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从古代到第一次世界大战间的生物战. 第 一 课. 1. 概要. 近代科学出现以前的生物战 第 1-8 张幻灯片 生物战的最初用途 第 9-16 张幻灯片 利用科技发展生物战的初期阶段 第 17-20 张幻灯片. 2. 历史上的生物战. 围攻蒂安莱韦克 (1340) 有人认为当时使用了投石机向城堡内投掷马的尸体,从而迫使防卫者撤退。 围攻卡法( 1346 )与黑死病 有人认为蒙古人用投石机把鼠疫死者尸体投入热那亚人统治的卡法城内,逃跑的幸存者把鼠疫带到了欧洲。. 3. 检验上述事件是否真实的标准( 1 ). 在政治和历史层面上应该说得通
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从古代到第一次世界大战间的生物战 第一课
1. 概要 • 近代科学出现以前的生物战 • 第1-8张幻灯片 • 生物战的最初用途 • 第9-16张幻灯片 • 利用科技发展生物战的初期阶段 • 第17-20张幻灯片
2. 历史上的生物战 • 围攻蒂安莱韦克 (1340) • 有人认为当时使用了投石机向城堡内投掷马的尸体,从而迫使防卫者撤退。 • 围攻卡法(1346)与黑死病 • 有人认为蒙古人用投石机把鼠疫死者尸体投入热那亚人统治的卡法城内,逃跑的幸存者把鼠疫带到了欧洲。
3.检验上述事件是否真实的标准(1) • 在政治和历史层面上应该说得通 • 有足够的细节来进行评估 • 事件发生时的科技水平足以让此事件在技术层面上可行
4. 检验上述事件是否真实的标准(2) • 报道的疾病暴发应是此事件的合理结果 • 此说法应有清楚的文献作证 • 应有更多的证据支持这一说法
5. 皮特堡 1763(1) • 庞蒂克的印第安人起义,他们联合了从纽约到弗吉尼亚的部落向不断推进的英国军队发起进攻。印第安人攻占了8座城堡,许多殖民者被杀或被抓。 • 天花在皮特堡爆发。在与印第安人会晤后,民兵司令威廉·特伦特在其日记中做了有趣的记录。
6. 皮特堡1763(2) • 特伦特在日记里写道: “……出于尊重,我们赠与了来自天花医院的两床毯子和一张手帕。希望能够达到想要的效果。” • 皮特堡司令的账户记道: “替换从医院病人处拿走的为了把天花传给印第安人的杂物,即:…… • 两床毯子 • 一张丝质手帕”
7. 生物武器—天花病毒(1) • 在美洲印第安人间蔓延的传染病使超过一半被感染的部落灭绝 • 詹纳在1796年发现,人若感染牛痘就不会得天花病。这一发现促使了大规模的接种天花疫苗。 • 世界卫生组织WHO在1967至1977年间推广的全球接种运动成功消灭了天花,此后天花疫苗不再被使用。
8. 生物武器—天花病毒(2) • 感染剂量低,多达10-20例二代感染病例常常是由一例感染引起的 • 病毒潜伏期为12-14天,潜伏期过后几天才会出现明显皮疹,这时才能确诊为天花。 • 当今多数人口对天花不具免疫力。
9. 柯霍氏法则 • 在病株罹病部位经常可以发现可能的病原体,但不能在健康个体中找到。 • 病原菌可被分离并在培养基中进行培养 • 纯粹培养的病原菌应该接种至与病株相同品种的健康植株,并产生与病株相同的病征 • 从接种的病株上以相同的分离方法应能再分离出病原,且其特征与由原病株分离者应完全相同。
10. 细菌学的黄金年代 • 在“黄金年代”由微生物引起的传染病 • 炭疽病1876 • 鼻疽病1882 • 布鲁氏菌病 1887 • 瘟疫 1894 • 肉毒菌 1896 • 兔热病1912
11. 第一次世界大战期间的生物战(1) 德国蓄意发起了一场使用马鼻疽菌和炭疽菌的战役,企图阻止骑兵部队和诸如马一类的役畜被交付给同盟国 此战役: — 由德国总参谋部指挥,其可能认为先前的条约只是限制杀伤性生物战。 — 在美国的生物战是一场更大战役的组成部分,其目的是阻断珍贵战争物资的运输。 — 中心人物是德裔物理学家安盾迪格尔(Anton Dilger),尽管出生于美国,但他大部分时间在德国生活。 — 由于英国的封锁,被困在美国的德国水手在东海岸的港口将培养剂喂与马食用
12. 第一次世界大战期间的生物战(2) 德国的蓄意破坏还扩展到罗马尼亚。当罗马尼亚在1916年加入同盟国时,一些培养菌被发现。 德国还在挪威攻击了马类和驯鹿类役畜。炭疽菌被置入方糖里的毛细管里,而这些方糖随之被喂与动物食用。令人惊奇地是,最近在一家警察博物馆里发现了一颗这样的方糖,现代PCR技术检测出了其携带的炭疽杆菌。 德国还曾试图蓄意攻击来自于阿根廷的物资供给。 鲜为人知的是,法国也在西线进行过类似的针对动物的细菌战战役。
13. 生物战剂—炭疽菌 (1) 炭疽菌为嗜氧性革兰氏阳性产芽胞不动杆菌,其受到生物武器制造者的青睐是因为其具有以下的特质: 生命周期开始于在宿主(通常为草食性动物)体内的营养生长,结束于产生毒素致死 当宿主死亡时,病毒将形成对环境极具耐受性的孢子,孢子在病毒进入下一宿主前起到保护微生物的作用。 孢子对恶劣环境极具耐受性,炭疽菌导致的死亡率极高,这都使炭疽菌成为非常理想的生物战剂。
14. 生物战剂—炭疽菌 (2) • 1979年,前苏联的斯维尔德洛夫斯克的一座军事设施中的气雾炭疽孢子意外泄漏,导致79例炭疽感染,68人死亡。这一事件凸显了吸入性炭疽的危险本质。 • 芽孢在肺泡里被巨噬细胞吞噬并转移至附近的淋巴结。在这之后的60天里芽孢将发芽,一旦发芽,将迅速发病。
15. 生物战剂—炭疽菌 (3) • 根据灵长类动物实验数据估计, LD 50 (足以杀死一半试验总体的剂量)为2500至5500个吸入性炭疽孢子。 • 抗吞噬荚膜与三种毒性成分(水肿因子、保护性抗原和致死因子)形成炭疽毒素
16. 生物战剂—炭疽菌 (4) • 炭疽菌孢子在37度的普通环境中就能生长,它的形状非常有特点,因此识别出它比较简单,但是现代微生物学家中几乎没有人经历过炭疽病。炭疽病的早期症状多为非特异性,这增加了诊断的难度。 • 孢子一旦发芽就会导致快速感染,尽早注射抗生素对于拯救病人生命十分重要。 • 炭疽病疫苗对预防炭疽病是可行的方法,但是全民接种是不现实的。 • 2001年美国“炭疽信件”事件显示雾化炭疽攻击后的净化工作量令人怯步。
17. 1925年《日内瓦议定书》 • 在一战前,一系列的国际条约对有毒武器的使用作出了一些限制。 • 一战结束后,在国际联盟中出现关于进一步限制有毒武器的讨论。 • 由于在一战中出现了大规模使用化学武器,这些限制自然着重在化学武器上。 • 1925年波兰的呼吁让1925年《日内瓦议定书》对生物武器的使用也作出了限制。
18. 一战后法国对生物战的准备(1) • 对于生物战的担心促使了特里安特报告(1922年)的出现,此报告谈及了战争中生物武器的使用。 • 此报告“不仅详细阐述了法国项目迅速发展的动机和原因,还为其提供了科学依据。” • 此报告“认为它们[生物武器] 尤其适合在动员阶段被用来袭击平民、城市中心、军队集结地、军营、车站、工厂或工业区等目标。”
19. 一战后法国对生物战的准备(2) • 特里安特报告: • “……评估了可被用于军事目的的细菌性疾病,并且列出了可用疾病清单……黄热病、瘟疫、普鲁氏菌病和口蹄疫……” • 报告中关于实验的章节展示了致病细菌如何在空气中传播以及影响致病细菌传播的各类因素,这些都是特里安特的发现。 • 特里安特强调,实验室试验显示人工制造的微生物云可以拥有自然微生物云的一切物理属性。
20. 一战后法国对生物战的准备(3) • 1925年秋陆军部: • “……决定让研究朝着新的方向发展,研发出‘由飞行器运载的装有特殊炸药(即微生物培养物)的炸弹’。其目的是制造出在地上爆炸时能够产生微生物云……并且有致病能力的武器……” • “……全面试验在1926年10月开始展开……一架海军歌利亚水上飞机投下了9颗炸弹……试验结果是 ‘有利的’,它还使最重要的理论数据得到验证。
样题 1. 在科学从微生物的角度对传染病作出解释前,就有许多关于生物战的历史记录了。请分析这一观点。 2. 如果在当今世界,天花被当作生物武器使用,危险性将有多大? 3. 描述一战时德国杀伤性生物战的主要阶段,或者描述在两次世界大战之间法国生物战项目的主要阶段。 4. 什么是1925年日内瓦议定书?其内容为何也包含了对生物武器的使用?它在今天起着什么样的作用?
参考文献 (幻灯片 1) • Geissler, E., and van Courtland Moon, J. (Eds.), (1999) Biological and Toxin Weapons Research, Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. (幻灯片 2) • Horrox, R. (ed.), The Black Death (Manchester University Press: Manchester, 1994), pp. 14-26. p. 17. Cited at pp. 14 in Wheelis, M. (1999) ‘Biological Warfare before 1914’, In Geissler, E., and van Courtland Moon, J. (2001) Biological and Toxin Weapons Research,Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & BiologicalWarfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. pp. 8-34.
(幻灯片 3) • Barnes-Svarney, P. (1995) The New York Public Library Science Desk Reference, New York: Macmillan (幻灯片 5) • Volwiler, A. T. (ed.), ‘Willium Trent’s Journal at Fort Pitt, 1763’, Mississippi Valley Historical Review, vol. 11 (1924), pp. 390-413. Cited at p. 22 in Wheelis, M. (1999) ‘Biological Warfare before 1914’, In Geissler, E., and van Courtland Moon, J. (2001) Biological and Toxin Weapons Research, Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. pp. 8-34. (幻灯片 6) • Wheelis, M. (1999) ‘Biological Warfare before 1914’, In Geissler, E., and van Courtland Moon, J. (2001) Biological and Toxin Weapons Research, Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. pp. 8-34.
(幻灯片 7) • Henderson. D. A., Inglesby, T. V., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Jahrling, P. B., A. M., Hauer, J., Layton, M., McDade, J., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., and Tonat, K. (1999) ‘Smallpox as a Biological Weapon Medical and Public Health Management’, in JAMA 281(22), pp. 2127-2137 (幻灯片 10) • Inf.1 Inglesby, T. V., Dennis, D. T., Henderson. D. A., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Fine, A. D., Friedlander, A. M., Hauer, J., Koerner, J. F., Layton, M., McDade, J., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., Schoch-Spana, M., and Tonat, K. (2000) ‘Plague as a Biological Weapon: Medical and Public Health Management’, in JAMA 283(17), pp. 2281-2290
Inf.2 Arnon, S. S., Schecter, R., Inglesby, T. V., Henderson. D. A., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Fine, A. D., Hauer, J., Layton, M., Lillibridge, S., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., Swerdlow, D. L., and Tonat, K. (2001) ‘Botulinum Toxin as a Biological Weapon: Medical and Public Health Management’, in JAMA 285(8), pp. 1059-1070 • Inf.3 Dennis, D. T., Inglesby, T. V., Henderson. D. A., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Fine, A. D., Friedlander, A. M., Hauer, J., Layton, M., Lillibridge, S., McDade, J., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., and Tonat, K. ‘Tularemia as a Biological Weapon: Medical and Public Health Management’, in JAMA 285(21), pp. 2763-2773
(幻灯片 11) • NAS Record Group 76, Records of the Mixed Claims Commission, Entry 29 (Record Relating to the Sabotage Claims Filed with the Commission), Box 3, ‘Memorandum re Carl Dilger with specific respect to the records as it existed at the time of the decision of October 16 1930’, 12 Nov. 1935, p. 4. Cited at pp. 41-42 in Wheelis, M. (1999) ‘Biological Sabotage in World War I’, In Geissler, E., and van Courtland Moon, J. (2001) Biological and Toxin Weapons Research, Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. pp. 35-62.
(幻灯片 12) • Redmond, C., Pearce, M. J., Manchee, R. J., and Berdal, B. P., (1998) Deadly Relic of the Great War’, in Nature 393. pp. 747-748. Available from http://www.nature.com/nature/journal/v393/n6687/full/393747a0.html (幻灯片 13) Inglesby, T. V., Henderson. D. A., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Friedlander, A. M., Hauer, J., McDade, J., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., and Tonat, K. (1999) ‘Anthrax as a Biological Weapon: Medical and Public Health Management’, in JAMA 281(18), pp. 1735-1745
(幻灯片 14) • Meselson, M., Guillemin, J., Hugh-Jones, M., Langmuir, A., Popova, I., Shelokov, A and Yampolskaya, O. (1994) ‘The Sverdlovsk Anthrax Outbreak of 1979’, Science 266, pp. 1202-1208. Available from http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/266/5188/1202 (幻灯片 15) • Inglesby, T. V., Henderson. D. A., Bartlett, J. G., Ascher. M. S., Eitzen, E. M. Jr., Friedlander, A. M., Hauer, J., McDade, J., Osterholm, M. T., Toole, T. O’., Parker, G., Perl, T. M., Russel, P. K., and Tonat, K. (1999) ‘Anthrax as a Biological Weapon: Medical and Public Health Management’, in JAMA 281(18), pp. 1735-1745 (幻灯片 16) • Los Angels Times (2002) Contractors’ Cost Overruns from Anthrax Cleanup: $50 Million, 11 September. p. A-33 in printed edition [Online] Available from http://articles.latimes.com/2002/sep/01/nation/na-anthrax1
(幻灯片 17) • Mierzejewski, J. W., and van Courtland Moon, J. E. (Eds (1999) ‘Poland and Biological Weapons’, in Geissler, E., and van Courtland Moon, J. E. (Eds,). (1999) Biological and Toxin Weapons Research, Development and Use from the Middle Ages to 1945 (SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies No. 18). Oxford: Oxford University Press. pp. 63-69. (幻灯片 18) • Lepick, O. (1999) French activities related to biological warfare, 1919-45. In: Geissler, E. and van Courtland Moon, J. (eds.) Biological and Toxin Weapons: Research, Developmentand Use from the Middle Ages to 1945. SIPRI Chemical & Biological Warfare Studies, no.18. Oxford: Oxford University Press.