특히 위험한 감염

특히 위험한 감염증은 전염병, 탄저병, 천연두 등을 포함한 질병군으로, 생물학적 무기나 테러 목적으로 사용될 수 있습니다.

생물무기는 인간, 동물 또는 식물의 사망이나 무력화를 유발하는 데 사용되는 미생물 또는 그 독소입니다. 따라서 생물무기는 인간을 죽이는 데 사용될 뿐만 아니라 동물이나 작물을 파괴하여 경제적 피해를 입힐 수도 있습니다.

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역학

생물학 무기의 독특한 역학적 특징으로는 가용성, 낮은 비용, 잠복기의 존재, 손상으로부터 보호 가능성, 생산의 단순성과 비밀성, 배포의 용이성, 대중의 폭넓은 공감, 정보의 가용성 등이 있습니다.

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이유

수백 종의 병원체가 감염병을 유발할 수 있지만, 그중 생물무기로 사용될 수 있는 병원체는 극소수에 불과합니다. 그중 다수는 사람과 동물 모두에게 위험한 인수공통감염병 병원체입니다. 감염병을 전파하는 가장 효과적인 방법은 에어로졸을 통해 병원체나 독소가 폐로 직접 유입되는 것입니다. 그러나 이 경우, 유해 물질은 에어로졸 형태로 안정적이어야 하며, 높은 독성을 지녀야 하며, 광범위한 임상 증상을 유발할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 감염자의 약 100%에서 질병을 유발할 수 있는 베네수엘라 돼지뇌염 바이러스는 생물무기로 사용될 수 있지만, 대부분의 경우 무증상 감염으로 이어지는 일본뇌염 바이러스는 사용할 수 없습니다. 생물무기는 사용 목적에 따라 치사적 효과와 비치사적 효과로 구분됩니다. NATO는 생물무기로 사용될 수 있는 39종의 잠재적 병원체 및 독소 목록을 제시했습니다. 러시아에도 "특히 위험한 병원균"이라는 유사한 목록이 있습니다. 이 목록에는 특히 위험한 감염균을 에어로졸 사용에 필요한 용량, 환경 안정성, 전염성, 감염의 심각성, 진단 속도, 예방 및 치료 가능성 등을 기준으로 구분하는 기준이 있습니다. 가장 관련성이 높은 병원균은 천연두, 페스트, 탄저병, 보툴리누스 중독입니다.

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특히 위험한 감염의 병원균

탄저병(흑두)

탄저병의 원인균은 탄저균(Bacillus anthracis)으로, 운동성이 없고 그람 양성이며 포자를 형성하는 세균입니다. 탄저균은 수십 년 동안 매우 안정적이며 독성이 강합니다. 장기간 생산 및 보관이 가능합니다. 포자는 호흡기 깊숙이 침투하기에 적합한 크기(1~5µm)로 제조될 수 있습니다. 흡입 감염자의 절반은 8천~1만 개 이상의 포자를 흡입하여 치사량을 얻습니다. 이 양은 포자 구름 속에서 단 한 번의 호흡만으로도 호흡기로 유입될 수 있습니다. 급성 감염의 경우, 체내에서는 살아있는 캡슐화된 세균만 발견됩니다.

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천연두

이 바이러스는 오르토폭스바이러스 속에 속하며, 직경이 0.25µm인 DNA 바이러스입니다.

역병

페스트의 원인균은 운동성이 없는 그람 음성 구균인 예르시니아 페스티스(Yersinia pestis)입니다. 그람 염색법으로 염색하면 양극성 염색으로 인해 곤봉 모양을 보입니다. 탄저병 원인균에 비해 환경에서 안정성이 낮지만, 치사량은 현저히 낮습니다.

유효성

특히 위험한 감염의 원인균은 쉽게 얻을 수 있습니다. 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum)과 같은 박테리아는 토양에서 분리하여 기본적인 미생물학 지식과 기술을 이용하여 배양할 수 있습니다. 탄저병 및 페스트 병원균은 풍토병 지역의 동물 및 환경 물체, 미생물 수집물, 합법적인 과학 및 진단 연구에 참여하는 의료 회사 또는 실험실에서 분리할 수 있습니다.

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잠복 기간

수 시간(포도상구균 장독소 B)에서 수 주(큐열)까지 지속될 수 있습니다. 이러한 무기는 효과가 점진적으로 나타나는 것이 특징이며, 소리, 냄새, 색깔이 없는 에어로졸 형태로 분포되고 감각을 유발하지 않습니다.

특히 위험한 감염의 병인

탄저병

감염은 접촉, 음식, 그리고 공기 중 전파라는 세 가지 경로로 전파됩니다. 이 미생물의 캡슐에는 폴리글루탐산이 함유되어 있어 대식세포의 식세포 작용을 감소시킵니다. 그러나 포자는 조직 대식세포에 의해 식세포 작용을 받아 발아할 수 있습니다. 박테리아는 침투 부위에서 증식하여 림프관을 통해 림프절로 이동합니다. 탄저균은 성장 과정에서 부종 인자, 치사 인자, 그리고 방어 항원의 세 가지 단백질을 합성하며, 방어 항원은 부종 및 치사 인자와 복합체를 형성합니다. 이러한 복합체를 부종 및 치사 독소라고 합니다. 부종 인자의 작용은 아데닐산 고리화효소의 국소적 활성화 및 부종 발생과 관련이 있습니다. 치사 인자의 작용은 조직 괴사를 유발합니다.

덜 익힌 고기를 섭취하면 박테리아 포자가 위장관으로 들어가 해당 질병을 유발할 수 있습니다. 흡입형은 포자가 호흡기를 통해 유입되는 경우로, 생물무기 제조 측면에서 가장 매력적인 것으로 간주됩니다.

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천연두

병원균은 여러 가지 방법으로 체내에 유입됩니다. 에어로졸 감염은 감염된 사람과의 직접 접촉을 통해 발생합니다. 접촉 감염은 환자의 점막이 건강한 사람의 점막과 직접 접촉하여 발생합니다. 이 경우, 바이러스는 감염된 점액 분비물이나 박리된 상피의 감염된 세포를 통해 전파됩니다. 재채기와 기침을 통해 바이러스가 에어로졸 형태로 확산되면 감염 위험이 급격히 증가합니다. 한 명의 환자가 10~20명의 건강한 사람에게 감염원이 될 수 있습니다. 잠복기는 7일에서 17일입니다.

바이러스는 호흡기 점막을 통해 침투하여 국소 림프 경로로 이동합니다. 복제 후 3~4일 이내에 바이러스혈증이 발생하는데, 이는 세망내피계에 의한 바이러스의 활발한 제거로 인해 임상적 증상을 동반하지 않습니다. 지속적인 바이러스 복제로 인해 며칠 후 두 번째 바이러스혈증이 발생하여 바이러스가 피부 및 기타 장기로 침투하고 환자에게 질병의 초기 증상이 나타납니다.

역병

페스트의 선(bubonic) 형태에서는 감염 부위(곤충 물림)의 박테리아가 림프계로 침입하여 림프절에 도달하여 증식합니다. 결과적으로 림프절이 비대해지고 서혜부(bubo)가 되는데, 이는 매우 긴장되고 염증이 생긴 림프절로, 심한 통증으로 인해 움직임이 제한됩니다. 혈행성 전파로 인해 장기 손상이 발생합니다.

폐렴형 페스트는 이차 균혈증으로 인한 합병증으로 발생하거나, 감염된 입자의 흡입을 통해 발생하는 독립적인 형태로 발생할 수 있습니다. 잠복기는 수시간에서 12일까지 다양합니다.

특히 위험한 감염의 증상

탄저병

침투 경로에 따라 다음과 같은 임상 형태로 발생합니다.피부, 위장관, 폐.잠복기는 1일에서 6일이며, 감염 후 43일까지 이어지는 경우도 있습니다(스베르들롭스크 재난 조사 후 얻은 자료에 따름).이렇게 긴 잠복기의 이유는 알려져 있지 않지만, 한 실험에서 영장류의 종격동 림프절에서 100일 동안 관찰한 결과 살아있는 포자가 발견되었습니다.항생제 치료를 시작하면 임상 증상이 사라질 수 있지만, 림프절에 남아 있는 살아있는 포자는 감염 재발로 이어질 수 있습니다.흡입 감염의 경우, 발열, 기침, 쇠약, 흉통과 같은 비특이적 증상이 나타납니다.상태는 24~48시간 내에 악화됩니다.림프절이 커지고 부어 오르며, 림프절 기질에 출혈, 파열, 출혈이 자주 발생하고, 병원균이 종격동으로 들어갑니다. 겉보기에는 잠깐 건강해 보이다가 갑자기 상태가 급격히 악화됩니다. 청색증, 호흡곤란, 협착음, 호흡부전 징후가 나타납니다. 폐렴에는 특징적인 징후가 없습니다. 출혈성 흉막염이 발생할 수 있습니다. 적절한 치료를 받지 않으면 균혈증과 독혈증이 발생하고, 위장관과 뇌막, 척수막에 이차 전이 병소가 나타납니다. 탄저병으로 사망한 환자의 50%에서 부검 시 출혈성 뇌수막염이 발견됩니다.

천연두

이 질병의 초기 증상은 발열, 두통, 근육통, 구토입니다. 주요 증상은 얼굴과 사지 말단에 처음 나타나는 발진으로, 이후 온몸으로 퍼집니다. 가장 많은 수의 발진이 얼굴과 사지에서 관찰됩니다. 처음에는 발진이 홍역과 유사합니다. 그러나 대부분의 홍역 환자는 발진이 주로 몸에 발생하고, 발진의 여러 요소가 발달 단계에 있으며, 발진 후에는 빠르게 전염성이 사라집니다. 천연두의 경우, 발진의 모든 요소가 사라질 때까지 환자는 전염성을 유지합니다. 감염의 임상적 변이는 경증에서 치명적인 출혈성 형태까지 다양합니다. 이 질병의 합병증으로는 뇌염, 급성호흡곤란증후군(ARDS), 실명 등이 있습니다.

역병

흑색종 형태

급성 발병, 오한을 동반한 고열(최대 40°C), 림프절 비대가 전형적입니다. 가래톳(통증이 있는 림프절 비대와 심한 부종, 림프절 위 피부는 매끄럽고 충혈됨)이 형성됩니다. 대퇴부와 서혜부 림프절이 가장 많이 침범되며, 겨드랑이와 경부 림프절은 덜 흔합니다. 물린 부위에서 국소 림프관염을 동반한 화농성 수포(때로는 딱지)가 발견될 수 있습니다. 방향 감각 상실에서 섬망에 이르기까지 의식 장애가 전형적입니다. 2주차에는 림프절에 화농이 발생할 수 있습니다. 사망 원인은 패혈증으로, 발병 3~5일째에 발생합니다.

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1차 폐 형태

잠복기는 2~3일입니다. 고열, 오한, 두통이 빠르게 발생하고, 20~24시간 이내에 기침이 시작되며, 처음에는 점액성 가래가 섞여 나옵니다. 이후 가래에 피가 섞인 줄무늬가 나타나고, 가래는 밝은 붉은색(라즈베리 시럽)을 띠기도 합니다. 특징적인 폐 손상은 폐 압박 형태로 발생하며, 흉막염은 일반적으로 발생하지 않습니다. 치료하지 않으면 48시간 이내에 사망합니다.

다른 형태의 페스트에는 패혈증성, 수막염성, 인두염성, 양성(풍토병 지역에서) 페스트가 있습니다.

특히 위험한 감염의 진단

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탄저병

흡입 감염의 임상 양상에는 특징적인 증상이 없습니다. 흉부 X선 사진에서 특징적인 변화는 종격동 확장(60%), 침윤(70%), 그리고 흉막 삼출액(80%)입니다. 세균과 그 독소는 감염 후 이틀 후에 혈액에 나타납니다. 독소가 혈액에 나타난 직후 백혈구 증가증이 발생합니다.

그람 염색을 통해 혈액에서 세균을 검출할 수 있습니다. 진단 목적으로 말초 혈액, 뇌척수액, 흉막 삼출액에 대한 미생물학적 검사를 시행합니다. 객담의 그람 염색은 미생물이 일반적으로 검출되지 않으므로 시행하지 않습니다. 혈청학적 진단법은 후향적 확진을 위해 사용됩니다. 면역형광반응과 PCR은 신속한 진단을 위해 사용될 수 있습니다.

흡입 감염의 경우, 인두구 분비물(24시간 이내)과 대변(24~72시간 이내)에서 포자가 검출될 수 있습니다.

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천연두

이 질병의 진단은 특징적인 발진을 바탕으로 합니다. 발진 생검의 광학 현미경 검사에서 호산구성 요소(과르네리소체)가 관찰될 수 있습니다. 전자 현미경 검사에서 바이러스가 발견되지만, 오르토폭스바이러스 계열의 다른 바이러스와 구별하기는 어렵습니다. 바이러스학적 검사나 PCR을 통해 진단을 명확히 합니다.

역병

임상적 진단은 림프절형의 경우, 감염문의 존재, 특징적인 림프절 종대, 전신 염증 징후, 그리고 높은 백혈구 증가증을 바탕으로 합니다. 폐형의 경우, 방사선 검사에서 특징적인 폐 조직 침윤이 관찰됩니다. 진단은 혈액, 객담, 그리고 림프절 흡인물에서 병원균을 분리함으로써 확진됩니다. 수술적 생검을 통해 예르시니아의 전파를 확인할 수 있습니다. 혈청학적 검사(보체 고정 반응, 간접 적혈구 응집 반응, 면역형광 검사)를 시행할 수 있습니다.

특히 위험한 감염 치료

탄저병

일반적으로 병원균 균주는 페니실린 계열 항생제에 민감하므로, 풍토병 발생 지역에서는 피부 감염 시 페니실린 계열 항생제를 2시간마다 200만 단위 또는 4~6시간마다 400만 단위를 근육 또는 정맥 주사합니다. 생물무기 공격 시 균주의 실험실적 변형 가능성이 높기 때문에 시프로플록사신은 일반적으로 12시간마다 400mg을 정맥 주사합니다. 페니실린 알레르기가 있는 경우, 테트라사이클린(독시사이클린 100mg을 12시간마다 경구 투여) 또는 에리스로마이신(500mg을 6시간마다 정맥 주사)을 사용할 수 있습니다.

새로운 데이터(2001년)를 바탕으로 권장 사항이 약간 수정되었습니다. 치료는 시프로플록사신 또는 독시사이클린(상기 용량)을 다른 항생제(리팜피신, 반코마이신, 페니실린, 암피실린, 클로람페니콜, 티에남, 클린다마이신, 클라리스로마이신) 한두 가지와 병용하여 시작해야 합니다. 동일한 약물이 소아(연령에 맞는 용량)와 임산부의 탄저병 치료 및 예방에도 사용됩니다. 항생제는 가능한 한 빨리 처방해야 하며, 최대 60일 동안 지속해야 합니다. 비경구 치료로 환자의 상태가 호전되면 경구 투여로 전환하는 것이 합리적입니다.

세팔로스포린과 코트리목사졸의 사용은 권장되지 않습니다.

병리학적 치료의 목적으로, 쇼크의 경우 주입 요법, 혈관 활성 약물, 저산소증의 경우 호흡 지원을 사용하는 것이 좋습니다.

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천연유두종바이러스

일반적으로 증상에 따른 치료가 시행됩니다. 항바이러스제 시도포비르를 유인원에 투여했을 때 긍정적인 결과가 나온 사례가 있습니다.

역병

치료는 즉시 시작해야 합니다. 패혈성 및 폐성 형태의 경우 치료는 처음 24시간 이내에 시작해야 합니다. 스트렙토마이신은 12시간마다 1g의 용량으로 10일 동안 근육 내로 처방하는 것이 좋습니다. 젠타마이신은 5mg/kg의 용량으로 하루 한 번 근육 내 또는 정맥 내로 또는 첫 번째 투여 시 2mg/kg, 그 다음에는 8시간마다 1.7mg/kg의 용량으로 근육 내 또는 정맥 내로 투여합니다. 다른 약물로는 독시사이클린 100mg을 하루 2회 정맥 내로, 시프로플록사신 400mg을 12시간마다 정맥 내로, 클로람페니콜(레보마이세틴) 25mg/kg을 6시간마다 정맥 내로 투여하는 것이 있습니다. 수막 형태에서 클로람페니콜은 거미막하강으로의 높은 침투력으로 인해 선택 약물로 간주됩니다. 베타-락탐 항생제는 전염병 치료에 사용되지 않습니다.

특히 위험한 감염을 예방하려면 어떻게 해야 하나요?

생물학 무기는 비교적 쉽게 구할 수 있지만, 대량 생산에는 여전히 제한이 있습니다. 그 이유는 생물학 무기를 만들기 위해서는 살아있는 미생물과 환경적 요인(건조, 햇빛, 가열)에 민감한 단백질 물질이 필요하기 때문입니다.

탄저병

주요 예방 조치는 가축 사육 농장의 방역, 동물 예방 접종, 수의사, 섬유(양모 관련) 기업 종사자, 산업 및 일상생활에서 양모 사용 제한 조치 도입입니다. 접촉이 예상되는 경우, 시프로플록사신을 화학적 예방약으로 사용합니다. 대체 약물로는 독시사이클린과 아목시실린이 있습니다. 실제 경험을 바탕으로 미국 전문가들은 접촉 가능성 발생 후 60일 동안 시프로플록사신으로 예방할 것을 권장합니다.

또 다른 예방 방법은 흡수 백신 접종입니다. 영장류 실험 결과, 백신 접종과 항생제를 이용한 화학예방요법을 병행하는 것이 백신 접종과 화학예방요법을 각각 시행하는 것보다 더 효과적이었습니다.

천연두

주요 예방 방법은 예방 접종입니다. 그러나 자연 발생적인 질병이 없기 때문에 천연두 예방 접종은 1970년대 중반부터 예방 접종 일정에서 제외되었습니다.

감염원이 발견되면 주변 사람들에게 즉시 예방 접종을 해야 합니다. 바이러스 입자를 포집할 수 있는 특수 마스크는 에어로졸 감염을 예방하는 데 도움이 됩니다. 환자 격리는 중요한 조치로 간주됩니다.

역병

예방의 주요 목표는 설치류를 방제하고 기피제를 사용하여 벼룩을 박멸하는 것입니다. 풍토병 발생 지역을 여행하는 사람들에게는 예방 접종을 권장하지 않습니다(에어로졸 감염을 예방하지 못하기 때문입니다). 질병 위험이 높은 경우, 접촉 기간 동안 12시간마다 독시사이클린 100mg 또는 시프로플록사신 500mg을 복용하는 것이 좋습니다.

특히 위험한 감염 예측

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탄저병

피부 감염은 95%의 사례에서 발생하며, 치료를 받지 않을 경우 사망률은 약 20%에 달합니다. 장 감염은 진단이 복잡하고 치료가 지연되어 사망률이 훨씬 높습니다. 흡입 감염은 임상 증상이 나타나기 전에 치료를 시작하지 않으면 치명적인 것으로 간주됩니다.

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천연두

생물학 무기로 사용될 경우, 백신을 맞지 않은 사람의 사망률은 20~40%에 달합니다.

역병

치료하지 않은 흑사병의 사망률은 60%에 달하고, 폐렴 흑사병의 사망률은 90%에 달합니다. 적시에 치료하면 사망률은 5%로 감소합니다.

패배에 대한 보호 가능성

에어로졸 형태의 생물학 무기를 유통하는 사람은 질병에 대한 내성을 가져야 하며, 이는 백신 접종이나 약물 예방적 사용을 통해 달성됩니다. 화학 무기와 달리, 특히 위험한 감염성 병원균은 일반적으로 손상되지 않은 피부를 통해 체내에 침투할 수 없습니다.

생산의 단순성과 은밀성

생물무기 생산에 사용되는 기술과 장비는 맥주, 와인, 항생제, 백신 생산과 크게 다르지 않습니다. 유통이 용이합니다.

생물학 무기는 농업 관개 장비, 특정 기상 조건, 환기 시스템 등을 이용해 쉽게 확산될 수 있습니다.

유엔의 추산에 따르면, 인구 50만 명의 도시에 이 약물 50kg을 사용하면 병원균에 따라 3만 명에서 12만 5천 명에 이르는 사람들이 영향을 받는 폭 2km의 파괴 지대를 만들 수 있습니다.

대중의 폭넓은 공감

천연두, 페스트, 탄저병은 역사적으로 잘 알려진 질병으로, 민간인들에게 공황과 공포를 불러일으킵니다. 최근 미국에서 탄저균 포자가 사용된 사건은 생물학 무기의 잠재적 위험성을 다시 한번 일깨워 주었으며, 광범위한 대중의 분노와 불안감을 야기했습니다.

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정보의 가용성

최근까지만 해도 생물무기 생산에 대한 정보를 얻는 것은 거의 불가능했습니다. 하지만 이제는 월드 와이드 웹 덕분에 생물무기 생산에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

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탄저병

감염은 주로 동물 털, 뼈 끓이기, 가죽 무두질 작업 중에 발생합니다. 20세기 초에는 매년 약 500건의 탄저병 사례가 보고되었으며, 피부 감염 형태로 발생했습니다. 2001년 미국에서는 테러 목적으로 생물학 무기가 사용된 사건으로 인해 편지봉투에 탄저균 포자가 담겨 발송되었고, 11명이 탄저균에 감염되었습니다. 1979년 스베르들롭스크에서 발생한 사고로 탄저균 포자가 방출되어 66명과 다수의 동물이 사망한 것으로 추정됩니다. 강풍의 영향을 받은 지역은 사람의 경우 4km, 동물의 경우 50km에 달했습니다.

천연두

이 질병은 알려지지 않은 이유로 발생합니다. 1970년 독일 메스헤데의 한 병원에서 바이러스의 에어로졸 확산으로 인한 발병이 발생했습니다. 1972년에는 유고슬라비아에서 해외 유입 감염 사례가 발생하여 환자로부터 11명이 감염되었고, 총 175명이 감염되었습니다.

역병

알려진 전염병 대유행은 세 가지입니다. 중세 시대에 가장 심각했던(두 번째) 전염병은 유럽 국가 인구의 3분의 1을 사망에 이르게 했습니다. 마지막 전염병은 1898년에 발생했습니다. 1994년에는 인도에서 폐렴형 전염병이 발생했습니다. 미국 서부 해안에서는 매년 여러 건의 선페스트 사례가 관찰됩니다. 인간은 전염병 병원체의 생활사에 관여하지 않습니다. 이 질병은 일반적으로 감염된 야생 설치류(쥐, 생쥐, 다람쥐)가 많은 지역에서 발생하며, 이들은 자연 숙주입니다. 감염된 고양이와의 긴밀한 접촉을 통해 폐렴형 전염병 감염 사례가 여러 건 보고되었습니다. 이 질병은 사람 간에 전파될 수 있습니다.

이 감염은 감염된 벼룩에 물려 설치류에서 사람으로 전파되고, 폐 페스트에 걸린 기침 환자와 접촉하여 공기 중 물방울을 통해 사람 간에 전파됩니다.