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特别危险的感染
該文的醫學專家
最近審查：05.07.2025
原因
数百种病原体能够引发传染病，但只有少数可用作生物武器。其中许多是人畜共患传染病的病原体，对人类和动物都具有危险性。传播传染病最有效的途径是气溶胶，病原体或毒素通过气溶胶直接进入肺部。然而，在这种情况下，致病因子必须以气溶胶的形式稳定存在，具有高毒力，并能够引发多种临床症状。例如，委内瑞拉猪脑炎病毒可导致大约100%的感染者发病，因此可以用作生物武器，但日本脑炎病毒在大多数情况下会导致亚临床感染，因此不能用作生物武器。根据使用目的，生物武器分为致命和非致命两种。北约已列出39种可用作生物武器的潜在病原体和毒素。在俄罗斯，也有一份类似的清单，名为“特别危险病原体”。此外，还有一个等级，根据气雾剂使用所需的剂量、在环境中的稳定性、传染性、感染的严重程度、诊断速度、预防和治疗的可能性来区分特别危险感染的病原体。其中最相关的是天花、鼠疫、炭疽病和肉毒杆菌病的病原体。
特别危险的感染病原体
炭疽病（黑天花）
炭疽病的病原体是炭疽芽孢杆菌，这是一种不运动的革兰氏阳性菌，能产芽孢。该菌数十年来高度稳定，毒性极强。它可以生产并长期保存。芽孢可以制备成理想的大小（1-5微米），以便深入呼吸道。对于一半的吸入性感染者来说，8000-10000个或更多的芽孢足以致命。这一剂量的芽孢可以通过一次呼吸进入呼吸系统，并进入孢子云。在急性感染中，体内只存在活的、有荚膜的细菌。
天花
该病毒属于正痘病毒属，是一种直径为 0.25 µm 的 DNA 病毒。
瘟疫
鼠疫的病原体是一种非运动性的革兰氏阴性球杆菌——鼠疫耶尔森氏菌。根据革兰氏染色法，鼠疫耶尔森氏菌呈棒状，这是双极染色的结果。与炭疽病的病原体相比，鼠疫耶尔森氏菌在环境中的稳定性较差，但致死剂量明显较低。
可用性
特别危险的感染病原体很容易获得。肉毒梭菌等细菌可以从土壤中分离，并利用基本的微生物学知识和技能进行培养。炭疽病和鼠疫病原体可以从流行地区的动物和环境物体、微生物收集物、从事合法科学和诊断研究的医疗公司或实验室中分离出来。
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潜伏期
其持续时间从数小时（葡萄球菌肠毒素B）到数周（Q热）不等。此类武器的特点是其效果逐渐显现，以气溶胶形式分布，无声、无味、无色，不引起任何感觉。
特别危险的感染的发病机制
炭疽病
感染通过三种方式传播：接触传播、食物传播和空气传播。这些微生物的荚膜含有聚谷氨酸，会降低巨噬细胞的吞噬活性。然而，孢子可以被组织巨噬细胞吞噬，并在其中发芽。细菌在渗透区域繁殖，并通过淋巴途径进入区域淋巴结。炭疽杆菌在生长过程中合成三种蛋白质：水肿因子、致死因子和保护性抗原，后者与水肿因子和致死因子形成复合物。这些复合物被称为水肿毒素和致死毒素。水肿因子的作用与腺苷酸环化酶的局部激活和水肿的发生有关。致死因子的作用导致组织坏死。
食用未煮熟的肉类时，细菌孢子会进入胃肠道，引发相应形式的疾病。吸入性病原体是指孢子通过呼吸道进入人体，从制造生物武器的角度来看，吸入性病原体被认为是最具吸引力的。
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天花
病原体通过多种途径进入人体。气溶胶感染是通过与感染者直接接触而发生的。接触性感染是通过病人的黏膜与健康人的黏膜直接接触而发生的。在这种情况下，病毒通过受感染的黏膜分泌物或受感染的脱落上皮细胞传播。病毒通过打喷嚏和咳嗽经气溶胶传播时，感染风险急剧增加。一名患者可能成为10-20名健康个体的传染源。潜伏期为7至17天。
病毒穿过呼吸道黏膜，进入局部淋巴系统。病毒复制后，3-4天内出现病毒血症，由于网状内皮系统主动清除病毒，因此不伴有临床表现。由于病毒持续复制，数天后出现第二波病毒血症，病毒进入皮肤和其他器官，患者出现疾病的早期症状。
瘟疫
在腺鼠疫中，来自感染部位（昆虫叮咬）的细菌会进入淋巴系统，到达淋巴结并在那里繁殖。结果，淋巴结肿大并形成腹股沟淋巴结——一种高度紧张和发炎的淋巴结，由于剧烈疼痛而活动受限。血行播散会导致器官损害。
肺鼠疫可作为继发性菌血症的并发症出现，也可作为吸入感染颗粒而独立出现。潜伏期为数小时至12天。
特别危险的感染症状
炭疽病
根据侵入途径，该病可分为以下几种临床表现：皮肤、胃肠道、肺部。潜伏期为1至6天，有些情况下感染后可达43天（根据斯维尔德洛夫斯克灾难调查后获得的数据）。潜伏期如此长的原因尚不清楚，但在一项实验中，在100天的观察期内，在灵长类动物纵隔淋巴结中发现了活孢子。开始抗生素治疗后，临床症状可能消失，但淋巴结中残留的活孢子可能导致感染复发。吸入性感染可出现非特异性症状，如发烧、咳嗽、乏力、胸痛。病情在24-48小时内恶化。淋巴结肿大、基质出血、破裂和出血较为常见，病原体进入纵隔。病情短暂好转后，会突然急剧恶化。出现紫绀、呼吸困难、喘鸣和呼吸衰竭症状。肺炎无特征性体征。可能出现出血性胸膜炎。若未得到充分治疗，患者会出现菌血症和毒血症，并在胃肠道、脑膜和脊髓膜上出现继发性转移灶。50%的炭疽病死者尸检可发现出血性脑膜炎。
天花
该病的初期症状包括发烧、头痛、肌肉疼痛和呕吐。主要症状是皮疹，首先出现在面部和四肢末端，然后蔓延至全身。面部和四肢皮疹数量最多。起初，皮疹类似于麻疹。然而，大多数麻疹病例的皮疹主要出现在身体上，皮疹的症状处于不同的发展阶段，皮疹出现后患者很快就会失去传染性。天花患者在皮疹所有症状消失之前都具有传染性。该病的临床表现形式多种多样，从轻微症状到致命的出血性症状不等。并发症包括脑炎、急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 和失明。
瘟疫
腺鼠疫型
急性起病，高烧（最高可达40°C）伴寒战，淋巴结肿大为典型症状。可出现腹股沟淋巴结肿大（淋巴结肿大伴疼痛，水肿明显，肿大处皮肤光滑充血）。股淋巴结和腹股沟淋巴结最常受累，腋窝淋巴结和颈部淋巴结较少受累。咬伤处可出现化脓性水疱，伴局部淋巴管炎，有时可结痂。典型症状为意识障碍，从定向障碍到谵妄。第二周淋巴结可能化脓。患者死亡原因为败血症，通常发生在发病第3-5天。
原发性肺型
潜伏期持续2-3天。患者会迅速出现高热、寒战和头痛，并在20-24小时内出现咳嗽，初期伴有粘液痰。随后痰中可能出现血丝，痰液也可能呈鲜红色（覆盆子糖浆色）。特征性肺损伤表现为肺压实，通常不会发展为胸膜炎。如不治疗，患者会在48小时内死亡。
其他形式的鼠疫包括败血症鼠疫、脑膜炎鼠疫、咽喉鼠疫、良性鼠疫（在流行地区）。
特别危险感染的诊断
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炭疽病
吸入性感染的临床表现无特异性症状。胸部X光片的特征性改变包括纵隔扩张（60%）、浸润（70%）和胸腔积液（80%）。感染两天后，细菌及其毒素会出现在血液中。毒素进入血液后，白细胞增多会立即出现。
革兰氏染色法可检测血液中的细菌。诊断时，需对外周血、脑脊液和胸腔积液进行微生物学检查。痰液革兰氏染色法通常无法检测出微生物，故不进行。血清学诊断方法可用于回顾性确诊。免疫荧光反应和PCR可用于快速诊断。
吸入性感染时，可在口咽分泌物（24小时内）和粪便（24-72小时内）中检测到孢子。
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天花
该病的诊断基于特征性皮疹。皮疹活检组织光学显微镜检查可能发现嗜酸性粒细胞（瓜尔内里小体）。电子显微镜检查可发现病毒，但难以与正痘病毒科的其他病毒区分。病毒学检测或PCR可用于明确诊断。
瘟疫
临床诊断：腺鼠疫型耶尔森氏菌感染基于存在入侵门户、特征性腹股沟淋巴结肿大、全身炎症体征和白细胞增多。肺部感染型耶尔森氏菌感染的影像学检查显示肺组织特征性浸润。确诊需从血液、痰液和淋巴结抽吸物中分离病原体。手术活检可导致耶尔森氏菌播散。可进行血清学检测（补体结合反应、间接血凝试验和免疫荧光）。
治疗特别危险的感染
炭疽病
通常，病原菌株对青霉素类抗生素敏感，因此，在流行地区，对于皮肤感染，可使用一组青霉素类药物，每2小时肌肉注射或静脉注射200万单位，或每4-6小时静脉注射400万单位。由于在生物武器袭击中，菌株在实验室中发生变异的可能性很高，通常静脉注射环丙沙星，每12小时400毫克。如果对青霉素过敏，可以使用四环素（强力霉素100毫克，口服，每12小时一次）或红霉素（500毫克，静脉注射，每6小时一次）。
根据2001年的新数据，建议略作修改。治疗应以环丙沙星或强力霉素（按上述剂量）联合一至两种其他抗生素（利福平、万古霉素、青霉素、氨苄西林、氯霉素、泰能、克林霉素、克拉霉素）开始。同样的药物也用于治疗和预防儿童（按年龄适量）和孕妇的炭疽病。应尽早开具抗生素处方，并持续使用最多60天。如果患者病情在肠外治疗后有所改善，则可改用口服药物。
不建议使用头孢菌素和复方新诺明。
对症治疗，建议采用输液治疗，休克时使用血管活性药物，低氧血症时使用呼吸支持。
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自然痘
通常采取对症治疗。抗病毒药物西多福韦在类人猿中取得了一些积极经验。
瘟疫
应立即开始治疗。对于脓毒症和肺部鼠疫，应在最初24小时内开始治疗。建议给予链霉素，剂量为每12小时肌肉注射1克，连续10天。庆大霉素，剂量为5毫克/千克，每日肌肉注射或静脉注射一次，或首次给药2毫克/千克，然后每8小时肌肉注射或静脉注射1.7毫克/千克。替代药物是强力霉素，剂量为100毫克，每日两次静脉注射，环丙沙星400毫克，每12小时静脉注射一次，或氯霉素（左旋霉素），25毫克/千克，每6小时静脉注射一次。对于脑膜鼠疫，氯霉素被认为是首选药物，因为它能很好地渗透到蛛网膜下腔。β-内酰胺类抗生素不用于治疗鼠疫。
如何预防特别危险的感染？
尽管生物武器相对容易获得，但其大规模生产仍然受到限制，因为它们需要对环境因素（干燥、阳光、加热）敏感的活微生物和蛋白质物质。
炭疽病
主要预防措施包括在从事畜牧养殖的农场进行防疫控制，为动物、兽医和纺织（羊毛相关）企业工人接种疫苗，以及在工业和日常生活中限制羊毛的使用。如预期接触，可使用环丙沙星进行化学预防。其他药物包括强力霉素和阿莫西林。根据实践经验，美国专家建议在可能接触后60天内使用环丙沙星进行预防。
另一种预防方法是接种吸收性疫苗。实验表明，在灵长类动物中，疫苗接种和抗生素化学预防相结合比单独接种和化学预防更有效。
天花
预防的主要方式是接种疫苗。然而，由于缺乏自发性发病率，自20世纪70年代中期以来，天花疫苗接种已被排除在疫苗接种计划之外。
如果发现感染源，必须立即为周围的人接种疫苗。能够捕获病毒颗粒的特殊呼吸器被认为是防止气溶胶感染的保护措施。隔离病人被认为是一项重要措施
瘟疫
预防的主要任务是控制啮齿动物，使用驱虫剂消灭跳蚤。不建议前往疫区旅行的旅客接种疫苗（疫苗不能预防气溶胶感染）。如果患病风险增加，建议在整个接触期间每12小时服用100毫克强力霉素或500毫克环丙沙星。
防止失败的可能性
散播气雾剂生物武器的人员必须具备对疾病的抵抗力，这可以通过接种疫苗或预防性使用药物来实现。与化学武器不同，特别危险的感染病原体通常无法穿透完整的皮肤进入人体。
生产的简单性和隐秘性
生产生物武器的技术和设备与生产啤酒、葡萄酒、抗生素、疫苗并无太大区别。易于分销。
生物武器可以利用农业灌溉设备、某些气象条件、通风系统等轻易传播。
据联合国估计，在一个拥有 50 万人口的城市使用 50 公斤这种药物，可以造成一条 2 公里宽的破坏带，受影响的人数根据病原体不同，从 3 万到 12.5 万人不等。
广泛的公众共鸣
天花、鼠疫和炭疽病是历史上众所周知的引起平民恐慌和恐怖的疾病。美国近期使用炭疽孢子事件再次提醒我们生物武器的潜在危险，并引发了公众的普遍抗议和不安全感。
信息可用性
直到最近，获取有关生物武器生产的信息几乎是不可能的。现在，由于万维网的存在，获取有关生物武器生产的详细信息已经成为可能。
炭疽病
感染通常发生在涉及动物毛发、煮骨头和鞣制皮革的工作中。20世纪初，每年约有500例此类疾病被报道，以皮肤形式出现。2001年，在美国，由于恐怖分子使用生物武器，炭疽孢子被放入信封中寄出，导致11人吸入。1979年，斯维尔德洛夫斯克发生的一次事故导致孢子泄漏，据称造成66人和大量动物死亡。受风影响的人群范围达4公里，动物范围达50公里。
天花
该病的爆发原因不明。1970年，德国梅舍德的一家医院爆发疫情，可能是由于病毒通过气溶胶传播。1972年，南斯拉夫发生一起输入性感染病例，一名患者感染了11人，累计175人患病。
瘟疫
已知的鼠疫大流行有三次。在中世纪，最严重的（第二次）大流行导致欧洲国家三分之一的人口死亡。上一次大流行发生在1898年。1994年，印度爆发了肺鼠疫。美国西海岸每年都会发现几例腺鼠疫病例。人类不参与鼠疫病原体的生命周期。这种疾病通常发生在有大量受感染野生啮齿动物（大鼠、小鼠、松鼠）的地区，这些动物是鼠疫的天然宿主。已报道几例通过与受感染的猫密切接触而感染肺鼠疫的病例。该疾病可以在人与人之间传播。
鼠疫通过啮齿动物被感染的跳蚤叮咬而传播给人类，并通过与患有肺鼠疫的咳嗽患者接触而通过空气飞沫在人与人之间传播。