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恐怖细菌杀伤力巨大-揭开炭疽的神秘面纱(附图)

http://jczs.sina.com.cn 2001年10月11日 13:17 舰船知识网络版

图为显微镜下的炭疽热病菌(中国日报网站图片)

  在美英开始对阿富汗塔利班政权开始军事打击后,美国国内先后传出了几例病人感染炭疽病的消息,目前已经有感染者死亡,美有关部门在经过调查后否定了自然感染的原因,已经初步认定此事可能与恐怖袭击有关。

  生物恐怖主义者为什么会看中这种细菌呢?首先因为炭疽是一种严重的疾病,分布又非常广泛。炭疽原是食草动物的疾病,引起这种疾病的细菌就是炭疽芽孢杆菌,它就存在于
土壤里。食草动物如牛羊等,进食时口鼻离地面很近,而且常常连根拔起来。这样很容易把土壤中细菌的芽孢吸入呼吸道,造成全身性的感染。对食草动物来说,这种疾病通常是致命的。

  不仅牛羊等家畜会感染这种疾病,它对许多野生动物也是可怕的灾难。在非洲的河马、加拿大的北美野牛和美国得克萨斯的鹿群中,都有过炭疽的严重流行,死亡惨重。

  炭疽对人类虽然不像对食草动物那样危险,但也能引起严重的疾病。人不吃草,也很少把口鼻贴近地面,因而,人主要通过与动物接触或吃动物的肉感染炭疽。经常与牲畜接触的人,如牧民、兽医和加工皮毛的工人,常患皮肤炭疽。那是一种不痛的溃疡,但非常难以治愈。如果吃了患了炭疽牲畜的肉(炭疽芽孢杆菌可不是煮熟了就能杀死),会患肠炭疽,就严重得多。而且,不管哪一种类型的炭疽,没有得到正确的治疗,都会发展成败血症炭疽或肺炭疽,很容易引起死亡,还有可能在人与人之间传播。

  细菌非常容易培养:掘起一点泥土,放在水里煮一会儿,接种在加了一点血液的培养基上就行了;而且非常危险,只要随便一喷洒,就能造牲畜和人类大批死亡。

  生物恐怖主义者看中这种细菌,还因为它几乎是一种永不死亡的细菌,所有的芽孢杆菌都有一种共同的特征:它们能够形成芽孢,因而很不容易死亡。在环境恶劣的时候,细菌内部会有一小部分浓缩起来,在这一部分周围形成几层坚硬的壳。里面的生命活动变得非常缓慢,而壳外面那部分就死亡消失了,这就是芽孢。环境条件一变好,壳里面的部分会像“发芽”一样长出来,又成了能够繁殖的细菌。

  那么,炭疽芽孢杆菌能活多少时间?

  在我国的华北地区,有过这样一件事情。抗日战争时期,有一批军马患了炭疽,被封闭在一间窑洞里面。由于战争,也由于后来的许多变故,村里的老人都不在了。没有人知道那里曾经有过一孔窑洞,更不知道那里曾埋葬过患病的军马。到了20世纪80年代,由于一个偶然的机会,那个窑洞被挖开。战马当然早成了枯骨,可扬起的灰尘却感染了挖土的民工,在村子里引起了流行,死了十几个人。

  这仅仅是40余年,炭疽还能活得长得多。

  在英国的一个小城里,有一个警察博物馆。1997年,博物馆进行维修的时候,在清理出来的杂物中发现了一支小玻璃管。人们惊异地发现,这一被遗忘的东西,竟然是在1918年缴获自一名德国间谍。他们把这支玻璃管送到专业机构鉴定,发现是炭疽芽孢杆菌,不仅仍然活着,而仍然具有致病能力。

  还能活多久?我不知道,也许,在一定的条件下,它是永不死亡的。而恰恰是人的错误行为,造成了这种条件。过去在军队里,规定枪杀患传染病的马匹。然而,正是在流出的血液里,含有大量的炭疽芽孢杆菌,会造成更多的马匹感染;许多地方把患了炭疽的尸体深埋地下,这等于把炭疽永久性保存下来,年代久远之后,就可能造成突然的爆发流行事件。

  正因为炭疽芽孢杆菌的这种性质,它成了最早采用的细菌战剂,至今仍在使用。生物恐怖主义者不需要去占领任何土地,而炭疽又能给一个国家造成永久性的,甚至是无法恢复的损害,这不正符合他们的目的吗?

  日本的邪教组织奥姆真理教想利用炭疽发动细菌战争,空惹来世人唾骂,他们的阴谋为什么未能得逞?这些邪教徒毕竟是些外行,他们只知道把炭疽芽孢杆菌弄到手,却没有发现,他们的细菌丢失了一个质粒。

  什么是质粒?我们知道,细菌引起疾病的能力和细菌的其他生命功能一样,都受遗传的控制。细菌主要的遗传物质是它的染色体,染色体一旦损坏,细菌固有的性质。比如我们上面说的芽孢杆菌不死的特征,就是由染色体决定的,是细菌固有的性质。染色体外的遗传物质中,有一种叫做质粒,是一种较小的、环状的DNA结构。质粒的特点是能够独立复制,所以,在一个细菌的细胞中,染色体只能有一个分子,而质粒却可以有许多。

  芽孢杆菌原来是独立生存的生物。世界上有很多种芽孢杆菌,它们就生活在土壤中,对人对动物都没有什么危害。为什么惟独炭疽芽孢杆菌这样厉害?原因是它们除了染色体之外,还在进化过程中获得了额外的遗传物质。在炭疽芽孢杆菌中,那是两种不同的质粒。

  其中一种决定炭疽芽孢杆菌可以产生荚膜。细菌有了荚膜,就可以抵抗动物身体内白细胞的吞噬。所以,炭疽芽孢杆菌在动物的身体内,才能生长得那么快;动物死亡的时候,它们的器官和血液里几乎充满了这种细菌,也才能造成那样严重的污染。

  另一种决定这种细菌产生两种毒素。一种叫致死因子,另一种叫水肿因子。这可能是最厉害的细菌毒素,只要有一个分子进入细胞,就能使细胞破裂死亡。正由于这些毒素,食草动物感染炭疽后,才会那么快死亡;也由于毒素破坏了血管的细胞,才会那么严重的出血,把细菌带出体外,造成无法收拾的污染。

  可炭疽芽孢杆菌的这些性质毕竟是外来的,容易得来的东西,就容易失去。炭疽芽孢杆菌的两个粒丢失了任何一个,这种细菌就恢复了它祖先的特征,对动物和人不会造成任何危害。奥姆真理教徒不懂得这一点,所以他们只放出了一股股难闻的臭气,却没看到一个人生病。

  科学面临的挑战

  如果诊断正确,炭疽可以治疗,青霉素就是其特效药物。真正麻烦的问题,在于一块地方一旦受到炭疽芽孢杆菌污染,极难消除。从污染的土地上,将不断有动物遭到感染,威胁人类,而且使污染的地域不断扩大。

  这种污染顽固到什么程度?让我们来讲一个故事。在英国,一个人买下一块土地。这里曾经是一家屠宰场,曾经受到炭疽的污染。可这块土地荒废多年,慢慢地,再没有炭疽病例发生。不知出于什么考虑,这个人把荒废的土地犁了一遍,谁知这样一来,周围不断有牲畜发生炭疽。卫生局进行了检查,发现就是因为他把原来土层深处的炭疽芽孢杆菌翻了上来。这块土地再次荒废,卫生局勒令他清除污染。这个人想尽了一切消毒的办法,可不管他怎么做,每次检查总是可以查出炭疽芽孢杆菌。他在这块地周围筑起篱笆,邻人的牛羊还是发病;他把整块土地都打上水泥地面,可在水泥的外围还是查得出这种细菌。为了这块土地,他几乎破产,而这累赘却死死地压在他身上,送人都没人敢要。

  确实,以今天科学发展的水平,还没有对付炭疽污染的有效办法。在第二次世界大战的时候,英国也在发展生物武器,在大西洋的一个小岛上,实验过一枚炭疽炸弹。从那以后,没有吃草的动物能在那个岛上活下来。40多年过去了,英国政府似乎想挽回这个错误。他们派了海军,在那个岛上每隔1米打下一根带孔的钢管,然后,用海水稀释甲醛,用强力的泵压到土壤里去。炭疽的污染总算是消除了,可大家也可以看出,这可不是什么好办法。1米深的土壤全都浸透了掺着甲醛的海水,这岛上将有许多年寸草不生。

  前景也不全是漆黑一片

  我到英国去参加炭疽方面的科研协作,我原来的老师给我写了一封信,说:你干什么要去搞炭疽那个“讨厌”的杆菌?还是回到我这里来,咱们一起搞鼠疫。听他那口气,好像鼠疫菌该是种“可爱”的细菌。当然,鼠疫菌一点也不可爱,不过炭疽可绝对“讨厌”。至少,我们现在还没有好的办法,来阻止炭疽污染不断扩大。

  可这些年来,科学界对炭疽的研究,还真发现了“讨厌”的炭疽芽孢杆菌有点“可爱”的性质。我们刚才讲过,炭疽的毒素是最厉害的细菌毒素,可它必须进入细胞,才能发挥它的毒性作用;如果留在细胞外,不管多高的浓度,对人根本无害。

  炭疽芽孢杆菌能产生一种蛋白质,把这两种毒素引导到细胞内。现在,科学界已经能够做到,消除炭疽芽孢杆菌中编码这种蛋白质的基因。这样的炭疽芽孢杆菌可以成为非常好的疫苗。因为没有这种蛋白质,毒素无法进入细胞,这样的细菌就对人和牲畜都无害;可它又有产生针对两种毒素的抗体,让我们能够抵抗真正的炭疽感染。

  科学界还在进一步发展这一发现。如果能够改变这种蛋白质,使它能够识别肿瘤的细胞,炭疽芽孢杆菌就能成为非常好的“生物导弹”。我们知道,现在治疗癌症的办法,对正常的细胞都有伤害。不管化学疗法,一个疗程下来,人简直要缩进去整整一圈。一些基本情况较差的病人,实际上不是死于癌症,而是扛不住治疗。有了这种“生物导弹”,可以保证毒素只进入癌变细胞,而对正常细胞完全无害。顺着这条路走下去,癌症、艾滋病,这些今天的不治之症,也许都不再成为对人类的威胁。

  让我们期待这一天早日到来。(俞东征)(《知识就是力量供稿》 版权所有 请勿转载)


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