Kuvaus tapahtuma
Biologinen sodankäynti on tahallinen käyttää elävien organismien, tai toksiinien, jotka on johdettu niistä, joka aiheuttaa tauteja ihmisille, eläimille tai kasveille, konfliktien tai terrori-isku.1 Bioaseet sisältävät siis eläviä organismeja ja niiden tuottamia myrkkyjä. Myrkyt ovat biologisesti aktiivisia yhdisteitä, mutta eivät kasva tai lisäänny,2 vaikka kerran tuottanut he voivat toimia yksin ilman riippuvuutta organismin.,3 jos toksiini bioase, se on myrkkyä tuotettu, sen sijaan, mikro-organismi, joka on aseistettu.2
useat Clostridium-suvun bakteerit tuottavat toksiineja, ja niitä pidetään mahdollisina bioterrorismin aiheuttajina.4,5 Klostridit ovat gram-positiivisia, nonencapsulated, itiöllinen, fermentatiiviset, katalaasi-negatiivinen, suorakaiteen muotoinen basilleja.6,7 noin 90 lajia, vähemmän kuin 20 ovat tiedetään liittyvän kliininen sairaus ihmisillä,5 kuten botulismi, jäykkäkouristus, kaasun kuolio, ja ruokamyrkytyksen.,4,5 Clostridium perfringens, joka voi hyvinkin olla yleisin taudinaiheuttaja bakteeri,5 on arjen ja löytyy maaperän, veden, ja maha-suolikanavan maa nisäkkäiden, mukaan lukien ihmiset.8,9 kuvattu ensimmäisen kerran vuonna 1892 hengissä näiden bakteerien luonnossa (jopa vaikeissa ympäristöissä) johtuu sen joustava endospores. Nämä itiöt voivat itää erittäin lyhyt kesto alle 10 minuuttia osaksi kasvullisen organismi.10 on olemassa viisi C. perfringens-kantaa (nimetyt tyypit A-E4), jotka tuottavat yli 20 toksiinia, 11 suurinta määrää mitä tahansa bakteereja.,12 suuret tappavia myrkkyjä tunnistetaan C. perfringens ovat alfa -, beeta -, epsilon, iota, ja enterotoksiinia.6 Tyyppi On C. perfringens, joka tuottaa alfa-toksiini, on yleisimmin liittyy mutkaton maha-suolitulehdus ihmisillä ja myosiitti ja myonecrosis, joka tunnetaan myös nimellä kaasun kuolio. Tyyppi C. perfringens aiheuttaa ihmisillä myös sairauksia, erityisesti nekrotisoivaa suolistotulehdusta ja verenmyrkytystä.13 ainoa tunnettu raportoitu käyttö C. perfringens kuin bioase on toisen maailmansodan aikana Japanin biologisten aseiden ohjelma, Yksikkö 731, joka käyttää sirpaleita saastuttamia C., perfringeenit, joilla pyritään lisäämään haavainfektioiden ilmaantuvuutta ja vaikeusastetta ihmisillä.
Epsilon-myrkkyä, tehokkain clostridial jälkeen botulinum toksiini-ja jäykkäkouristus hermomyrkkyjä,14 on pore-muodostaen toxin9 tekemät C. perfringens tyypin B ja D. 4 Nämä ovat commensal organismien, joiden ensisijainen isäntä on lampaita, vaikka ne ovat joskus eristyksissä muista kasvinsyöjiä, kuten vuohia ja cattle15 ja harvoin ihmisiin.16 Luonnollinen infektio yleensä vaikuttaa karjaa, etupäässä lampaita ja vuohia,9,15, jossa se tuottaa enterotoxemia9 ja mehevä munuaissairaus.,7,17 Vaikka ei ole raportoitu kuoleman ihmisille epsilon toxin15 ja vain muutamia raportteja tauti ihmisillä,12 sen myrkyllisyys ja kliinisen synnyssä ekstrapoloitu eläimet tekevät sen mahdollisen bioterrorismin agentti.6 tästä syystä YHDYSVALTAIN Centers for Disease Control and Prevention (CDC) on nimennyt epsilon-myrkkyä kuin B-Luokan biologisia agentti yhdessä stafylokokki enterotoksiinia B ja risiini.3,18,19
Epsilon toksiini on tuotettu prototoxin, joka on halkaista kaikissa kudoksissa esiintyvä trypsiini, alfa-kymotrypsiini, ja lambda-kymotrypsiini (kaksi viimeksi mainittua, jotka ovat myös valmistettu C., perfringens) aktiiviseen muotoon.8,9,12 Tämä aktiivinen muoto on noin 1000 kertaa myrkyllisempi kuin prototoksiini.8,20 luonnollinen infektio kasvinsyöjiä suuri annos intraintestinal epsilon-myrkkyä johtaa lisääntynyt suoliston läpäisevyys, helpottaa tulo C. perfringens suolistosta verenkiertoon, jossa hematogenous levitä kaikki elimet,12,21 pääasiassa aivot, keuhkot, ja munuaiset.8,9 myrkky ei pääse soluihin eikä sillä ole solunsisäistä aktiivisuutta.,21 Pikemminkin, se sitoutuu reseptoriin solun membrane22 ja oligomerizes muodostaa huokosten, luoda laivastoja, diffuusio kanava hydrofiilinen liuenneet aineet.9,15,21,23 tällä tavoin se muistuttaa muita huokosmuodostavia myrkkyjä, erityisesti aerolysiiniä.9,12 Ionin siirtyminen tämän huokoseen johtaa solunsisäisen kaliumin nopeaan vähenemiseen, solunsisäisen kloridin ja natriumin lisääntymiseen ja solunsisäisen kalsiumin hitaampaan lisääntymiseen.9,21 solunsisäisen kaliumin ulosvirtaus aiheuttaa plasmakalvon blebbingiä, soluturvotusta,lyysiä, 15: tä ja solukuolemaa.,21 Tämä häiriö verisuonten endoteelin johtaa osmoottinen muutoksia, kuten ekstravasaation seerumin proteiinien ja punasolujen ja massiivinen edema18 johon aivot,24,25 munuaiset, keuhkot,26 ja maksan,27 kliinisesti ilmentyy kuten aivojen turvotus,24,25 keuhkopöhö,4,24,25 sydänpussin neste kokoelmat,15,25,28 munuaisten turvotus,25 ja ruoansulatuskanavan häiriöt.29
eläinkokeissa epsilon-myrkkyä laskimoon kertyy ensisijaisesti aivoissa., Lisäksi huokosten muodostumista, epsilon-myrkkyä myös häiritsee solun tukiranka,9 jonka avulla se voi tehokkaasti läpäisemään veri-aivoesteen.9,30 Patologisia muutoksia ovat ominaista polttoväli, jotta diffuse14-nesteytynyt kuolio ja perivaskulaarinen turvotus sisäisen kapseli, talamuksen, pikkuaivojen valkean aineen,12 ja aivokalvot.7 suurilla annoksilla epsilonitoksiinin neurotoksisuus johtuu presynaptisten neuronien stimulaatiosta, mikä johtaa glutamaatin liialliseen vapautumiseen.12,14,31 vähemmässä määrin epsilonitoksiini aiheuttaa myös dopamiini14: n ja gamma-aminovoihapon (GABA) vapautumista.,31 Vaikka kiistanalainen, epsilon-myrkkyä on raportoitu toimivat suoraan myeliinin perifeerisen ja keskushermostossa.12,30 muita kuin aivoja, epsilon-toksiinia kertyy myös munuaisiin, 26 jossa voi esiintyä munuaiskuoren nekroosia(ns.7,17
epsilon-toksiinin bioaseaponin mahdollinen vaikutus ihmisiin on ekstrapoloitava eläinkokeiden perusteella., Tutkimukset lampaita, vuohia, ja mice4 viittaavat siihen, että sisään hengitettynä ihmiset voivat aiheuttaa vaurioita keuhkojen verisuonten endoteelisolujen, jolloin korkea-läpäisevyyttä keuhkojen turvotusta ja hematogenous leviämisen munuaisiin, sydämeen ja keskushermostoon.15 keskushermosto on epsilonitoksiinin ensisijainen kohde.14 näin Ollen kliinisesti merkittävä esitys ihmisillä on neurologisia stimulaatio johtuen vapauttaa eksitatorinen välittäjäaine glutamaatti.30 Tämä voi ilmetä siten, ataksia, heikkous, huimaus,32 vapina,27 ja kouristuksia.,30 Coma on mahdollinen myöhäinen esitys.32 Keuhkojen ilmenemismuotoja johtuu hengitysilman kautta saatu altistus voi sisältää hengitysteiden ärsytys, yskä, bronkospasmi, hengenahdistus,32 aikuisen hengitysvaikeusoireyhtymä, ja hengityksen vajaatoiminta.32 kardiovaskulaariset poikkeavuudet voivat olla takykardia,hypotensio, 32 tai hypertensio, 12, mikä johtaa kardiovaskulaariseen romahdukseen.24 Ruoansulatuskanavan häiriöt voivat olla pahoinvointi, oksentelu, ripuli,29,32 vakavia vatsan kouristelua ja turvotus,29 ja alentunut suolen motiliteetti.,12 Epsilon-toksiini saattaa aiheuttaa hyperglykemiaa ja glykosuria12 glykogeenin maksametabolian muuttumisen vuoksi.Pansytopenia on myöhäinen komplikaatio, joka aiheuttaa verenvuotoa, mustelmia ja immunosuppressiota.32,33 ensimmäiset laboratoriotutkimukset voivat paljastaa intravaskulaarisen hemolyysin, trombosytopenian, seerumin aminotransferaasiarvojen kohoamisen ja hypoksian aiheuttaman anemian.33 Munuaisten solu toksisuus on osoitettu in vitro-tutkimukset ihmisen munuaisten solulinjoja, mikä viittaa siihen, että munuaisten vajaatoiminta voi olla kliininen piirre ihmisen tauti.,12,34,35
Tuotanto epsilon-myrkkyä kuin bioase olisi todennäköisesti riippuu kemiallisen synteesin sijaan käyminen alkaen C. perfringens, koska rajoitukset aikaa ja taloutta.36 odotettu ensisijainen reittejä massan levittämistä epsilon-myrkkyä olisi aerosolina,15,24,32,37 elintarvikkeissa tai vedessä.32 koska Epsilon-toksiinia otetaan suolistosta sairaissa eläimissä, ruoan saastuminen saattaa olla bioterroristihyökkäyksen tärkein ja luonnollinen väylä., Aerosolitoksiinihyökkäyksessä oletetaan, että toksiini säilyttää haitallisuutensa 8 tunnin ajan vapautumisen jälkeen.38 käyttää epsilon-myrkkyä, sillä se on tehokas aerosolisoidun biologinen ase, terroristit täytyy valmistaa hengitettävä aerosoli puhdistettua toksiini,39 hiukkasia, jotka vaihtelevat 0,5-5 µm halkaisijaltaan—”ihanteellinen” hiukkaskoko imeytymistä verenkiertoon kautta hengitysilman kautta saatu reitti., Tämän kokoluokan hiukkaset pysyvät ilmassa pitkään ja ovat optimaalisia kulkeutua distaalisiin hengitysteihin, joissa toksiinin retentio ja imeytyminen maksimoidaan. Lisäksi ilmaan vapautuvia aineita täytyy olla päällystetyt voittaa sähköstaattiset voimat ja vakiintunut vastaan ympäristön stressitekijöiden, kuten uv-valo, kosteus siirtyy, ja lämpötila. Samoin aerosolisoidun tarttuva biologisille tekijöille (esim. pernarutto itiöitä) saavuttaa korkeimmat infektio distaalinen airways.,38 Kuitenkin, toisin kuin itiöt, Bacillus anthracis, ei ole näyttöä siitä, että itiöt, klostridi voidaan aerosolisoidun tuottaa tauti. On tärkeää huomata, että epsilon-myrkkyä ei ole osoitettu olevan henkilön siirto.6
arvioitu tappavan annoksen epsilon-myrkkyä on 0,1 µg/kg intravenously20 ja 1 µg/kg15 inhalationally, vaikka tarkkaa tappava annos tai hengitysilman kautta saatu suullinen reittejä riippuu osittain vuorovaikutus myrkyn kanssa, hengitysteiden tai ruoansulatuskanavan mucosa20 ihmisiä. Sairauden oletetaan alkavan 1-12 tunnin kuluessa altistuksesta.,29 Kuolema voi tapahtua kuluessa 30-60 minuuttia oire puhkeamista vaikuttaa animals20; näin äkillinen kliininen sairaus voi edetä nopeasti kuolemaan ihmisillä.15,20,32
Tunnustaminen perustuu kliinisen harkintakyky ja arvostusta yhteydessä esityksen, varsinkin kun klusterin potilaat esittelee samalla muoto sairaus.40 välitön diagnoosi epsilon-toksiini hyökkäys olisi kliininen ja epidemiologinen. C. perfringens-viljelmästä on hyötyä vain, jos itse organismia, ei pelkästään toksiinia, käytettiin hyökkäyksessä.,4 Epsilonitoksiinia voidaan tunnistaa polymeraasiketjureaktion, entsyymi-immunosorbenttimäärityksen (ELISA),9,39 massaspektroskopian,3,9 tai monoklonaalisten vasta-aineiden avulla.39,41 Tossut nenän limakalvon,39 akuutti seerumin, ja mahdollisesti näytteitä tulee kerätä niin pian kuin possible42 yhteistyössä paikallisten tai valtion terveyden osasto tai CDC ja lähetetään asianmukainen viittaus facility33,42 kautta laboratorion vastaus verkkoon. Ne on pakattava asianmukaisesti biologisen rakenteensa ja/tai toimintansa säilyttämiseksi., Koska nämä näytteet ovat myös näyttöä rikoksesta, ne on kuljetettava tavalla, joka ylläpitää asianmukainen alkuperäketjun, kuten vaaditaan tahansa, kuten bioterrorismi hyökkäys.
