Biologické zbraně – riziko bioterorizmu MUDr. František Beňa Pohled do historie •V šestém století před naším letopočtem nechal athénský vůdce Solón otrávit nepřátelské studny při obléhání Krissy. •V roce 1346, při obléhání města Kaffa byly přes hradby vrhány mrtvá těla infikovaná morem. •Podobným způsobem útočili Rusové ve válce proti Švédům v osmnáctém století. •Na americkém kontinentu užívali biologické zbraně Britové, kteří zásobovali nepřítele pokrývkami infikovanými neštovicemi. •Vědecký výzkum biologických zbraní začal až v devatenáctém století po objevech, které učinili vědci jako Koch, Pasteur a Lister. •1925 podepsán Ženevský protokol zakazující použít biologické zbraně ve válce. •V roce 1969 americký prezident Nixon oznámil jednostranný a bezpodmínečný ústup od biologických zbraní. V roce 1972 americké ministerstvo obrany vydalo prohlášení o ukončení likvidace veškerých zásob amerických biologických zbraní. •26. března 1972 Konvence o zákazu vývoje, výroby a skladování biologických zbraní. •Vývoj biologických zbraní v Libyi, Sýrii, Číně, Iránu, Iráku, bývalém Sovětském svazu (autobiografická výpověď Dr. Kena Alibeka alias Kanatjana Alibekova, ředitele sovětského komplexu center výzkumu, výroby a skladování biologických zbraní "Biopreparát", •1979 nehoda s únikem antraxového aerosolu ve Sverdlovsku (68 úmrtí ze 79 zasažených.) •V roce 1972 byla ve vodovodu v Chicago a v St. Louis voda kontaminována tyfem. •V roce 1984 byl zaznamenán pokus použít botulotoxin v Paříži. •V roce 1986 v Oregonu onemocnělo 715 osob salmonelózou z úmyslně kontaminovaného salátu. •V roce 1995 byl zajištěn člověk, který si objednával z USA bakterii moru a dvě osoby byly usvědčeny z plánování vraždy pomocí ricinu. •Aktivity nechvalně proslulé japonské sekty Aum Shinrikyo (= Nejvyšší pravda) (1995 útok sarinem v Tokijském metru, 1990-95 osm pokusů s rozptýlením spor antraxu a botulotoxinu v ulicích Tokia, 1993 snaha o získání viru eboly pod zástěrkou humanitární mise v Zairu). •Rozesílání prášku s antraxovými sporami v poštovních zásilkách (2001 USA). Biologická válka •Záměrné (vědomé) použití BZ k hromadnému ničení nebo poškozování lidí, zvířat a rostlinných kultur. •Podstata - uměle vyvolat epidemický nebo epizootický proces nebo hromadnou intoxikaci mikrobiálními toxiny. •Odlišnosti oproti přirozenému procesu –Pomnožení mikroba ve vnitřním prostředí hostitele je nahrazeno kultivací na médiích. –Vylučování mikroba přirozenou cestou je nahrazeno dopravou BP na cíl a záměrným šířením v cílové populaci. –Způsob šíření, faktor přenosu nebo i vektor je volen cíleně a nemusí vždy odpovídat přirozenému mechanismu šíření. –K uměle navozeným hromadným intoxikacím biologickými toxiny může docházet abnormálními způsoby. –Infekční choroby ztrácejí řadu svých obvyklých mírových charakteristik. (mění se ID, ztrácí se sezónnost, profesionalita a endemičnost výskytu, mění se podíl různých klinických forem onemocnění atd.) Biologická zbraň •Hmotný předmět, odpalující nebo rozšiřující biologickou látku, včetně členovců jako vektoru. •Druh zbraně hromadného ničení (zbraň hromadného zabíjení), využívající škodlivých účinků biologických látek na lidský nebo jiný živý organizmus. •Jde o zbraňový komplex, který zahrnuje biologické prostředky napadení, biologickou munici a prostředky jejich dopravy na cíl. Bojový biologický prostředek (BA) •Živý organismus – jakékoliv povahy – nebo z nich odvozený infekční materiál, určen k vyvolání nemoci nebo usmrcení osob, zvířat nebo rostlin. • •Účinek závisí na schopnosti rozmnožit se v napadeném objektu (replikace) a dále se šířit v prostředí. Toxiny •Jedovaté látky chemické povahy, nejsou dále replikovatelné (nemají schopnost tvořit vlastní kopie, rozmnožovat se). •Původ, produkce: –Živý přírodní organismus – mikroorganismus, houby, rostliny či jiný živočich –Geneticky modifikovaný organismus –Chemická syntéza Charakteristické vlastnosti BA •selektivní působení na živou sílu ( nedochází k žádné destrukci budov, zařízení, techniky podobně jako u CHZ) •vysoká bojová účinnost (při správném výběru cíle, druhu bojového biologického prostředku, způsobu jeho šíření, místa a času napadení velký počet manifestních onemocnění) •možnost spontánní potenciace účinku (schopnost mikroorganizmu rozmnožovat se v hostiteli s možností přenosu na dalšího vnímavého jedince) •existence časového intervalu mezi okamžikem napadení a vznikem účinku (podmíněno ID příslušného infekčního onemocnění, u toxinů - interval totožný s časem, který je nutný pro průnik toxinu do vnitřního prostředí makroorganismu, jeho vazbu na příslušné receptory a průběh určitých biochemických reakcí) • •možnost skrytého napadení (nevýrazné projevy, tlumené výbuchy, vznik podezřelých oblaků aerosolu, kontaminace vody a potravin) • •velký psychologický účinek úspěšného napadení Vlastnosti, podmiňující vysokou bojovou účinnost •patogenita (toxicita) pro napadený objekt •infekciozita •schopnost uchování viability, patogenity (toxicity) a infekciozity ve vnějším prostředí •obtížnost identifikace a antimikrobního působení (detoxikace) •relativní jednoduchost a rychlost produkce Nevýhody z hlediska použití •nespolehlivost a nepředvídatelnost účinku (např. změnou směru větru, deštěm, UV záření apod.) • •spontánní inaktivace (pokles viability mikroorganizmů) • •ohrožení útočníka (retroakce) Prostředky dopravy na cíl •rakety a řízené střely opatřené bojovou hlavicí s biologickou náplní •biologické pumy •rozstřikovací zařízení •aerosolové generátory •biologická munice k rozšiřování živých přenašečů nákaz Způsoby použití a šíření BA •Infikování resp. intoxikace: •biologickým aerosolem (kontaminace přízemních vrstev atmosféry) •transmisí (pomocí infikovaných přenašečů) •diverzí (skrytá kontaminace potravin, pitné vody, vzduchu v uzavřených prostorech nebo jiných objektů vnějšího prostředí) Biologický aerosol •Disperzní soustava složená z rozptýlené (dispergované) látky a plynného disperzního prostředí. Dispergovaná látka může být ve skupenství kapalném nebo tuhém. •Vyskytuje se ve formě aerosolového oblaku (soubor velkého počtu aerosolových částic rozptýlených ve velkém objemu plynu). •Dělení: –monodisperzní (homogenní) – částice stejného rozměru –polydisperzní (nehomogenní) - částice různých rozměrů. •Biologický aerosol je disperzní soustava, v níž je disperzní podíl tvořen živými organismy nebo jejich částmi o velikosti 10-3 – 10 μm. Disperzním prostředím je vzduch. Chování BA v bioaerosolu I. 1.skupina: Øpo rozprášení přežívají ve vzduchu několik minut, max. několik hodin. Patří sem arboviry (viry žluté zimnice, viry koňských encefalomyelitid, viry komplexu klíšťové encefalitidy) – vhodné k přímému napadení např. diverzí 2.skupina: Øpřežívají obvykle několik hodin. Ztráta viability je stále příliš rychlá, než aby mohly být běžně používány k přímému napadení cíle. Patří sem např. rickettsie. Chování BA v bioaerosolu II. 3.skupina: Øschopny šířit se vzduchem i za obvyklých (mírových) podmínek a přežívají v aerosolu 24 hodin. Jde např. o Y. pestis, F. tularensis, brucely apod. Vhodné i k nepřímému napadení. 4.skupina: Øspory B. anthracis, které se vyznačují vysokou odolností vůči vlivům vnějšího prostředí. V aerosolu přežívají po mnoho dnů – možnost nepřímého napadení na větší vzdálenost. Požadavky na výběr BA •stabilita ve vnějším prostředí • •snadné dosažení infekční dávky • •možnost dalšího interhumánního přenosu • •obtížná diagnostika, léčba a profylaxe Způsoby proniknutí BA •Inhalace •Ingesce •Překonání povrchové bariéry sliznic nebo kůže: –aktivní překonání nebo ovlivnění povrchové bariéry –průnik porušenou povrchovou bariéru Epidemiologické charakteristiky •Explozivní epidemie charakterizovaná vysokou nemocností a smrtností. •Epidemiologické ukazatele nemocnosti netypické pro danou lokalitu v daném čase. •Podle charakteru aplikace dominuje obraz onemocnění respiračního traktu. •Protrahovaná epidemie s několika vrcholy. •Pravděpodobná rezistence na ATB léčbu. •Možná nezvyklá epizoocie v dané lokalitě charakterizována vysokým úhynem zvířat. •Při epidemiologickém šetření zjištěn pravděpodobně shodný zdroj Možné příznaky zasažení BZ •příznaky ARI nebo ILI •příznaky zánětu plic •žloutenka •příznaky záněty mozku •kožní příznaky s vyrážkou •nevysvětlitelná úmrtí nebo ochrnutí •septický nebo toxický šok Ochrana vůči BA - detekce •Obtížné zjištění, neexistují očividné známky kontaminace •velký kontrast s chemickými zbraněmi, (okamžitý účinek) - u BZ jsou zpoždění několik hodin nebo dní •detekce použitého BBP (např. detekční systémy k identifikaci patogenních mikrobů ve vzorcích odebrané vody a nasátého vzduchu) •obtížné vymezení ohniska nákazy •doprava vzorků do specializované laboratoře k identifikaci s využitím expresních metodik Ochrana vůči BA - třídění •nejvyšší priorita - zabezpečení existujících prostředků léčby a profylaxe pro postiženou oblast •dostatek izolačních místností oddělených od umístění jiných pacientů (improvizace) •prostředky osobní ochrany personálu •léky •metody třídění pacientů a exponovaných osob se budou řídit místním právním řádem a směrnicemi hygienické služby vydanými podle předpokládaných nebo zjištěných původců infekce • Možné problémy koncepce •Malá koordinovanost mezi resorty •Příprava personálu, využití v klidové době •Lokalita x transportní kapacity •Stacionární zařízení x mobilní týmy •Stavební úpravy, hygienická smyčka •Návaznost komplementu na odpadové hospodářství Ochrana před BZ – hlavní problémy •Vysoká pravděpodobnost vzniku paniky. •Neobyčejně velký rozsah nutných protiepidemických opatření. •Nemožnost zabezpečení ochrany všech obyvatel. •Vyšší stupeň ohrožení oblastí s teplejším a vlhčím klimatem, s nižším životním standardem. •Vyšší nebezpečí pro obyvatele v hustě obydlených oblastech zvl. ve velkých městech. •Vysoký stupeň ohrožení pro imunosuprimované, nemocné a osoby starších věkových skupin. Management v místě - rozvaha •Co? – základní symptomy •Kde? – lokalita výskytu a rozsah •Kdy a kolik? – kumulativní incidence •Kdo a jak? – algoritmus řešení a výkonný tým, –Spojení, hlášení –Logistické zabezpečení (síly a prostředky) –Implementace opatření Možný algoritmus postupu •Vstup do ohniska epidemie – IPE •Transport a umístění nemocných do izolačně-karanténní jednotky •Epidemiologická anamnéza a diagnostika •Odběr vzorků z prostředí a od nemocných •Doručení vzorku k MLD •Observace, karanténa (2x ID) •Provedení dezinfekce a dekontaminace Přístup po napadení BZ •povinné dodržování preventivních opatření u všech infekčních pacientů včetně likvidace kontaminovaných tělesných tekutin a uplatnění bariérového ošetřovacího přístupu •protiepidemická opatření (zvýšený zdravotnický dozor nad kontakty) •náležitá dekontaminace, důsledná sterilizace •kroky k izolaci a identifikaci možného původce a zahájení léčby, kde je to možné •neprodlené oznámení všech podezřelých skutečností příslušným zdravotním orgánům a případně policii •snížení možnosti druhotného přenosu infekce u pneumonií, u hemoragických příznaků a příznaků neštovic, případně u dalších onemocnění vyvolaných BA Základní obranná opatření •Epidemiologická surveillance •Hygienicko-epidemiologický a biologický průzkum •Detekce a identifikace původce •Osobní ochrana •Kolektivní ochrana •Dekontaminace a asanace •Kauzální léčba •Obrana proti psychologickým útokům a panice • Detekce a identifikace původce •Detekce –Prvotní informace o agens –Skupinová diagnostika •Identifikace –Přesné určení původce - to ovlivňuje •Kauzální a symptomatickou léčbu •Určení ohrožených a vnímavých osob •Protiepidemická opatření - zabránění rozšíření Mikroorganismy použitelné jako BA •Bakterie •Rickettsie •Viry •Plísně (houby) •Geneticky modifikované organismy •Toxiny Charakteristika mikroorganizmů I •Bakterie – nejmenší jednobuněčné organismy. –typická vlastnost - schopnost množit se a přežít nevhodné životní podmínky (horko, sucho, záření, chemické látky, apod.) ve formě odolnějších spor. –K vyvolání nemocí může dojít přímým napadením tkání nebo tvorbou toxinů, popř. kombinacemi obou variant. –Léčba většině případů možná pouze antibiotiky. –Do této skupiny patří bakterie způsobující např. antrax, tularémii, mor, choleru. Charakteristika mikroorganizmů II ·Rickettsie ·Zvláštní kmeny bakterií, které se rozmnožují díky parazitování na hostitelských buňkách. ·Většinou jsou přenášeny vektorem. ·Léčba je také možná pouze antibiotiky. ·Do této skupiny patří např. skrvnitý tyfus či Q-horečka. Charakteristika mikroorganizmů III ·Viry ·Mnohem menší než bakterie, chovají se stejně jako Rickettsie, tj. množí se pouze v buňkách hostitele. ·Léčba bojových variant mnoha virů je velmi komplikovaná (protilátky mají většinou pouze omezený účinek než-li se povede viru zmutovat). ·Do této skupiny patří např. původci varioly nebo eboly. Charakteristika mikroorganizmů IV ·Plísně (houby) ·Větší než bakterie a patří mezi první identifikované biologické bojové látky. ·Biologické působení nepřímé – využívá se jejich schopnosti produkovat extrémně toxické látky (toxiny), které mohou i ve velmi malém množství zabíjet. ·Léčba plísňových onemocnění (mykózy) se většinou provádí antimikrobálními prostředky. Charakteristika mikroorganizmů V ·Geneticky modifikované organismy díky rozvoji genetického inženýrství, je možné vytvořit biologické agens genetickou cestou, tj. modifikací DNA (tzv. rekombinantní DNA technologie). Nebezpečím tohoto postupu je možnost potlačení určitých vlastností či schopností. Charakteristika mikroorganizmů VI •Toxiny –Výsledek produkce živých organismů (mikroorganismů, rostlin, živočichů). –Většinou organické jedy s výrazným a rychlým projevem. –Léčba je velmi složitá, většinou odkázána na léčbu vnějších příznaků. –Příklad toxických látek - botulotoxin, enterotoxin B a trichoteceny. Botulotoxin •7 typů příbuzných toxinů (A-G), původce Clostridium botulinum. •Mechanismus účinků: –Vazba na terminální zakončení presynaptických nervů → brání uvolnění ACTH → blokuje nervosvalový přenos. •Alimentární i inhalační forma má stejný klinický obraz (poruchy vidění, ptóza víček mydriáza, poruchy řeči a polykání, postupná obrna kosterních svalů od hlavy dolů, zástava dechu). Botulotoxin II •Diagnostika nesnadná hlavně u inhalační formy, laboratorní nálezy nespecifické. •Terapie hlavně podpůrná + pasivní imunizace antitoxinem (A,B a E) •Prevence: –Pasivní imunizace antitoxinem –Aktivní očkování toxoidem (A-E) –Dekontaminace roztokem 0,5% chlornanu sodného Enterotoxin B (SEB) •Původce: –Staphylococcus aureus, termostabilní i v aerosolu, proto vhodný jako BA •Vyvolává alimentární intoxikace (afebrilní G-E) při inhalační aplikaci febrilní stav, bolesti hlavy a svalů, respirační příznaky (dušnost, suchý, bolestivý neproduktivní kašel) •Terapie podpůrná,není k dispozici vakcína •Dekontaminace 0,5% roztokem chlornanu sodného Trichoteceny a aflatoxiny •Aflatoxin –Producent Aspergillus, hepatotoxický účinek se vznikem Ca jater, hlavně po konzumaci zaplísněných obilovin •Trichotecen T-2 –Producent Fusarium, v podobě aerosolu účinky podobné Yperitu. (kontaminace kůže - erytém, puchýře až nekróza, postižení očí – slzení, zánět spojivek a mlhavé vidění, respirační expozice – štípaní v nose, krvácení, kašel, dušnost, bolesti na hrudi) –Vývoj a použití jako „žlutý déšť“ (býv. SSSR) Riziko bioterorizmu •Charakteristickým rysem současného terorizmu je narůstající počet obětí. •Jaderné zbraně jsou dosud mimo technologických možností teroristických skupin. •Ve srovnání ZHN BZ extremně levné (náklady na civilní ztráty 1$/km2, CHZ 600$, JZ 800$, konvenční zbraně 2000$) •Exponenciální růst vědeckého poznání biologie, genového inženýrství, přístup k informacím a technologiím. •V obavě před BZ roste vývoj protiléků, vakcín, skladování ATB, vývoj detekčních souprav a ochranných opatření. •„Výhody“ použití BZ pro teroristy: –Malé personální a technické nároky x útok na rozsáhlém území. –Zpoždění detekce posiluje možnost vyhnout se odhalení. –Útok nemusí být v případě neúspěchu odhalen. –Proces plánování a příprav anonymní. –Výrazný psychologický dopad v případě úspěchu. •Boj proti terorismu předpokládá celosvětovou formu spolupráce zaměřenou na kontrolní mechanismy k zabránění proliferace ZHN, omezení rozsahu potenciálních teroristických skupin, spolupráci v oblasti vědeckého výzkumu. Prvky systému v ČR •ÚKŠ, S pro biologickou ochranu •SÚJCHBO •SZÚ •Orgány veřejného zdraví (transportní systém – 70 vaků, MASH) •Hospitalizační a diagnostická jednotka AČR •Mobilní diagnostické týmy a laboratoře •Hospitalizační jednotka Bulovka •Budovaná regionální hospitalizační centra (infekce) Závěr •Důležitost včasné a validní informace •Aktivace prvků integrovaného záchranného systému •Implementace vyzkoušených algoritmů •V případě epidemie neprodlená reakce •Včasná realizace preventivních i represivních opatření •Import VVN, teroristický útok i v ČR představuje reálné riziko vysoce virulentních nákaz 46 Renault T33 Master - BIOMASTER Ochranný oblek 1 Renault MASTER T33 2,2 dCi Skříňové vozidlo s vnitřní zástavbou Skříňový přívěs (AGADOS) s vnitřní zástavbou Vozidlo se speciální úpravou pro SMBT - Civilní verze • průzkum • detekce a identifikace BBL • přeprava biologicky nebezpečných vzorků • limitovaná dekontaminace Armáda dětem27 P1240001 P1240003 D:\Documents\Záloha práce\Obrázky\Služební\Letištš ČB\10.bmp D:\Documents\Záloha práce\Obrázky\Služební\Letištš ČB\9.bmp 49 Land Rover 130 - BIOROVER P1010082 P1010088 Vozidlo se speciální úpravou pro SMBT - Polní verze • průzkum • detekce a identifikace BBL • laboratorní činnost • přeprava biologicky nebezpečných vzorků • limitovaná dekontaminace Land Rover DEFENDER 130 TD5 Skříňové vozidlo se speciální zástavbou Přívěs (PM 18 MIP) s vnitřní zástavbou D:\Documents\Záloha práce\Obrázky\Služební\Letištš ČB\50.bmp D:\Documents\Záloha práce\Obrázky\Služební\Letištš ČB\8.bmp P1010022 biovakcelek biovak polodet h 1 P1010115 BIOBOX EBXT- 06 Děkuji za pozornost.