Virus, bakterier og toksiner som biologiske kampstoffer - Z

afdelingz.dk

Virus, bakterier og toksiner som biologiske kampstoffer - Z

772

VIDENSKAB OG PRAKSIS

Virus, bakterier og toksiner som

biologiske kampstoffer

OVERSIGTSARTIKEL

John-Erik Stig Hansen

Resumé

Biologiske våben er i dag en væsentlig del af det

internationale trusselsbillede. Den teknologiske

udvikling har gjort fremstilling af biologiske våben

relativt simpel og billig, og selvom en FNkonvention

fra 1972 forbyder biologiske våben,

har såvel stater som ikkestatslige organisationer

eller enkeltpersoner i de senere år udviklet biologiske

våben til offensiv brug til krig eller terrorvirksomhed.

Oversigtsartiklen gennemgår den

offentligt tilgængelige litteratur på området, og

sygdomsbilledet og de terapeutiske muligheder

ved de gængse biologiske kampstoffer skitseres.

Mulighederne for beskyttelse af militære og civile

grupper beskrives, og behovet for en national

beredskabsplan understreges.

Biologiske våben anvendt til krig eller terrorvirksomhed

er i tiltagende grad dukket frem som en uhyggelig

mulighed, der ikke længere kan anses for blot at være

teoretisk. De store nationers omfattende biologiske våbenprogrammer

under og efter anden verdenskrig blev

for hovedpartens vedkommende indstillet efter vedtagelsen

af FN-konventionen fra 1972, der forbyder anvendelse,

udvikling og oplagring af disse våben (1, 2). Afsløringerne

af det irakiske våbenprogram op til og efter

Golfkrigen i 1991, der bl.a. har klargjort, at danske styrker

har været indsat i en krigszone, hvor biologiske våben

var deployeret, har sat nyt fokus på området; men

også det sovjetiske våbenprogram i 1980’erne og

1990’erne og udviklingen af biologiske våben i terroristorganisationer

som den tyske Rote Armee Fraktion

og den japanske dommedagskult Aum Shinrikyo har

vist, at problemet er mere omfattende (1).

Den teknologiske udvikling har gjort det muligt at

fremstille biologiske våben under teknisk meget beskedne

forhold, og i dag regner man med, at omkring

15 lande har offensive biologiske våbenprogrammer,

hvortil kommer adskillige tilfælde, hvor enkeltpersoner

eller ekstremistgrupper forsøger at udvikle sådanne våben

(1-3). Den teknologiske udvikling har imidlertid

ikke alene gjort tilgængeligheden større; der er og

sket en udvikling inden for molekylærbiologi og viro-

Antaget den 10. september 1998.

H:S Hvidovre Hospital, infektionsmedicinsk afdeling 144.

logi, som gør det muligt at fremstille langt farligere biologiske

våben med en betydelig mere kontrolleret anvendelse,

end det var muligt for blot få år siden.

I denne situation, hvor både militære og civile grupper

eller hele samfund kan blive udsat for et biologisk

angreb, er det nødvendigt at skærpe den lægefaglige opmærksomhed

både for at modvirke udviklingen generelt

og for at etablere et profylaktisk og terapeutisk beredskab

i det omfang, det er muligt. De videnskabelige

artikler i denne oversigtsartikel er fundet i Medline på

søgeordene biological weapons og biological warfare.

Generelt er mikroorganismer følsomme for varmepåvirkning,

udtørring og ultraviolet bestråling. Anvendelse

som kampstof kræver endvidere, at smitte kan

foregå ved indånding, om end kontamination af drikkevand

eller fødevarer kan være en mulighed, specielt i

forbindelse med terroraktiviteter. Disse forhold medfører

en betydelig indskrænkning i antallet af mikroorganismer,

der kan anvendes som våben (Tabel 1). Traditionelt

har vægten i dette århundredes udvikling af biologiske

våben derfor ligget på sporedannende bakterier

som B. anthracis, der i sporeform er meget hårdfør,

og som efter indånding resulterer i en alvorlig infektion

uden de store behandlingsmuligheder. De sidste årtiers

teknologiske udvikling har imidlertid både medført nye

muligheder for profylakse og antibiotisk behandling,

men de har også samtidig gjort det muligt at fremstille

eller modificere andre mikroorganismer i en form, så de

ud over med granater også kan spredes i aerosolform

ved særligt udformede missiler med multiple sprænghoveder

og kølesystem eller ved spraytanke påmonteret

bemandede eller ubemandede fly (4, 5).

Meteorologiske forhold på kamppladsen vil have afgørende

betydning for gennemførelsen af et biologisk

angreb. Vindretningen og temperaturforholdene i den

nedre del af atmosfæren er vigtige faktorer, og ofte vil

de tidlige morgentimer være bedst egnede til et biologisk

angreb. Imidlertid vil der ikke som ved kemiske

kampstoffer umiddelbart være noget tegn på, at man er

blevet udsat for et biologisk angreb – bortset fra en evt.

alarm fra de detektionssystemer der for tiden er under

udvikling (6). Mistanke om, at man har været udsat for

et biologisk angreb, vil derfor først opstå flere timer eller

dage efter selve angrebet. Det karakteristiske vil

være en pludselig ophobning, evt. inden for få timer, af

mange patienter, der fremtræder med det samme sygdomsbillede,

frem for den mere snigende udvikling som

en naturlig epidemi normalt viser sig ved. Mistanke om

et biologisk angreb bør også opstå ved epidemisk infektionssygdom,

hvor mikroorganismen optræder i et andet

geografisk område eller på en anden årstid end normalt,

hvis symptombilledet er væsentligt anderledes,


Tabel 1. Traditionelle biologiske kampstoffer spredt i aerosolform (modificeret efter ref 8).

Agens Inkubationstid Klinisk billede Diagnostik Behandling

Miltbrand

Bacillus anthracis

Kalvekastningsfeber

Brucella melitensis,

B. suis, B. abortus,

B. canis

Lungepest

Yersinia pestis

Q-feber

Coxiella burnetti

Harepest

Francisella tularensis

Kopper

Variola major

Hjernebetændelse

Alphaviridae (venezuelansk

[VEE],

»eastern« [EEE] og

»western« [WEE]

ekvin encefalit-virus

Blødningsfeber

Arenaviridae (Lassa,

Junin, Machupo,

Guanarito, Sabia),

Bunyaviridae (Rift-

Valley fever, Congo-

Crimean hemorrhagic

fever), Filoviridae

(Ebola, Marburg)

Pølseforgiftning

Clostridium

botulinum toksin

Staphylococcus aureus

enterotoksin B

1-5 dage Prodrom med feber, hoste, træthed.

Efter 2-3 dage hurtig progression

med dyspnø, stridor, cyanose.

Septisk shock, meningit.

Patologi: hæmoragisk mediastinit.

Prognose: pessima.

5-60 dage Svingende feber, hoste, ledsmerter.

Patologi: inficerede makrofager i

lunge, lever, milt, CNS, knoglemarv.

Prognose: letalitet


774

VIDENSKAB OG PRAKSIS

end hvad der er normalt for den pågældende mikroorganisme,

eller hvis mikroorganismens resistensmønster

er helt usædvanligt (7).

Sygdomsbilledet efter et biologisk angreb kan forventes

at være anderledes, end hvad man normalt oplever

under danske forhold (Tabel 1). Ikke alene er der tale

om eksotiske mikroorganismer; der vil almindeligvis

også være tale om en usædvanlig smittevej (inhalation),

og der kan være tale om et angreb med flere mikroorganismer

i kombination. Således havde man i det sovjetiske

våbenprogram i begyndelsen af 1990’erne angiveligt

monteret Variola major, Yersinia pestis og Bacillus

anthracis på de samme missiler med multiple sprænghoveder

(4).

De traditionelle biologiske kampstoffer (Tabel 1) drejer

sig for bakteriernes vedkommende især om miltbrand,

lungepest og harepest, og de kan principielt

behandles med intensiv antibiotikaterapi, hvis behandlingen

initieres tidligt i forløbet. Doxycyclin er en gennemgående

terapimulighed og anbefales også profylaktisk

(100 mg peroralt � 2 daglig) ved overhængende risiko

for et biologisk angreb (8). Den kliniske effekt er

dog ikke sikker, og i mange tilfælde forekommer resistens

over for et eller flere af de anbefalede antibiotika.

Ydermere er antibiotikaresistens indbygget i flere nyere

udgaver af biologiske kampstoffer (4).

Virus udgør den største og nyeste gruppe af biologiske

kampstoffer og kan forventes at spille en tiltagende

rolle i den biologiske våbenudvikling. Dette skyldes

flere forhold, men især at det er blevet enklere at

fremstille store mængder virus i cellekultur og at modificere

disse mikroorganismer genteknologisk. De væsentligste

virale kampstoffer i dag er hæmoragisk febervirus,

encefalitvirus og koppevirus, evt. i form af det ellers

udryddede koppevirus variola major, men også i

form af andre medlemmer af pox-gruppen, fx monkey-pox

(8). I de fleste tilfælde kendes der ingen specifik behandling

af disse virusinfektioner.

Endelig inkluderer de traditionelle biologiske våbenprogrammer

visse bakterielle toksiner, der på mange

måder mere ligner kemiske kampstoffer, og som kan

håndteres tilsvarende. Muligheden for nye kampstoffer

i form af syntetiske peptider rejser imidlertid særlige

problemer både mht. den lette fremstillingsmulighed og

den vanskelige påvisning.

Forebyggelse mod infektion i form af profylaktisk

vaccination er mulig i de fleste tilfælde, om end ikke alle

vacciner findes på det civile marked og ej heller i alle tilfælde

er særlig effektive ved aerosoleksposition (8).

Den teknologiske udvikling har gjort det nemmere at

udvikle vacciner, hvilket dog er et tveægget sværd. For

mens en vaccine nok kan yde beskyttelse mod et bestemt

biologisk kampstof, så kan den også løse et væsentligt

problem for en aggressor, nemlig beskyttelse af

egne styrker mod det biologiske våben. Hertil kommer,

at molekylærbiologisk teknologi gør det muligt ikke

alene at tilføre en rekombinant mikroorganisme antibiotikaresistens,

men også at gøre den resistent over for

eksisterende vacciner, således som sovjetiske forskere

gjorde det i 1997, hvor B. anthracis ved indsplejsning af

to gener fra B. cereus blev gjort resistent over for den

gængse anthrax-vaccine (9).

Hurtig og sikker diagnostik er af afgørende betydning

for at begrænse skaderne efter et biologisk angreb. Den

diagnostiske udredning bør principielt foregå i specielt

indrettede laboratorier (BSL [biosafety level] 4 kapacitet),

der kan sikre mod yderligere spredning af den pågældende

mikroorganisme. Et sådant sikkerhedsniveau,

de logistiske forhold under et biologisk angreb samt kravet

om hurtig påvisning af det biologiske kampstof gør

det imidlertid vanskeligt at gennemføre en diagnostisk

udredning i de sædvanlige, civile laboratorier. I en krigssituation

er det derfor nødvendigt med mobile enheder,

der kan udføre den diagnostiske udredning tæt på kampområdet,

og som i vid udstrækning anvender genteknologisk

hurtigdiagnostik, og sådanne enheder er under

udvikling i hvert fald i det amerikanske forsvar (6).

Hvor det er vanskeligt at beskytte civilbefolkningen

mod et terrorangreb, kan den enkelte soldat i et biologisk

kampområde opnå god beskyttelse mod et aerosolformidlet

kampstof blot ved at anvende sin personlige

gasmaske. Også her er der nye masker under udvikling,

der er lettere at anvende i mange timer, og som tilbageholder

partikler i området 1-5 �m. Sådanne letvægtsmasker

med flere lag HEPA-filtre påtænkes anvendt både

under et egentligt biologisk angreb og under indsats i et

risikoområde, og samme filtersystem er under udvikling

til filtrering af luften i skibe, fly, kampvogne, biler

og hospitalsrum (6). Nogle af de ældre biologiske våben

medfører ikke risiko for sekundær smittespredning,

men sekundær smittespredning og evt. risiko for en sekundær

epidemi udgået fra bortevakuerede patienter er

til stede ved lungepest og flere af de virale kampstoffer.

Hvis der er tale om mange patienter på samme tid, kan

isolationsregimer være vanskelige at gennemføre, og

under sådanne forhold må man anbefale, at evakuering

til civile, ukontaminerede områder ikke sker.

Den almindelige teknologiske udvikling har bragt

den biologiske våbenteknologi inden for rækkevidde for

en lang række fattige lande, der ellers befinder sig på et

relativt lavteknologisk stade, og selv mindre grupper eller

enkeltpersoner har i dag mulighed for at opformere

og sprede patogene mikroorganismer i terrorøjemed eller

som led i politisk eller økonomisk pression. De videnskabelige,

højteknologiske fremskridt, som vi nyder

godt af inden for det biomedicinske område, kan imidlertid

også anvendes til videreudvikling af de hidtil

kendte biologiske våben og deres potentielle fremføringsmidler.

Rekombinante mikroorganismer kan således forventes

at få en fremtrædende plads i de mere avancerede

biologiske våbenprogrammer, som der i dag er mistanke

om i bl.a. Iran, Irak, Israel, Libyen, Syrien, Kina,

Nordkorea og Taiwan (10). Både bakterier og især virus

er forholdsvis simple at fremstille, har et overskueligt

genom og kan modificeres på en enkel måde. Resistens


Proliferationsbegrænsning

– Destruktion af eksisterende våbenlagre

– Implementering af internationale konventioner inspektion

og kontrolovervågning og efterretningsvirksomhed

– Kontrol med udveksling af mikroorganismer

Militært beredskab

– Udvikling af detektionssystemer, personelbeskyttelse og

vacciner

– Oprettelse af mobile enheder til diagnostik og dekontamination

– Revision af militærmedicinske doktriner

– Evt. vaccination af stående styrker (Den Internationale

Brigade)

Civilt beredskab

– Træning af politiets antiterrorkorps i håndtering af biologiske

våben

– Etablering af diagnostisk kapacitet tilpasset en krisesituation

– Beredskabsplan for infektiøs/toksisk masseeksposition

Fig. 1. Indsatsmuligheder mod biologiske våben anvendt til krig

eller terrorvirksomhed.

over for antibiotika eller specifikke vacciner kan indbygges,

smittemåden ændres, toksiner kan tilføjes, og hybrider

bestående af komponenter fra flere forskellige

mikroorganismer kan fremstilles. Samtidig er hastigheden

i design og udvikling af nye genetiske egenskaber

blevet væsentligt øget gennem bl.a. computermodellering

og molecular evolution (11); og nye våbentyper i

form af genetiske våben, der specifikt rettes mod bestemte

etniske grupper, tages tilstrækkelig alvorligt til,

at fx British Medical Association i 1997 iværksatte en undersøgelse

af mulighederne for at bremse denne specielle

trussel (10).

Den bioteknologiske udvikling sigter på at forbedre

de sundhedsmæssige forhold globalt og er uomgængelig,

men den samme teknologi kan også anvendes til det

diametralt modsatte formål, og denne sammenhæng

kan ikke ophæves. Beskyttelse mod biologiske våben

skal derfor søges gennem en række nye initiativer, der i

de sidste år har fået meget stor opbakning i udlandet

(Fig. 1). Primært drejer det sig om skærpet implementering

af den eksisterende FN-konvention mod biologiske

våben, og der arbejdes for tiden på at give FN værktøjer

til at gennemføre inspektioner af farmaceutiske produktionsanlæg,

forskningsinstitutioner, mejerier, laboratorier

m.m., hvilket også vil inkludere Danmark (12), og

at oprette både en global overvågningskapacitet og et

vist kriseberedskab (13).

Erfaringerne fra Irak viste imidlertid, at inspektioner

ikke nødvendigvis kan afsløre selv en omfattende biologisk

våbenudvikling på statsligt plan, og terroristvirksomhed

lader sig formentlig slet ikke regulere af FNkonventioner.

Det vil derfor være hensigtsmæssigt i et

vist omfang at etablere et dansk beredskab både tilpasset

danske forhold og det sandsynlige trusselsniveau

herhjemme, men også således at humanitært eller militært

personel fra Danmark kan yde en fornuftig indsats

internationalt under rimeligt sikre forhold (13, 14).

Den mulige skadevirkning fra biologiske våben er

meget stor. Beregninger viser, at 50 kg B. anthracis-sporer

udlagt fra et fly over en by med en befolkning på en

halv million kan kræve 220.000 ofre (8). I Danmark findes

der i dag reelt intet civilt beredskab over for biologiske

våben, og det militære beredskab ligger – så vidt

det kan oplyses – på et meget beskedent niveau.

Summary

John-Erik Stig Hansen:

Viruses, bacteria and toxins as biological weapons.

Ugeskr Læger 1999; 161: 772-5.

VIDENSKAB OG PRAKSIS 775

Biological weapons are an important part of the level of

international threat. Technological development has

made biological weapon production relatively simple

and cheap, and although a UN convention from 1972

bans biological weapons, goverments as well as nongovermental

organisations or individuals have developed

biological weapons for offensive use in war or

terrorism. This article reviews the publically available

literature, and clinical and therapeutic possibilities are

described. The possibilities for protection of military and

civilian groups are discussed and the need for a national

contingency plan is emphasized.

Reprints: John-Erik Stig Hansen, infektionsmedicinsk afdeling 144, H:S

Hvidovre Hospital, DK-2650 Hvidovre. E-mail: jesh@dadlnet.dk

Litteratur

1. Mayer TN. The biological weapon: a poor nation’s weapon of mass

destruction. I: Schneider BR, Grinter LE, eds. Battlefield of the future.

Maxwell Air Force Base, Alabama: Air University Press, 1995:

189-225.

2. Robertson AG. From asps to allegations: biological warfare in history.

Milit Med 1995; 160: 369-73.

3. Slater MS, Trunkey DD. Terrorism in America. Arch Surg 1997;

132: 1059-66.

4. Preston R. The bioweaponeers. The New Yorker 1998, 9. marts: 52-

65.

5. Kadlec RP. Twenty-first century germ warfare. I: Schneider BR,

Grinter LE, eds. Battlefield of the future. Alabama: Maxwell Air

Force Base, Alabama: Air University Press, 1995: 226-61.

6. Wiener SL. Strategies for the prevention of a successful biological

warfare aerosol attack. Milit Med 1996; 161: 251-6.

7. Noah DL, Sobel AL. Biological warfare training: infectious disease

outbreak differentiation criteria. Milit Med 1998; 163: 198-201.

8. Franz DR, Jahrling PB, Friedlander AM, McClain DJ, Hoover DL,

Bryne WR et al. Clinical recognition and management of patients

exposed to biological warfare agents. JAMA 1997; 278: 399-411.

9. Pomerantsev AP, Staritsin NA, Mockov YuV, Marinin LI. Expression

of cereolysine AB genes in Bacillus anthracis vaccine strain

ensures protection against experimental hemolytic anthrax infection.

Vaccine 1997; 15: 1846-50.

10. Barnaby W. Biological weapons: an increasing threat. Med Confl

Surviv 1997; 14: 301-13.

11. Crameri A, Raillard SA, Bermudez E, Stemmer WP. DNA shuffling

of a family of genes from diverse species accelerates directed evolution.

Nature 1998; 391: 288-91.

12. Proceedings. A strengthened BTWC – potential implications for biotechnology,

28-29 maj 1998. Wien: Institute for Applied Microbiology,

1998.

13. Steffen R, Melling J, Woodall JP, Rollin PE, Lang RH, Lüthy et al.

Preparation for emergency relief after biological warfare. J Infect

1997; 34: 127-32.

14. Kaufmann AF, Meltzer MI, Schmid GP. The economic impact of a

bioterrorist attack: are prevention and postattack intervention programs

justifiable? Emerg Infect Dis 1997; 3: 83-94.

More magazines by this user
Similar magazines