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本文节选于美国科学协会网站上发布的年美国空军防扩散中心《反扩散文件》“未来战争系列”第14期,原文名称《下一代生物武器——基因工程技术在生物战和生物恐怖主义中的应用》。作者:美国空军上校MichaelJAinscough
美国空军反扩散中心成立于年,旨在向美国空军的现在和未来领导人提供教育和研究,以协助他们开展活动,以应对装备有大规模毁灭性武器的对手所构成的威胁。
原文共六节内容:
一、引言
二、前苏联的生物战计划
三、基因工程,生物恐怖主义与生物战
四、增强生物威胁的六种途径
五、科学改善生物防御的六种方法
六、结论
这里给大家介绍其中第五、六节的相关内容:
第五节:科学可以改善生物防御的六种方式
生物战和生物恐怖主义是多因素问题,需要多因素解决方案。我们需要最好的批判性思想家和生物学研究人员来解决这个不断发展的问题。幸运的是,可用于制造生物武器的基因组生物技术的相同进步也可用于建立针对它们的对策。
1、了解人类基因组
人类基因组计划将对分子生物学研究的发展产生深远影响,并帮助解决生命过程中最神秘,最复杂的过程。新的生物技术应允许分析感染病原体或摄取毒素分子后在人类细胞中发生的事件的全部级联。导致个体容易感染传染病的情况将变得显而易见。目前,几乎所有人类基因的功能都不为人所知。功能基因组学研究应阐明这些未知因素,并以疫苗和抗感染的形式设计出可能的预防和治疗微生物药物新策略。
已经有针对特定种族的生物制剂的报道。尽管“生物种族清洗”是一种理论上的可能性,但大多数专家对此潜力表示怀疑。迄今为止,对人类基因组序列的分析未能揭示出可用于绝对定义种族群体的任何多态性。多项研究表明,人类种群的遗传变异相对于其他物种而言较低,大多数多样性存在于种族群体内部而不是种族之间
2、增强免疫系统
人类基因组的完整测序也为更好地了解人类免疫系统和潜在操纵人类免疫系统提供了新的起点。这具有对抗生物战的巨大潜力。
在FSU经过多年努力,对病原体进行基因工程改造以进行生物战后,KenAlibek博士现在致力于防止使用生物制剂。他正在研究增强免疫系统的机制,以保护人体免受传染病的侵害。他最初的项目之一是进行细胞研究,以预防炭疽病。其他实验室的类似免疫学研究也有望增强人类对微生物攻击的免疫反应,从而超越“一病一药”的历史方法。
3、了解病毒和细菌基因组
各种微生物的基因组计划将解释为什么病原体具有毒力或耐药性的特征。先前在本文中讨论了“最小基因组”。建立一个最小的基因组将是基因工程中的一个重要里程碑,因为它将证明仅从其基因组蓝图即可创建生物的能力。这项研究可提供有关生命的起源,细菌进化以及了解人类细胞更复杂的生命形式过程的见解。
细菌也可以被修改以产生针对病原体的生物调节剂。例如,已对大肠杆菌进行了基因改造,以生产商业量的干扰素,这是一种天然蛋白,对多种病毒均具有抗病毒活性。XomaCorporation已获得一种由重组dna(插入DNA序列的基因)技术制成的杀菌/增透(BPD)蛋白的专利技术,该技术可逆转某些细菌感染对某些人类对广泛使用的抗生素的抗药性的反应。
4、快速/准确的生物制剂检测和鉴定技术和设备
无论细菌是否经过基因工程改造,生物技术人员都需要不断开发更确定,快速和自动化的检测设备。使用DNA分析法比较基因组的能力已经成为可能。破译细菌和病毒基因组的重要人类病原体。即使它含有其他物种的基因或质粒,具有非凡的毒力或抗生素抗性或是由成分基因构建的合成生物,该检测器仍可提供有关任何Bw剂的完整遗传补体的信息。通过一次测试即可快速识别和表征潜在Bw剂的能力将大大减少当前检测方法的延迟
遗传学家在年9月11日之后破译了恐怖分子信件中所含炭疽细菌的基因组。DNA测试证实,每封信中的炭疽都是艾姆氏菌株。法医科学家还在信件中寻找人类DNA。该信息既用于刑事调查(可能有助于追溯犯罪者或文化起源的基因线索),又用于诊断和治疗的进一步医学研究。炭疽和其他微生物的基因测序技术(分子指纹图谱)无疑将为未来的法医和诊断做出贡献。
5、新疫苗
疫苗刺激体液免疫,产生针对特定病原体的特异性抗体。许多病原体基因组序列的可用性已经导致针对某些脑膜炎和肺炎细菌的新型疫苗的开发进步。研究人员已经对基因工程病毒进行了尝试,试图创造出一种可以通过单一治疗刺激多种疾病免疫力的新型疫苗。加利福尼亚的Maxygen实验室正在组合来自相关病原体的蛋白质,希望开发出可以提供广泛保护的疫苗。其他几个实验室也已经启动了基因组驱动的研究工作,以研究增强细胞介导的免疫力的方法,以抵抗可能最有效的病原体。到目前为止,这种方法还没有像疫苗开发那样成功,但是由于基因组测序的结果,了解所有可用抗原具有极大的价值。
6、新型抗生素和抗病毒药
微生物基因组学的进展在新型抗微生物药物的设计中具有广阔的前景。当前的抗生素靶向细菌细胞中的三个过程:DNA合成,蛋白质合成和细胞壁合成。根据已破译的基因组信息,对于细胞生存力必不可少的任何其他蛋白质都可能成为新型抗生素的靶标。尽管最早的此类抗生素可能是特定传染剂的“银子弹”,但获得的信息可能会导致广谱抗微生物剂。
如果说年代是抗生素的黄金时代,那么我们现在处于抗病毒药时代的早期。对病毒基因组进行解码后,科学家将很快破译病毒是如何引起疾病的,以及疾病产生过程的哪个阶段可能容易受到干扰。人类基因组和病毒基因组已经开放开发新型抗病毒药物的途径。
第六节、结论
基因工程病原体构成生物战剂的“下一代”。有证据表明,俄罗斯人已经进行了基因改造的生物战剂。肯·阿里贝克(KenAlibek)最初的汇报真是令人震惊,以致一些军事和情报人员宁愿相信他在夸大其词。然而,随着他关于基因工程和FSU能力的陈述逐渐得到证实,现实开始进入真实。这种基因创新显然增强了对抗性进攻性生物战的有效性,并使我们的防御能力更加复杂。因为我们无法确定地知道这些药物的特异性(致死性,可传播性和抗生素抗性),所以必须为意外做好准备。我想到了两个表述,乔治·奥威尔(GeorgeOrwell)说:“生活是教育与灾难之间的竞赛”。此外,吉恩·克兰兹(GeneKranz)说,失败不是一种选择。
尽管生物工程武器目前可能比其自然产生的武器更受
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