az esemény leírása
a biológiai hadviselés az élő szervezetek vagy az ezekből származó toxinok szándékos használata, amelyek betegséget okoznak az emberekben, állatokban vagy növényekben, konfliktusokban vagy terrorista támadásokban.1 A Bioweaponok tehát magukban foglalják az élő szervezeteket és az általuk termelt toxinokat. A toxinok biológiailag aktív vegyületek, de nem nőnek vagy szaporodnak, 2 bár egyszer előállították, egyedül cselekedhetnek anélkül, hogy a szervezetre támaszkodnának.,3 toxin bioweapon esetében a mikroorganizmus helyett a termelt méreg, amelyet fegyvereznek.2
a Clostridium nemzetségbe tartozó számos baktérium toxinokat termel és potenciális bioterrorizmus-ágensnek számít.4,5 a Clostridia gram-pozitív, nem kapszulázott, spóraképző, fermentáló, kataláz-negatív, téglalap alakú bacillusok.A körülbelül 90 fajból 6,7-nél kevesebb mint 20 emberről ismert, hogy klinikai betegséggel jár együtt, 5 beleértve a botulizmust, a tetanuszt, a gáz gangrént és az ételmérgezést.,4,5 Clostridium perfringens, amely talán a leggyakoribb bakteriális kórokozó, 5 mindenütt megtalálható a talajban, a vízben és az emlősök, köztük az emberek gyomor-bél traktusában.8,9 először 1892-ben írták le, hogy ezeknek a baktériumoknak a túlélése a természetben (még a zord környezetben is) rugalmas endospóráinak köszönhető. Ezek a spórák rendkívül rövid, kevesebb, mint 10 perc alatt csírázhatnak vegetatív szervezetbe.10 öt C. perfringens törzs létezik (kijelölt a-E4 típusok), amelyek több mint 20 toxint termelnek, 11 a legtöbb baktérium által.,12 A C. perfringenssel azonosított fő halálos toxinok az alfa, béta, epszilon, iota és enterotoxin.6 A típusú C. az alfa-toxint előállító perfringens emberben leggyakrabban szövődménymentes gastroenteritissel, myositissel és myonecrosissal, más néven gáz gangrénnel társul. C típusú C. perfringens is okoz betegséget emberekben, különösen nekrotizáló bélgyulladás és szeptikémia.13 A C. perfringens bioweaponként való használatának egyetlen ismert jelentése a második világháború alatt a japán biológiai fegyverek programja, A Unit 731, amely C-vel szennyezett repeszeket használt., perfringens a sebfertőzések előfordulási gyakoriságának és súlyosságának növelésére irányuló kísérlet során emberekben.
Epsilon toxin, a leghatásosabb clostridial toxin után botulinum, illetve tetanusz neurotoxinokat semlegesítették,14 pórus-képző toxin9 által készített C. perfringens típusok B, D-4 Ezek kommenzális szervezeteket, amelyek elsődleges házigazda bárány, annak ellenére, hogy esetenként elkülönített a többi növényevők, mint a kecske, valamint cattle15, ritkán ember.16 a természetes fertőzés jellemzően az állatállományt, elsősorban a juhokat és kecskéket érinti,9,15, amelyben enterotoxémiát termel9 és pépes vesebetegséget.,7,17 bár az epsilon toxin15-ből embereken nem számoltak be halálról, és csak kevés emberen jelentett betegségről, 12 az állatokból extrapolált toxicitása és klinikai patogenezise potenciális bioterrorista szerré teszi.6 ezért az Egyesült Államok Járványvédelmi és Megelőzési Központjai (CDC) az epsilon toxint B kategóriájú biológiai ágensként, a staphylococcus enterotoxin B és a ricin mellett jelölték ki.3,18,19
az epszilon toxint prototoxinként állítják elő, amelyet tripszin, alfa-kimotripszin és lambda-kimotripszin hasít (utóbbi kettőt szintén a C., perfringens) az aktív formában.8,9,12 ez az aktív forma körülbelül 1000-szer mérgezőbb, mint a prototoxin.8,20 A természetes fertőzés a növényevők egy nagy adag intraintestinal epsilon toxin eredmények fokozott bél áteresztő képesség, amely a bejegyzés C. perfringens a bélből a szisztémás keringésbe a hematogenous elterjedt, hogy minden szerv,12,21, elsősorban az agy, a tüdő vagy a vese.8,9 a toxin nem jut be a sejtekbe, és nincs intracelluláris aktivitása.,21 inkább a sejtmembrán egyik receptorához kötődik22 és oligomerizálódik, hogy pórust képezzen, ami nem szelektív diffúziós csatornát hoz létre a hidrofil oldatok számára.9,15,21,23 ily módon hasonló más pórusképző toxinokhoz, különösen az aerolizinhez.A 9,12 Ion eltolódása ezen a póruson keresztül az intracelluláris kálium gyors csökkenéséhez, az intracelluláris klorid és a nátrium növekedéséhez, valamint az intracelluláris kalcium lassabb növekedéséhez vezet.9,21 az intracelluláris kálium effluxja plazmamembrán blebbinget, sejtduzzanatot, lysist,15-öt és sejthalált okoz.,21 Ez a zavar az érrendszeri endothel vezet ozmotikus változások, beleértve a extravasatio a szérum fehérjék, valamint a vörösvértestek és hatalmas edema18 az agyat érintő,24,25, vese, tüdő,26 máj,27 klinikailag megnyilvánuló, mint agyi ödéma,24,25 tüdő ödéma,4,24,25 pericardialis folyadék gyűjtemények,15,25,28 ödéma, vese,25, illetve gyomor-bélrendszeri szorongást.29
állatkísérletekben az intravénásan alkalmazott epsilon toxin elsősorban az agyban halmozódik fel., A pórusképződés mellett az epsilon toxin megzavarja a sejtes citoszkeletont is, 9 amely lehetővé teszi, hogy hatékonyan átjusson a vér-agy gáton.930 kóros elváltozás jellemzi fokális diffúz, 14 cseppfolyós nekrózis és perivaszkuláris ödéma a belső kapszula, thalamus, cerebelláris fehér Anyag, 12 és agyhártya.7 nagy dózisokban az epszilon toxin neurotoxicitása a preszinaptikus neuronok stimulációjának köszönhető, ami a glutamát túlzott felszabadulásához vezet.12,14,31 kisebb mértékben az epszilon toxin dopamin14 és gamma-amino-vajsav (GABA) felszabadulását is okozza.,31 bár ellentmondásos, az epszilon toxinról beszámoltak arról, hogy közvetlenül hat a mielinre a perifériás és a központi idegrendszerben.Az agyon kívül 12,30 epszilon toxin is felhalmozódik a vesékben, 26 ahol a vesekéreg nekrózisa (úgynevezett “pépes vesebetegség”) előfordulhat.7,17
az epszilon toxin bioweapon emberre gyakorolt lehetséges hatását állatkísérletekből extrapolálni kell., Juhokon, kecskéken és mice4-en végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy az ember általi belélegzés a pulmonalis vascularis endothel sejtek károsodásához vezethet, ami nagy permeabilitású tüdőödémát és hematogén terjedését eredményezi a vesékben, a szívben és a központi idegrendszerben.15 az epszilon toxin elsődleges célpontja a központi idegrendszer.14 ezért az emberben a klinikailag legjelentősebb a neurológiai stimuláció az excitáló neurotranszmitter glutamát felszabadulása miatt.30 ez ataxia, gyengeség, szédülés,32 remegés,27 görcsrohamok formájában jelentkezhet.,A 30 kóma egy lehetséges késői előadás.32 Az inhalációs expozíció következtében fellépő pulmonalis megnyilvánulások közé tartozhat a légzőszervi irritáció, köhögés, bronchospasmus,dyspnoe, 32 felnőtt légzési distressz szindróma és légzési elégtelenség.32 a kardiovaszkuláris rendellenességek közé tartozhat a tachycardia,hipotenzió,32 vagy magas vérnyomás, 12, ami későbbi kardiovaszkuláris összeomláshoz vezet.24 gastrointestinalis distressz hányinger, hányás, hasmenés,29,32 súlyos hasi görcsök és puffadás,29 és csökkent bélmozgás jelentkezhet.,12 Az epszilon-toxin toxicitás hiperglikémiát és glikozuriát okozhat12 a glikogén megváltozott májmetabolizmusa miatt.27 a Pancytopenia késői szövődmény, amely vérzést, véraláfutást és immunszuppressziót eredményez.32,33 a kezdeti laboratóriumi vizsgálatok az intravaszkuláris hemolízis, thrombocytopenia, a szérum aminotranszferázszint emelkedése és a hypoxia által okozott vérszegénységet tárhatnak fel.Humán vesesejtes vonalakat alkalmazó in vitro vizsgálatokban kimutatták a vesesejtes toxicitást, ami arra utal, hogy a veseelégtelenség az emberi betegség klinikai jellemzője lehet.,12,34,35
az epszilon toxin Bioweaponként történő előállítása valószínűleg a kémiai szintézistől függne, nem pedig a C. perfringensből történő erjedéstől az idő és a pénzügyek korlátai miatt.36 az epszilon toxin tömeges terjesztésének várható elsődleges útvonala aeroszol,15,24,32,37 élelmiszerekben vagy vízben.32 mivel az epszilon toxint beteg állatokban a bélből veszik fel, az élelmiszer-szennyeződés lehet A bioterrorista támadás legfontosabb és természetes útja., Aeroszolos toxin támadás esetén a feltételezés az, hogy a toxin a felszabadulás után 8 órán keresztül megőrzi káros potenciálját.38 ahhoz, hogy az epsilon toxint hatékony aeroszolos biológiai fegyverként használják, a terroristáknak a tisztított toxin belélegezhető aeroszolját kell előállítaniuk, 39 0,5-5 µm átmérőjű részecskékkel-ez az “ideális” részecskeméret a keringési rendszerbe való felszívódáshoz az inhalációs úton., Ezen a mérettartományon belül a részecskék hosszabb ideig levegőben maradnak, és optimálisak a disztális légutakba történő szállításhoz, ahol a toxin retenciója és felszívódása maximalizálódik. Továbbá, porlasztott ügynökök kell bevont leküzdeni elektrosztatikus erők stabilizált ellen környezeti stresszorok, mint például ultraibolya fény, páratartalom műszakban, illetve a hőmérséklet. Hasonlóképpen, az aeroszolizált fertőző biológiai szerek (pl. anthrax spórák) elérik a legmagasabb fertőzési arányt a disztális légutakban.,38 a Bacillus anthracis spóráitól eltérően azonban nincs bizonyíték arra, hogy a clostridia spórái aeroszolizálhatók a betegség előállításához. Fontos megjegyezni, hogy az epsilon toxinról nem mutatták ki, hogy személy-személy átvitelre került volna sor.6
A becsült halálos adag epsilon toxin 0,1 µg/kg intravenously20, 1 µg/kg15 inhalationally, bár a pontos halálos adag inhalational vagy szóbeli útvonalak részben attól függ, hogy a kölcsönhatás a toxin a légzőszervi vagy gyomor-bélrendszeri mucosa20 az emberek. A betegség kialakulása az expozíciót követő 1-12 órán belül várható.,Az érintett állatokban a tünetek megjelenésétől számított 30-60 percen belül 29 haláleset fordulhat elő20; így a klinikai betegség hirtelen megjelenése gyorsan halálhoz vezethet az emberekben.15,20,32
a felismerés a klinikai érzésen és a prezentáció kontextusának megítélésén alapul, különösen akkor, ha egy betegcsoport azonos betegségformát mutat be.40 az epszilon-toxin támadás azonnali diagnosztizálása klinikai és epidemiológiai jellegű lenne. A C. perfringens kultúrája csak akkor hasznos, ha maga a szervezetet, nem pedig a toxint használták a támadásban.,4 az epszilon toxin polimeráz láncreakcióval, enzimhez kötött immunoszorbens vizsgálattal (ELISA),9,39 tömegspektroszkópiával,3,9 vagy monoklonális antitestek alkalmazásával azonosítható.39,41 Törlőkendő az orrnyálkahártya,39 akut szérum, esetleg szövet mintát kell gyűjteni, amint possible42 együttműködve a helyi vagy állami egészségügyi minisztérium vagy a CDC küldött, hogy megfelelő referencia facility33,42 keresztül a laboratóriumi válasz hálózat. Biológiai szerkezetük és/vagy aktivitásuk megőrzése érdekében megfelelően csomagolni kell őket., Mivel ezek a minták bűncselekmény bizonyítékai is, azokat olyan módon kell szállítani, amely fenntartja a megfelelő felügyeleti láncot, amint az az ilyen bioterrorizmus támadáshoz szükséges.
