生物戰劑

生物戰劑

生物戰劑是指能在人員或動植物體內繁殖並引起大規模疾病的微生物。生物戰劑可分為致死劑、失能劑、接觸劑(在接觸過程中傳染)和非接觸劑,應用生物武器來達到其軍事目的的作戰稱為生物戰

眾所周知,生物戰劑中最重要的就是細菌,正因為如此,生物戰舊稱細菌戰,生物武器舊稱細菌武器,其實在很早以前,生物戰確實是以細菌為主要或唯一的戰劑,到現今作為現代生物戰劑的病原體微生物及毒素受到公認的已有6大類,共有大約20至30種,分為細菌類、病毒類、立克次氏體類、衣原體類、真菌類,毒素類。

簡介


生化行動
生化行動
生物戰劑biological agent
軍事上用以使人畜和植物致病的微生物、細菌和載有上述微生物、細菌及病毒的昆蟲、動物、植物。它是生物武器的基礎。可用作生物戰劑的病原體有細菌、病毒、立克次體、病原體及其他菌類。

分類


生化試劑
生化試劑
生物戰劑按微生物種類可分為:
①細菌類戰劑。主要有炭疽桿菌、鼠疫桿菌、霍亂弧菌、土拉杆菌、布氏桿菌等。
②病毒類戰劑。主要有黃熱病毒、委內瑞拉馬腦炎病毒、天花病毒、馬爾堡病毒等。
③立克次體類戰劑。主要有流行性斑疹傷寒立克次體、Q熱立克次體等。
④衣原體類戰劑。主要有鳥疫衣原體。
⑤真菌類戰劑。主要有粗球孢子菌、莢膜組織胞漿菌等。
⑥毒素類戰劑。主要有肉毒桿菌毒素葡萄球菌腸毒素等。
按對人、畜的危害程度可分為失能性戰劑和致死性戰劑。
失能性戰劑,即病死率較低的戰劑,如委內瑞拉馬腦炎病毒、葡萄球菌腸毒素等;致死性戰劑,即病死率較高的戰劑,如天花病毒、鼠疫桿菌等。
按是否具有傳染性可分為:傳染性生物戰劑和無傳染性生物戰劑兩種。如鼠疫桿菌、霍亂弧菌能不斷從病人體內排出,使周圍健康人感染,造成疾病流行,屬於有傳染性;而炭疽桿菌、生物毒素類戰劑在人與人之間不傳染,則屬於無傳染性。另外還有一種有條件的傳染性戰劑,如黃熱病毒、登革病毒在有媒介(埃及伊蚊或白紋伊蚊)存在時方能在人間傳播。按潛伏期的長短可分為長潛伏期與短潛伏期兩類。如天花病毒進入人體后,要經過7~16天的潛伏期方能發病,屬於長潛伏期生物戰劑;葡萄球菌腸毒素氣溶膠經呼吸道進入人體后1~6小時即發病,屬於短潛伏期生物戰劑。短潛伏期戰劑有可能用作戰術武器。

作用


生物戰劑通常以液態或乾粉製劑的狀態使用,施效方法以生物戰劑氣溶膠污染近地面的空氣層,隨風傳播;也可以通過帶菌昆蟲如蠅、虱等病媒傳播。有極強的致病性和傳染性,經呼吸道、消化道、皮膚和黏膜侵入機體,經一定的潛伏期后,使人、畜受染髮病。受染面積廣,危害作用持久,能對人畜造成長期危害。在一定條件下,傳染病可能在人口密集區蔓延,形成疫病流行,但生物戰劑受自然條件(日光、風雨、氣溫等)影響較大,在使用上受到某種限制。
施放工具有氣溶膠發生器、布灑器及火炮、火箭、導彈和飛機等發射(投擲)的各種生物彈藥和裝置。
生物戰劑的防護器材與化學戰劑相同,但採取有效的衛生和防疫等措施可大大減小其危害。
生物戰劑是軍事行動中用以殺死人、牲畜和破壞農作物的致命微生物、毒素和其他生物活性物質的統稱。
舊稱細菌戰劑。生物戰劑是構成生物武器殺傷威力的決定因素。致病微生物一旦進入機體(人、牲畜等)便能大量繁殖,導致破壞機體功能、發病甚至死亡。它還能大面積毀壞植物和農作物等。
生物戰劑的種類很多,據國外文獻報道,可以作為生物戰劑的致命微生物約有160種之多,但就具有引起疾病能力和傳染能力的來說就為數不算很多。

發展


在過去的30年裡,分子生物學技術的發展非常迅速。人們之所以研究以人類和動物為宿生的細菌和病毒的機理,本來是為了減少或預防疾病。但現在這些研究成果很容易被另作他圖,發展出更為強大的生物武器。這些生物毒劑包括鼠疫茵、炭疽菌、免熱病菌、天花菌或病毒性出血熱病毒,以及其它已知的或潛在的恐怖主義製劑。作為人們手中的一種工具,分子生物學與病毒結合,會產生出新型的致病性嵌合體。科學家們也可以應用多種耐葯基因來改變現有的病原體,作用於生物體。另一方面,近幾年來已經出版過很多成套的人類病原體基本數據集,再加上那些公開發表的,涉及如何將新基因引人細菌的研究成果等等,都降低了恐怖分子研製生物武器的門檻。實在是危機四伏啊,不可不防。

傳播途徑


施放生物氣溶膠,將攜帶有細菌或病毒的生物戰劑噴撒到空中后,會形成很細微的顆粒,長時間懸浮於空氣中,隨風飄蕩。這種微粒與空氣的混合體,叫做生物氣溶膠,它的顆粒很小,約為0.5微米~5微米,肉眼很難看見。
生物戰劑侵入人體的三個主要途徑:
1.從呼吸道吸入:絕大多數生物戰劑可通過氣溶膠方式經呼吸道吸入體內;
2.從消化道食入:人畜食入被生物戰劑污染的水和食物,生物戰劑隨之從消化道侵入機體;
3.從皮膚、黏膜進入:生物戰劑可直接經皮膚傷口及眼、鼻等處的黏膜進入體內,還可因帶原昆蟲咬傷皮膚而進入體內。

記載


世界僅存的兩份天花病毒
世界僅存的兩份天花病毒
有記載的各種惡毒的例子數不勝數。在18世紀,當時歐洲人正在北美開疆擴土,大不列顛北美總司令詹妮弗·阿莫斯特勛爵曾建議使用天花來“消除”北美的土著印地安人。隨後英國人便故意將天花病人曾經使用過的毛毯和手絹散發或留棄到北美的印地安人部落里。這直接導致了天花在俄亥俄河谷的印第安人部落中爆發流行。在二次世界大戰中,最臭名昭著的例子莫過於日本的細菌學專家,中將石井四郎所領導的731部隊及研究所。在中國東北的范平縣,731建立了一個由150座建築物和5000名研究人員構成的細菌戰大本營。自1932~1945年間,僅通過活體實驗死在731魔手下的中國軍民就達到10000人以上。他們還曾經在中國的11個城市進行過大規模的實地細菌戰試驗,其中通過飛機播撒的帶菌跳蚤每次竟超過1500萬隻!
盟軍在二戰中也曾進行過進攻性生物武器的研究。曾在2001年給美國人留下深刻記憶的炭疽桿菌,其實早在20世紀40年代,就在戰時的戰爭儲備署主導下進行過研究。只不過當時研製的炭疽彈,因為安全措施不力的原因,難以大規模投入生產。但其間後方已經為美軍裝配了5000枚含有炭疽芽孢的細菌彈。

恐怖殺手


生物恐怖襲擊是一種非常陰損且歷史悠久的攻擊手段。通常由空氣傳播的細菌或病毒製劑,幾乎都看不見,也聞不出味道。一般人不像小說里的大俠,不是打通了小宇宙,就是擁有第六感。遭受襲擊時常常在不知不覺中吸入這類製劑,要直到若干天之後病發時才能明白自己已遭毒手。到了這個時候再進行搶救和採取保護措施都為時已晚。
這種用生物製劑作為武器的概念,最早可以追溯到古希臘以及古羅馬時代。人們最初認為疾病是通過惡臭的氣味在空氣中散播的,於是經常在戰爭中將已經腐爛的動物屍體投入到水中,通過污染對方飲水系統的方式致使敵人患病,算是一種最古老的生物武器。後來這一手段發展到使用人的屍體,而且直到19世紀美國內戰時期仍然被採用。漢武帝時期,匈奴人在逃向漠北時就把死羊扔到河水裡。霍去病在飲用了河水之後不久即死亡。可見在我國,自古也已經意識到了生物武器的威力。

四大屬種


生物戰專家們按照生物戰劑對人所造成的傷害程度以及疾病有無傳染性,又將生物戰劑分為四種:
1.失能性戰劑:使受害者在患病後會暫時失去戰力,死亡率小於10%的戰劑,如布魯氏桿菌、委內瑞拉馬腦炎病毒等。
2.致死性戰劑:這是使受害者染上嚴重疾病,死亡率超過10%的戰劑,如鼠疫桿菌、炭疽桿菌、黃熱病毒等。
3.傳染性戰劑:這是能造成人群中迅速傳染開來的戰劑,如天花病毒、鼠疫桿菌等。
4.非傳染性戰劑,這是只能使直接接觸者致病、但在人群中不會傳染的戰劑,如肉毒桿菌毒素等,這些戰劑是有生命的物質,一旦進入有機體,即能大量繁殖,其代謝產物能破壞有機體的正常功能,導致發病甚至死亡。

四大毒霸


當恐怖襲擊所施放的病毒或細菌侵入人體后,會破壞人的生理功能而發病。目前的大多數細菌或病毒使人發病後,會出現發燒、頭痛、全身無力、噁心、上吐下瀉、咳嗽、呼吸困難、局部或全身疼痛等癥狀,如不採取醫療措施,輕者在一段時間后可能會痊癒,重者還會有生命危險。一般恐怖襲擊所採用的細菌或病毒引起的大多數傳染病,都可通過在人群中傳播流行。特別是鼠疫、天花、霍亂和斑疹傷寒等病原體效果非常厲害,有的還可感染當地的動物和昆蟲,形成疫源地,造成持續性危害。

炭疽

炭疽是由炭疽桿菌引起的一種人畜共患的急性傳染病。炭疽桿菌的歷史可以追溯到1867年。首先對它實現分離培養的,是著名的細菌學之父,諾貝爾醫學和生理學獎獲獎者,德國人羅伯特·科赫。科赫對炭疽桿菌進行了詳細的形態學特性描述:炭疽桿菌兩端平齊並有芽孢及起保護作用的莢膜。炭疽桿菌屬於厭氧菌,在有氧或不利的生長環境下會形成芽孢,而且具有很強的抵抗和生存能力,能夠在土壤中存活40年,一旦環境合適則又由芽孢狀態恢復成桿菌。所以作為生物武器製劑來說,其為首選。
炭疽病以在南美、非洲和亞洲的牧區多見。食草類動物很容易感染炭疽病。因此,它也是皮毛加工業的一種職業傳染病。炭疽桿菌芽孢可通過破損的皮膚黏膜,經口鼻進入胃腸道和肺部,在人體內大量繁殖產生毒素從而引起感染髮病。炭疽病的潛伏期為1到5天,最為多見的類型是皮膚型炭疽,占病例的95%。感染炭疽后始發癥狀是丘疹、水泡和區域水腫,進而發生出血性壞死、潰瘍並形成黑痂,局部疼痛並不顯著。

天花

天花病毒屬DNA類痘病毒,在電子顯微鏡下呈方磚形,是病毒里個頭最大的。天花病毒環境抵抗力強,耐乾燥、低溫,在污染的痂皮、衣服被褥和塵土中可存活數年,但不耐熱和紫外線。天花的傳染途經主要為病人咳嗽時的飛沫微粒。可以迅速地導致千萬人規模的大流行,且病死率高達30%以上。天花的潛伏期為8到17天,起病急,以高熱、寒顫伴頭痛、全身酸痛等病毒血症及呼吸道癥狀為主。
天花病無醫藥可治,危害性巨大。一旦發現患者,曾經與他/她接觸過的人,都需要接受免疫疫苗並隔離觀察2周以上。20世紀60年代,德國某醫院曾經發生過三樓天花病人房間開窗導致5樓也出現天花病的案例,因此目前針對天花病人的隔離房,必須為密閉式,而且室內氣壓都要低於走廊。

肉毒桿菌毒素

肉毒桿菌毒素,是由一種被微生物學家稱之為梭狀芽孢肉毒桿菌的細菌產生的蛋白質神經毒素,堪稱目前世界上毒性最強的物質,甚至比氰化物的毒性還要強10000倍,是沙林毒氣毒性的10萬倍!肉毒桿菌的芽孢耐熱性極強,在開水中可以存活5到22小時。在缺氧或無氧狀態下,如在加工消毒不良的罐裝肉類、海鮮及素菜食品罐頭裡,嚴重污染不清潔的傷口裡,肉毒桿菌都會大量繁殖增生,同時產生肉毒桿菌毒素。
感染毒素的重症患者,經常因為併發吸入性肺炎和心力衰竭於2到3天內死亡。病死率曾高達40~60%。目前,美國的肉毒病例死亡率已降至6%。雖然目前已經有了肉毒類毒素疫苗,但是並沒有在人群中進行普遍接種。如果恐怖分子採用在空中大面積播撒的肉毒氣溶膠攻擊,大量的受害病人將對醫院的專業醫護人員和設備數量構成嚴重挑戰。

埃博拉出血熱

埃博拉出血熱是1976年在非洲蘇丹和扎伊爾(今剛果共和國)交界的埃博拉河流域發生的一種病死率很高的病毒性出血熱。因此WHO專門調查委員會將分離出的致病病毒定名為埃博拉病毒。由於這個病毒引起的出血熱病死率高、傳染性強、引起的癥狀可怖,對社會及整個醫療衛生保健系統的破壞作用很大,而目前醫學上又無有效治療措施,故其被美國疾病預防和控制中心(CDC)於1999年確定為生物戰A類六種重要生物製劑之一。1990年春天,俄國情報部門和軍方曾設想用此病毒謀殺格魯及亞總統加姆薩胡爾季阿。
埃博拉出血熱的重症病人在5到7天左右會出現全身性的出血:嘔血、鼻出血、眼結膜牙齦出血、便血、陰道出血等。病人的排泄物、血和使用過的物品都能夠成為傳染途徑,而對病人卻只能採取休息、輸液和對症治療的方式,所以威脅性非常強。

六大類別


細菌

細菌:為單細胞微生物,是地球上起源最早的細胞生命形態,大小常以微米來表示,根據細菌的外形,可分為球菌、桿菌和弧菌三種,像鼠疫桿菌、炭疽桿菌、霍亂弧菌和金黃色葡萄球菌等,日美都曾使用細菌對敵國進行攻擊。

病毒

病毒:不具有細胞結構,但有遺傳、複製等生物特徵,主要由核酸和蛋白質組成,是目前已知的最小生物,只能在活細胞內生長繁殖,核心由核酸組成,是病毒遺傳信息的儲存處,也是病毒複製的中心,殼體由蛋白質組成殼粒相聚組成而具有保護作用,基本結構主要包括兩部分:即病毒的核心與病毒的殼體。病毒又分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒三種,對人類有致病性的病毒屬於動物病毒,主要包括伊波拉出血熱病毒、東方馬腦炎病毒、日本腦炎病毒、天花病毒與黃熱病毒等,早期用作生物戰劑的病毒是蟲媒病毒,利用昆蟲作為媒介,將有害病毒傳播給敵方。

立克次氏體

立克次氏體:由美國的病理學家立克次首先描述,故名。其大小為介於細菌和病毒之間的一種微生物,和病毒一樣只能在活細胞中生長,一般不耐熱,但耐冷,容易被化學藥品殺死,自然界中對人類有致病性的立克次體有10餘種,擁有生物戰潛力的包括普瓦斯基立克次體、恙蟲熱立克次體和貝氏立克次體,這些微生物可引起流行性斑疹傷寒、恙蟲熱和Q熱,流行性斑疹傷寒以人的體虱為媒介,在人群間傳播,這是一種致死性戰劑,據歷史記載,在戰爭與災荒發生的年代,曾發生過多次斑疹傷寒大流行的事件,給人類帶來嚴重災難,奪走無數生命。
世界僅存的兩份天花病毒

衣原體

衣原體:屬於革蘭氏陰性菌,廣泛寄生於人、哺乳動物及禽類,並在宿主細胞內形成包涵體,只有少數會致病,會感染人類的衣原體有沙眼衣原體、鸚鵡熱衣原體及肺炎衣原體,目前只有鸚鵡熱衣原體(Chlamydia psittaci)可作為生物戰劑,在發病時會有發燒、流鼻涕等癥狀,很像流行性感冒。

真菌

真菌:真菌構造比細菌複雜,有明顯的細胞核,其中有少數為單細胞結構,多數是多細胞結構,有菌絲,能形成孢子,透過無性孢子或孢子進行繁殖,真菌以有機物存在,並有一定溫度、濕度就可繁殖,主要包括球孢子菌、組織胞菌兩種,真菌引起的人類疾病多為慢性病,這類戰劑多數是用來進行農業生物戰,據報導美國在1951?1969年間,就曾進行過多次真菌生物戰劑試驗。

毒素

毒素:在很多方面既可成為化學戰劑,也可成為生物戰劑,因此專家們常把毒素這種戰劑稱為生物化學戰劑,某些細菌或真菌在生長繁殖過程中,能合成對人畜有害的有毒蛋白質叫毒素,肉毒桿菌毒素和葡萄球菌腸毒素以及其它植物毒素均可作為生物戰劑,微量的毒素侵入有機體后就可引起生理機能的破壞,致使人畜中毒或死亡,由細菌所產生的蛋白質毒素毒性特彆強且能大規模生產,被作為潛在的戰劑進行研究,某些國家的資料顯示,肉毒桿菌毒素可作為致死性戰劑使用,而另外一些毒素又可作為非致死失能性戰劑,自然條件下的肉毒桿菌毒素經由口食就可引起中毒,生活中需特別注意,某些經過培養的毒素不但可以透過食入,甚至還可透過呼吸而引起中毒。A型肉毒毒素通常是經食物傳播,口服致死劑量約為0.002毫克,而由呼吸道吸入的致死劑量只需要0.0003毫克;葡萄球菌腸毒素是一種由金黃色葡萄球菌產生的蛋恐怖的生物武器白質毒素,是引起食物中毒的常見毒素,避免這種毒素中毒不但是防禦生物戰的需求,也是日常衛生防疫的內容。

生化恩仇


邪教復仇

1984年9月,美國俄勒岡州的達爾斯市,衛生局在數天內接連獲悉市內爆發了多起腸胃炎案例。疫情持續擴散,最終導致751人受到感染。中哥倫比亞醫療中心的病理學專家從病人的排泄物中發現,這次疫情元兇為沙門氏桿菌(Salmonella typhimurium)。調查人員最初只認為這是一次一般意義上的大規模食物中毒,直到一年後,在對當地的一個宗教組織進行調查時,因為在該組織的一處農場里發現了裝有沙門氏桿菌的玻璃瓶,才終於找到了疫情實際為生物恐怖襲擊的線索。這個宗教組織名為“拉金尼什教派”,教主是一名禿頂,蓄鬚的印度人。教中虔誠的信徒被稱為山尼亞辛,一律穿紅色的罩袍。他們中很多是不斷由美國的各個城市聚集而來的遊民,但也不乏富有的信徒,最多時總共達到上萬人。有傳聞說,教徒多是被該教派所主張的自由放縱的性觀念而吸引的。教主拉金尼什甚至有通過該教派獲得一定政治地位的企圖。但是他們對所駐地區居民的生活習慣有著很強的干涉慾望,並且態度日趨強硬,因此受到很多當地人的反對。1984年9月的這次恐怖襲擊,就是因為要報復達爾斯市的市民而策劃的。

外行的失敗

1995年3月,日本恐怖組織奧姆真理教在東京地鐵釋放化學毒劑沙林后,警方突擊搜查了這個組織的實驗室,發現他們正在進行一項原始的生物武器研究計劃,研究的病原體有炭疽桿菌、貝氏柯可斯體和肉毒毒素,並在生物武器庫中發現肉毒毒素和炭疽芽孢以及裝有氣溶膠化的噴灑罐。檢查中,警方發現他們用炭疽桿菌和肉毒毒素在日本進行過3次不成功的生物攻擊的記錄。他們曾經對東京市民發動過細菌戰爭,在一些高樓頂上,施放炭疽芽孢桿菌。所幸的是,當地居民除聞到一股難聞的氣味外,沒有任何人發生炭疽病。原因是奧姆真理教徒所掌握的炭疽細菌丟失了一個質粒,DNA結構存在缺陷,因此並不能夠傷人,真是不幸中之萬幸。

美國非戰鬥減員

1984年11月30日,兩艘停泊在大西洋軍事基地的美國潛水艇上,忽然發生嚴重的食物中毒,當時總共有63人中毒,其中50人死亡。這一事件引起美國政府高度重視。經過調查,發現官兵們是在飲用了從附近商店訂購的罐裝橘汁引起的。這些橘汁被肉毒毒素所“污染”。肉毒毒素是生物武器“冷血殺手”之一。在事發24小時之後,一個恐怖組織聲稱與此次生物恐怖行動有關。