Twoja wyszukiwarka

JANUSZ KOCIK
NASTĘPNY BĘDZIE WIRUS?
Wiedza i Życie nr 11/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 11/2001

Skoro niemożliwe stało się faktem, trudno przewidzieć, do czego jeszcze zdolni są zdesperowani fanatycy. Zabójcze bakterie? Walizkowy ładunek nuklearny? Broń biologiczna bywa nazywana bombą atomową dla ubogich. Czy terroryści mogą jej użyć?

Broń biologiczna jest podstępna. Kiedy wykrywane są pierwsze zachorowania, z reguły jest za późno na działania prewencyjne mogące zmniejszyć liczbę ofiar. Dodatkowo mobilność ludzi w dobie globalnej wioski oraz wysoka zakaźność niektórych chorób jeszcze przed wystąpieniem pierwszych objawów pozwala na przeniesienie choroby do najodleglejszych zakątków świata. Co więcej, większość szczególnie niebezpiecznych chorób na początku przypomina zachorowania grypopodobne. Jeśli atak pozostanie niezauważony, lekarze pierwszego kontaktu nie mają szans na odróżnienie ofiar broni biologicznej od chorych z pospolitymi dolegliwościami.

Użycie przez terrorystów broni biologicznej jest, niestety, realne. Japońska sekta Aum Shinrikyo dokonała w 1994 roku w mieście Matsumoto, a w 1995 roku w tokijskim metrze udanych zamachów toksycznym środkiem chemicznym sarinem. Zginęło łącznie 17 osób, a 6 tys. uległo zatruciu. Sekta miała także plany zastosowania broni biologicznej. Są dowody, że dysponowała toksyną botulinową (tzw. jadem kiełbasianym). Opanowała także technologię produkcji zabójczej bakterii - wąglika. Wiadomo również, że członkowie sekty prowadzili próby polowe z niechorobotwórczym szczepem tego drobnoustroju, a ich wycieczki do Zairu w 1992 roku, w rejony endemicznego występowania wirusa Ebola, nie wiązały się z turystyką.

Przepis na zarazę

Zdaniem ekspertów terroryści mogą wykorzystać w zamachach klasyczne, sprawdzone z militarnego punktu widzenia, mikroorganizmy. Przepisy ich hodowli są łatwo dostępne w podręcznikach mikrobiologii przemysłowej i w Internecie. Zdeterminowani zamachowcy, nie dbając o własne bezpieczeństwo, mogą prowadzić w domowym zaciszu prace zarezerwowane dla najlepiej zabezpieczonych i wyposażonych laboratoriów. Do hodowli bakterii powszechnie są stosowane bioreaktory, które znajdują się w każdym browarze czy zakładzie farmaceutycznym. Jednak przekształcenie surowego produktu hodowli w pełnowartościową broń biologiczną wymaga złożonego procesu obróbki: liofilizacji, mielenia i zapakowania w otoczki wielkości 0,005 mm. (Drobiny o takim rozmiarze po rozpyleniu utrzymują się długo w powietrzu i mogą dostawać się do płuc.) Urządzenia służące do tej specjalistycznej obróbki mają niewiele innych zastosowań i ich produkcja oraz eksport podlegają ścisłej kontroli.

Niestety, terroryści mogą się obyć bez tego specjalistycznego sprzętu. Dla nich nie liczy się bowiem ani trwałość podczas przechowywania, ani czystość zastosowanego materiału, ani nawet niewielka wydajność broni.

Wojna biologiczna może polegać na ataku aerozolem zawierającym np. zarazki wąglika lub dżumy, albo na zatruciu żywności czy wody. Umyślne zatrucie żywności salmonellą w stanie Oregon w USA w 1984 roku przez sektę Rajneeshee wywołało 751 zachorowań, z czego 45 osób wymagało hospitalizacji. Atak bakterią wąglika na stutysięczną populację mieszkającą na przedmieściu dużego miasta wywołałby 50 tys. zachorowań na płucną postać wąglika i około 33 tys. zgonów. Gdyby po takim ataku osobom zagrożonym nie podano natychmiast antybiotyków i szczepionek, łączne koszty opieki medycznej oraz straty ekonomiczne związane ze śmiercią tysięcy ludzi osięgnęłyby niewyobrażalną wartość około 26 mld dolarów.

Wyścig mikrozbrojeń

Drobnoustrojów, również tych zmodyfikowanych genetycznie, które mogą znaleźć zastosowanie jako broń biologiczna, i sposobów ich użycia jest bardzo wiele. Szybki postęp biotechnologii i niezrozumienie dla jej zastosowania pogłębiają strach przed stworzeniem "supermikroba", opornego na znane antybiotyki lub zdolnego przełamać odporność nabytą w wyniku szczepień. Obawy takie nie są bezzasadne.

Australijscy naukowcy zmodyfikowali wirusa ospy mysiej, wprowadzając do niego gen cząsteczki regulującej aktywność układu odpornościowego (interleukiny 4). Celem eksperymentu było utworzenie swoistej szczepionki hamującej rozmnażanie gryzoni. Efekt był taki, jak oczekiwano, gdyż zmodyfikowany wirus bardzo skutecznie... zabijał myszy. Odkrycie nie było przypadkowe, uczeni przez lata modyfikowali różne wirusy, uzyskując coraz lepsze rezultaty. Wyniki swojej pracy opublikowali w najpoczytniejszym piśmie wirusologicznym. Intencje australijskich badaczy były czyste, ale stworzyli oni niebezpieczny precedens przedstawili gotową receptę na modyfikację wirusa ospy, który i tak jest śmiertelnie groźny. Kilka lat temu zaprzestano bowiem masowych szczepień przeciwko ospie i obecnie cała populacja ludzka jest podatna na zachorowanie, które w 30% przypadków kończy się śmiercią. Jeśli użyto by zmodyfikowanego wirusa, śmiertelność byłaby jeszcze większa i prawdopodobnie wybuchłaby globalna epidemia.

Wytworzenie takiej broni jest jednak bardzo kosztowne. Terroryści musieliby korzystać z pieniędzy przekazywanych np. przez rządy tzw. państw awanturniczych, a programy badawcze musiałyby mieć taki rozmach jak dawny radziecki kombinat biologiczny "Biopreparat", składający się z 50 ośrodków i zatrudniający 60 tys. ludzi.

W ostatnich latach doszło do szybkiego rozwoju genomiki, dziedziny badań nad funkcjami całych zespołów genów. Coraz większa ilość danych o sekwencji genomu ludzkiego znajduje się w publicznie dostępnych i komercyjnych bazach. Coraz łatwiejszy jest więc dostęp do danych o podatności na choroby obecnie tylko podejrzewane o podłoże genetyczne. Powstanie możliwość indywidualnego projektowania leków (nazywanego farmakogenetyką), ale jednocześnie możliwość wyselekcjonowania jednorodnej grupy ludzi do zaatakowania. Obecnie mało prawdopodobne jest tworzenie "broni rasowej", jednak w miarę odnajdowania różnic między populacjami pojawi się szansa ograniczenia efektu "bumerangu" - działania broni przeciwko własnej populacji. Wiele technik związanych z analizą DNA, np. DNA-chipy, biorobotyka, bioinformatyka, stanieje, a dostęp do nich stanie się znacznie łatwiejszy. Będą z nich mogli skorzystać także terroryści. Również metody informatyczne (możliwości obliczeniowe, programy, bazy danych) powinny być chronione i obwarowane zakazem transferu, gdyż wielu ekspertów uważa, że informacje te mogą zostać wykorzystane przez terrorystów.

Zarazki od podszewki

Trwają analizy budowy genomów drobnoustrojów (znamy ich już około 50, a dalszych 160 zostanie ogłoszonych w najbliższym czasie). Bada się także DNA mikroorganizmów uznanych za szczególnie niebezpieczne (powodujące takie choroby jak wąglik, tularemia, dżuma). Dzięki tym pracom naukowcy mają nadzieję na opracowanie nowych strategii leczenia. Widoczny jest także rozwój epidemiologii molekularnej - nauki koncentrującej się na związku genetycznych i środowiskowych czynników ryzyka z rozpowszechnieniem i zapobieganiem chorobie w populacji. Pozornie z tych badań płyną same korzyści. Jednak nauka to miecz obosieczny. Zagrożenie związane jest z możliwością hodowli mikroorganizmów, których dotąd hodować się nie udawało. Można będzie zidentyfikować nowe cechy wpływające na zjadliwość bakterii i nadające im większą oporność.

Bronią mogą być także niektóre rodzaje małych cząsteczek biologicznych, np. neuropeptydy. Wiele z nich reguluje podstawowe procesy życiowe ludzi i zwierząt. Nawet niewielkie, trudno wykrywalne zaburzenia w ich równowadze mogą być śmiertelnym zagrożeniem, np. toksyczność inhalacyjna substancji P, neuropeptydu odpowiedzialnego m.in. za odczuwanie bólu, jest od 100 do 1000 razy większa od stosowanej dotąd broni chemicznej (sarin, soman, VX).

Rozwój nauk biologicznych przynosi nam nie tylko zagrożenia, ale także nowe możliwości obronne: usprawnienie wykrywania i identyfikacji, a nawet natychmiastowe opracowanie antidotum na atak z użyciem chorobotwórczych mikroorganizmów. Wykrycie ataku jest ogromnym wyzwaniem dla specjalistów obrony biologicznej. Im mniej czasu upłynie od ataku do rozpoznania zagrożenia, tym większa możliwość przeciwdziałania. Opracowano już sprzęt do obserwacji pola walki: ostrzegania; szybkiej detekcji zagrożenia biologicznego, identyfikacji czynnika biologicznego i potwierdzenia ataku (zdjęcie na następnej stronie). Urządzenia te w ciągu kilku sekund odróżniają rozpylone żywe mikroorganizmy od zanieczyszczeń biologicznych (np. pyłków roślinnych).

Można oczekiwać dalszej miniaturyzacji, automatyzacji i przystosowania takich urządzeń do ciągłego analizowania środowiska np. w budynkach, środkach masowej komunikacji. Identyfikacja czynnika rażenia musi nastąpić w ciągu kilku minut. Mogą do tego służyć biosensory urządzenia wielkości ołówka, których działanie polega na sygnalizowaniu połączenia wybranych cząsteczek na powierzchni poszukiwanego mikroorganizmu ze specyficznym przeciwciałem. Inne środki to zautomatyzowane testy enzymatyczne oraz coraz bardziej doskonałe i szybkie metody wykorzystujące wykrywanie i analizę materiału genetycznego (PCR). Tworzenie baz danych o materiale genetycznym poszczególnych patogenów pozwoli też na wykrywanie broni biologicznej modyfikowanej genetycznie. Jednoznaczne potwierdzenie tożsamości czynnika biologicznego przy użyciu klasycznej hodowli to wciąż kwestia dni, a czasem tygodni.

W przypadku udanego ataku niezbędny jest także elektroniczny system natychmiastowego zbierania i opracowywania danych epidemiologicznych. System ten pozwoliłby wyłowić nawet pojedyncze przypadki chorób szczególnie niebezpiecznych, odróżnić nietypowe epidemie naturalne od umyślnie spowodowanych. Powstanie takich sieci popiera WHO (Global Epidemic Alert and Response) oraz ruchy nieformalne. Stany Zjednoczone utworzyły narodowy program obrony przed zagrożeniem biologicznym. CDC (Centrum Kontroli Chorób) i Instytut Badawczy Chorób Zakaźnych Armii Amerykańskiej (USAMRIID) są najbardziej znanymi członkami tego systemu.

Polska a zagrożenie wirusem

W Polsce problem broni biologicznej i bioterroryzmu jest dopiero rozpoznawany przez wyspecjalizowane agendy rządowe. Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii (WIHiE) utworzył laboratorium wysokiego stopnia bezpieczeństwa biologicznego (BL3), którego zadaniem będzie praca z najbardziej niebezpiecznymi patogenami, diagnostyka mikrobiologiczna na potrzeby armii oraz kształcenie kadr. Zbudowano też zalążek elektronicznego systemu wymiany danych epidemiologicznych. WIHiE ściśle współpracuje z odpowiednimi strukturami NATO i krajów partnerskich w tym zakresie. Konieczne jest także nawiązanie współpracy między instytucjami, w których kompetencjach znajduje się bezpieczeństwo biologiczne naszego kraju.

Może się wydawać, że Polska pozostaje z dala od międzynarodowych konfliktów i groźby terroryzmu. Jednak w chwili, gdy piszemy te słowa, armia Stanów Zjednoczonych gromadzi siły na Bliskim Wschodzie. Nie wiadomo, czy odpowiedzią na ich działania nie będzie atak biologiczny. A chorobotwórcze mikroby nie rozróżniają granic ani przekonań politycznych...

Agroterroryzm

Ofiarami ataku biologicznego mogą być także zwierzęta hodowlane i rośliny uprawne. Legendarny atak CIA, rzekomo zrzucającej stonkę na polskie pola, nie jest wart wzmianki przy możliwościach współczesnej nauki. Rośliny i zwierzęta hodowlane tworzą populacje jednolite pod względem genetycznym, a przez to bardziej podatne na broń biologiczną. Uważa się więc, że prawdopodobieństwo użycia takiej broni jest większe niż uderzenia w ludzi. Może mieć jednak równie katastrofalne skutki. Szczególnie interesujące z militarnego punktu widzenia są choroby wywoływane przez priony. Cząsteczki te są odporne na temperaturę i UV, stabilne w środowisku i łatwe w produkcji.

Polityka przeciw wojnie biologicznej

Uzupełnieniem systemu przeciwdziałania broni biologicznej są szeroko zakrojone zabiegi dyplomatyczne na rzecz likwidacji tego rodzaju broni masowego rażenia. Dostęp do specjalistycznych technik jest ograniczany. Służy temu wzmacnianie mechanizmów kontroli sprzętu o "podwójnym zastosowaniu" zarówno poprzez umowy wielostronne, jak i ustawodawstwo narodowe w wielu krajach, do których należy także Polska.

Stany Zjednoczone i inne kraje zainteresowane zabezpieczeniem spuścizny po radzieckich ofensywnych programach biologicznych do 1999 roku wydały 20 mln dolarów na współpracę z 2200 biologami z krajów byłego ZSRR oraz 4 mln dolarów na demontaż największej w świecie fabryki produkującej bojową postać wąglika. Zabiegi te mają na celu zapobieżenie wykorzystaniu fachowców przez terrorystów. Na lata 2000-2004 zaplanowano wydatki w wysokości 220 mln dolarów na dalsze projekty biotechnologiczne z udziałem naukowców rosyjskich, kazachskich i armeńskich. Niestety, jest pewne, że Irak po usunięciu inspektorów specjalnej komisji ONZ UNSCOM odbudowuje swój potencjał broni biologicznej i chemicznej. Liczba tzw. krajów awanturniczych, podejrzanych o prowadzenie ofensywnych programów biologicznych, wciąż rośnie.

Prawo przeciw broni biologicznej

Użycia broni bakteriologicznej zakazuje Protokół Genewski z 1925 roku. Produkcji i jakiejkolwiek innej formy pozyskiwania broni biologicznej zabrania Konwencja o Zakazie Broni Biologicznej z 1972 roku. Brak jednak możliwości kontroli i egzekwowania przestrzegania tego układu. Mimo istnienia Konwencji, jeden z trzech jej depozytariuszy Związek Radziecki, przez wiele lat prowadził utajoną, nielegalną działalność. Od siedmiu lat państwa strony Konwencji, w tym Polska, prowadzą negocjacje nad reżimem weryfikacyjnym wzmacniającym Konwencję. Specjalna grupa ekspertów wypracowała nowy projekt protokołu do Konwencji. W tym roku został on jednak jednostronnie odrzucony przez Stany Zjednoczone jako nieskuteczny, szczególnie w przypadku terroryzmu; zagrażający bezpieczeństwu narodowemu i godzący w interesy przemysłu biotechnologicznego USA. Należy mieć jedynie nadzieję, że Stany Zjednoczone, największa potęga biotechnologiczna świata, zweryfikują swoje stanowisko. Niestety, trudno przypuszczać, że terroryści uszanują międzynarodową Konwencję.

Mikrozabójcy

Wąglik: wywoływany przez bakterię Bacillus anthracis. Okres inkubacji: 1-6 dni. Postacie kliniczne: płucna, jelitowa, skórna. Objawy postaci płucnej: gorączka, osłabienie, kaszel, ból w klatce piersiowej, a następnie ostra niewydolność oddechowa, wstrząs i śmierć po 24-36 godzinach od czasu wystąpienia objawów. Diagnostyka: rtg klatki piersiowej - widoczne poszerzenie śródpiersia, potwierdzenie diagnozy: rozmaz krwi, szybkie testy immunologiczne i genetyczne. Hodowla bakterii jest bezużyteczna jako narzędzie diagnostyczne - wyniki otrzymuje się zbyt późno. Leczenie: duże dawki antybiotyków (nieskuteczne, gdy rozwiną się pełne objawy). Profilaktyka: szczepionka zatwierdzona przez Food and Drug Administration, pełny cykl szczepienia trwa 18 miesięcy.

Dżuma: wywoływana przez bakterię Yersinia pestis. Postacie kliniczne: płucna, dymienicza (zakażenie przez skórę, zaatakowane węzły chłonne, owrzodzenia), posocznica. Okres inkubacji postaci płucnej: 2-3 dni. Objawy: wysoka gorączka, dreszcze, ból głowy, plucie krwią, duszność, sinica; śmierć w wyniku niewydolności oddechowej, zapaści krążeniowej oraz skazy krwotocznej. Diagnostyka: wstępna analiza preparatów z węzłów chłonnych i hodowla bakteryjna; metody immunologiczne i genetyczne. Leczenie: wczesne podanie antybiotyków jest zazwyczaj skuteczne. Profilaktyka: szczepionka z zabitych bakterii sprawdzona na razie tylko przeciw dżumie dymieniczej.

Ospa prawdziwa: wywoływana przez wirus Variola major. Okres inkubacji: 12 dni. Objawy: złe samopoczucie, gorączka, dreszcze, wymioty, ból głowy i pleców. Po 2-3 dniach charakterystyczna plamkowo-grudkowa, a następnie pęcherzykowa wysypka. Śmiertelność w populacji wrażliwej 30%, u szczepionych 3%; populacja szczepiona przed 1989 rokiem nie ma już odporności. Leczenie: nie ma swoistej terapii, leczenie objawowe. Profilaktyka: szczepienie natychmiast po kontakcie z wirusem, podanie przeciwciał.

Wirusowe gorączki krwotoczne: ich sprawcami są wirusy Ebola, Marburg, Lassa, Machupo, Hanta i inne. Dawka infekcyjna 1-10 cząstek wirusa. Okres inkubacji: 4-21 dni. Objawy: wysoka gorączka, skaza krwotoczna, skrzepy wewnątrz naczyń krwionośnych, niewydolność wielonarządowa, śmierć po 7-16 dniach. Cecha szczególna: wysoka śmiertelność (zwłaszcza wirusy Ebola i Marburg). Leczenie i profilaktyka: brak szczepionek, terapia tylko objawowa, w niektórych przypadkach lek przeciwwirusowy - rybawiryna.

Klasyfikacja potencjalnych broni biologicznych według Center of Disease Control:

  • Grupa A (broń zabijająca): Bacillus anthracis (wąglik), Yersinia pestis (dżuma), Filowirusy: Ebola, Marburg, Lassa, Junin (gorączki krwotoczne), toksyna botulinowa (Clostridium botulinum), toksyna rycynowa (Ricinum communis).
  • Grupa B (broń obezwładniająca): Coxiella burnetii (goraczka Q), Francisella tularensis (tularemia), Brucella sp. (bruceloza), Burkholderia malei (nosacizna), alfawirusy (wschodnie i zachodnie końskie zapalenie mózgu), enterotoksyna gronkowcowa, a także patogeny przenoszące się drogą pokarmową: Salmonella sp., Shigella dysenteriae, Escherichia coli 0157:H7, Vibrio cholerae.
  • Grupa C (potencjał nieokreślony): m.in. wirusy Nipah, Hanta, odkleszczowego zapalenia mózgu.

Laboratorium śmierci

Laboratorium najwyższego stopnia bezpieczeństwa biologicznego (BL4) wykorzystywane jest do pracy z patogenami stwarzającymi szczególne ryzyko dla personelu i otoczenia. Należą do nich, np. wirus ospy czy niektóre wirusy gorączek krwotocznych. Zgodnie z zasadami ustalonymi przez WHO i CDC w laboratorium musi panować podciśnienie w stosunku do otoczenia; powietrze przed wyprowadzeniem na zewnątrz podlega filtracji w bardzo gęstych filtrach; ścieki są dokładnie oczyszczane i odkażane. Dostęp do laboratorium jest kontrolowany systemem śluz. Naukowcy prace prowadzą w kombinezonach z dodatnim ciśnieniem, obowiązuje też odkażający natrysk przy opuszczaniu laboratorium. Zbudowanie takiego pomieszczenia jest bardzo drogie. Dlatego jest ich tylko kilkanaście na świecie (większość w USA) i z reguły stanowią izolowany fragment laboratoriów niższego stopnia bezpieczeństwa.

Kpt. dr n. med. JANUSZ KOCIK jest członkiem Grupy ds. Obrony Biologicznej Wojskowego Instytutu Higieny i Epidemiologii, ekspertem delegacji polskiej przy Grupie Państw-Stron Konwencji o Zakazie Broni Biologicznej oraz członkiem grup NATO zajmujących się problematyką medycyny zapobiegawczej i broni masowego rażenia.