イベントの説明
Biological warfareとは、紛争やテロ攻撃において、ヒト、動物、植物に病気を引き起こす生物、またはそれらに由来する毒素を意図的に使用することです。したがって、1生物兵器には、生きている生物とそれらが産生する毒素が含まれます。 毒素は生物学的に活性な化合物であるが、成長したり再現したりしないが、2一度生産されると、生物に依存することなく単独で作用することがで,3毒素の生物兵器の場合には、それは武器化される微生物よりもむしろ作り出される毒です。2
クロストリジウム属のいくつかの細菌は毒素を産生し、潜在的なバイオテロ剤と考えられている。4,5Clostridiaは、グラム陽性、非カプセル化、胞子形成、発酵、カタラーゼ陰性、矩形状の桿菌である。6,7約90種のうち、20未満は、ボツリヌス中毒、破傷風、ガス壊疽、および食中毒を含む5、人間の臨床的疾患に関連付けられていることが知られています。,4,5Clostridium perfringensは、最も一般的な細菌病原体であり、5はユビキタスであり、土壌、水、およびヒトを含む哺乳動物の胃腸管に見出される。8,9最初に記載されています1892自然界でのこれらの細菌の生存（過酷な環境でさえ）は、その弾力性のある内胞子によるものです。 これらの胞子は、栄養生物に10分未満の非常に短い期間で発芽することができます。10C.perfringens（a型からE4型に指定されている）には20種以上の毒素があり、11種が細菌によって最も多く生産されている。,12c.perfringensで同定された主要な致死毒素は、アルファ、ベータ、イプシロン、イオタ、およびエンテロトキシンである。アルファ毒素を作り出す6タイプA C.perfringensは人間の複雑でない胃腸炎およびmyositisおよびmyonecrosis、別名ガスの壊疽と最も一般に関連付けられます。 タイプC C.perfringensはまた、ヒトにおいて疾患を引き起こし、特に壊死性腸炎および敗血症を引き起こす。13生物兵器としてのC.perfringensの唯一の報告された使用は、Cで汚染された破片を使用した日本の生物兵器プログラム、ユニット731によって第二次世界大, 人間の傷の伝染の発生そして厳格を高める試みのperfringens。
イプシロン毒素、ボツリヌスおよび破傷風神経毒の後に最も強力なクロストリジウム毒素、14は、c.perfringensタイプBおよびD.4によって作られた細孔形成毒素である4これらは、主な宿主がヒツジである共生生物であるが、ヤギやカトル15などの他の草食動物から単離されることもあり、まれにヒトから単離されることもある。16自然感染は、典型的には、家畜、主にヒツジやヤギ、9、15に影響を与え、それは腸毒素血症9とパルプ腎臓病を生成します。,7,17epsilon toxin15によるヒトにおける死亡の報告はなく、ヒトにおける疾患の報告はほんのわずかであるが、動物から外挿された12の毒性および臨床病因は、それを潜在的なバイオテロ剤にする。6このため、米国疾病管理予防センター（CDC）は、イプシロン毒素をブドウ球菌エンテロトキシンBおよびリシンと共にカテゴリーb生物学的薬剤として指定し3,18,19
イプシロン毒素はプロトトキシンとして産生され、これはトリプシン、α-キモトリプシン、およびラムダ-キモトリプシンによって切断される（後者の二つはCによっても産生される）。, アクティブフォームにperfringens）。8,9,12この活性型は、プロトトキシンよりも約1000倍毒性である。8,20草食動物の自然な伝染でintraintestinalのイプシロンの毒素の大きい線量はすべての器官、12、21主に頭脳、肺および腎臓への血行性の広がりの全身循環に腸からのC.perfringensの記入項目を促進する高められた腸の透磁率で起因する。8,9毒素は細胞に入らず、細胞内活性を有さない。,21むしろ、それは細胞膜22上の受容体に結合し、オリゴマー化して細孔を形成し、親水性溶質のための非選択的拡散チャネルを作り出す。このようにして9,15,21,23は、他の細孔形成毒素、特にエアロリシンに類似している。この気孔を通る9,12イオン転位は細胞内のカリウムの急速な減少、細胞内の塩化物およびナトリウムの増加、および細胞内カルシウムのより遅い増加9,21細胞内のカリウムの流出により原形質膜のblebbing、細胞の膨張、換散、15および細胞死を引き起こします。,21血管内皮におけるこの破壊は、血清タンパク質および赤血球の溢出および脳を含む大規模な浮腫を含む浸透圧変化をもたらす18、24、25腎臓、肺、26および肝臓、27臨床的に脳浮腫、24、25肺水腫、4、24、25心膜液貯留、15、25、28腎臓浮腫、25および胃腸苦痛として現れる。29
動物実験では、静脈内に投与されたイプシロン毒素は、脳に優先的に蓄積する。, 気孔の形成に加えて、イプシロンの毒素はまたそれが効果的に血頭脳の障壁を交差させるようにする細胞細胞骨格、9を破壊します。9,30病理学的変化は、焦点拡散によって特徴付けられる14液化壊死および内部被膜、視床、小脳白質中の血管周囲浮腫、12および髄膜における。7高用量では、イプシロン毒素の神経毒性はシナプス前ニューロンの刺激によるものであり、グルタミン酸の過剰な放出をもたらす。12,14,31より少ない程度に、イプシロンの毒素によりまたdopamine14およびガンマアミノ酪酸(GABA)の解放を引き起こします。,31議論の余地がありますが、イプシロン毒素は末梢および中枢神経系のミエリンに直接作用することが報告されています。12,30脳以外の,イプシロン毒素はまた、腎臓に蓄積します,26腎皮質の壊死(いわゆる”パルプ腎臓病”)発生する可能性があります.7,17
ヒトに対するイプシロン毒素の生物兵器の潜在的な影響は、動物実験から外挿する必要があります。, ヒツジ、ヤギおよびmice4の調査は人間によって吸入が高透過性の肺水腫および腎臓、中心および中枢神経系への血行性の広がりに終って肺の血管内皮細胞の損傷の原因となることができることを提案します。15中枢神経系は、イプシロン毒素の主要な標的である。14従って人間の最も臨床的に重要な提示は興奮性神経伝達物質のグルタミン酸塩の解放による神経学的刺激です。30これは、運動失調、衰弱、めまい、32震え、27および発作として現れる可能性がある。,30昏睡は潜在的な遅い提示である。吸入暴露による32の肺症状には、呼吸刺激、咳、気管支痙攣、呼吸困難、32の成人呼吸窮迫症候群、および呼吸不全が含まれ得る。32心血管異常には、頻脈、低血圧、32または高血圧、12が含まれ、その後の心血管崩壊を引き起こす。24胃腸の苦痛は、吐き気、嘔吐、下痢、29、32重度の腹部痙攣および膨張、29および腸の運動性の低下として現れることがある。,12イプシロン毒素の毒性はグリコーゲンの変えられた肝臓の新陳代謝のためにhyperglycemiaおよびglycosuria12で起因するかもしれません。27汎血球減少症は、出血、挫傷、および免疫抑制をもたらす後期合併症である。32,33の最初の実験室の調査は血清のaminotransferaseのレベルの血管内溶血、血小板減少症、上昇、および低酸素症によって引き起こされる貧血症を明らかにするか33腎細胞毒性は、腎不全がヒト疾患の臨床的特徴である可能性があることを示唆し、ヒト腎臓細胞株を用いたin vitro研究で実証されている。,12,34,35
生物兵器としてのイプシロン毒素の産生は、時間と財政の制約のためにC.perfringensからの発酵ではなく化学合成に依存する可能性が最も高い。36イプシロン毒素の大量散布のための予想される主要なルートは、食品中、または水中で、エアロゾル、15、24、32、37としてであろう。32イプシロン毒素が病気の動物の腸から取り込まれるので、食糧汚染はバイオテロ攻撃のための最も重要で自然な道であるかもしれません。, エアロゾル毒素攻撃では、毒素は一度放出されると8時間有害な可能性を保持すると推定されます。38イプシロン毒素を有効なエアロゾル化生物兵器として使用するためには、テロリストは精製された毒素の呼吸可能なエアロゾルを製造する必要があり、39粒子は直径0.5から5μmの範囲であり、吸入経路を介して循環系に吸収するための”理想的な”粒子サイズである。, このサイズ範囲内の粒子は、長期間にわたって空中に留まり、遠位気道に運ばれるのに最適であり、そこでは毒素の保持および吸収が最大になる。 さらに、エアロゾル化剤は、静電気力を克服し、紫外線、湿度シフト、温度などの環境ストレス要因に対して安定化するためにコーティングする必要があり 同様に、エアロゾル化された感染性生物学的薬剤（例えば、炭疽菌胞子）は、遠位気道におけるそれらの最高の感染率を達成する。,38しかしながら、炭疽菌の胞子とは異なり、クロストリジウムの胞子がエアロゾル化されて病気を引き起こすという証拠はない。 イプシロン毒素は、人から人への伝達を有することが示されていないことに注意することが重要である。6
イプシロン毒素の推定致死量は0.1μg/kg静脈内20および1μg/kg15吸入経路であるが、吸入経路または経口経路の正確な致死量は、ヒトの呼吸器または胃腸粘膜20との毒素の相互作用に部分的に依存する。 病気の発症は、暴露から1-12時間以内であると予想される。,29死は影響を受けたanimals20の徴候の手始めの30から60分以内に起こることができます;従って臨床病気の突然の手始めは人間の死に急速に進歩でき15,20,32
認識は、患者のクラスタが同じ形態の病気を呈する場合は特に、臨床的洞察力とプレゼンテーションの文脈の感謝に依存しています。40イプシロン毒素攻撃の即時診断は、臨床および疫学的であろう。 C.perfringensの培養は、毒素単独ではなく生物自体が攻撃に使用された場合にのみ有用である。,4イプシロンの毒素はポリメラーゼの連鎖反応、酵素つながれたimmunosorbentの試金(ELISA)、9、39多くの分光学、3、9によってまたはmonoclonal抗体の使用を用いる識別することが鼻粘膜の39,41綿棒、39急性血清、およびおそらく組織サンプルは、できるだけ早く収集されるべきである42地元または州保健局またはCDCと協力して、適 ていないが、適切なパッケージを維持するために生体構造及び/又は活動です。, これらのサンプルは犯罪の証拠でもあるため、そのようなバイオテロ攻撃のために必要な適切な保管チェーンを維持する方法で輸送する必要があり
