża rozprzestrzenia się na cały kontynent. Nie omija także samej Genui, choć ta na wieść o szerzącej się chorobie nie przyjęła własnych statków.
1422
Bitwa pod Carolstein. Ciała żołnierzy zmarłych na dżumę oraz wytoczona na szeregi wojsk nieprzyjacielskich
Podbój Ameryki Południowej - wiek XV i XVI
Pizarro ofiarowuje prezenty zakażone wirusem ospy
1710
Wojna Rosji ze Szwecją. Rosjanie wrzucają przez mury obronne miasta Reval (obecnie Talin) trupy zmarłych na dżumę. Reval zostaje zdobyty.
Podbój Ameryki Północnej - 1763
Kapitan Ecueyer dowodzący w porcie Fort Pitt (dorzecze Ohio River) wręcza Indianom północnoamerykańskim prezenty skażone wirusem ospy
1767
Brytyjski generał Jeffrey Amherst ofiarowuje Indianom północnoamerykańskim lojalnym wobec Francuzów koce skażone wirusem ospy.
1797
Napoleon oblega Mantuę - mieszkańców miasta próbuje zarazić leptospirozą
Wojna secesyjna - 1860-1865
Dzienniki generała Shermana zawierają notatkę o tym, że Konfederaci zatruwali wodę wrzucajac do niej ciała zdechłych zwierząt
1915
Dr Anton Dilinger, Amerykanin niemieckiego pochodzenia, namnaża w swoim domu w Waszyngtonie otrzymane od niemieckiego rządu szczepy Bacilllus anthracis (wąglik), Pseudomonas mallei (nosacizna). Podobno kultury bakterii zostały rozdane synpatyzującym z Niemcami pracownikom stoczni w Baltimore, którzy mieli zakazić około 3 - 4,5 tys. sztuk koni, mułów i bydła transportowanych do Europy jako pomoc dla Aliantow.
1924
Pojawiają się oskarżenia wobec Niemców, że podczas trwania I wojny światowej próbowali wywołać we Włoszech i Rumuni epidemię cholery, a w Rosji - dżumy. Międzynarodowa Komisja uznaje Niemcy winne stosowania broni chemicznej, nie znajduje jednak dowodów użycia przez Niemców czynników biologicznych
1925
17 czerwca w Genewie podpisana zostaje pierwsza międzynarodowa konwencja o zakazie rozprzestrzeniania i stosowania broni chemicznej i biologicznej
Konwencję Genewską podpisało 108 państw, w tym także Polska. Japonia odmawia podpisania dokumentu.
1931
Komisja Ligi Narodów bada okoliczności japońskiego ataku na jedno z chińkich miast. Japończycy usiłują zarazić członków komisji cholerą (zatruwają owoce). Nikt nie zachorował.
1932- 1945
Japonia prowadzi badania nad rozwojem broni bakteriologicznej , zwłaszcza na terenie okupowanej Mandżurii. Powołane są do tego celu specjalne jednostki: 731 - mająca się zajmować rozwojem broni biologicznej oraz 710 - odpowiedzialna za jej praktyczne wykorzystanie. Badania i eksperymenty pseudomedyczne prowadzone na ludności mieszkającej na okupowanych terenach oraz jeńcach wojennych. Nie przeżył żaden z więźniów jednotki 731. W 1945 r. jednostki zostają rozwiązane.
W 1946 r. dochodzi do wymiany danych pomiędzy USA a Japonią w zamian za umorzenie ścigania zbrodni wojennych, których dopuścli się Japończycy
1941
Brytyjczycy prowadzą badania nad wąglikiem na Gruinard Island niedaleko wybrzeża Szkocji. Obecność w glebie żywych przetrwalników zdolnych do wywołania choroby stwierdza się po 40 latach.
1941-1943
Stany Zjednoczone rozpoczynają własne badania nad bronią biologiczną. Powstają ośrodki badań Camp Detrick (obecnie Fort Detrick) i Camp Frederick.
USA rozważają plan zniszczenia japońskich upraw ryżu przy pomocy grzyba Helminthosporium oryzae van Bred de Haan. Pomysł jednak zarzucono, w zamian użyto bomby nuklearnej
Po drugiej wojnie światowej - okres zimnej wojny
USA
W 1946 r. Stany Zjednoczone oficjalnie stwierdzają, że prowadzą badania nad bronią biologiczną, które mają służyć określeniu potencjalnych możliwości stosowania broni biologicznej.
Do roku 1969, kiedy to prezydent Nixon zakończył program rozwoju broni biologicznej, USA dysponowało uzbrojoną bronią zawierającą bakterie wąglika, tularemii, brucelozy, Coxiella burnetii, botulinę, gronkowcową enterotoksynę B, oraz wirusy wenezuelskiego końskiego zapalenia mózgu. Zgromadzono także szereg czynników wywołujących szkody upraw pszenicy i ryżu.
Związek Radziecki
Badania nad wykorzystaniem broni biologicznej prowadzone na ogromną skalę i pomimo podpisania Konwencji o zakazie broni biologicznej w 1972 r. Większość informacji, jakie są znane pochodzą od byłych kierowników placówek prowadzących tego rodzaju badania, którzy uciekli do USA, zwłaszcza Władimira Paczecznikowa i Kanatjana Alibekowa (Ken Alibek).
Inne kraje
Ataki bioterrorystyczne
1970
Rewolucyjny ruch Weather Undeground planuje uzyskać czynniki biologiczne i zakazić nimi wodę
1972
R.I.S.E. - Ekoterroryści planowali atak z wykorzystaniem kilku czynników. Ich celem było zniszczenie ludzkości i odrodzenie z kilku wybranych osobników
1980
Frakcja Red Army
botulina
1984
Kult Rajneeshee zatruwa bary sałatkowe w The Dallas w stanie Oregon. W wyniku zakażenia bakteriami Salmonella Typhimurium zachorowało 751 osób. Celem terrorystów było uniemożliwienie udziału w lokalnych wyborach i przejęcie władzy. O tym, że zatrucie nastąpiło w wyniku aktu bioterrorystycznego dowiedziano się dopiero po roku, od jednego z byłych członków kultu.
1991
Minnesota Patriots Council planuje użyć rycyny (postaci aerozolu i w kremie aloe vera). Atak udaremnia FBI. Czterech członków organizacji zostaje aresztowanych.
1995
Japońska sekta Aum Shinrikyo próbuje rozpylić toksynę botulinową w tokijskim metrze. Jest to ich dziewiąta - na szczęście nieudana - próba ataku bioterrorystycznego. Ta sama sekta przeprowadziła ataki w metrze z użyciem sarinu, neurotoksycznego gazu. Zginęło 19 osób, kilka tysiący wymagało pomocy medycznej.
1998
Listy rzekomo zawierające bakterie waglika trafiają do kilku szpitali w USA, w których dokonuje się aborcji.
Skrajnie prawicowy mikrobiolog Larry Wayne Harris grozi rządowi federalnemu atakiem z użyciem wąglika. Zostaje aresztowany.
2001
Ktoś rozsyła z New Jersey pocztę skażoną przetrwalnikami wąglika.
Czynniki biologiczne, które mogą zostać użyte w ataku terrorystycznym.
Do czynników, które potencjalnie mogą być wykorzystane jako broń biologiczna należą nie tylko bakterie lub wirusy, lecz także biologicznie czynne substancje wytwarzane przez organizmy żywe lub uzyskane na drodze syntezy chemicznej.
Czynniki zdolne do replikacji |
Naturalne biologicznie |
Substancje biologiczno-mimetyczne |
Bakterie i wirusy, które |
Toksyny bakteryjne, |
Substancje uzyskane na drodze |
Idealny czynnik biologiczny dla bioterrorysty
jest tani i łatwy do wyprodukowania
łatwo daje się rozpylić w postaci aerozolu
jest odporny na działanie promieni słonecznych i wysuszenie
wywołuje groźną lub śmiertelną chorobę
łatwo się rozprzestrzenia; optymalnie przez bezpośredni kontakt ; wysoka zakaźność
brak skutecznej ochrony profilaktycznej lub jest ona ograniczona
brak skutecznego leczenia
W 1999 r. CDC wyróżniło 3 kategorie czynników biologicznych, które mogą potencjalnie użyte jako broń biologiczna (lista poniżej)
Kategoria A |
|
Kategoria B |
|
Kategoria C |
|
W jaki sposób dochodzi do transmisji czynników biolgicznych
Warto przeczytać ogólne informacje na temat tego, w jaki sposób w ogóle może dojść do zakażenia organizmu
- poprzez skórę - uszkodzenia mechaniczne: otarcia, zadrapania lub ugryzienia. Zdrowa skóra stanowi barierę nie do pokonania zarówno dla bakterii, wirusów oraz większości toksyn biologicznych. Jedyną znaną dotąd dermatologicznie czynną toksyną biologiczną jest mykotoksyna. Niebezpieczny może być także kontakt skażonego aerozolu ze śluzówką oka.
- drogą pokarmową - poprzez skażoną żywność lub wodę. Największym zagrożeniem - ze względu na jego skalę - wydaje się być skażenie wody pitnej. Oceniając ryzyko celowego zanieczyszczenia wody należy wziąć jednak pod uwagę fakt, że po pierwsze każdy czynnnnik ulegnie w wodzie ogromnemu rozcieńczeniu, co oznacza, że jego dawka dla zdrowego człowieka nie będzie stanowiła dawki infekcyjnej , a po drugie, że procesy uzdatniania wody (chlorowanie i ozonowanie) niszczą zawarte w niej mikrorganizmy oraz relatywnie stabilne toksyny.
- drogą wziewną/kropelkową - wdychanie powietrza zawierającego czynniki zakaźne lub toksyny. Ponieważ ani czynniki zakaźne ani toksyny nie są z natury lotne, muszą być przeprowadzone w stan aerozolu. Eksperci zajmujący się zagrożenia związane z użyciem broni biologicznej różnią zdaniem na ile łatwo jest to zrobić. (Niektórzy uważają, że wystarczą do tego celu urządzenia lub samoloty służące do opryskiwania pól uprawnych). Istotna jest także wielkość cząstek aerozolu - do płuc człowieka trafiają drobinki o średnicy od 1 do 5 µm. Cząstki o większej średnicy bardzo szybko opadną na ziemię lub zostaną zatrzymane przez filtrujący system górnych dróg oddechowych.
Innym zagadnieniem, jakie należy także rozpatrzyć rozważając skutki ataku bioterrorystycznego jest zagrożenie wtórnej aerozolizacji użytego czynnika. Po zeszłorocznych atakach bioterrorystycznych w biurze jednego z senatorów USA - Toma Daschle'a - do którego dotarła poczta skażona wąglikiem przeprowadzono badania, które miały wykazać czy możliwe jest wtórne zawieszenie w powietrzu przetrwalników wąglika. Przed odkażeniem budynku, w biurze położono 17 płytek z agarem uzupełnionym krwią i zasymulowano codzienny ruch w biurze [JAMA, 2002]. Okazało się wówczas, że na 16 z nich wyrosły bakterie B. anthracis. Wtórna aerozolizacja jest zatem możliwa, choć nie wiadomo, na ile aerozol ten byłby zakaźny dla ludzi.
Czynniki biologiczne, które mogą zostać użyte w ataku terrorystycznym
.
Do czynników, które potencjalnie mogą być wykorzystane jako broń biologiczna należą nie tylko bakterie lub wirusy, lecz także biologicznie czynne substancje wytwarzane przez organizmy żywe lub uzyskane na drodze syntezy chemicznej.
Czynniki zdolne do replikacji |
Naturalne biologicznie |
Substancje biologiczno-mimetyczne |
Bakterie i wirusy, które |
Toksyny bakteryjne, |
Substancje uzyskane na drodze |
Idealny czynnik biologiczny dla bioterrorysty
jest tani i łatwy do wyprodukowania
łatwo daje się rozpylić w postaci aerozolu
jest odporny na działanie promieni słonecznych i wysuszenie
wywołuje groźną lub śmiertelną chorobę
łatwo się rozprzestrzenia; optymalnie przez bezpośredni kontakt ; wysoka zakaźność
brak skutecznej ochrony profilaktycznej lub jest ona ograniczona
brak skutecznego leczenia
W 1999 r. CDC wyróżniło 3 kategorie czynników biologicznych, które mogą potencjalnie użyte jako broń biologiczna
Kategoria A |
|
Kategoria B |
|
Kategoria C |
|
W jaki sposób dochodzi do transmisji czynników biolgicznych
Warto przeczytać ogólne informacje na temat tego, w jaki sposób w ogóle może dojść do zakażenia organizmu
- poprzez skórę - uszkodzenia mechaniczne: otarcia, zadrapania lub ugryzienia. Zdrowa skóra stanowi barierę nie do pokonania zarówno dla bakterii, wirusów oraz większości toksyn biologicznych. Jedyną znaną dotąd dermatologicznie czynną toksyną biologiczną jest mykotoksyna. Niebezpieczny może być także kontakt skażonego aerozolu ze śluzówką oka.
- drogą pokarmową - poprzez skażoną żywność lub wodę. Największym zagrożeniem - ze względu na jego skalę - wydaje się być skażenie wody pitnej. Oceniając ryzyko celowego zanieczyszczenia wody należy wziąć jednak pod uwagę fakt, że po pierwsze każdy czynnnnik ulegnie w wodzie ogromnemu rozcieńczeniu, co oznacza, że jego dawka dla zdrowego człowieka nie będzie stanowiła dawki infekcyjnej , a po drugie, że procesy uzdatniania wody (chlorowanie i ozonowanie) niszczą zawarte w niej mikrorganizmy oraz relatywnie stabilne toksyny.
- drogą wziewną/kropelkową - wdychanie powietrza zawierającego czynniki zakaźne lub toksyny. Ponieważ ani czynniki zakaźne ani toksyny nie są z natury lotne, muszą być przeprowadzone w stan aerozolu. Eksperci zajmujący się zagrożenia związane z użyciem broni biologicznej różnią zdaniem na ile łatwo jest to zrobić. (Niektórzy uważają, że wystarczą do tego celu urządzenia lub samoloty służące do opryskiwania pól uprawnych). Istotna jest także wielkość cząstek aerozolu - do płuc człowieka trafiają drobinki o średnicy od 1 do 5 µm. Cząstki o większej średnicy bardzo szybko opadną na ziemię lub zostaną zatrzymane przez filtrujący system górnych dróg oddechowych.
Innym zagadnieniem, jakie należy także rozpatrzyć rozważając skutki ataku bioterrorystycznego jest zagrożenie wtórnej aerozolizacji użytego czynnika. Po zeszłorocznych atakach bioterrorystycznych w biurze jednego z senatorów USA - Toma Daschle'a - do którego dotarła poczta skażona wąglikiem przeprowadzono badania, które miały wykazać czy możliwe jest wtórne zawieszenie w powietrzu przetrwalników wąglika. Przed odkażeniem budynku, w biurze położono 17 płytek z agarem uzupełnionym krwią i zasymulowano codzienny ruch w biurze [JAMA, 2002]. Okazało się wówczas, że na 16 z nich wyrosły bakterie B. anthracis. Wtórna aerozolizacja jest zatem możliwa, choć nie wiadomo, na ile aerozol ten byłby zakaźny dla ludzi.
|
|
Toksyna botulinowa
Toksyna wytwarzana przez bakterię Clostridium botulinum jest jedną z najsilniejszych trucizn, jakie zna ludzkość. Zaledwie 1g oczyszczonej neurotoksyny botulinowej może zabić ok. 1 miliona ludzi.
Z drugiej zaś strony, botulina jest pierwszą biologiczną trucizną dopuszczona przez FDA do stosowania w terapii szeregu zaburzeń neurologicznych np. porażeniu mózgowym. W leczeniu stosuje się bardzo niewielkie stężenia toksyny typu A - około 0,005% śmiertelnej doustnej dawki.
Terroryści od dawna interesowali się wykorzystaniem botuliny. Jej produkcja nie wymaga wielkich nakładów finansowych. W pierwszej połowie lat 90. japońska sekta Aum Shinrikyo kilkakrotnie próbowała rozpylić toksynę w centrum Tokio. Bakterie C. botulinum wyizolowano z gleby. Żaden z ataków nie zakończył się sukcesem, prawdopodobnie dlatego, iż członkom sekty nie udało się przeprowadzić toksyny w stan aerozolu. Prace nad wykorzystaniem toksyny C. botulinum w celach militarnych rozpoczęły się jednak o wiele wcześniej, jakieś 70 lat temu w Japoni. Badania prowadziły także Związek Radziecki i USA. Nadal trwają one w Iranie, Iraku, Korei Północnej i Syrii (krajach określanych przez rząd USA jako państwa finansujące terroryzm). Po wojnie w Zatoce Perskiej, Irak przyznał inspektorom ONZ, że dysponuje 19 tysiącami litrów stężonej oczyszczonej toksyny botulinowej. Taka ilość użyta w postaci aerozolu wystarczyłaby, żeby trzykrotnie zabić całą ludzkość.
O bakterii Clostridium botulinum
Clostridium botulinum jest przetrwalnikującą laseczką, która rozwija się jedynie w warunkach beztlenowych i wąskim przedziale pH 7,0 -7,3. Komórki zaokrąglone na końcach i urzęsione perytrychalnie barwią się Gram-dodatnio. Wielkość komórek - w zależności od szczepu oraz warunków hodowli - waha się od 3,4 do 8,6 mikrom. Endospory tworzą się subterminalnie, powodując charakterystyczne rozdęcie komórki.
Przetrwalniki występują powszechnie w glebie. Są bardzo odporne na działanie wysokiej temperatury; zachowują żywotność nawet po kilkugodzinnym przebywaniu w temperaturze 100oC.
Przeżywają także temperaturę - 190oC oraz są odporne na promieniowanie . Niszczy je jedynie proces sterylizacji w autoklawie.
Przetrwalniki C. botulinum barwione zielenią malachitową. Zdjęcie autorstwa Larry'ego Stauffera pochodzi z kolekcji CDC
Wbrew łacińskiej (botulus - kiełbasa) i polskiej nazwie - jad kiełbasiany można spotkać także w konserwach warzywnych. Obecnie proces przemysłowej obróbki żywności właściwie całkowicie zapobiega przypadkom zatruć toksyną. Wprowadzenie zamrażania mięsa niemal całkowicie wyeliminowało spożycie mięsa jako przyczynę botulinizmu. Żródłem zatruć są zwykle warzywne przetwory domowe, pakowane próżniowo produkty lub dania serwowane w restauracjach, które nie zostały dostatecznie podgrzane przed spożyciem.
W Polsce w zeszłym roku odnotowano 66 przypadków zatruć toksyną, w roku 2000 było ich 72 (dane Państwowego Zakładu Higieny, Meldunek roczny 2001).
W czym znaleziono toksynę? |
|
Jak dochodzi do zatrucia bądź zakażenia
W przeciwieństwie do większości chorób bakteryjnych, botulinizm najczęściej nie jest związany z wniknięciem do organizmu bakterii - lecz wytwarzanej przez nie toksyny.
Podobnie jak człowiek, większość ssaków i ptaków jest wrażliwa na działanie botuliny. Bydło, owce i konie pasące się na pastwiskach, na których padły małe zwierzęta zwykle zatruwaja się sianem, do którego przenika toksyna. Rozkładające się szczątki stwarzają idealne warunki do rozwoju C. botulinum i mogą zawierać nawet 3 000 mLD toksyny na 1g .
C. botulinum wywołuje także epidemie wśród ptactwa. Wyjątkiem są padlinożerne sępy, bedące niemal całkowicie oporne na działanie toksyny.
Zdrowa skóra stanowi nieprzenikalną barierę zarówno dla toksyny jak i dla bakterii. Laseczki z rodzaju Clostridium nie są w stanie rozwijać w zdrowych tkankach, w których utrzymywany jest naturalny potencjał oksydo-redukcyjny. Bakterie mogą natomiast namnażać się głębokich ranach, w których doszło do martwicy tkanki (tzw. botulinizm przyranny).
Sama toksyna może przenikać przez błony śluzowe zarówno układu pokarmowego oraz oddechowego. Wszystkie naturalnie występujące przypadki botulinizmu związane są z zatruciem drogą pokarmową. Badania na naczelnych wykazały jednak możliwość intoksykacji drogą wziewną. Potwierdziło ją także przypadkowe zatrucie się 3 członków zachodnioniemieckich służb weterynaryjnych aerozolem botuliny.
Szczególnym przypadkiem zatrucia toksyną jest tzw. botulinizm dziecięcy; choroba ta występuje u niemowląt i jest związana ze spożyciem miodu zawierającego przetrwalniki C. botulinum. Zwykle w 25 g miodu znajduje się około 7 spor. Dzieciom poniżej 1 roku życia nie powinno się podawać miodu; Ze względu na nierozwinietą w pełni florę układu pokarmowego, niemowlęta są szczególnie wrażliwe na spożycie przetrwalników, które w beztlenowych warunkach wykiełkowują i pozbawione konkurencji zaczynają sie namnażać w układzie pokarmowym. Zabsorbowana przez śluzówkę jelita grubego toksyna, wywołuje u niemowląt zaparcia, osłabienie ssania, a póżniej utratę kontroli nad mięśniami głowy. Ponieważ toksyna wolniej wchłania sie przez śluzówkę jelita grubego niż żołądka objawy typowe dla botulinizmu rozwijają się nieco wolniej i są trudniejsze do rozpoznania.
FDA - Food and Drug Administration
Tularemia
W 1911 roku wśród wiewiórek w Tulare County (Kalifornia) zaobserowano podobną do dżumy zoonozę. Od chorych zwierząt McCoy i Chapin wyizolowali drobną Gram-ujemną pałeczkę, którą nazwali Bacterium tularensis. Edward Francis opisał jej ekologię. Na jego cześć bakterię przemianowano na - Francisella tularensis.
Francisella tularensis barwiona metodą Grama. Zdjęcie autorstwa Larry Stauffer pochodzi z kolekcji CDC
Na tularemię zapada bardzo wiele zwierząt - właściwie nie istnieje inna choroba, która byłaby równie zróżnicowana pod względem rezerwuaru i drogi transmisji jak tularemia. Chorują na nią zwierzęta dzikie (jelenie, lisy, bobry, oposy), hodowlane (owce, konie, króliki) a także domowe - psy i koty. Naturalnym rezerwuarem F. tularensis są dzikie gryzonie. Chorobę przenoszą zarówno kleszcze, pchły jak i komary, gzy, wszy; bakterie wyizolowano od ponad 55 gatunków stawonogów. Zwierzęta mogą się też zarazić przez kontakt ze skażoną wodą lub pożywieniem. Choć F. tularensis nie wytwarza przetrwalników, w chłodnym i wilgotnym środowisku: wodzie, glebie, szczątkach padłych zwierząt, sianie może przetrwać nawet kilka tygodni.
Człowiek zaraża się tularemią przypadkowo i zachorowania zdarzają się stosunkowo rzadko. Najbardziej narażone są osoby mieszkające na teranach wiejskich w obrębie obszarów endemicznych. Do zakażenia wystarczy zaledwie od 10 do 50 bakterii F. tularensis (ID50). Z tego względu tularemia wzbudziła zainteresowanie jako potencjalny środek do wykorzystania w wojnie biologicznej. Badania nad tularemią jako czynnikiem wojny biologicznej prowadziła Japonia w Mandżurii, USA i ZSRR. Wg niektórych źródeł ZSRR użyło bakterii F. tularensis przeciw Niemcom podczas oblężenia Stalingradu.
Strona 1 | Strona 2 | Strona 3 | Szukaj
Copyright © 2001-2002 Anna-Karina Kaczorowska. Wszelkie prawa zastrzeżone
Powrót do strony głównej
Dżuma
Pierwsze dobrze udokumentowane wzmianki na temat pandemii dżumy pochodzą z okresu panowania Cesarza Justyniana (VI w.). Choroba prawdopodobie przybyła do Europy z Północnej Afryki i w ciągu półwiecza pochłonęła około 100 mln ofiar.
W XIV w. dżuma pojawiła się ponownie w Europie. Dopiero jednak podczas trwania trzeciej pandemii, która rozpoczęła się w Chinach w 1855 r. odkryto czynnik etiologiczny tej choroby.
W 1894 roku, niezależnie od siebie dwaj uczeni: Alexandre-Emile-John Yersin oraz Kitazato Shibasaburo wyizolowali pałeczkę dżumy - Yersinia pestis.
Jest to bakteria Gram-ujemna należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Y. pestis jest względnym beztlenowcem, nie wytwarza oksydazy ani ureazy i nie rozkłada laktozy. Świeżo izolowane bakterie posiadają otoczkę.
Y. pestis - barwienie metodą Grama. Zdjęcie autorstwa Larry'ego Stauffera pochodzi z kolekcji CDC
Optymalna temperatura wzrostu dla tej wynosi 28oC, ale jej tolerancja waha się od 0 do 43oC. Bakterie rosną dobrze na podłożu MacConkeya i na agarze z krwią, widoczne są jednak dopiero po ok. 48 h inkubacji. Po trzech dniach hodowli kolonie nabierają charakterystyczny wygląd " sadzonego jajka".
Kolonie Y. pestis po 72. godzinnej inkubacji na podłożu z krwią baranią. (Nie obserwuje się hemolizy).
Zdjęcie autorstwa Larry'ego Stauffera pochodzi z kolekcji CDC
Warto dodać, że do rodzaju Yersinia należą jeszcze dwa inne patogeny: Yersinia pseudotuberculosis i Yersinia enterocolitica, które wywołują choroby u ludzi. Są one jednak o wiele mniej zjadliwe. Jest to o tyle zdumiewające, że DNA Y. pseudotuberculosis wykazuje 90% homologii w stosunku do DNA pałeczek dżumy.
Raport WHO z 1970 ocenia, że rozpylenie 50 kg bakterii Y. pestis nad 5 milionowym miastem ponad 150 tys. ludzi spowodowaloby śmierć 36 tys. ludzi (liczba mieszkańców Gdańska to ok. 460 tys.). W sprzyjających warunkach bakterie utrzymałyby żywotność przez ok 1 godzinę i "przewędrowalyby" na odleglość 10 km. Warto przypomnieć, że dżuma jako broń biologiczna została użyta niejednokrotnie i to nie tylko na przestrzeni wieków nam odległych. W latach 30 i 40. XX wieku japońska jednostka do zadań specjalnych 710, kilkakrotnie zrzucała skażoną żywność (ziarno, które przyciągało gryzonie) oraz zarażone pchły na terenie okupowanych Chin. W byłym Związku Radzieckim nad użyciem pracowało 10 instytutów, które zatrudniały tysiące ludzi. Kilka lat temu w Ohio, aresztowano i skazano mikrobiologa, który nabył szczep Y. pestis . Zamierzał go użyć w atakach bioterrorystycznych.
Dżuma jest enzootią, występuje tam, gdzie istnieje naturalny rezerwuar bakterii - gryzonie (chorobę opisano u ponad 200 gatunków). W utrzymywaniu się stałych ognisk dżumy pomaga zjawisko hibernacji. Dżuma przenoszona jest przez pchły (ok. 80 gatunków), które zarażają się drogą pokarmową żywiąc się zakażoną krwią (podczas jednego posiłu pchła może zassać nawet 24 tysiące bakterii). Najczęstszym wektorem jest pchła szczurza Xenopsylla cheopis, może nim być także pchła ludzka Pulex irritans.
Człowiek jest gospodarzem przypadkowym. Zaraża się przez ukąszenie pchły lub pogryzienie przez chore zwierzę. Częstym nosicielem bakterii są koty. W przypadku "naturalnej" epidemii, zachorowania zwierząt poprzedzają zachorowania u ludzi; w populacji miejskiej pierwszych przypadków dżumy wśród ludzi można oczekiwać, jeśli zarażeniu Y. pestis uległo ok. 10 % szczurów (Rattus norvegicus). Epidemie wybuchają w okresie chłodnym i wilgotnym. Jest to powiązane z ekologią pchły szczurzej, temperatura wyższa niż 28 hamuje rozwój .
W przypadku ataku bioterrorystycznego należy przypuszczać, że zakażenia u ludzi następowałoby drogą płucną - w wyniku kontaktu ze skażonym aerozolem.
Substancje toksyczne
pochodzenia biologicznego
Arsenał trucizn wytwarzanych przez żywe organizmy jest niezwyke bogaty i różnorodny. Wiele zwierząt wydziela trujące substancje ochronne lub stosuje je do atakowania swoich ofiar. Żyjemy otoczeni roślinami, które wytwarzają substancje toksyczne, nie wspominając o wszędobylskich bakteriach.
Na szczęście spośród tysięcy trucizn pochodzenia organicznego, tylko nieliczne mogą mieć znaczenie jako broń biologiczna. Jakkolwiek niektóre działają błyskawicznie, większość z nich jest toksyczna w dawkach, które - jeśli miałyby wywołać masowe ofiary - wymagałyby użycia olbrzymiej ilości toksyny. Co prawda w przypadku najsilniejszej trucizny jaką znamy - botuliny - potrzeba jedynie 8 kg oczyszczonej toksyny, aby zabić połowę ludności na powierzchni 100 km2. Tym niemniej, obliczono, że aby doprowadzić do ekspozycji ludzi na śmiertelną dawkę toksyny LD50 na powierzchni 100 km2 dysponując toksynami o niższej aktywności np. 0,025 mg/kg, trzeba użyć aż 80 kg toksyny. Ponadto, w przeciwieństwie do czynników broni chemicznej, toksyny biologiczne nie są lotne, co stwarza konieczność przeprowadzenia ich w stan aerozolu. W praktyce zatem, zagrożenie użycia substancji trujących pochodzenia biologicznego w ataku bioterrorystycznym jest zawężone do kilku toksyn.
Toksyny wytwarzane przez bakterie
Poza omówioną szerzej toksyną botulinową spośród bardzo licznej grupy toksyn syntetyzowanych przez bakterie, jako broń biologiczna może być użyta gronkowcowa enterotoksyna B (SEB) lub toksyna ε (epsilon) wytwarzana przez Clostridium perfringens.
Enteroktoksyna B jest jedną z wielu toksyn wytwarzanych przez bakterie Staphylococcus aureus. Są to Gram-dodatnie bakterie, które mogą występować na skórze człowieka oraz jamie nosowej jako składnik normalnej flory (nosicielstwo stwierdza się u 40-50% populacji). Do zatruć enterotoksyną B dochodzi często w wyniku nie przestrzegania elementarnych zasad higieny - np. nie umycie rąk po wytarciu nosa podczas przygotowywania żywności. Przeniesione na żywność bakterie S. aureus, jeśli tylko natarfią na korzystne dla rozwoju warunki, zaczynają się namnażać. W temperaturze wyższej niż 4 oC zaczynają wytwarzać egzotoksynę - enterotoksynę B (optimum 21 do 27 oC). Zatrucie następuje po spożyciu pokarmu, w którym rozwijały się bakterie S. aureus. Enterotoksyna jest białkiem stabilnym ternicznie, tym niemniej denaturuje ją dłuższe gotowanie. Dlatego najczęściej do zatrucia dochodzi po zjedzeniu wyrobów cukierniczych np. kremów.
Podobnie jak w przypadku botulinizmu, zatrucie jest związane z obecnością enterotoksyny, a nie z samym zakażenieniem bakteryjnym. (Należy jednak pamiętać, że gronkowce wywołują także zakażenia inwazyjne - bakterie wówczas namnażają się i rozprzestrzeniają w organizmie). Objawy pojawiają się dość nagle, zwykle po kilku godzinach (czas inkubacji waha się od 1 do 12 godzin). W przypadku zatrucia pokarmowego są to silne wymioty, nudności oraz biegunka. Mechanizm działania toksyny gronkowcowej jest związany z jej zdolnością do nieswoistego wiązania się z kompleksem cząsteczki MHC i receptora TCR obecnego na powierzchni limfocytów T - jest ona superantygenem. Wiązanie się toksyny z kompleksem MHC-TCR następuje stosunkowo szybko (in vitro wykazano, że wysycenie miejsc wiążących enterotoksynę następuje w czasie krótszym niż 5 minut)
SEB jako broń
Do zatrucia toksyną może dojść również w wyniku inhalacji. Dawka wywołująca zatrucie drogą wziewną wynosi jedynie 0,0004 µg enterotoksyny/kg. O wiele większa ilość potrzebna jest do spowodowania śmierci człowieka - jest to 27 µg/kg. W związku z tym enterotoksyna B może być potencjalnie wykorzystana jako czynnik obezwładniający, zwłaszcza, że jest ona stabilna w aerozolu. Broń zawierająca SEB została opracowana przez USA. Symptomy zatrucia inhalacyjnego to wysoka gorączka od 39,4 do 41 oC, suchy kaszel, bóle głowy i bóle mięśniowe, dreszcze i ogólne wyczerpanie, które może się utrzymywać nawet przez 5 dni.
Objawy pozwalające rozróżnić zatrucie enterotoksyną B od zatrucia botuliną lub gazem neurotoksycznym opisane są poniżej. Generalnie rzecz biorąc, w przypadku zatrucia SEB objawy następują po kilku godzinach, są nagłe i silne. Pacjenci jednak rzadko umierają. W przypadku zatrucia botuliną chorzy czują się coraz bardziej zmęczeni, słabną i jeśli nie otrzymają antytoksyny to umierają na skutek paraliżu mięśni oddechowych.
Rozpoznanie różnicowe objawów zatrucia środkami chemiczymi a toksyną botulinową lub gronkowcową enterotoksyną B
Profilaktyka nie istnieje. W przypadku zatrucia stosuje się leczenie podtrzymujące. Prowadzone są badania nad zastosowaniem biernej immunizacji przy użyciu przeciwciał monoklonalnych przeciwko SEB. Podanie tych przeciwciał myszom po ekspozycji na śmiertelną dawką enterotoksyny B chroni je przed zatruciem.
cdn.
Trujące substancje roślinne
W 1978 roku, bułgarski dydydent pracujący dla BBC, Georgij Markow, czekał na autobus na stacji Waterloo Bridge w Londynie. Nagle został potrącony przez mężczyznę z parasolem. Wieczorem miał wysoką gorączkę. Po czterech dniach zmarł. Na zlecenie żony przeprowadzono autopsję. Z ciała dziennikarza wydobyto drobną kulę (1,52 mm średnicy). Na wieśc o śmierci Markowa, pracujący dla Radia Wolna Europa, Władimir Kostow (również przeciwnik ówczesnego reżimu Żiwkowa), przypomniał sobie, że kilka dni wcześniej czekając na stacji metra w Paryżu również zotał ukłuty parasolką. Prześwitlenie wykazało obecność drobnego naboju. Obydwu ataków dokonały bułgarskie służby specjalne na zlecenie rządu. "Parasolkę" dostarczyło KGB. W naboju zachował się czynnik, który został zidentyfikoway jako rycyna.
Rycyna
Substancje wytwarzane przez grzyby
Mykotoksyny i aflatoksyny
19
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Historia stosowania broni biologicznej
HISTORIA STOSOWANIA BRONI BIOLOGICZNEJ
Historia stosowania broni biol
ZABIEGI ZIMNEM STOSOWANE W ODNOWIE BIOLOGICZNEJ SPORTOWCA (AWF)
6. Definicja bioterroryzmu oraz ustawodastwo dotyczące broni biologicznej
Rafał Kopeć Zastosowanie broni biologicznej w konfliktach zbrojnych i atakach terrorystycznych
Kowalski Zdzisław Historia polskiej broni pancernej 1918 1990 w zarysie
efektywnosc miedzynarodowych rezimow nieproliferacji broni biologicznej i chemicznej
Dzieciobojstwo Zarys historii stosowania kar
Substancje biologicznie czynne stosowane w profilaktyce rozszerzonych naczyń krwionośnych
ZASADY STOSOWANIA ZABIEGÓW ODNOWY, odnowa biologiczna
Historie chorób, BIOLOGIA(1)
biologia, nasiennictwo, Selekcja najstarsz i najprostrza metoda hodowlana, stosowana samodzielnie lu
więcej podobnych podstron