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编者按：生物武器就是潘多拉的盒子，人类在欲望驱使下已经打开了这个盒子，而且已经打开了有相当长的一段时间了。

生物武器发展 · 上

生物武器是什么？

生物武器是指自然存在的微生物他们可能是：病毒，立克次体，细菌，真菌，螺旋体或毒素，可在目标人群中引起疾病和死亡。 他们还可以攻击一个国家的食物供应和或物资。 使用或传播生物制剂类型的生物武器（BW）具有两个增强其作为武器的有效性的特征：

（1）除毒素之外的生物制剂，繁殖，因此少量传染因子可引起疾病;

（2）除毒素之外的生物制剂通常需要数小时至数天的潜伏期才能表现出暴露的迹象，因此受影响的受害者不确定是否在疾病发生之前发生了生物制剂攻击。不确定性会影响单位凝聚力和削弱军队的优势。

如今美国政府和军队已经放弃使用和开发生物武器，并通过其他手段制定了其他种类的进攻性战略武器，并结合生物防御能力，作为对潜在对手的适当威慑。 而试图发展生物武器并作为进攻性力量的国家，地方团体或组织甚至个人，可以用极少的资源和基础设施生产有效的武器。

由于微生物的可繁殖性质，只需极少量的生物材料就足够了。 少量生物有机体（包括澳大利亚集团‘AG’列出的生物有机体）存储保藏中的病原体样本可能会是其主要来源。 所有这些病原体也都可从自然界中获得，例如土壤样本和受感染的啮齿动物。

但今天除了天然存在的生物之外，遗传修饰基因编辑的致病微生物生物可以用作生物制剂。 一些致病生物主要存在于储存库中，极有可能用作生物武器制剂如“天花病毒”。

(已经被消灭的天花病毒其实极有可能被当做生物武器来使用)

生物战剂(biological agent),是指在战争中用来伤害人、畜或毁环农作物的致病微生物或生物毒素。可能是天然存在的微生物或毒素，也可能是人为制造的合成病原体，其可在目标人群中引起疾病和死亡。 他们还可以攻击一个国家的食物供应和或物资储备。

生物武器( biological weapon) ,是指生物战剂及其装载释放装置的总称，一般由生物战剂、弹体、施放装置、推进装置、定时装置和爆破装置等组成。

      一、生物战剂的特点

当前生物战剂的分类方法有多种。根据生物学特性，战剂曾分为细菌性、病毒性、真菌性和毒素战剂四类。细菌性战剂包括炭疽芽孢杆菊、鼠疫耶尔森菌、土拉弗朗西斯菌、布氏杆菌、贝氏柯克斯体等。病毒性战剂包括天花病毒、东方马脑炎病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、黄热病毒等。真茵生战剂包括球抱子菌、荚膜组织胞浆菌等。毒素战剂包括肉毒毒索、跑麻毒索、葡萄球茵肠毒素B等。

尽管很多种病原微生物和毒素都可以引起人类疾病或中毒，但仅有极少数可作为生物战剂用于生物武器。

可作为生物战剂大规模使用的病原微生物或毒素，需要基本或者完全符合下述条件：

• 可以方便地大量生产；

• 在可施放量范围内可以造成人死亡或失能;传染性强(毒索除外)；

• 产生合适大小粒子的气溶胶；

• 易于播撒；

• 在生产后的储存、武器化和施放后等条件下稳定，且保持毒性；

• 敌方敏感而已方有有效的防护手段。

当然，随着生物武器的发展，作为生物战剂的条件将会产生相应之变化。

1、易于生产

许多细菌和病毒可以分别用现代发酵和培养技术大量生产。某些毒素，如蓖麻毒素，来源广泛、提取工艺成熟，也可满足战剂生产所需。尽管日前还有许多病原微生物武器化发展缓慢，威胁不高但是将来可以用生物技术加以解决。

2、致死和失能及其潜伏期长短之利用

根据战剂的作用效果, 即病死率之高低区分为两类：通常以10%为界，低者为失能性战剂，高者为致死性战剂。

前者会使敌方部队丧失战斗力，增加敌方卫勤保障负担；后者直接杀伤敌方部队大量人员。委内瑞拉马脑炎( VEE)病毒就是典型的失能性战剂，炭疽芽孢杆菌，鼠疫耶尔森菌埃博拉出血热病毒、马尔堡出血热病毒和克里米业-刚果出血热病毒等都足致死性战剂。

人感染生物战剂后均需经一定的潜伏期才发病。因此，为获得生物武器之精准效果，可利用战剂潜伏期长短,达到不同之目的。如战争中作为一种战术于段使用，往往选择潜伏期短的生物战剂；但在平战时作为恐怖、暗杀活动等使用时，则可选择长潜伏期的生物战剂。

3、气溶胶粒度

大小必须合适生物战剂可以通过多种途径感染人：吸人途径，即以气溶腔吸人感染；经口途径，即通过污染食物或水感染；侵入途径，即通过注射感染或体表伤口感染；皮肤途径，即经皮肤吸收感染。

其中，在生物战时吸入途径之防护最重要。战剂气溶胶理想的粒子应符合两个条件：可以随风漂移较长距离；可以被污染区人群吸入肺深部。气溶胶粒子直径为1 ~5 μm时可以满足上述条件。这种小粒子气瘩胶肉眼看不见，如果没有战场远程侦察系统等专业装备，根难发现这种气溶胶云团。较大的粒于在施放后会很快沉降于地面；即使吸入，也会被上呼吸道防御系统排出。

4、易于播撒

理想战剂应当可使用现成设备(如工业喷雾器)在大气中播撒。其可安装在飞机轮船或汽车等交通工具上,或者在固定地点进行播撒。生物战剂播撒,如果发生在相对密闭建筑内则对人员伤害会更大。生物战剂除需产生合适大小气溶胶粒子外，应在干燥状态下施放，可使其随风飘散得更远。

5、稳定性

生物战剂在生产、储存、转运和施放过程中均应保持活性和毒力。因此，无论是大量储存还是装填武器，都必须考虑到生物战剂的稳定性。炭疽芽孢能够耐受干燥、高温、紫外线辅射等物理因素,在环境中可以存活至少50年，故为较理想的战剂。然而，其在强紫外辐射(强阳光)下也易被破坏。

6、易感性

理想战剂还应满足故方易感己方具免疫力的要求。因为施放后,会随风飘数,如风向突然改变，使战剂飘向己方，造成伤害。

      二、生物战剂的施放方式

生物战剂可以以湿态或干燥状态施放。如上述,干燥施放比较理想，但战剂的干燥需要复杂的技术。战剂的施放可以通过喷雾装置、爆炸装置、人为行染食物和水源、施放感染的媒介生物等方式进行。最常见的方式是气溶胶。

如前述，将喷雾装置安装在交通工具上。进行气溶胶施放是较好的于段。其施放路径会形成一条线状污染带，称之为线源( line source)施放。这种手段一般逆风行驶进行施放，感染下风向一定范围内的人群。

污染范围取决于风速、风向、气象条件、地形和植被及战剂自身特性等因素。稳定的战剂（如炭疽）可以污染下风向20 km的范用。WHO的一项研究表明，在理想的气象条件下，如果50kg气溶胶化的炭疽芽孢，由飞机喷洒在一居 民区的上风方向2km处时。假定该区居民50万人，且未采取任何防护措施，可造成9.5万人死广、12.5万人感染，即22万人死亡或失能。气溶胶云团所经之处超过40%的人员受到感染；而土拉弗朗西斯菌可造成3万人死亡，12.5万人感染。

可见在理想的气象条件下，将某些生物战剂进行气溶胶施放可引起大量人员的伤亡。

另一种气容胶施放手段是点源( point source )施放，即将施放装置固定在一定位置进行施放。

有的是将生物炸弹投放到一个固定日标后进行施放。

其他施放方式包括爆炸式施放(一般效果不明显)、陆地或海上地雷、管式炸弹及其他装置。秘密武器( clandestine)指那些恐怖组织或特种部队用于施放生物战剂的工具，如经皮注射式武器或污染食品或水源的武器。通过媒介生物(跳蚤、蚊虫等)作为载体施放也是手段。      

生物战剂施放后可以通过呼吸道、消化道和皮肤伤口等侵人人体,导致疾病的发生。如前所述，生物战剂气溶胶通过呼吸道使人畜感染，以及患病人畜通过呼吸道使接触者继发感染,是最为有效的生物攻击手段。如果人畜通过食用战剂污染的水或食品而发病，虽也可造成二代传播,但潜伏期长、地区分布较局限，常呈点状或线状。

三、生物武器伤害的特点

1、面积效应大

面积效应是指单位重量的武器所造成的有效杀伤范围。理论上，在各种武器中生物武器的面积效应最大，因为多数生物战剂是活微生物,进入人体后可以繁殖，不仅引发疾病，还可通过能发感染扩大杀伤范围。

根据联合国《化学和生物武器及其可能的使用效果》的估算，一架B52战略轰炸机携带核武器化学武器和生物武器对全无防护的人群进行假定的袭击，预测所造成的有效杀伤面积：百万吨级核武器为300km，15000kg神经毒剂化学武器为60km，而10t生物武器有效杀伤面积为10万km，达到核武器的300多倍。

2、危害时间长

由于气象、植被、战剂种类和地物等因索的影响,生物战剂气溶胶对地面人、畜的危害时间存在一定差异。

一般而言，白天2小时左右,夜间和阴天为8小时左右。在特定条件下，某此病原体可以长期存活，如霍乱弧菌在20C水中能存活40小时以上，贝氏柯克斯体在金属玻璃或木材表面能存活数周之久。而炭疽芽孢在阴暗潮湿的土壤中甚至可以存活数十年。有些生物战剂施放后能被当地的媒介生物携带并传播,在条件合适时，有些生物战剂病原体其至能扎根形成新疫源地，长期危害环境、动物和人类。在人类传染病流行的自然史，西尼罗病毒由鸟类带到美国加州后形成疫源地，并迅速扩展到美国大部分地区。

3、具有传染性

除毒素类等外，目前广泛使用的生物战剂均具传染性，能在人体或动物体内生存繁殖，使之成为传染源。在两个因素影响下，和传播途径、易感人样相互联系，在一定范围内传播。例如历史上：流行的流感霍乱，鼠疫等疾病，都能在短时间内传播到其他地区。而2003年流行的严重急性呼吸系统综合征(SARS)在很短时间内就传播到世界各地，引起了社会的巨大恐慌。

4、生物专一性
生物战剂只能使 人、畜和农作物等生物致病,但对不具生命特征的其他产、生活资料、建筑设施,以及武器装备没有破坏作用。这一特点在军事上具有极大的优势，因为袭击成功后，攻击一方可以立即使用占领区内的所有物资利生产资料等。

5、空间渗透性
理论上,生物战剂气溶胶可以随着空气流动进入一切不密闭的、没有空气过滤设备的工事、车辆、舰艇和建筑物内部,造成人员伤亡,给防护造成极大困难。

6、隐蔽性突然性 

生物战剂气溶胶无色，无味看不见摸不着，人们即使身处允满生物战剂气落胶的环境中也无法察觉所受到的伤害。正常人每分钟需要呼吸10 L的空气，因此即使空气中生物战剂气溶胶的浓度很低，呼吸数分钟后也有感染的可能性。人的肺泡表面积为100m，远比人体表面积大。而肺泡壁与毛细血管壁之间仅隔着1μm厚的两层细胞，肺泡中的气溶胶粒子很容易进人血液，因此许多生物战剂气溶胶的呼吸道感染剂量要远小于消化道感染途径。

防毒面具、防生口罩等虽然能有效阻止生物气溶胶进人呼吸道，但其佩戴通常需要在有效气溶胶报警以后才能进行，此时人员可能已经吸人足够剂量的生物战剂。因此其防护效能除取决于本身的物理特性外，还取决于报警是否及时。如果突然实施袭击，受攻击方无法进行及时防护，同样会造成严重伤害。

7、生产成本低 

目前，微生物大量培养的工艺及自动化设备都比较成熟。在工业发酵生产中，一个发酵罐的容量可以达到上百吨。生产的微生物或其培养物经过浓缩和冷冻干燥,在低温条件下可以长期存放。此外，发酵原料主要来自衣牧产品，成本低廉，来源丰富。曾有专家估算，为杀伤居民进行一次大规模袭击，每一平方公里所需成本，生物武器是常规武器的1/2000。当然这仅为理论估算，实际而言,虽然实验室培养少量微生物和发酵生产大量微生物都比较容易，但要形成应用的武器系统，并使之在实战中具备大规模杀伤效应，绝不是轻耐易举的事。

8、间接效应大

生物武器攻市除了造成直接的人员伤害外，还有许多间接效应。主要是对卫生医疗救护体系造成巨大负担：生物袭击后其危害作用时间明显长于爆炸等常规武器损伤。而且可能有较强的传染性，传播途径多种多样。因此，除了般的措施外，还需一些特殊的卫生防疫措施，如疫情侦察、污染区域调查与处理人员卫生整顿和检疫、隔离住院观察等等。

特别在出现大量患者时，往往超过卫生防疫和医疗机构的负荷，需要另筹资源，组织增援。国外曾有人以肺鼠疫为例提出过以下设想：吸入1000个活菌的人员中将有50%出现临床症状，其中75%的患者需住院治疗，未接受治疗者将有80%死亡；如果一个500万人的中等城市遭受袭击，在储备足够治疗药物并疏散三分之一人口的情况下，估计仍将会有50万人需人院治疗，死亡人数可达10万以上。这些推算虽然不一定精确，却足以说明防扩工作的重要性。

此外，生物武器袭击不仅会造成群体发病和大量伤亡，而日能造成强大的心理压力，影响战斗力——像其他灾难一样，袭击后相当时期内。人群笼罩在恐惧氛围下，出现一些急慢性心理损伤患者。

换言之，生物武器袭击也能引起急慢性心理和精神疾病。急性者，如急性战斗应激障碍。其中，大多数人及时治疗后恢复良好。但有些特定的高危人群（例如，年幼时心理受伤者、战友尤其上级支援和协助不足者以及目睹战场残酷情景之救援人员等）。可在战后数月至数年出现战斗应激障碍综合征等精神异常，后者将持续相当长时间。

四、生物武器效能的影响因素

1、生物战剂特性
不同的生物战剂特性存在差异：有的战剂潜伏期长,有的短；有的导致死亡，有的失能；有的传染性强，有的弱；有的对环境抵抗力强，有的弱。生物战剂特性的差别直接影响其所对应生物武器的效能。

2、气象条件

生物战剂气溶胶施放的条件比较苛刻，只有在合适的气象条件下才能达到较好的效果。一般而言，如果要使生物战剂气溶胶在日标区域形成人而积的覆盖，并在一定时间内维持有效浓度，必须满足以下条件：

      (1) 近地面大气必须稳定：即离地面0.5m高处的气温低于或等于地面4m处的气温，即处于气象学上的逆增( inversion)或中性( neutra)状态。如果0.5m高处的气温高于地面4m处的气温，下面的热空气会上升,上面的冷空气会下降,从而形成对流。这种递减(lapse)状态通常出现在晴明的白天。生物战剂气溶胶在递减的状态下会迅速被稀释，从而不能保持有效浓度。

      (2) 必须有一定的风速:理想的风速是3 ~6 m/s。风速过小，气溶胶云团不能形成大面积覆盖；面过大，则空气与地面摩擦力增大，形成许多漩涡，气溶胶将很快被稀释。

      (3) 风向比较稳定：只有风向稳定，生物战剂气溶胶才能向攻击目标漂移。如果风向改变，则气溶胶云团会偏离日标；而如果施放后，风向突然逆转，则可能危害施放者自身的安全。

      (4) 没有强烈的日光：日光中的紫外线对生物战剂有强烈的杀伤作用，因此施放生物战剂气溶胶以黄昏、黎明、夜晚或阴天效果最佳。

    （5）没有降水过程——降水（雨雪）等对生物战剂气溶胶有明显的消除作用，使气溶胶的有效浓度迅速下降。

3、地理环境因素

地形、地面粗糙度以及植被等地理环境因素对生物武器效能也有很大影响。地形可以通过热力和机械作用的影响使空气分流和改变方向，从而影响生物战剂气溶胶在日标区域的扩散,平原低地、洼地壕沟等地形能较长时间保持生物战剂气溶胶的浓度。地面租糙度的影响体现在：松软土质的地面能增加生物战剂气溶胶的阻留和沉积，降低共效应；高低不平的粗糙地面能使气溶胶移行偏向；建筑物能引起涡流,影响气溶胶的扩散。茂密林区高草、矮树丛等能阻滞气溶胶云团的流动，并造成气溶胶沉积，从而影响气溶胶的移行和有效浓度。

4、对方防护情况

传染性生物武器攻击能造成传染病流行和蔓延，因此受攻击方针对传染病的防护和应急响应能力，如防护训练，药材储备、诊治能力等都直接影响生物武器攻击的效果。

      

五、生物武器的优缺点

1、优点
       生物武器作为一种战争工具而言,具有以下优点：对易感人群的致死和失能作用；在动物和人体内可以繁殖，造成的伤害异持续性；对同等杀伤规模的核武器、化学武器和常规武器相比，其生产成本比铰低；造成的传染病或中毒与对方自然发生的同种流行病不易区分；实时检测生物战剂困难；某些战剂在施放后要经过一定的潜伏期才发病，收集证据困难；生物杀伤专一性，对环境建筑等破坏小，甚至无破不性；敌方心理压力大，作战效能高。

2、缺点
        生物武器同样也存在一些不足,例如：已方防护措施不当，本身也有伤害；受环境因索影响大，如凤力和风向等；温度，阳光，干燥气候等对战剂存活影响较大；某些战剂对环境的污染，如炭疽芽孢，会使污染地区长期不适于人居住；攻击后，己方人员进入会引起已沉积的气溶胶飞扬，造成新的感染；生物武器攻击后的效应较难评价；某些战剂发病的潜伏期较长，限制了战术使用；公众厌恶生物武器的使用，遭致與论强烈谴责。

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 系列未完待续

参考资料：

《合成生物技术的应用伦理研究》——（杨旸 著） 南京航空航天大学 研究生院 人文与社会科学学院

《合成生物学的伦理问题及其反思》——（姚琳 著） 武汉理工大学

《合成生物学的伦理研究》——（杨磊 著） 北京协和医学院基础学院

《合成生物技术伦理问题研究》——（曾庆娟 著） 湖南师范大学

《 NEXT GENERATION BIOWEAPONS:THE TECHNOLOGY OF GENETIC ENGINEER INGAPPLIED TO BIOWA RFARE AND BIOTERRORISM》——（Michael J. Ainscough  Colonel 著）USAF Counterproliferation Center

《疾病文图史：影响世界历史的7000年》——（玛丽·道布森 著）（ 苏静静 译） 金城出版社

《生物战史》——（朱建新 著）  时事出版社

《枪炮，病菌与钢铁》——（贾雷德·戴蒙德 著） 上海译文出版社

《生物事件应急管理》——（郑涛 祖正虎 田德桥 著） 科学出版社

《瘟疫与人》——（威廉H·麦克尼尔 著）（余新忠 比会成 译） 中国环境科学出版社

《生物武器》——（珍妮·吉耶曼 著）（周子平 译） 三联新知文库

《突发事件与灾害中的 卫生对策》——（B·Wisner  J·Adams 著）（王座元 黄相刚 王昕 译）人民卫生出版社

《实验室生物安全》——(叶冬青 著)人民卫生出版社

《ADVANCED DISASTER LIFE SUPPORTTMCOURSE MANUAL》——（Richard B. Schwartz 著）

《BASIC DISASTER LIFE SUPPORTTMCOURSE MANUAL》——（RAYMOND E. SWIENTON   ITALO SUBBARAO 著）

《非典非自然起源和人制人新种病毒基因武器》——（徐德忠 李峰 著） 军事医学科学出版社

《BIODEFENSE IN THE AGE OF SYNTHETIC BIOLOGY 》——（Committee on Strategies for Identifying and Addressing Potential Biodefense Vulnerabilities Posed by Synthetic Biology）