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瘟疫公司或成真 人造病毒生物武器已达实战化?


来源:凤凰号

非洲西部在2014年爆发了有史以来最为严重的埃博拉出血热疫情,席卷多国。然而就像学者研究所预言的那样,在现代化国家中,埃博拉疫情的威胁比在非洲要小得多。一:埃博拉病毒需要在高安全等级的实验室中进行研究

非洲西部在2014年爆发了有史以来最为严重的埃博拉出血热疫情,席卷多国。然而就像学者研究所预言的那样,在现代化国家中,埃博拉疫情的威胁比在非洲要小得多。

一:埃博拉病毒需要在高安全等级的实验室中进行研究操作

埃博拉出血热是一种发病非常快、而且病情特别猛烈的传染病;患者在感染平均5-7天以内,会出现发高烧、关节肌肉疼痛、浑身无力、呕吐、腹泻等症状。但很多患者接下来会出现皮疹、全身性的出血,症状惨不忍睹;最后往往因为血管内弥散性的凝血、内脏受损,最终休克死亡。

图:埃博拉病毒的结构

导致埃博拉出血热的正是埃博拉病毒。这种病毒有多个亚种,其中致死率最高的是扎伊尔-埃博拉病毒和苏丹-埃博拉病毒,分别达到最高90%和50%。这种病毒主要通过感染者的体液——比如血液,皮肤破损后的渗出液体进行传播,目前不完全排除近距离内空气传染的能力。根据实验室中的培养结果,埃博拉病毒目前只能在人、猴子、豚鼠等哺乳类动物的细胞里增殖;而在鸟类、两栖类动物、爬行类动物、节肢动物细胞中,埃博拉病毒无法复制。

在世界卫生组织的规范中,涉及埃博拉病毒的操作需要在生物安全标准达到4级的实验室中进行,即所谓P4实验室。不过从实际操作经验来说,针对一般病人样品的少量、普通操作,可以在更低一级的P3实验室中完成。严格的说P4实验室只是个普及范围很广的不规范简称,正确的名称为BSL-4实验室。

P的具体含义虽然大多数时候被解释为“保护”(Protect)等级,但也能解释为“物理(Physical)”屏障等级。比如P1等级因为面对的都是特性掌握的很清楚、不会致病的微生物,因此实际上只要在开放式的实验台面上操作就可以了,并不需要专门的物理隔离手段来阻碍微生物与实验人员的接触,或者是防止微生物逃逸到实验室以外。

图:负压生物安全柜,柜内气压低于室内气压,确保气体的流动是室内到柜内的单向流动,以防止病毒从柜内泄漏

对于人们已经比较熟悉,知道其感染原理、传播途径、治疗方法和具备疫苗研制能力的高度危险微生物,一般只要P3级实验室就足够了,这其中包括了臭名昭著的炭疽杆菌。在隔离措施上,P3实验室主要采用的是将微生物样本放置在负压生物安全柜中进行试验。而实验室本身也采取了封闭和负压设计,内部气压低于外界,废气经过处理以后通过专用管道排除室外;这样空气从外界到实验室之间就形成只进不出的情况,避免微生物从空气中传播出去。

但是那些传染途径不明、有可能通过空气传播,而且没有可靠的预防、治疗方法的极度危险微生物,理论上都需要在更高一级的P4实验室中进行操作。P4实验室是P3实验室的进一步强化产物,比如建筑上必须独立隔离,气密门多达10余道而且多数都是互锁设计——即不能同时打开。但最突出的特点是P4实验室中,实验操作人员要穿着全密封防护服,通过软管供气维持人员呼吸、保持防护服内气压高于外界气压,以最大可能的保证人员安全。

图:P4实验室中人体被包裹在密封正压防护服内

正如很多人所推测的那样,埃博拉病毒完全有可能用于军事进攻或者恐怖袭击。事实上高等级生物安全实验室最早就是因为生物武器研发中多次出现的意外事故而催生的产物,而埃博拉病毒被用作生物武器方面的研究更是已经有数十年的历史,不比人们发现它晚多少。

二:通过空气人传人的病毒最难以控制,埃博拉亲戚已被改造为空气传播生物武器

虽然从1925年开始,国际上就签署了《禁止在战争中使用窒息性、毒性或其它气体及细菌作战方法的协定书》这一最早的生物军控协定;1971开始的《禁止生物武器公约》更是奠定了现代国际生物军控体系,并不断补充强化直至今日。但如果真的有人把这些所谓国际条约当真的话,那未免太天真了。

图:各国从未停止生物武器研发

因为条约的约束,在生物武器研究从公开转入隐蔽以后,美、英、法、加拿大等西方国家的相关进展外界已经很难为人获知。但苏联由于国家解体、科研人员流散,其直到90年代初期的生物武器研究内容都被大量公开。从80年代末期开始,苏联重点研发了病毒类生物武器,其中涉及到出血热类病毒的种类中就包括埃博拉病毒——从获取渠道和病毒生物学发展来说,西方的研究开展的只会更早、水平只会更高。

对于埃博拉病毒来说,已有部分证据能够证明它有一定的空气传播能力。比如来自菲律宾的莱斯顿-埃博拉亚型病毒,已经被证实可以通过呼吸途径在猴与猴、猴与人、人与人之间传播,幸运的是这种亚型病毒至今未发现对人类有致病性。此外埃博拉病毒在实验室中出现过意外传播事故,而除了蚊虫传播的登革热病毒以外,所有的出血热病毒在实验室中都是以气溶胶形式通过空气传播的。

紧接着埃博拉疫情,乌干达爆发了马尔堡病毒出血热疫情。马尔堡病毒算的上是埃博拉病毒的亲戚,它们同属于丝状病毒属。与埃博拉病毒不同的是,马尔堡病毒已经出现过通过空气传染的高致病、高致死变种;不幸的是它证实了出血热病毒变异后具备空气传播致病致死的可能性,但幸运的是目前仍未有证据表明在自然环境中已经出现了这种达到军用生物武器级别特性的病毒变种。

图:军用生物武器通过导弹、炸弹的布撒来形成病毒大规模扩散

而在苏联解体前夕,利用基因工程改造出马尔堡出血热病毒研发的生物武器已经达到实用化水平,即将作为战术、战略武器大批量生产、并进入服役状态。但由于计划曝光带来的外界压力、俄罗斯国家转型、经济处于休克期等多种因素的影响,这类武器最终被放弃。这种被命名为Variant U株的病毒当时由Koltsovo的生化设施生产,该设施的另一个特产是天花病毒。

1988年,全俄应用病毒学联合中心发生了一起事故,名叫Nikolai Ustinov的科学家在研究这种病毒时不慎刺穿了手指;虽然在该单位有着最为了解这种病毒特性的专家,最周全的治疗措施准备,并在第一时间进行了各种针对性处理,但患者仍然在感染后治疗无效身亡。

但是Variant U株病毒真正的特点不仅在于高致死性,更在于它具备极强的空气传播感染能力。在灵长类动物感染试验中,猴子只要吸入1~5个病毒颗粒到肺部,几乎就肯定会出现瘫痪、出血、死亡的结果。而普通的武器级炭疽杆菌,则需要8000个孢子进入猴子肺部才能获得理想的感染和致死效果。

Variant U株病毒在当前主流生物武器中十分具有代表性,它们在设计方向上都选择了通过空气在人与人之间传播的感染途径,以获得最大的感染范围和传播速度

三:疫情的爆发速度与传播范围和社会发展水平有直接关系

出血热疫情爆发的非洲国家政府中,它们不仅欠缺高水平的医疗体系,高素质医护人员极其匮乏,医疗物资异常短缺,而且政府对于基层民众的组织、控制、宣传教育能力也非常落后。以至于现阶段的埃博拉病毒虽然仍不具备较强的通过空气人传人的感染能力,但疫情仍然走向了全面失控。

图:非洲埃博拉疫情失控是整个社会能力低下的表现

比如塞拉利昂原本并不是疫情区,但当地的本土流派医生(相当于中国的中医)宣称自己有能力治疗埃博拉,于是大量几内亚感染者跨境寻求治疗。当地人的陋习——比如丧礼上密集人群大量直接接触尸体,又极大的促进了病毒的扩散感染。而疫情传播开以后,塞拉利昂的民间舆论又进一步处于完全失控的状态,所谓“埃博拉病毒是不存在的,只不过是人类自相残杀的借口”、“医院内人吃人,医生在传播病毒”等谣言在当地民众中被深信不疑,甚至大量出现几千人围攻医院,村庄禁止救助人员进入的情况。

不仅由于恐慌,很多病例样本已经无人进行投递,标本无法送到具有检测条件的实验室,形成大量漏报;甚至还屡屡出现隔离中心被抢掠、大量埃博拉患者逃离的可怕后果。疫情发展到中后期阶段,非洲几个重灾区国家又面临着另一个极为严重的问题,那就是他们的医护人员已经倒下的越来越多,剩下的人远远不足以维持哪怕是最基本的医疗体系运转了,即使政府痛下决心也找不到足够的人力来进行疫情防控和治疗了。

实际上从爆发之初,非洲出血热疫情的泛滥与失控就是定局,唯一未知的仅仅是它的扩散范围会到哪些国家,到什么时候为止。

四:埃博拉疫情的警示:无论何时都不能放松对于生物威胁的研究与警惕

无论是在非典疫情还是此次出血热疫情中,美国的表现都非常抢眼。非典疫情中美国感染75例,无一例死亡;而埃博拉疫情中,美国使用新型疫苗、将患病的美籍志愿者医生接回国内并成功治愈。对于美国这类拥有非常完善的疾控体系的国家来说,埃博拉这类病毒的自然传播在美国国内没有能力形成真正的疫情;但由此带来的政治影响、以及一定程度的经济损失则不可避免。

图:两名美国医生被接回美国后治愈

美国的能力来自于两个方面。从20世纪30年代免疫学和微生物学科建立,各强国进入生物武器研制高潮期开始,美国就是世界上最大、也是最强的生物武器研制国家。虽然1969年起美国取消了生物武器计划,销毁进攻性生物武器——但实际上所谓“防御性生物学研究和发展方案”直到今天都没有停止过。

另一方面,美国也长期被生物威胁所困扰,既包括来自苏联的军事威胁,也包括源自内部的恐怖袭击威胁。比如仅80年代以来,先后有1984年Rajnessshees教徒为了阻止选举,在俄勒冈制造了鼠伤寒沙门氏菌感染食物的事件,致使751人感染疾病;1988年有人获得了鼠疫和炭疽杆菌(但是是致病力很低的疫苗株),并威胁通过农药飞机进行撒播。

美国为此在90年代花了近10年的时间,制定了针对性的防御政策(以总统令39号、62号为核心)并形成相应的、与现有医疗架构相结合的疫情防控体系。而2001年爆发的911事件和炭疽杆菌恐怖袭击事件又进一步刺激了这套系统的完善。这套体系下对不明传染病患者采取的早发现、早治疗、早期隔离、加强监控、预警报警、紧急应急计划等系列措施,是美国在后来非典风潮中零死亡的关键所在。其它西方国家,比如加拿大等国,很多都照搬了美国的这套体系。

结语:

对于现代化国家来说,完善的医疗体系和国家防控能力足以有效的阻断现阶段埃博拉病毒的传播,这也是埃博拉病毒长期只能肆虐非洲的原因所在。但为了预防未来埃博拉以及其它致病微生物的强传染、致病、致死变种,以及潜在的军事、恐怖袭击威胁,对于相关领域的科研和防控体制发展却一刻也不能停步。

[责任编辑:安晨 PN104]

责任编辑:安晨 PN104

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