生物攻击包括使用细菌、毒素和病毒等生物制剂的多种多样的攻击形式。这些攻击形式既包括单独的生物犯罪活动，例如，用细菌污染沙拉吧、故意传染HIV1病毒、使用胰岛素注射杀人等，也包括一些资金雄厚、长期和国家秘密开展的研究和开发项目。这些项目可能旨在发展可部署的战术或战略武器（例如，美国、英国、苏联的生物武器项目）。
生物防御已经成为减轻生物制剂攻击影响的措施的统称。这些措施包括公共和专业教育、国家立法和病原体监测、国际军备控制条约和信任建立，以及旨在防止制造和部署生物武器或使用生物武器的情报收集。此外，生物防御措施还包括对生物攻击的所有反应，如快速生物制剂诊断、紧急病人管理、有效和安全的医学对策的应用以及对攻击地点的补救。因此，生物防御是生命科学、人文科学和政治学等多个子专业的高度跨学科联结。生物防御变得越来越复杂；我们认为，生物防御实际上太复杂了，任何一个人都无法理解它的所有方面。与此同时，生物防御活动和一般公共卫生措施有相当大的重叠。因此，我们还认为，大多数公共卫生专家可以为生物防御做出重大贡献，反之亦然。
本著作（共两卷）试图以一种旨在对非专业人士和专家都具有吸引力的形式，提供生物防御中各种优先事项的概述。本著作有意地加入了来自各个子专业的专家，希望进一步加强他们与读者之间的沟通。第一卷首先概述了生物武器的发展及使用历史，展示了之前在进攻研究和开发方面的成就和失败。既然所有已知的国家支持的生物武器计划最终在多年前都被终止，如果在今天不同的政治气候下，采用当前科学方法进行这些计划，这些计划的组织方式和成效会不会不同？随后的章节讨论了合成生物学、大数据分析和CRISPRCas9等新技术是否可能被用于邪恶目的，以及涉及这些技术的攻击性活动是否被不扩散条约所涵盖。第二卷概述了最常与生物防御活动有关的生物制剂。其他章节介绍了抗菌和抗病毒治疗与诊断发展的现状。本著作的最后一章提醒人们，生物防御也包括保护非人类目标免受攻击，这一事实在讨论直接针对人类的武器时往往被淹没。
当然，即使是一部两卷的著作也不能涵盖生物防御的所有方面，每一章只代表了该章作者的主观评估，而不是整个领域的共识观点（如果存在这样的观点）。然而，我们为能够请到如此多样化的知名作者而感到自豪，这些作者们的观点表明生物防御确实是一个非常重要的领域，我们将这些观点汇聚成集，条理清晰地展现给读者，对此我们的心情是热切而激动的，也希望读者在阅读此书时能够与我们产生共鸣。
Varanasi, IndiaSunit K. Singh
Frederick, MD, USAJens H. Kuhn
目录
第1章嗜神经病毒1
1.1引言1
1.2虫媒病毒2
1.2.1甲病毒2
1.2.2黄病毒6
1.2.3亨尼帕病毒11
1.2.4狂犬病毒属13
1.3小结15
参考文献16
第2章人类病毒性出血热概述22
2.1引言22
2.1.1沙粒病毒科31
2.1.2布尼亚病毒33
2.1.3丝状病毒科35
2.1.4黄病毒科35
2.2生物防御注意事项37
参考文献40
第3章天花病毒：临床症状、分子生物学以及生物恐怖主义前景56
3.1引言56
3.2生物战和生物恐怖主义问题57
3.3病毒学59
3.3.1分类59
3.3.2形态59
3.3.3基因组59
3.3.4生命周期60
3.3.5生命周期：穿入60
3.3.6生命周期：早期基因表达62
3.3.7生命周期：DNA复制62
3.3.8生命周期：中晚期基因表达、形态发生和传播63
3.4天花临床症状63
3.4.1重型天花的临床分类64
3.4.2轻型天花的临床分类66
3.5天花的致病机制66
3.5.1病毒侵入和感染67
3.5.2病毒传播67
3.5.3临床和解剖病理学68
3.5.4天花在动物体内的致病机制69
3.6诊断72
3.6.1临床诊断72
3.6.2实验室诊断73
3.7预防73
3.7.1第一代疫苗 74
3.7.2第二代疫苗76
3.7.3第三代疫苗78
3.7.4第四代疫苗79
3.7.5口服和灭活疫苗80
3.7.6全球天花疫苗储备 81
3.8治疗82
3.8.1概述82
3.8.2被动免疫82
3.8.3DNA合成抑制剂82
3.8.4病毒成熟抑制药83
3.8.5病毒释放抑制剂83
3.8.6宿主定向药物以及其他药物83
3.8.7预防和治疗：未来方向84
3.9总结/结论84
参考文献86
第4章病毒治疗学104
4.1引言104
4.2核酸合成的抑制剂106
4.3最近批准药物和用于预防可能造成严重后果的病毒感染临时使用药物 108
4.4病毒附着宿主细胞膜和膜受体抑制物与细胞进入抑制物109
4.5RNA沉默与反义寡聚物治疗110
4.6磷酸二酯吗啉低聚物（PMO）111
4.7针对出血性疾病成分111
4.8免疫疗法111
4.9未来发展方向112
参考文献113
第5章炭疽芽孢杆菌生物威胁剂的挑战117
5.1引言117
5.2诊断（临床）120
5.3治疗 122
5.4流行病学和环境诊断学125
5.5洗消和风险评估128
5.6法医学 130
5.7媒体与公共关系132
5.8物质133
5.9结论134
参考文献136
第6章布鲁氏菌：潜在的生物威胁因子141
6.1引言141
6.2微生物学特征142
6.3布鲁氏菌：一种生物威胁制剂143
6.4布鲁氏菌病是一种人畜共患的疾病146
6.5人布鲁氏菌病的临床表现148
6.6布鲁氏菌病的诊断和治疗151
6.7生物技术在布鲁氏菌检测和鉴定中的应用154
6.8预防控制156
参考文献159
第7章鼻疽伯克氏菌和鼻疽病164
7.1鼻疽病的历史164
7.1.1鼻疽伯克霍尔德菌和鼻疽病的历史164
7.1.2历史的视角：作为生物武器的鼻疽伯克氏菌165
7.2致病机制166
7.2.1黏附和侵袭166
7.2.2分泌167
7.2.3群体感应效应（QS）169
7.2.4自体转运蛋白169
7.3流行病学170
7.3.1宿主170
7.3.2感染源和传播源170
7.3.3发生的事件170
7.4治疗和疫苗172
7.4.1抗生素治疗和新的治疗方法172
7.4.2疫苗173
7.4.3全细胞疫苗173
7.4.4亚单位疫苗175
7.5诊断方法176
7.5.1血清学检测176
7.5.2PCR检测178
7.5.3新的诊断方法179
7.6结论性意见179
参考文献181
第8章类鼻疽伯克氏菌191
8.1引言191
8.2历史192
8.2.1首次报告的案例192
8.2.2属的变化193
8.3流行病学193
8.3.1空间分布194
8.4传播方式194
8.4.1皮肤接触传播195
8.4.2消化道摄入195
8.4.3呼吸道吸入196
8.4.4其他传播途径196
8.5临床表现196
8.5.1临床症状和转归196
8.5.2病理生理学199
8.6疾病的分子层面201
8.6.1基因组岛（GI）和原噬菌体201
8.6.2菌落形态学202
8.6.3抗生素耐药性203
8.6.4荚膜多糖（CPS）203
8.7发病机制204
8.7.1细胞黏附和侵袭204
8.7.2分泌系统：第三型和第六型205
8.8生物恐怖和生物战的应对措施206
8.8.1生物威胁206
8.8.2应对措施207
参考文献209
第9章贝氏柯克斯体：隐藏在眼前221
9.1引言221
9.1.1历史意义221
9.1.2贝氏柯克斯体（C.burnetii）222
9.1.3培养不可培养物：贝氏柯克斯体研究的重大进展223
9.2将疑问从Q热中剥离出来223
9.2.1人感染的流行病学223
9.2.2传播224
9.2.3临床特征225
9.2.4诊断226
9.2.5治疗方法227
9.3贝氏柯克斯体的胞内生活：贝氏柯克斯体空泡（CCV）的特征228
9.3.1侵入和细胞内运输228
9.3.2贝氏柯克斯体空泡的扩张230
9.3.3抗凋亡的特点230
9.4贝氏柯克斯体的致病机制研究231
9.4.1感染的实验室模型231
9.4.2寻找细菌毒力因子231
9.4.3IVB型分泌系统Dot/Icm：一个重要的毒力因素232
9.4.4识别IV型分泌系统的底物233
9.4.5阐明效应物的功能233
9.5展望：贝氏柯克斯体值得关注的原因？235
参考文献236
第10章土拉弗朗西斯菌：兔热病原体和生物恐怖剂252
10.1引言252
10.2自然传播周期和感染途径252
10.3流行病学、检测和治疗254
10.4细胞内生命周期257
10.5宿主免疫反应258
10.6宿主的代谢反应259
10.7结论259
参考文献261
第11章鼠疫耶尔森菌265
11.1引言265
11.2病原体特征265
11.3病理生理学266
11.4临床特征和潜伏期266
11.4.1肺鼠疫266
11.5感染的途径268
11.6临床表现268
11.6.1腺鼠疫269
11.6.2肺鼠疫270
11.7实验室诊断271
11.7.1样品采集272
11.7.2样品包装272
11.7.3实验室检查272
11.8鼠疫的病例定义274
11.9鼠疫的临床管理274
11.9.1引言274
11.9.2支持治疗274
11.9.3特定的抗生素治疗275
11.9.4暴露后预防276
11.9.5尸体管理276
11.10医护人员防护277
11.10.1通用预防措施277
11.10.2选择个人防护装备277
11.10.3实验室的保护措施278
11.10.4消毒和洗消278
11.10.5废物管理279
参考文献280
第12章细菌治疗学284
12.1内酰胺类抗生素和干扰细胞壁合成的抗生素286
12.2原核细胞蛋白质合成抑制剂287
12.2.1抗分枝杆菌剂：安莎霉素（利福霉素）288
12.3氟喹诺酮类药物288
12.4氨基香豆素289
12.5叶酸合成抑制剂289
12.5.1磺胺类药物289
12.5.2二氨基苄基嘧啶290
12.6生物战或生物恐怖关注的细菌制剂感染免疫疗法290
参考文献292
第13章生物威胁剂分子诊断方法的进展294
13.1引言294
13.2新型诊断技术295
13.2.1免疫学方法295
13.2.2生物传感器297
13.2.3基于核酸扩增的技术299
13.2.4二代测序301
13.2.5微阵列304
13.2.6等温扩增305
13.2.7微流控312
13.3总结313
参考文献314
第14章二代测序在食源性微生物病原体检测中的应用329
14.1引言329
14.2二代测序：背景和历史330
14.3测序的核心内容332
14.3.1基因组大小和GC含量高低332
14.3.2覆盖范围333
14.3.3准确性335
14.4短读长测序335
14.5长读长测序337
14.6使用二代测序数据进行病原体检测339
14.7测序数据在病原体检测中的应用342
14.7.1公共卫生环境下的肠道沙门氏菌342
14.7.2WGS和专业流行病学数据库实现更高分辨率的病原体分型342
14.7.3沙门氏菌血清分型和通过PCR推断沙门氏菌血清分型344
14.7.4通过WGS拼接预测沙门氏菌血清型344
14.7.5NGS数据通常可以集成现有的基于等位基因PCR分型方案344
14.7.6WGS是一种无与伦比的高分辨率细菌分型工具345
14.7.7WGS、公共数据库和生物信息学为发现假定的毒力因子提供了新的方法346
14.7.8WGS在研究由两种血清型组成的杂交型肉毒毒素中的作用346
14.7.9通过核苷酸/蛋白质数据库发现新的肉毒杆菌神经毒素血清型347
14.7.10梭状芽孢杆菌属以外细菌中肉毒毒素样蛋白的鉴定348
14.8总结348
参考文献350
第15章生物毒素作为生物威胁剂的概述357
15.1引言357
15.2生物毒素是中间谱制剂358
15.3生物毒素应对委员会和机构360
15.4生物毒素的分类362
15.4.1动物毒液362
15.4.2细菌毒素363
15.4.3海洋毒素365
15.4.4真菌毒素366
15.4.5植物毒素367
15.5总结368
参考文献369
第16章农业生物恐怖379
16.1引言379
16.2生物武器攻击的原因379
16.3生物武器发展或攻击农业目标的历史382
16.4食物途径385
16.5攻击方式387
16.5.1作物387
16.5.2家畜388
16.5.3非国家行为的生物恐怖主义389
16.5.4基因工程389
16.6检测模式390
16.7农业目标的脆弱性因素390
16.8非标准攻击模型392
16.8.1生物巡航392
16.8.2对生物燃料作物的攻击393
16.8.3引入物种的使用393
16.9对策394
16.9.1检测394
16.9.2加强农业机构、其他联邦机构和军方之间合作和沟通的建议396
16.9.3基因工程397
16.9.4先进农业技术397
16.10总结398
参考文献399
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