Biologické zbraně – riziko bioterorizmu MUDr. František Beňa Pohled do historie • V 6. století před naším letopočtem nechal athénský vůdce Solón otrávit nepřátelské studny při obléhání Krissy. • V roce 1346, při obléhání města Kaffa byly přes hradby vrhány mrtvá těla infikovaná morem. • Podobným způsobem útočili Rusové ve válce proti Švédům v 18. století. • Na americkém kontinentu užívali biologické zbraně Britové, kteří zásobovali nepřítele pokrývkami infikovanými neštovicemi. • Vědecký výzkum biologických zbraní začal až v 19. století po objevech, které učinili vědci jako Koch, Pasteur a Lister. • 1925 podepsán Ženevský protokol zakazující použít biologické zbraně ve válce. • V roce 1969 USA oznámili jednostranný a bezpodmínečný ústup od biologických zbraní. V roce 1972 americké ministerstvo obrany vydalo prohlášení o ukončení likvidace veškerých zásob BZ. • 26. března 1972 Konvence o zákazu vývoje, výroby a skladování biologických zbraní. • Vývoj biologických zbraní v Libyi, Sýrii, Číně, Iránu, Iráku, bývalém Sovětském svazu (autobiografická výpověď Dr. Kena Alibeka alias Kanatjana Alibekova, ředitele sovětského komplexu center výzkumu, výroby a skladování biologických zbraní "Biopreparát", • 1979 nehoda s únikem antraxového aerosolu ve Sverdlovsku (68 úmrtí ze 79 zasažených.) • V roce 1972 byla ve vodovodu v Chicago a v St. Louis voda kontaminována tyfem. • V roce 1984 byl zaznamenán pokus použít botulotoxin v Paříži. • V roce 1986 v Oregonu onemocnělo 715 osob salmonelózou z úmyslně kontaminovaného salátu. • V roce 1995 byl zajištěn člověk, který si objednával z USA bakterii moru a dvě osoby byly usvědčeny z plánování vraždy pomocí ricinu. • Aktivity nechvalně proslulé japonské sekty Aum Shinrikyo (1995 útok sarinem v Tokijském metru, 1990-95 osm pokusů s rozptýlením spor antraxu a botulotoxinu v ulicích Tokia, 1993 snaha o získání viru eboly pod zástěrkou humanitární mise v Zairu). • Rozesílání prášku s antraxovými sporami v poštovních zásilkách (2001 USA). Biologická válka • Záměrné zneužití biologických prostředků k vyvolání onemocnění či otravy u lidí, zvířat nebo rostlinných kultur. • Podstata - uměle vyvolat epidemický nebo epizootický proces nebo hromadnou intoxikaci mikrobiálními toxiny. • Teoreticky přichází v úvahu jako prostředky bioterorismu asi 70 mikrobů, zejména však původci antraxu, moru, pravých neštovic, hemoragických horeček a botulotoxin. Biologická válka odlišnosti oproti přirozenému procesu • Pomnožení mikroba ve vnitřním prostředí hostitele je nahrazeno kultivací na médiích. • Vylučování mikroba přirozenou cestou je nahrazeno dopravou BP na cíl a záměrným šířením. • Způsob šíření, faktor přenosu nebo i vektor je volen cíleně a nemusí vždy odpovídat přirozenému mechanismu šíření. • K uměle navozeným hromadným intoxikacím biologickými toxiny může docházet abnormálními způsoby. • Infekční choroby ztrácejí řadu svých obvyklých mírových charakteristik (mění se ID, ztrácí se sezónnost, endemičnost a profesionalita výskytu, mění se podíl různých klinických forem onemocnění atd.). Biologická zbraň • Hmotný předmět, odpalující nebo rozšiřující biologickou látku, včetně členovců jako vektoru. • Druh zbraně hromadného ničení (zbraň hromadného zabíjení), využívající škodlivých účinků biologických látek na lidský nebo jiný živý organizmus. • Jde o zbraňový komplex, který zahrnuje biologické prostředky napadení, biologickou munici a prostředky jejich dopravy na cíl. Bojový biologický prostředek (BA) • Živý organismus – jakékoliv povahy – nebo z něho odvozený infekční materiál, určen k vyvolání nemoci nebo usmrcení osob, zvířat nebo rostlin. • Účinek závisí na schopnosti rozmnožit se v napadeném objektu (replikace) a dále se šířit v prostředí. Toxiny • Jedovaté látky chemické povahy, nejsou dále replikovatelné (nemají schopnost tvořit vlastní kopie, rozmnožovat se). • Původ, produkce: – Živý přírodní organismus – mikroorganismus, houby, rostliny či jiný živočich – Geneticky modifikovaný organismus – Chemická syntéza Charakteristické vlastnosti BA • selektivní působení na živou sílu (nedochází k žádné destrukci budov, zařízení, techniky podobně jako u CHZ) • vysoká bojová účinnost (při správném výběru cíle, druhu bojového biologického prostředku, způsobu jeho šíření, místa a času napadení velký počet manifestních onemocnění) • možnost spontánní potenciace účinku (schopnost mikroorganizmu rozmnožovat se v hostiteli s možností přenosu na dalšího vnímavého jedince) • existence časového intervalu mezi okamžikem napadení a vznikem účinku (podmíněno ID příslušného infekčního onemocnění, u toxinů - interval totožný s časem, který je nutný pro průnik toxinu do vnitřního prostředí makroorganismu, jeho vazbu na příslušné receptory a průběh určitých biochemických reakcí) • možnost skrytého napadení (nevýrazné projevy, tlumené výbuchy, vznik podezřelých oblaků aerosolu, kontaminace vody a potravin) • velký psychologický účinek úspěšného napadení Vlastnosti, podmiňující vysokou bojovou účinnost • patogenita (toxicita) pro napadený objekt • infekciozita • schopnost uchování viability, patogenity (toxicity) a infekciozity ve vnějším prostředí • obtížnost identifikace a antimikrobního působení (detoxikace) • relativní jednoduchost a rychlost produkce Nevýhody z hlediska použití • nespolehlivost a nepředvídatelnost účinku (např. změnou směru větru, deštěm, UV záření apod.) • spontánní inaktivace (pokles viability mikroorganizmů) • ohrožení útočníka (retroakce) Prostředky dopravy na cíl • rakety a řízené střely opatřené bojovou hlavicí s biologickou náplní • biologické pumy • rozstřikovací zařízení • aerosolové generátory • biologická munice k rozšiřování živých přenašečů nákaz Způsoby použití a šíření BA Infikování resp. intoxikace: • biologickým aerosolem (kontaminace přízemních vrstev atmosféry) • transmisí (pomocí infikovaných přenašečů) • diverzí (skrytá kontaminace potravin, pitné vody, vzduchu v uzavřených prostorech nebo jiných objektů vnějšího prostředí) Chování BA v bioaerosolu I. 1. skupina:  po rozprášení přežívají ve vzduchu několik minut, max. několik hodin. Patří sem arboviry (viry žluté zimnice, viry koňských encefalomyelitid, viry komplexu klíšťové encefalitidy) – vhodné k přímému napadení např. diverzí 2. skupina:  přežívají obvykle několik hodin. Ztráta viability je stále příliš rychlá, než aby mohly být běžně používány k přímému napadení cíle. Patří sem např. rickettsie. Chování BA v bioaerosolu II. 3. skupina:  schopny šířit se vzduchem i za obvyklých (mírových) podmínek a přežívají v aerosolu 24 hodin. Jde např. o Y. pestis, F. tularensis, brucely apod. Vhodné i k nepřímému napadení. 4. skupina:  spory B. anthracis, které se vyznačují vysokou odolností vůči vlivům vnějšího prostředí. V aerosolu přežívají po mnoho dnů – možnost nepřímého napadení na větší vzdálenost. Požadavky na výběr BA • stabilita ve vnějším prostředí • snadné dosažení infekční dávky • možnost dalšího interhumánního přenosu • obtížná diagnostika, léčba a profylaxe Způsoby proniknutí BA • Inhalace • Ingesce • Překonání povrchové bariéry sliznic nebo kůže: – aktivní překonání nebo ovlivnění povrchové bariéry – průnik porušenou povrchovou bariéru Epidemiologické charakteristiky • Explozivní epidemie charakterizovaná vysokou nemocností a smrtností. • Epidemiologické ukazatele nemocnosti netypické pro danou lokalitu v daném čase. • Podle charakteru aplikace dominuje obraz onemocnění respiračního traktu. • Protrahovaná epidemie s několika vrcholy. • Pravděpodobná rezistence na ATB léčbu. • Možná nezvyklá epizoocie v dané lokalitě charakterizována vysokým úhynem zvířat. • Při epidemiologickém šetření zjištěn pravděpodobně shodný zdroj. Možné příznaky zasažení BZ • příznaky ARI nebo ILI • příznaky zánětu plic • žloutenka • příznaky záněty mozku • kožní příznaky s vyrážkou • nevysvětlitelná úmrtí nebo ochrnutí • septický nebo toxický šok Ochrana před BZ – hlavní problémy • Vysoká pravděpodobnost vzniku paniky. • Neobyčejně velký rozsah nutných protiepidemických opatření. • Nemožnost zabezpečení ochrany všech obyvatel. • Vyšší stupeň ohrožení oblastí s teplejším a vlhčím klimatem, s nižším životním standardem. • Vyšší nebezpečí pro obyvatele v hustě obydlených oblastech zvl. ve velkých městech. • Vysoký stupeň ohrožení pro imunosuprimované, nemocné a osoby starších věkových skupin. Základní obranná opatření • Epidemiologická surveillance • Hygienicko-epidemiologický a biologický průzkum • Detekce a identifikace původce • Osobní ochrana • Kolektivní ochrana • Dekontaminace a asanace • Kauzální léčba • Obrana proti psychologickým útokům a panice Detekce a identifikace původce • Detekce – Prvotní informace o agens – Skupinová diagnostika • Identifikace – Přesné určení původce - to ovlivňuje • Kauzální a symptomatickou léčbu • Určení ohrožených a vnímavých osob • Protiepidemická opatření - zabránění rozšíření Mikroorganismy použitelné jako BA • Bakterie • Rickettsie • Viry • Plísně (houby) • Geneticky modifikované organismy • Toxiny Charakteristika mikroorganizmů I • Bakterie – nejmenší jednobuněčné organismy. – typická vlastnost - schopnost množit se a přežít nevhodné životní podmínky (horko, sucho, záření, chemické látky, apod.) ve formě odolnějších spor. – K vyvolání nemocí může dojít přímým napadením tkání nebo tvorbou toxinů, popř. kombinacemi obou variant. – Léčba většině případů možná pouze ATB. – Do této skupiny patří bakterie způsobující např. antrax, tularémii, mor, choleru. Charakteristika mikroorganizmů II  Rickettsie  Zvláštní kmeny bakterií, které se rozmnožují díky parazitování na hostitelských buňkách.  Většinou jsou přenášeny vektorem.  Léčba je také možná pouze antibiotiky.  Do této skupiny patří např. skrvnitý tyfus či Q- horečka. Charakteristika mikroorganizmů III  Viry  Mnohem menší než bakterie, chovají se stejně jako Rickettsie, tj. množí se pouze v buňkách hostitele.  Léčba bojových variant mnoha virů je velmi komplikovaná (protilátky mají většinou pouze omezený účinek než-li se povede viru zmutovat).  Do této skupiny patří např. původci varioly nebo eboly. Charakteristika mikroorganizmů IV  Plísně (houby)  Větší než bakterie a patří mezi první identifikované biologické bojové látky.  Biologické působení nepřímé – využívá se jejich schopnosti produkovat extrémně toxické látky (toxiny), které mohou i ve velmi malém množství zabíjet.  Léčba plísňových onemocnění (mykózy) se většinou provádí antimikrobálními prostředky. Charakteristika mikroorganizmů V • Geneticky modifikované organismy – díky rozvoji genetického inženýrství, je možné vytvořit biologické agens genetickou cestou, tj. modifikací DNA (tzv. rekombinantní DNA technologie). – Nebezpečím tohoto postupu je možnost potlačení určitých vlastností či schopností. Charakteristika mikroorganizmů VI • Toxiny – Výsledek produkce živých organismů (mikroorganismů, rostlin, živočichů). – Většinou organické jedy s výrazným a rychlým projevem. – Léčba je velmi složitá, většinou odkázána na léčbu vnějších příznaků. – Příklad toxických látek - botulotoxin, enterotoxin B a trichoteceny.