关注基因武器

本文从人类基因组多样性研究成果证实人类种族之间存在基因差异的事实出发 ,概述了基因武器的产生背景 ,提出了基因武器的概念。对基因武器的原理、性能和特点进行了分析 ,对基因武器在全球范围内的研制状况进行了介绍 ,对基因武器的发展态势及其潜在威胁进行了预测。提出了我国应当呼吁国际社会全面禁止基因武器的研制和使用 ,寻求对中华民族有效的生物药剂和疫苗 ,研制对抗基因武器的新型探测和防护器材 ,以及探索未来反基因战的战法、途径和手段等四项基本对策。     

生物武器

摘要 本文基于美国“911事件”后国际社会对生物恐怖威胁的关注,围绕生物武器和生物战剂的概念、类型、特点、对人类社会的威胁以及如何进行预防等问题进行了探讨,阐述了我国政府对生物武器的严正立场。
近年来,随着现代生物技术的发展,遗传工程已被用于研制新型生物武器。生物武器一旦投入使用,其杀伤和毁灭效能将远远超过现有的各种武器。它不仅可以被冲突中的军队使用,也可以被恐怖主义组织或极端组织所利用。生物武器不仅仅针对人,它还可以针对植物或牲畜,以损害一个国家的经济潜力并间接地损害一个国家的民众。生物武器能破坏社会稳定,使民众陷入恐慌,从而扰乱国家的正常秩序,大大削弱对方的战斗力,破坏和瓦解其战争潜力。所谓生物武器(旧称细菌武器),是指以生物战剂杀伤有生力量和毁坏植物的武器,包括装有生物战剂的炮弹、航空炸弹、火箭弹、导弹弹头和航空布洒器、喷雾器等。而生物战剂(旧称细菌战剂),则是指用以杀伤人、畜和破坏农作物的致病微生物、毒素和其他生物活性物质的统称,它是构成生物武器杀伤威力的决定性因素。生物战剂中的致病微生物是有生命的物质,一旦进入机体,即能大量繁殖,其代谢产物能破坏机体的正常功能,导致发病或死亡。毒素是细菌或真菌在一定条件下产生的有毒蛋白质,没有生命,很小量即能引起人、畜中毒或死亡。生物活性物质是正常机体自身产生的调节生理和心理功能的物质,如过量或比例失调,即能使人的生理、心理或行为失常。按照生物战剂的性质划分,可以分为细菌类,如鼠疫杆菌、炭疽杆菌、霍乱弧菌、布氏杆菌等;病毒类,如黄热病毒、委内瑞拉马脑炎病毒、天花病毒和马尔堡病毒等;立克次体类,如Q热立克次体、流行性斑疹性伤寒立克次体等;衣原体类,如鸟疫衣原体;毒素类,如肉毒杆菌毒素、葡萄球菌肠毒素等;真菌类,如球孢子菌、组织包浆菌等。按照生物战剂对人、畜危害作用的大小来划分,可以分为致死性战剂和失能性战剂两大类。致死性战剂造成人或牲畜病死的概率很高,通常可以达到50%以上,有些高达90%以上,如炭疽杆菌、肉毒杆菌毒素等。失能性战剂是指对人畜造成危害,使其暂时失掉战斗力的生物战剂。这类战剂也会致人死亡,但病死率不到10%,委内瑞拉马脑炎病毒和布氏杆菌就属于这一类。按病毒有无传染性划分,可划分为传染性和非传染性战剂两大类。传染性战剂的传播速度很快,会对流行区域内的居民构成很大的威胁,如鼠疫杆菌、天花病毒等。非传染性战剂只对染毒者起作用而不会传染给他人,肉毒杆菌毒素就属于非传染性战剂。概括起来,生物武器具有以下特点：1.杀伤力强。生物武器与化学武器同属于非常规武器,但生物武器比化学武器杀伤力更大。化学武器是通过载体(导弹、飞机、炮弹等)播散毒药,人体接触或吸入这些毒药后,会造成不同程度的生理功能紊乱,严重者会致命,但化学毒剂自身不能复制。而生物武器传播的则是各种致命的微生物,它们侵入人体后,以几何级数繁殖。因此,生物武器远比化学武器可怕。2.作用范围广。在核、化学、生物武器等大规模毁灭性武器中,生物武器的单位重量的面积效应最大。据世界卫生组织测算,在1架战略轰炸机对毫无防护的人群所进行的袭击中,飞机所载核、化学、生物武器的杀伤面积分别是：1枚百万吨梯恩梯当量级核武器为300平方公里,15吨神经性毒剂为60平方公里,10吨生物战剂则高达数千平方公里。3.具有潜伏性。由于病毒或细菌难以发现,生物武器的伤害并不是马上就显现的,它可能会在几小时、几天、甚至更长时间以后发作,从而使被攻击者停止战斗行动。4.造价低廉。相对其他传统武器与非常规武器,生物武器造成同等伤害所需要的成本最低。以1969年为例,当时每平方公里内导致50%死亡率的成本分别为：传统武器2000美元;核武器800美元;化学武器600美元;生物武器1美元。因此,有人将生物武器形容为“穷国的原子弹”、“富国的省钱武器”。5.易于生产。与常规武器和核武器不同的是,生物武器可以在任何地方研制和生产,农场、医学研究机构,甚至在家里都可以进行。联合国在波斯湾战争后对伊拉克进行了多次武器检查,便在6个民用场所发现了生物武器。6.传播途径多。生物武器可以通过气溶胶、牲畜、植物、信件等释放传播。只要把100公斤的炭疽芽孢通过飞机、航弹、老鼠携带等方式释放散播在一个大城市,300万市民就会感染毙命。7.危害时间长。生物战剂一旦释放后,可在该地区存活数十年。例如炭疽芽孢具有很强的生命力,可数十年不死,即使已经死亡多年的朽尸,也可成为传染源。其孢子可以在土壤中存活40年之久,并且极难根除。生物武器给对方造成危害的程度,与对方的防护能力密切相关。一个国家要应对“生物恐怖”,首先要有大量的疫苗储备,配以充足的药物和手段,以对付一系列突发事件。其次,要完善生物武器防御体系,建立完整快捷的预防、报告、检测、治疗系统。如：收集、分析生物技术新进展和生物武器的研究动向,研究防护对策;在军队和居民中普及生物武器知识,进行防护训练;建立、健全监测系统,测量大气中微生物的数量,做到早期发现和报警;加强各级卫生防疫机构的建设,提高对微生物检验的能力,增加防疫药械的储备,等等。为防止遭受生物武器攻击地区传染病的发生和蔓延,可以采取封锁,医学观察与留验,隔离与治疗,免疫接种与药物预防,消毒、杀虫与灭鼠等措施。生物武器由于其巨大的杀伤力,和核武器、化学武器一样属于非常规武器,其开发与使用受到了国际社会的密切关注与严格控制。1972年4月10日,《禁止生物武器公约》得以签署,并宣布于1975年正式执行。然而,由于这一公约中仍留有“允许少量生产防御物质”的内容,给某些蓄意研究各种新型生物武器的国家留下了“合法”的借口。截止目前为止,拥有生物武器的国家有17个,一些恐怖组织也逐步掌握了生物武器技术。中国曾饱受生物武器之害,一贯反对使用生物武器,是《日内瓦议定书》的缔约国,并于1984年11月15日加入《禁止生物武器公约》。中国支持该公约的宗旨和目标,主张全面禁止和彻底销毁包括生物武器在内的一切大规模杀伤性武器。中国政府在不同场合多次郑重声明：中国从未,将来也不会生产和拥有这类武器。     

未来战场de十大尖端武器

科学家和军事家们预测,未来战争将有10大尖端武器称雄战场. 激光武器激光武器是当前所谓新概念武器中理论最成熟、发展最迅速、最具实战价值的前卫武器.它以无后座、无污染、直接命中等诸多优点成为发达国家研制中的未来重点武器.激光武器将用于对付高速小型目标;同时还将广泛用于破坏敌方光学系统和摧毁红外指导系统;另外利用卫星可以有选择地用激光束击中任何人和目标,如果使辐射的频率达到必要程度,可以致人于死地.目前美国正在研制几种能用激光使敌方士兵眼睛失明的武器,有一种称之为激光对抗系统,可将其安装在M-16步枪上,这种系统可以释放出一种激光束,在1千米内能把人的视网膜烧坏;还有一种被称之为佩刀-203,它实际上是一种激光手榴弹,在爆炸后可以使人暂时失明.     

人类基因增强伦理价值判断的人性论困境与超越

现代性的价值指向、人性的基因决定论、人类天性与价值之间直接的因果决定论以及人类自由对基因获得方式的依赖性共同构成了哈贝马斯人性论的理论困境,使人性论在人类基因增强伦理批判中日现困境。发展伦理学的发展有限性原则提供了整体主义的视角,使我们能够从人类基因组、自然和社会三个系统对人类角色的限制来考察人类的角色,从而使基因增强对人类的生存可能具有的负面价值清晰地呈现出来。     

基因治疗

基因治疗是一种主要用于修正疾病相关的缺陷基因的技术。截至2005年1月,全球共有1020个基因治疗临床试验。基因治疗由于尚存在药物生命周期短、给药途径、多基因病和免疫反应等方面的问题,目前还基本处于实验阶段,在临床试验还不是很成功。虽然如此,基因治疗具有经济、直接、高效的优点。在科学家未来的不断努力下,前景十分光明。一、基因治疗的概念人类疾病都是环境因素(如化学物质、辐射、病毒、细菌、营养等)与体内因素(如精神因素、激素、代谢等)共同作用的结果。环境因素与体内因素的相互关系,相当于外因和内因,内因起主要作用,外因通过内因起作用。基因是生物功能的可遗传的单位,是内因的最基本的表现形式。对于非传染性的人体自发性的疾病,主要是人自身的基因及其表达产物出了问题。对于传染性疾病,则是外源的细菌、病毒等病原体通过他们的基因及其表达产物作用于人体而致病。因此,人类疾病的一个主要原因,是人体自身基因出问题,或外源病原体基因及其产物作用的结果。我们刚才提到了基因及其表达产物,现在更具体地说明这些概念的含义。在分子生物学中有一个中心法则,图1表示的是中心法则的示意图。图1 分子生物学的中心法则对人类而言,基因是人体染色体上脱氧核糖核酸(即DNA)的一段序列,是遗传信息的载体。DNA本身可以复制达到新陈代谢和遗传繁殖的目的。基因通过转录过程,产生RNA,即核糖核酸,并进一步通过翻译,生产出蛋白质,即功能作用的具体实现者,也就是我们说的基因表达产物。前面说到的基因出了问题,有以下几种可能：一是自身基因的异常或缺失,二是外源基因的攻击。相应的对策有：对于基因异常或缺失,就是设法加入正常的基因或产物,或补充缺失的基因或其产物,使其发挥应有的正常功能,例如直接加入最终表达物蛋白质。对于外源致病基因或自身病变基因,可以想办法使其不起作用,例如用化学药物阻止这些基因的复制、转录或翻译,或阻断其下游作用通路。可以想像,这些方法可以在中心法则遗传信息传递的任何一个环节使用。基因治疗就是从遗传物质本身,即基因入手,不必产生或纯化基因的最终产物,而是将基因,通常是通过一个载体直接导入人体,再利用人体自身就具有的基因复制、转录与翻译功能来产生这些产物,达到补充正常基因产物或对抗异常基因的目的(参见图2)。图2 基因治疗示意图二、基因治疗的主要特点：从基因治疗的原理可以推断出其主要特点：1.更加经济、方便。因为它利用了人体自身的表达系统和功能,毋需进行产物的分离纯化。2.理论上更加安全。因为它是针对某一特定的异常或缺失基因,不会带来其他的副作用。3.技术上要求更高。因为它必须将基因直接导入人体,并有效调控其表达,因而在操作技术上,特别在有效性与安全性方面提出了苛刻的要求。三、基因治疗涉及到的关键步骤1.基因的识别。识别DNA序列的哪些部分是基因,哪些不是,以及基因的功能为何。对人类自身基因而言,于2003年4月全面完成,中国也参与了的人类基因组计划,识别了3万多个基因。2.疾病的基因基础,就是发现疾病是哪些基因引起的,其作用机制如何。目前国际上的OMIM数据库,即人类孟德尔遗传在线数据库,已经收录了一万多条与疾病相关的条目。3.基因的导入系统。找到了致病基因后,下一个问题是,如何高效、靶向性地导入正常的基因。目前开发了多种导入系统,主要包括逆转录病毒、腺病毒、裸DNA、脂质体等。然而如何针对不同基因不同的目的区,构建高效的导入系统,仍然是科学家们正在不断探索的难题。4.基因表达的可调控性。基因之间存在非常复杂的调控关系,如图3表示的是老年痴呆症相关的基因调控关系,是非常复杂的相互牵制与协同关系。人体本身的基因,是处在整个基因组的大环境下,因而能够进行自身复杂的调控。而导入的基因是装在一个载体上,不具备这些复杂条件,而且我们对这些调控还不十分清楚,因而在什么时候基因该表达,什么时候不应该,以及该表达多少,仍然是巨大的难题。四、基因治疗的现状截至2005年1月,目前全球正在进行1020例基因治疗临床试验,其中约2/3处于临床一期,1.7%处于临床三期。图3 基因调控网络一例(选自KEGG数据库)从所治疗的疾病来看,66%的药物用于肿瘤,其次分别为单基因病(9.4%)、心血管病(8.1%)、传染性疾病(6.6%)等。从所使用的目的基因类型来看,细胞因子最多,占24%,抗原基因14%,肿瘤抑制基因12%,其他还包括自杀基因、缺陷基因、药物抗性基因、受体基因、复制抑制基因等。在地域分布上,美洲占67%,欧洲28%,亚洲、澳洲和非洲分别占1.9%、1.7%和0.1%。从所使用的载体系统来看,27%用的是反转录病毒,26%为腺病毒,裸DNA/质粒为15%。目前世界上只有一个基因治疗药物被批准上市,就是深圳赛百诺基因技术有限公司生产的“重组人p53腺病毒注射液”(商标名：今又生/Gendicine),于2004年1月20日获得国家食品药品监督管理局的准字号生产批文上市。p53是一个肿瘤抑制基因,所以该药主要用于治疗肿瘤。五、基因治疗面临的主要挑战1999年美国一位18岁男孩因为接受基因治疗导致多个器官衰竭,而这据信是因为引起严重的免疫反应而造成的。2002年8月和2003年1月初法国一位小孩和美国一位小孩分别出现了白血病类似的症状,因此美国FDA(食物与药品管理局)在2003年1月暂停了所有在血干细胞上使用反转录病毒载体的基因治疗临床实验。全球对于基因治疗也因此持非常谨慎的态度,这反映在最近几年新批准的基因治疗临床试验方案有所减少：在1999～2004年间,全世界新批准的基因治疗临床方案从117个减少到58个,今年到一月份的数字为1个。总结起来,基因治疗面临的主要挑战在于：1.基因效应时间较短。2.免疫反应：过分反应,特别是重复治疗时。3.病毒载体的问题：病毒虽然经过灭活,但可能会再获得功能而致病。4.多基因病的问题：一个基因不能解决问题,转入基因未必是真正的缺失或异常基因。六、总结基因治疗是从最根本的遗传物质,即基因入手来修正人体功能的缺失或异常,具有经济、直接、高效的巨大优点。虽然在技术上要求很高,以至目前只有一个上市产品,同时还出现了一些失败和挫折,这些挑战将持续很长时间,但从历史发展的规律来看终究是暂时的,在科学家的努力下必将逐步得到解决。因此基因治疗的前景十分光明。     

国际人类基因组组织(HUGO)关于遗传研究正当行为的声明──这份声明由HUGO伦理、法律和社会问题(ELSI)委员会起草,同HUGO理事会1996年平3月21日海德堡会议上批准

在1980年代提出1990年正式启动的人类基因组研究计划（HGP）,其具体目的是鉴定所有人类基因和将整个基因组排序。在未来15年完成HGP,将为生物学和医学提供一本原始资料。然而,在这个时间框架内,所有基因的功能,单个基因或基因协调一致的功能,还不会知道,基因在世界范围内的变异也不能确定。人类基因多样性研究计划（HGDP）是一项国际性科学工作,它是HGP的补充,通过分析全世界人群。家庭和个人的DNA来考查人类基因组的变异。HGDP有可能帮助我们人类的基本单位,人类的生物史,人群运动,以及对种种人类疾病的易感性或抵抗性…     

拟南芥中隐花色素和光形态建成因子在控制气孔开合中的作用

转座因子是一类可以进入基因组内不同位置的基因载体，B．McClintock因首先在玉米中发现转座因予而获得了1983年诺贝尔生理学或医学奖。科研人员可利用转座因子插入基因导致基因突变以了解基因功能，也可利用它们培育转基因生物。长期以来，科学家尝试了SB等许多载体，但仍然缺乏高效、实用的哺乳动物转座因子。复旦大学发育生物学研究所许田和吴晓晖研究小组，研究发现一种源于飞蛾的PB转座因子能高效插入小鼠基因组，使在小鼠等哺乳动物中高效、大规模了解基因功能成为可能。     

美绝密实验室研发生化武器

假如“基地”组织派人在纽约上空喷撒炭疽病菌孢子粉末,美国该怎么办?美国《华盛顿邮报》最近在头版显著位置曝光了美国政府正在进行的一个秘密应对计划:筹建生物武器实验室,制造世界上最危险的细菌和病毒武器,以毒攻毒,用于防止恐怖分子可能进行的生物恐怖袭击!筹建可怕生物实验室《华盛顿邮报》透露说,实验室已于今年6月破土动工,位于马里兰州德特里克堡陆军基地内,距华盛顿约一个小时的车程。实验室隶属于国土安全部美国国家生物武器防护分析和对抗中心,整个实验室8层楼高,将于两年后建造完毕,预计耗资1.28亿美元。实验室将分为两个部分,…     

逆转座在植物基因起源和基因组进化中的作用

多种多样的生物世界是生命经历长期进化的结果。在高等多细胞生物中,草本类植物具有最广泛和最强的适应性;除了我们随处可见的分布生境外,从高山到海底,从极地到沙漠,都能见到草类的生长。对人类而言,更为重要的是我们的主要粮食作物如水稻、小麦、玉米等都属于草本植物。草类植物到底具有什么样的遗传特质使其能有如此强的适应能力呢?生物适应和物种分化的过程在根本上是生物遗传变异的结果,其遗传基础是基因组中新结构如新基因不断涌现和进化的过程。近年来,随着基因组时代的到来,科学家对新基因产生和基因组进化的研究正在揭示着物种进化…     

生物武器给人类造成的灾难揭密

<正>生物武器是能使众多人、畜和农作物等患病乃至死亡的一种特殊武器,它和常规武器、化学武器、核武器并称为四大武器系统,而且它总会引发瘟疫,被称为"地狱瘟神"。但很少有人知道,早在3000多年前,人类就会使用生物