生物安全威脅防控手冊

第1章  生物戰(zhàn)劑：歷史及現(xiàn)代相關(guān)性　001
1.1　生物戰(zhàn)劑的歷史001
1.2　生物戰(zhàn)劑的定義003
1.3　生物武器的特征004
1.4　生物戰(zhàn)劑的優(yōu)缺點(diǎn)004
1.5　美國疾病控制與預(yù)防中心對生物戰(zhàn)劑的分類005
1.6　生物戰(zhàn)劑的現(xiàn)代相關(guān)性005
1.7　檢測006
1.8　結(jié)論007
參考文獻(xiàn)007
第2章  細(xì)菌類生物戰(zhàn)劑　009
2.1　概述009
2.2　戰(zhàn)劑012
2.3　作為毀滅性武器首選的生物戰(zhàn)劑012
2.4　生物戰(zhàn)劑012
2.5　細(xì)菌類生物戰(zhàn)劑的獨(dú)特性012
2.6　歷史回顧013
2.7　細(xì)菌類生物戰(zhàn)劑014
2.8　細(xì)菌類生物恐怖事件增多背后的原因016
2.9　識別生物攻擊的跡象016
2.10　細(xì)菌類生物戰(zhàn)劑檢測技術(shù)017
2.11　細(xì)菌生物制劑的武器化對社會(huì)的影響018
2.12　結(jié)論018
參考文獻(xiàn)018
第3章  作為生物戰(zhàn)劑的毒素　022
3.1　概述022
3.2　石房蛤毒素023
3.3　細(xì)菌毒素類026
3.3.1　肉毒毒素026
3.3.2　葡萄球菌腸毒素027
3.4　真菌毒素028
3.4.1　單端孢霉烯毒素028
3.4.2　蛇形菌素030
3.5　芋螺毒素031
3.6　河豚毒素032
3.7　植物毒素034
3.7.1　相思子毒素034
3.7.2　蓖麻毒素035
3.8　結(jié)論037
參考文獻(xiàn)038
延伸閱讀047
第4章  病毒類戰(zhàn)劑（包括新型病毒感染的威脅） 　048
4.1　概述048
4.2　作為恐怖手段的生物戰(zhàn)劑050
4.3　作為生物戰(zhàn)劑的病毒051
4.4　歷史觀點(diǎn)051
4.5　病毒類生物戰(zhàn)劑052
4.5.1　天花病毒053
4.5.2　流感病毒053
4.5.3　絲狀病毒053
4.5.4　黃熱病毒054
4.5.5　漢坦病毒054
4.5.6　尼帕病毒054
4.6　識別病毒攻擊的跡象055
4.7　病毒類生物戰(zhàn)劑檢測技術(shù)055
4.8　病毒類生物恐怖的影響056
4.9　未來展望057
4.10　結(jié)論057
參考文獻(xiàn)057
延伸閱讀060
第5章  特定生物恐怖戰(zhàn)劑的先進(jìn)檢測技術(shù)　061
5.1　概述061
5.2　生物檢測技術(shù)062
5.3　免疫學(xué)檢測063
5.3.1　免疫層析試驗(yàn)（ICT） 063
5.3.2　斑點(diǎn)滲濾試驗(yàn)063
5.4　分子檢測064
5.4.1　聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR） 064
5.4.2　實(shí)時(shí)PCR （RT-PCR） 064
5.4.3　等溫基因擴(kuò)增分析065
5.5　第二代測序（NGS）技術(shù)066
5.6　生物檢測066
5.7　氣溶膠探測技術(shù)066
5.8　傳感器技術(shù)067
5.8.1　基于DNA 芯片的傳感器067
5.8.2　基于蛋白質(zhì)芯片的傳感器067
5.8.3　免疫傳感器067
5.8.4　基于組織的生物傳感器067
5.8.5　基于分子印跡的傳感器068
5.8.6　納米材料生物傳感器068
5.9　儀器技術(shù)068
5.9.1　質(zhì)譜分析法068
5.9.2　拉曼化學(xué)成像069
5.10　生物探測器069
5.11　商用生物探測器069
5.12　結(jié)論074
參考文獻(xiàn)074
第6章  微流控技術(shù)在生物戰(zhàn)劑檢測中的應(yīng)用　078
6.1　概述078
6.2　生物武器079
6.3　與生物恐怖有關(guān)的病原體079
6.4　計(jì)劃和響應(yīng)081
6.5　現(xiàn)有的生物恐怖檢測系統(tǒng)081
6.5.1　免疫分析082
6.5.2　蛋白質(zhì)組學(xué)方法082
6.5.3　核酸擴(kuò)增和檢測方法082
6.6　生物戰(zhàn)劑監(jiān)測083
6.7　民用生物防御083
6.8　軍事生物防御083
6.9　微流控084
6.9.1　微流控類型085
6.9.2　連續(xù)流動(dòng)式微流控087
6.9.3　數(shù)字微流控087
6.10　各種可用的平臺088
6.10.1　基于核酸的病原體檢測微流控系統(tǒng)090
6.10.2　基于細(xì)胞的病原體檢測微流控系統(tǒng)091
6.10.3　基于抗體和抗原的病原體檢測微流控系統(tǒng)091
6.10.4　基于蛋白質(zhì)/酶的病原體檢測微流控系統(tǒng)092
6.10.5　微流控與質(zhì)譜法聯(lián)用093
6.10.6　微流控與熒光光譜法的結(jié)合093
6.10.7　微流控與電化學(xué)的結(jié)合093
6.11　結(jié)論094
參考文獻(xiàn)095
延伸閱讀098
第7章  場外分析樣本的采集、儲存和運(yùn)輸　099
7.1　概述099
7.2　場外分析101
7.3　樣本采集102
7.3.1　樣本采集程序102
7.3.2　血液樣本采集102
7.3.3　尿液樣本采集103
7.3.4　組織樣本采集103
7.3.5　唾液/口腔樣本采集104
7.3.6　指甲和頭發(fā)樣本采集104
7.4　采樣過程中應(yīng)采取的預(yù)防措施104
7.5　臨床樣本采集的常規(guī)指南105
7.6　臨床樣本的包裝106
7.7　樣本存儲106
7.7.1　儲存系統(tǒng)的維護(hù)107
7.7.2　樣本存儲前須采取的預(yù)防措施108
7.8　收集樣本的運(yùn)輸108
7.9　結(jié)論109
參考文獻(xiàn)109
第8章  生物戰(zhàn)相關(guān)疾病的醫(yī)療管理　112
8.1　概述112
8.2　細(xì)菌類生物戰(zhàn)劑的治療113
8.2.1　炭疽病114
8.2.2　鼠疫115
8.2.3　布魯氏菌病115
8.2.4　霍亂116
8.2.5　類鼻疽病117
8.2.6　兔熱病118
8.3　病毒類生物戰(zhàn)劑的治療119
8.3.1　天花119
8.3.2　克里米亞-剛果出血熱120
8.3.3　埃博拉出血熱121
8.3.4　委內(nèi)瑞拉馬腦炎122
8.4　毒素類生物戰(zhàn)劑的治療123
8.4.1　石房蛤毒素123
8.4.2　肉毒桿菌毒素123
8.4.3　蓖麻毒素124
8.5　結(jié)論124
參考文獻(xiàn)125
第9章  生物戰(zhàn)劑防護(hù)設(shè)備　129
9.1　概述129
9.2　生物戰(zhàn)劑的分類及其癥狀130
9.3　接觸途徑和傳播方式131
9.4　為什么需要防護(hù)？ 132
9.5　體表與呼吸系統(tǒng)防護(hù)原理132
9.6　個(gè)人防護(hù)133
9.6.1　呼吸系統(tǒng)防護(hù)133
9.6.2　體表防護(hù)134
9.7　集體防護(hù)137
9.7.1　獨(dú)立庇護(hù)所137
9.7.2　綜合庇護(hù)所137
9.8　防護(hù)水平138
9.9　BWA 防護(hù)服和面罩的性能要求138
9.10　通過疫苗和抗生素提供保護(hù)139
9.11　用于制造IPE 的材料140
9.12　可用于保護(hù)的最先進(jìn)產(chǎn)品141
9.13　展望、前景和挑戰(zhàn)141
參考文獻(xiàn)142
第10章  環(huán)境采樣與生物凈化——最新進(jìn)展、挑戰(zhàn)及未來方向　146
10.1　概述146
10.2　環(huán)境采樣147
10.3　基礎(chǔ)設(shè)施凈化149
10.4　挑戰(zhàn)152
10.5　未來研究方向152
10.6　結(jié)論153
參考文獻(xiàn)154
第11章  生物和毒劑戰(zhàn)爭公約：現(xiàn)狀和展望　156
11.1　迫近的危險(xiǎn)156
11.2　公約157
11.3　《禁止生物武器公約》及其審查、困境和現(xiàn)狀158
11.3.1　缺乏共識158
11.3.2　缺乏普適性159
11.3.3　缺乏合規(guī)性和相關(guān)核查159
11.3.4　實(shí)驗(yàn)方面面臨挑戰(zhàn)159
11.4　公約的未來159
參考文獻(xiàn)160
第12章  新一代人工合成生物戰(zhàn)劑：檢測、防護(hù)和凈化方面的新威脅和挑戰(zhàn)　162
12.1　潛在的生物武器和戰(zhàn)劑162
12.2　新一代生物武器的出現(xiàn)165
12.2.1　二元生物武器165
12.2.2　設(shè)計(jì)特定基因165
12.2.3　設(shè)計(jì)特定疾病165
12.2.4　基于基因治療的生物武器165
12.2.5　宿主交換疾病166
12.2.6　隱形病毒166
12.3　合成生物學(xué)輔助細(xì)菌克隆和噬菌體的全基因組合成166
12.3.1　噬菌體φX174 的合成167
12.3.2　重構(gòu)法合成噬菌體T7 基因組168
12.3.3　使用最少的基因組合成生殖支原體和絲狀支原體克隆168
12.4　合成生物學(xué)輔助天然或嵌合病毒的全基因組合成168
12.4.1　1918 年西班牙流感病毒的合成168
12.4.2　脊髓灰質(zhì)炎病毒的合成169
12.4.3　人內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的合成169
12.4.4　HIVcpz 的合成170
12.5　病毒基因組的體外包裝170
12.5.1　dsRNA 病毒基因組包裝機(jī)制170
12.5.2　dsDNA 病毒基因組包裝機(jī)制171
12.5.3　體外包裝病毒基因組的實(shí)例171
12.6　生物戰(zhàn)劑檢測：方法和挑戰(zhàn)172
12.6.1　微生物培養(yǎng)172
12.6.2　流式細(xì)胞術(shù)172
12.6.3　細(xì)胞脂肪酸的分析172
12.6.4　基于PCR 的檢測173
12.6.5　免疫學(xué)法173
12.6.6　新一代測序173
12.6.7　生物傳感器174
12.6.8　生物探測系統(tǒng)174
12.7　新一代生物制劑的防護(hù)：方法和挑戰(zhàn)174
12.7.1　嵌合病毒或設(shè)計(jì)病毒作為研究疾病發(fā)病機(jī)制的候選病毒176
12.7.2　嵌合病毒作為重要候選疫苗177
12.8　凈化程序：方法和挑戰(zhàn)180
12.9　結(jié)論181
參考文獻(xiàn)182
第13章  生物戰(zhàn)劑的基因組信息及其在生物防御中的應(yīng)用　190
13.1　概述190
13.2　BWA 的基因組信息191
13.2.1　細(xì)菌191
13.2.2　病毒193
13.2.3　毒素196
13.3　基因組信息在生物防御中的應(yīng)用197
13.3.1　生物戰(zhàn)劑疫苗的設(shè)計(jì)與研發(fā)197
13.3.2　了解生物戰(zhàn)劑病原體的毒力和耐藥機(jī)制197
13.3.3　生物戰(zhàn)劑的環(huán)境監(jiān)測197
13.3.4　潛在生物戰(zhàn)劑的鑒定和表征197
13.3.5　針對生物戰(zhàn)劑的新化學(xué)實(shí)體設(shè)計(jì)與開發(fā)198
13.3.6　對傳染病過程的理解198
13.4　結(jié)論198
參考文獻(xiàn)198
延伸閱讀201
第14章  保護(hù)民眾免遭生物恐怖影響的規(guī)劃　202
14.1　概述202
14.2　提高警惕性202
14.3　對“生物防護(hù)”系統(tǒng)的需求203
14.4　生物恐怖的未來危險(xiǎn)203
14.5　CRISPR/Cas 系統(tǒng)的使用204
14.6　生物監(jiān)測的存在204
14.7　新型疫苗的研制204
14.8　潛在威脅205
14.9　挑戰(zhàn)205
14.10　技術(shù)發(fā)展205
14.11　疫苗生產(chǎn)改進(jìn)205
14.12　生物防御機(jī)制與學(xué)說206
參考文獻(xiàn)206
延伸閱讀207