Биотерроризм14.12.2009

автор: Марчин Саек

Таги: биотерроризм

В  XXI веке в связи с развитием мирового терроризма реальной угрозой становится биотеррористическая атака. Биологическое оружие,  учитывая низкие затраты на производство и доступность к нему, является  идеальным орудием для террористов.

Как определяется терроризм?

Терроризм толкуется как: „Необоснованное или беззаконное употребление силы или насилия против людей или имущества с целью запугать их или оказать давление на правительство, гражданское население или их часть, ведущее к промоции политических или общественных целей”.

Биотерроризм, в свою очередь, это: „Использование биологических факторов (или биологичного оружия) в террористических целях”.

Почему БИО-терроризм?

Какие преимущества биологического оружия для террористов:

1.Низкие расходы на производство.

На основе анализа, проведённого для ООН в 1969 г., обнаружено, что  об что затраты вызвать те же самые потери среди населения используя оружие:

  • конвенционального составляет 2000 $/кв.м.
  • атомного - 800 $/кв.м.
  • химического <http://hylostet.pl/igm/article/18/> - 600 $/кв.м.
  • биологиеского  -  1 $/ кв.м.

2.Доступность.

Много биологических факторов выступает в окружающей среде (напр. Bacillus anthracis <http://hylostet.pl/igm/article/8/>, Francisella tularensis, Clostridium botulinum).

3.Производство можно легко спрятать.

Производство можно вести в обыкновенной лаборатории или предприятиях фармацевтической промышленности.

4.Массовость поражения.

Считается, что распыление 100 кг сибирской язвы над Вашингтоном в способствующих атмосферических условиях довело бы до смерти 300 тыс.- 3 млн людей. Для сравнения атомная рукоятка о силе 1 Мт убило бы ок. 700 тыс.- 1,9 млн людей.

5.Трудности раскрыть атаку.

Оборудование для раскрытия биологического оружия в действительном времени не так всеобщий, как рентгенорадиометры (напр. ДП- 66, ДП- 70) для раскрытия излучения или приборы химической разведки  (напр. ПХР54М) для раскрывания боевых отравляющих середин.

6.Лёгкость распространения заразных факторов.

Самые большие недостатки оружия Б это:

  • Эффективность зависит от многих факторов, напр. атмосферических условий.
  • Трудности хранить готовое оружие - биологичные препараты сохраняют свою активность в точно определённых условиях, они не всегда прочные.
  • Производство оружия защитного характера несёт с собой риск заражения среды и гражданского населения.
  • Мы не в состоянии контролировать употреблённое оружие.
  • Какой должен быть затем идеальный фактор, который мог бы быть употреблён в биотеррористической атаке:
  • Дешёвый и  лёгкий для выработки.
  • Проверенный раньше как биологичное оружие.
  • Легко распыляющийся в виде аэрозоля.
  • Не подвергающийся действию солнечных лучей и температуры.
  • Вызывать грозную или смертельную болезнь.
  • Легко распространяться.
  • Характеризоваться высокой заразительностью.
  • Вызываемая болезнь должна быть трудной в лечении.

CDC- Center of Disease Control and Prevention - выделилил 3 категории факторов,  которые могут быть использованы как биологичное оружие.

  • Категория А (cathegory A) обнимает патогены редко выступающее в США, характеризующиеся высокой заразительностью, лёгким методом сева, лёгкой передачей между людьми. Дополнительно болезни вызываемые ими характеризуются высокой смертностью и угрозой  публичному здоровью. Их употребление может вызвать панику, серьёзные общественные последствия и требует действий осуществляемых правительством. В категорию А включены: Bacillus anthracis <http://hylostet.pl/igm/article/8/>, Yersinia pestis, Francisella tularensis, токсин Clostridium botulinum, вирус настоящей оспы, вирусы жаров крови типа Filoviridae (лихорадка Эбола, Марбург) i Arenaviridae (Ласса, Мачупо). 
  • К категории Б (cathegory B) отнесены  патогены и факторы, характеризующиеся умеренно лёгким распространением, умеренной заболеваемостью и низкой смертностью. Их употребление требовало бы от властей усиленного надзора и расширения диагностики. Это:  Salmonella sp., Shigella sp., Escherichia coli 0157:H7, Brucella sp., Burgholteria pseudomallei, Chlamydia psitacci, Coxiella burnetti, Staphylococcus sp., Rickettsia prowazekii, Vibrio cholerae, Cryptosporidum parvum, рицина, вирусы рода Alphaviridae, вызывающие воспаление мозга.
  • Категория В (cathegоry C) охватывает новые появляющиеся патогены, которое могуть быть объектом генетических манипуляций и орудием в биологической атаке, учитывая их доступность, лёгкость распространения, большой потенциал провоцировать высокую смертность и влиять на здоровье населения. Это: Вирус Ханта, вирус Нипах, вирус жёлтой лихорадки, вирусы Mycobacterium tuberculosis.

Сценарии биотеррористической атаки

Явная атака.

Во время мероприятия с большим количеством людей (концерт, спортивное мероприятие) террористы объявляют, что наступила атака с использованием заразных факторов. Начинается паника, в связи с чем первые смертельные жертвы появляются до возникновения заболеваний. Известно, однако, кто был участником происшествия - благодаря этому можно быстро принять решения, направленные на ограничение дальнейшего распространения болезни и профилактическое лечение, как только появятся симптомы.

Сркытая атака.

Во время спортивного мероприятия, концерта, на котором собраны тысячи людей, террористы освобождают заразные факторы. Биологичные факторы бесцветные и неароматные. Об инциденте, мы узнаем лишь тогда, когда наступят многочисленные заболевания. Больные будут источником заражения других людей. Профиль заболеваний поднимут тревогу эпидемиологов - начнётся эпидемиологическое следствие.

Распознание биологической атаки.

Атака с употреблением атомного или химического оружия относительно простая для раскрытия. В случае биологического оружия раскрытие атаки более трудное в связи с:

  • Несвоеобразными болезненными симптомами, характеризующиеся жарой и общим плохим самочувствием, которые можно считать как типичные признаки гриппа;
  • заражение осуществляется иногда совсем другим путем, чем в случае обыкновенной инфекции данным фактором - полагается, что дыхательным путем или через зараженную пищу/питьевую воду;
  • Фактор вызывает редко выступающую или исключенную болезнь, с которой современно образованный медицинский персонал мог не столкнуться в практике (напр. сибирская язва, оспа);
  • Фактор вызывает редко выступающую в данной местности болезнь, с которой современно образованный медицинский персонал мог не столкнуться в практике (сибирская язва, чума, туларемя, жары крови);
  • Употребление генетически модифицированного рода (напр. вирусов), характеризующийся новыми вирулентных чертах, способных поменять клиническую картину.

Можем ли мы узнать биологическую атаку до появления первых заболеваний?

Мы располагаем некими системами детектирования. В случае аэрозольной атаки это напр. система LRBSDS (Long Range Biological Standoff Detection System), предназначенная для раскрывания аэрозольной тучи в радиусе 30 км. Он оснащен лазерным трансмиттером на инфракрасное излучение, приёмный телескоп и детектор. Данная система, однако, не является полностью автоматической. Иногда возникали проблемы с приёмом сигналов, неоднократно нарушенных, что было значительным детекционным неудобством. Его усовершенствованием является система JBSDS (The Joint Biological Standoff Detection System) - полностью автоматизированная система, способная контролировать движение аэрозольной тучи. Владеет она способностью различать биологические облаки от небиологических, создаёт возможность раннего предостережения и рапортования. Проектом, с помощью которого возможно не только детектировать, но и идентифицировать биологичный фактор следует считать IBADS (The Interim Biological Agent Detection System). Это наполовину автоматическая система, оснащена концентратором аэрозоля и аэродинамическим измерителем частиц. К идентификации микроорганизмов использованы иммунохроматографические тесты.

Технология данной системы дешёвая и разрешает вступительно идентифицировать патогены. JPS (The Joint Portal Shields) является  первой весьма автоматизируемой системой, усовершенствованной благодаря сети сенсоров, увеличивающих нежность раскрывания. Все операции данной системы контролируются центральным компьютером. Аэрозоль после концентрации и физической характеристики затем подвергается автоматическому анализу  иммунохроматографичными методами и способности идентификации 8 биологических факторов в течение 25 минут. Очередная детекционная и идентификационная система - JBPDS (The Joint Biological Point Detection System), построена из двух модулей. По сравнению с предыдущей, она характеризуется значительно высшей нежностью и своеобразием. Она создаёт возможность раскрывания присутствия биочастиц в течение 60 секунд, имея способность идентификации 10 микроорганизмов в течение 20 минут. Существуют тоже системы, способные быстро анализировать данные, вместе с генерированием алармного сигнала, передачи данных в командирские центры. Примером может послужить система FLAPS (Fluorescence Aerodynamic Particle Sizer), совершающая быстрый анализ данного вида аэрозоля, его формы и концентрации. Оборудование данного типа применили в исследованиях подозрительных посылок в присутствии спор B. anthracis в некоторых почтовых отделениях в США. Атака может быть также осуществлена неконвенционным путём с помощью пищы или воды. В данном случае как технику детектирования мы можем использовать напр. люминометрию (метод, заключающийся в раскрывании излученного света, возникающего во времяу энзиматического разложения АТФ). Примером может послужить система ПРОФАЙЛ (PROFILE), способная  отличить эукариотические клетки от прокариотических. Благодаря соответствующим дополнительным устройствам данной системы возможное также исследование и анализ загрязненных поверхностей, пищы, воды, воздуха и т.п. Она позволяет также быстро обнаружить бактерийные споры в исследуемых образцах. В Польше в Военном институте гигиены и эпидемиологии разработана Полевая система раскрывания бактерийных загрязнений (PSWZB), основанная, главным образом, на люминометрии. В детектировании биологических факторов могут быть также использованы биосенсоры. В биосенсорных техниках во время поиска, напр. антигенов, применяются световодные сенсоры с оболочкой-антителом. Комплекс, возникший после соединения антитела с искаемым антигеном раскрывается антителом, обозначенным флуоресцентным красителем. Благодаря лазерной связке наступает сильное возбуждение маркера в реакционном месте; возникает сигнал регистрированный детектором. Благодаря этому обозначения можно вести в „грязных"образцах. Основанная на данной концепции система Analyte 2000 (Анальытэ 2000)  может идентифицировать 4 образца одновременно с помощью 4 зондов. "Нежность" теста составляет от 3 до 30 бактерий/мл, а время анализа - 20 минут.

Развитием вышеуказанной концепции является РАПТОР (RAPTOR), полностью автоматизированная, переносная система, в которой повышена нежность обозначений и сокращено время идентификации. В данной системе применены обменные блокноты многократного употребления, через которые проплывает исследуемый материал. Эта система позволяет раскрывать так бактерии и их токсины, как и вирусы. РАПТОР может работать беспрерывно в сочетании с коллектором образцов воздуха. Технологией, позволяющей одновременно исследовать генетический материал следует считать система РАПИД (RAPID). Идентификация патогенов осуществляется с помощью ПЦР в реальном времени PCR <http://hylostet.pl/igm/article/22/> и применения явления ФРЕТ (FRET). Аппарат простой в использовании. Он требует лишь исключительной точности в приготовлении образцов к исследованиям. Должного внимания заслуживает его сочетание с системой раннего предостережения „Лидерс" („Leaders" - Lightweight Epidemiology Advanced Detection and Emergency Response). Кроме вышеназванных методов детектирования биологических факторов в образцах среды и продовольственных продуктов мы можем использовать иммунохроматические методы (напр. в устройсве для чтения Гуардиан), массовую спектрометрию, проточную цитометрию, чипы ДНК или разные модификации техники PCR (ПЦР).

Однако, в случае хорошо запланированной биотеррористической атаки, ни одна из в.наз.систем может не раскрыть угрозы и об атаке мы узнаем лишь после первых заболеваний.

Какие ситуации могут свидетельствовать о сркытой атаке (список поCDC учитывая уровень приспособления и актуальную ситуацию в Польше):

  • Большое количество невыясненных заболеваний, болезненных симптомов или смертей в похожем времени о похожей клинической картине, касающихся в особенности изменений кожы и / или слизистых оболочек, признаков повреждения нервной, дыхательной, пищевой систем или многосистемных повреждений;
  • Случаи необыкновенных болезней среди населения;
  • Внезапный, неожиданный рост заболеваемости и смертности вследствие неизвестных болезней
  • недейственность лечения в рутинной терапии выступающих повсеместно болезней;
  • Даже отдельный случай болезни, вызван экзотическим фактором, у человека, не выезжающего из Польши в течение последнего периода,
  • случаи заболеваний в нетипичном для них сезоне и географической пространстве;
  • многочисленные нетипичные для данного заразного фактора болезненные признаки;
  • Похожие генетические типы этиологических факторов, изолируемых из разных отдалённых во времени и местности источников;
  • Необычайный, атипический заразный фактор, генетически модифицированный или полученный из неработающих источников;
  • Невыясненный рост инфекций эндемической болезнью;
  • одновременные заболевания похожие на болезни в очагах, не соединённых территориально в стране или зарубежом;
  • Нетипичный способ передачи болезней (аерозоль, вода, пища).

Биотехнология а биотерроризм.

Техники молекулярной биологии, используемые в биотехнологии могут быть использованы террористами (т.наз. чёрная биотехнология). Благодаря генетической инженерии мы в состоянии создать организмы с новыми чертами (напр. бактерии, не подвергающиеся влиянию большинства антибиотиков). Научные работники из бывших советских  лабораторий, занимающихся биологическим оружием, опубликовали в 1997 г. результаты исследований над перенесением гена цереолизина АВ из Bacillus cereus в вирулентный Bacillus anthracis. Русские исследователи константировали, что их собственная живая язвенная сыворотка (STJ-1) не является надёжной защитой против нового вида бактерии. У модифицированной бактерии есть сохранённая устойчивость B. anthracis, но создаёт она новый токсин и вызывает болезненный синдром, механизм которого, являющийся причиной смерти у животных, непохож на механизм, вызываемый B. anthracis. Только физические черты данной бактерии, как фактора биологического оружия, остаются теми же самыми. Исследования  защиты от биологического оружия всегда более трудные чем исследования над защитными программами. Можно надеяться, что террористы не будут располагать ни лабораториями и квалифицированными научными кадрами для совершения модификации генетических микроорганизмов, ни источником, из которого такие микроорганизмы могли бы получить.

Библиография:

  1. julia.univ.gda.pl <http://julia.univ.gda.pl>
  2. Center of Disease Control and Prevention www.bt.cdc.gov <http://www.bt.cdc.gov>
  3. Хомичевски К. „Защита Польши перед биотеррористической атакой ”; Эпидемиологический обзор; 2003;57; 363-368 (Chomiczewski K. „Zabezpieczenie Polski przed atakiem bioterrorystycznym”; Przegląd Epidemiologiczny; 2003;57; 363-368)
  4. Бартоще М. „Методы раскрывания угроз биологического оружия”; Эпидемиологический обзор; 2003;57; 369-376 (Bartoszcze M. „Metody wykrywania zagrożeń bronią biologiczną”; Przegląd Epidemiologiczny; 2003;57; 369-376)
  5. Lim D. V. et al. „Current and Developing Technologies for Monitoring Agents of Bioterrorism and Biowarfare”; Clinical Microbiology Reviews; Oct. 2005; 583-607
  6. Pomerantsev A. P. et al. “Expression of cerolysin AB genes in Bacillus anthraciss vaccine strain ensures protection against experimental hemolytic anthrax infection”; Vaccine; 1997; 15:1846-50

ISSN 1689-7730