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奇怪的白粉
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分享 葉偉強 - 科技及醫療 | 2021-01-22 | 人氣:31

炭疽桿菌。
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         據世界衛生組織估計,如果把五十公斤炭疽桿菌散佈到擁有五百萬人口的城市,將會導致二十五萬人染病,如果沒有得到及時治療,其中的十萬人會死亡。
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         二○○一年九月十一日,美國的紐約與華盛頓受到恐怖分子的飛機攻擊,當世人眼睜睜地看著兩座世貿大樓及部分的五角大廈崩塌時,心理上感受到很大的震撼。不過,那只是恐怖分子的第一波攻擊。
         不久之後,第二波恐怖攻擊開始,恐怖分子使用的是生物戰爭武器。人們在心理上更長時間地受到疑懼壓力的折磨。一封封含有奇怪白粉的郵件,被寄到媒體辦公室、國會、最高法院、國務院、中央情報局、各級政府機構,許多位接觸者相繼死亡,一時之間,只要是跟白粉扯上關係的,洗衣粉、奶粉、麵粉、漂白粉甚至在飛機客艙的座椅上灑落的奶精,都使人間之色變,惟恐自己成了下一個不明不白的犧牲者。
         這就是二十一世紀開始的最新戰爭形式。不是飛機大炮、軍艦戰車,也不是動刀動槍的傳統戰爭,更不是帶著核彈頭的核潛艇或導彈,而是沒有所謂前方後方,卻令人間之喪膽的生物戰爭,武器是幾隻連人類的眼睛都看不見的小小細菌。這些細菌可以引起各種疾病,並可以藉空氣傳播,非常不容易防範,使用細菌的生物戰爭二讓人不再相信,戰場好像還離得好遠。
         上面提到的「白粉恐怖」,主角就是一種可以引起炭疽病的細菌。
         炭疽病是一種相當古老的疾病,是由炭疽桿菌所引起的人畜共通急性傳染病。炭疽病分佈的範圍很廣,包括美國中、南部、加勒比海地區、歐洲東、南部、亞洲、非洲及中東等地區。一般多發生於牛、羊、馬、駱駝及其他草食性野生哺乳類,如鹿、大象等動物,人類可能由於接觸受炭疽桿菌感染的動物、或毛、皮革等動物製品而受傳染。雖然人對人直接傳染致病的病例極少發生,但是當人類遭受感染時,卻會在極短的時間內造成嚴重的症狀,潛伏期只有數小時至七天,平均為兩天,感染早期如果沒有及時使用抗生素,會造成壞血症,甚至死亡。
         炭疽桿菌是沒有運動性的革蘭氏陽性細菌。在土壞、培養基或動物屍體內會產生孢子,它的芽孢位在菌體的中央。炭疽桿菌的孢子抵抗力極強,對熱、乾燥、低溫、冰凍、輻射線及一般的化學消毒劑均具有耐受性,能夠於各種環境逆境中存活。在沸水中滾煮三小時仍可存活;在一般消毒用的七十%酒精中,還能存活個二十年;乾燥環境對孢子幾乎更沒有影響,可以在土壤中長期生存,所以,許多地方把患了炭疽的屍體深埋地下,這等於把炭疽永久性保存下來,年代久遠之後,就可能造成突然的爆發流行事件。
         據說,在英國的一個小城裏,有一個警察博物館。一九九七年,博物館進行維修的時候,在清理出來的雜物中發現了一枝小玻璃管。這一被遺忘的東西,是在一九一八年繳獲白一名德國間諜。他們把這支玻璃管送到專業機構鑑定,人們驚異地發現是炭疽芽孢桿菌,不僅仍然活著,而且仍然具有致病能力。
         人類感染的途徑有三種,由皮膚接觸、由呼吸道吸入和由飲食感染,侵入人體後,分別造成皮膚型、吸入型及腸道型三種形式的炭疽病。
1.皮膚型炭疽病
         約九十五%的病例屬於此類,病原菌經由皮膚上的傷口,如割傷、刀傷、刺傷、擦傷而進入人體,傷口處最初形成會癢的紅色丘疹,一兩天內形成一~三公分大小的水泡,隨後快速發展成無痛性、有明顯焦黑色壞死區域的潰瘍,此型的致死率約二十%。
2.吸入型炭疽病
         經由吸入炭疽桿菌孢子而感染,初期症狀類似流行性感冒,臨床症狀如發燒、咳嗽、虛弱、缺氧及胸痛等,之後病情遽轉,導致嚴重的呼吸困難,甚至造成休克,死亡率高達九十%~一百%。
3.腸道型炭疽病
         可能經由食入受炭疽桿菌污染的肉類而引起,通常會引起急性發炎反應,及食慾不振、嘔吐、腹部疼痛等腸道臨床症狀,最後引起菌血症,致死率約廿%~七十五%。
         這三種之中,最不容易防範的是吸入型炭疽病,致死率高,初期症狀又類似感冒,包括發燒、頭痛、嘔吐、怕冷、酸痛、呼吸急促等症狀,過了三四天之後好轉,你以為沒事了,但又突然惡化了,病人就出現呼吸困難、發汗、休克,可在二十四小時之內死亡。因為受感染的皮膚會發展成水泡,出現黑色壞死焦痂,如同煤炭一般,並使患者血液變成黑炭色,所以被稱為「炭」疽病。
         炭疽病的確定診斷,必須從病患血液、皮膚潰瘍處水泡液、腦脊髓液或呼吸道檢體中分離、培養炭疽桿菌,或由血清中偵測到特異性的抗體。治療則需使用抗生素,如青黴素、紅黴素及氯黴素等,若早期治療可以有效的控制病情。傳染性的炭疽桿菌孢子,必須使用高濃度的漂白水、生石灰或甲醛來處理。
         至於免疫預防方面,早在一八八一年,法國的路易士.巴斯德就發展出炭疽病的疫苗了,他將培養的減毒後的炭疽桿菌注射於羊體內,進行活體保護試驗,他分別將減毒炭疽桿菌免疫與未免疫的羊,以致病的炭疽桿菌進行攻毒試驗,結果只有接受減毒炭疽桿菌注射過的羊存活。這樣就發展出第一支人類用的炭疽病疫苗。
         但是在一百多年後的今天,只有美國還生產炭疽病的疫苗,並且產量非常有限,目前僅夠提供高危險群的毛、皮革工作者及美軍高危險任務相關人員。如果真的發生狀況,要將疫苗提供對象擴及到一般民眾,光是擴充炭疽病疫苗的產量就需數年時間。科學家目前正著手發展DNA疫苗,設法利用基因定序的方法,找到某些影響炭疽毒素抗性的基因,來發展有效的疫苗。
         炭疽病的最早記載,可能溯及到西元前一千五百年舊約的摩西時代,利未記、民數記中提到由衣服、羊毛、皮物、山羊毛織物、皮革或皮革作的物品上染了災病,要察看它的顏色是否發暗,可能就與炭疽病有關。
         疾病很早就被用作戰爭的武器。在羅馬時代,士兵們把病死動物的屍體丟在水中,污染敵人的水源。中世紀的黑死病席捲歐洲,可能就是韃靼人在攻城時,先把屍體投擲到城中所引起。據說英國人在十七世紀時曾將被病毒污染的毛毯,送給美國的印第安人,使他們得天花。
         一八八二年,德國醫生科赫(一九○五年諾貝爾生理學醫學獎獲得者)利用他發明的培養方法首次分離出炭疽桿菌。但是許多發明都有兩面性,這個也不例外。分離病菌的技術在幫助人們戰勝疾病的同時也淪為戰爭屠戮的手段。一九一六年,德國軍隊利用人工培養的炭疽桿菌感染了敵軍戰馬飼料,從此以後炭疽桿菌進入戰爭舞臺。
         第二次世界大戰時期,日本七三一部隊曾經大量培養炭疽桿菌,並用活人進行細菌及細菌武器效能的實驗。一九四二年,七三一部隊第三批遠征隊參加了浙贛戰役,與日軍一六四四部隊相配合,用飛機把一百二十公斤的炭疽桿菌運至預定地點,然後向水源地、沼澤區和居民區投撒,使這些地區陸續暴發疫情,中國軍民大批死亡。日本戰敗後,七三一部隊在逃跑途中,將炭疽桿菌散播在華中一帶,又造成大量平民喪生。
         由於炭疽桿菌的容易培養,便於大量生產,同時還可以長期保存,一些國家將其作為生物武器的重點開發項目。具有諷刺意味的是,這次遭受恐怖襲擊的美國就擁有三萬一千四百九十六枚生物化學彈頭,其軍隊還曾在越南戰場、韓國戰場上多次使用生化武器。
         據世界衛生組織估計,如果把五十公斤炭疽桿菌散佈到擁有五百萬人口的城市,將會導致二十五萬人染病,如果沒有得到及時治療,其中的十萬人會死亡。正因為生產相對容易、殺傷力大,生化武器被視為「窮人的原子彈」,為恐怖組織所熱衷,曾製造東京地鐵沙林毒氣事件的日本邪教——奧姆真理教就掌握了大量培養炭疽桿菌的技術。
         究竟什麼是生物武器呢?自然界中有許多生物性的致病原,都可能引發疾病,但不見得會被選用作為生物武器。生物武器通常是指為了軍事用途而選用的生物製品,可以造成人類、或動植物的疾病、或死亡,藉以達到對潛在目標的破壞。可被當作生物戰劑使用的,包括原蟲、細菌、黴菌、病毒或它們所產生的毒素;用極少量的生物戰劑,就能引起許多人的痛苦或死亡。
作為一個夠水準的生物武器,最少要符合三個基本條件:
1.隱密性,以炭疽桿菌的孢子為例,必須不易被辨識因而難以防護;
2.致命性,炭疽桿菌的孢子毒性強、病程快、致死率高,如果吸入兩千五百到五萬個孢子,就足以致命;
3.傳播性,炭疸桿菌孢子輕,容易隨空氣傳播,造成大範圍的感染。
         除了這三個基本條件之外,炭疽桿菌另外還具備了作為生物戰劑的五個優選條件,包括:
1.危害時間長
         孢子能夠抵抗長期的乾燥、高溫、輻射線照射,存活數十年之後仍保有強感染能力。
2.感染途徑多
         炭疽病是人畜共通疾病,可以透過家畜傳染,亦可經由皮膚接觸、呼吸道吸入、食物飲水等多種途徑進入人體。
3.造成傷害大
         一百公斤炭疽桿菌孢子散佈在華盛頓的上空,造成的傷害遠超過一枚原子彈在華盛頓上空爆炸。
4.社會成本高
         美國疾病管制局估計,若有十萬個暴露於炭疽桿菌孢子感染危險下的民眾,花費的社會成本將高達二百六十二億美元。
5.清除不容易
         炭疽桿菌孢子會散落在土壤中,隨草食動物繁殖遷徒而傳播,加上孢子對環境的強力韌性,全面性的清除很不容易執行。因此,炭疽桿菌就成為了恐怖分子的殺手鐧。
         炭疽桿菌的基因序列已在二○○一年年底完成了,許多細菌及病毒的遺傳密碼也一一破解,這些微生物的遺傳訊息都公佈在網路上,固然是有利於某些疾病防治的研究,但無疑也有其他方面的危險。生物科技的進步,可能被恐怖分子用來製造新一代的生物武器。現今有許多生物技術的方法,很容易就可以在網路上自由取得,知識的誤用更令人擔心。如果有恐怖分子進行同樣的研究,很容易就得到殺傷力更強的生物武器。
         在「九.一一」事件之後三個多月,美國科學家宣佈,通過基因測試確定,恐怖分子使用的生物戰劑,與美國陸軍傳染病醫學研究中心所培育的細菌基因組完全吻合。許多人士原本即懷疑,恐怖分子使用的生物戰劑可能是來自政府機構內部,科學家測試結果後,更提高了這種臆測的可能性。司法當局已對美國軍方的達格威試驗場展開深入的調查,該機構位於猶他州鹽湖城西南方約一百三十公里,面積廣達三千多萬英畝,是美國軍方最重要的生物武器試驗場。該機構十二月十二日發表聲明,承認在一九九八年曾經製造過少量武器級生物戰劑。
         郵件中的炭疽桿菌孢子粉末是經過高科技處理的,加入化學添加物去除靜電,能在空中長時間的飄散,殺傷力已達武器級生物戰劑的水準。專家指出:全世界只有美國、俄羅斯與伊拉克具備這種技術。
         聯邦調查局近來將矛頭鎖定在美國政府的生物戰研究計劃,調查相關安全措施是否出現任何漏洞,導致軍方的炭疽戰劑的外流。研發計劃中有一項是由中央情報局主導,合作對象包含民間企業。中情局表示,他們進行生物戰研究計劃的目的,是為尋求防禦恐怖分子生物戰的方法,但並沒有將桿菌孢子乾燥並研製成粉末狀,同時其數量也沒有減少,絕無外流之虞。不過中情局並未說明其菌株的來源。炭疽病攻擊發生已經好幾個月了,真正的策動者至今仍然逍遙法外。
         在「九.一一」事件發生之後,我們突然發現,如果有人真的蓄意要散佈炭疽病或其他病毒、細菌等傳染的疾病,世界各國恐怕都難以處理。因為要對付這種危機四伏的生物戰爭,需要有全方位的防範,生物戰爭中發射的是病毒或細菌飛彈,飛彈的基地,可以是任何街頭巷角或窮鄉僻壤的郵局。除了炭疽桿菌的預防研究之外,天花、鼠疫、兔熱病、狂犬病、口蹄疫、黃熱病、肉毒桿菌、伊波拉病毒等疾病或微生物,都是應該加強研究的目標。如果沒有做好預防,事件發生了才產生反應,必然是措手不及的。
         由於生物戰劑可以靠細菌或病毒傳播,這種武器具有潛在的毀滅性,對人類社會的殺傷力絕不亞於傳統的刀槍火炮。今天交通的便利,更使生物戰爭的戰場沒有了國界之分,使全球都籠罩在恐懼當中。
         整個人類的歷史,就是戰爭的歷史,而生物戰爭,使我們更加進入危機四伏的心理恐慌時代,生在恐怖主義橫行的時代,我們能做什麼呢?預防勝於治療,身為地球村的一員,我們必須對生物戰爭有所瞭解,也要在預防上加強研究。


--摘錄自:深入淺出@生物科技
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發表者 樹狀展開