生物技术在军事上的数种可能应用

顾汉现

生物技术在军事上的数种可能应用


(转帖)


日期: 2009-04-21  


        生物学研究正处于其技术革命的中期，它起源于20世纪70年代中期重组DNA技术的发展。随着研发速度的不断加快，相关技术已经极大地提高了现代生物学家的实验能力，生物技术与医药领域的融合也正在迅速扩展。   



　　这些新技术包括：基因组学、蛋白质组学、微阵列技术、高通量筛选技术、化学和生物学的组合方法、位点专一诱变及基因敲除等多种技术。总体而言，这些技术被称作是基因组学，或是“新生物学”。   



　　无论是和平用途还是敌对用途，新生物学都将显现出强大的威力。   



　　新生物学是把双刃剑   



　　一直以来，操纵自然过程的努力基本上都是不成功的，因为科学家们受困于生理系统的极其复杂性。但是，对成活生物体之生理学的深入了解，正在为生物学和生物技术的突破铺平道路。从专业科学家的数量到出版物、新期刊的数量以及投资水平，无论在哪种指标上，此一领域的增长都非常迅速，丝毫没有任何停滞不前的迹象。   



　　在相关的计算机和仪器仪表技术上也取得了一定的进展，例如一个全新的学科———生物信息学已发展到可对大量新数据的收集和分析工作进行管理，与此同时，一个新生物学所倚仗的重要的仪器仪表产业也迅速成长起来。运行缓慢的、需要熟练操作者的简易原型仪器已经让位于仅需最少操作技术专业知识的高精密设备。此外，几年前还需要几毫升或几毫克材料的实验，现在仅需几微升或几微克的材料即可完成。   



　　其结果是导致新知识的快速产生。这些知识和相关技术在世界各地迅速扩散开来，这些商业化工具更易于使用和更可靠，也越来越为个人实验室所负担得起。   



　　不久以后，世界各地的科学家们将能为客户定制药剂，以增强或阻止特定的生理途径。这将是一个巨大的医学福音，但同时，这些技术也可被敌对分子用来开发各种新型生化制剂。   



　　但是，人们对新生物学及其潜在敌对应用的认识还不够充分，这些技术可能会改变人类的生理状况，而且还将带来广泛的伦理、法律、政治和军事问题。随着对神经系统的新了解，以及对导致人类、动物和植物罹患疾病的细菌工作机制的深入了解，新生物学在这两方面都将具有特殊的军事应用价值。   



　　生物技术的和平应用将包括一系列新型医疗制剂，这要比目前使用的药剂更具针对性和安全性；而敌对应用则可能包括范围广泛的新型生化武器，这将以前所未有的方式改变战争的性质。   



　　神经武器打造“超人”士兵   



　　生物学家之所以对神经系统特别感兴趣，究其内在原因，是因为在治疗精神疾病、疼痛及其他重要的神经系统紊乱疾病方面，新型药物的开发具有巨大的经济市场。一旦人们了解了痛苦、抑郁、恐慌、创伤后应激、焦虑症、精神分裂症和睡眠障碍等现象背后的详细机制，人们就能设计出比现有药物更高效、更具针对性的新型药物，而且还将大大降低副作用。人道主义和经济激励措施的结合将确保这样的进展将是十分迅速的。   



　　当然，就像所有先进技术一样，这些新出现的能力既能用于和平目的，也能用于敌对目的。这些敌对的应用包括：操纵人类以增强士兵的机能；创建新型作战武器，特别是一系列使人丧失生化机能的非致命武器；用于审讯的新型药剂等。   



　　●“超人”士兵   



　　至少半个世纪以来，军队曾使用安非他命作为兴奋剂，帮助飞行员或士兵执行长期任务。在未来，可以预见的是，至少某些国家可能会使用这些强制性药物锻造出一支这样的军队，他们不仅能在好几天的时间里保持警觉和精力充沛，而且还能提高士兵感官意识、增强攻击能力、减少恐惧、降低对疼痛的敏感性及压制道德感。科学家们正在着手了解这些属性的化学基础，开发出可提供上述能力的药物并非异想天开。进一步展望未来，随着对增强身体机能之生化基础的了解，士兵将比普通人更为强健和快速，街头执法者将普遍拥有超人的力量。一旦了解了抑郁的分子基础，选择性地擦除记忆也将成为可能，敏感任务的介绍和汇报工作中将包括删除选定的记忆。   



　　●生化武器   



　　关于神经系统的新知识可能还会催生出新的化学武器。值得注意的是，目前最致命的化学武器———神经毒剂就是乙酰胆碱的相似物，乙酰胆碱是一种用于大量不同神经和神经肌肉回路中的神经递质。随着对神经回路的深入了解，人们有充分的理由相信更具威力的毒剂也必将面世。更具意义的是，还有可能开发出一种全新的非致命生化武器。   



　　●生化审讯   



　　新型药物还可能会引起审讯者的极大兴趣，这样他们就可以绕过关于审讯的法律限制。也许要造出一种能使被审讯者真正吐露实情的“真相血清”并不可能，但新型药物将大大降低被审讯者抵御招供的能力。一种可引发顺从、渴望乃至愉悦的化学制剂已正在研发过程中，未来将可有效地使用在许多俘虏身上。通过抑郁、妄想、恐慌和顺从等技术手段的操控，甚至交替使用兴奋、愉悦等手段，这种医药形式的“酷刑”将无坚不摧，很少有俘虏能抵挡得住这样的折磨，最终只能乖乖地将保守的秘密全盘供出。   



　　可怕的病原体武器   



　　病原（致病）细菌或病毒引发疾病的机理是很复杂的。然而，对发病过程的理解正在取得非常迅速的进展，这将大大增强公众健康水平、提高农业生产效益。   



　　这些很快就能得到的工具将可用于生产更高效、更持久、更安全的改进型的疫苗，生产新型抗生素和抗病毒药物，增强疾病抵御能力，并防止过度损害身体的防御系统；兽药领域同样也可从中获益；对植物疾病的深入了解预计也可提供更多的产能并改善其营养品质。   



　　正如对神经系统的深入了解一样，对发病机理的深入了解也同样为其潜在的军事用途开启了大门。在下一个十年里，这些潜在的军事用途包括：可规避诊断和治疗的遗传工程病原体；非常致命的病原体；可永久致人瘫痪的病原体；带有增强传染性的病原体；带有增强环境稳定性的病原体。   



　　●规避诊断和治疗   



　　创建耐抗生素病原体的技术已存在了几十年，使用病毒或细菌的变异形式来混淆诊断也并不新鲜。但是，新技术可使这些变异病原体的构建更为容易和快速，并提供了一系列新的选项。   



　　到目前为止，这些病原体的开发一直受限于与其他特性间的相互毒性。如果科学家改变病原体中的一个特性，如干扰疫苗或诊断的表面蛋白，他们将普遍降低毒性。不久的将来，科学家们也许可对药剂的性能进行操纵，并避免这些不良的副作用。   



　　●强烈的致命性或致残性   



　　在自然界中，病原体的毒性是由一个复杂的选择过程引发的，这个过程往往会限制毒性的转播，病原体杀死宿主是如此之快，以至于它基本上没有机会转移到其他新的宿主，从而会很快地死去。而长期存在于实验室中的微生物可免去这样的选择，因此，与现有病原体相比，基因工程生物体也许将达至非常高和非常快的杀伤力。这可不是猜测，这已经得到了证实：当一个与免疫系统相关的小鼠基因被纳入其DNA时，一种带有极低毒性的鼠痘病毒就会变得具有高致命性。这种潜在的高致命性生物武器制剂的开发，对新一轮的军备竞赛构成了一个重大风险，也引起了对生物安全性的高度关注，因为军事实验室中的一次小小事故可能会无意中释放出超常危险的病原体。   



　　研究人员所能做的还不仅限于将良性病毒转化成致命的毒剂，令人更为不安的是，他们还可对病毒进行设计生产出以药物激活的化合物，这能引起一系列的禁能效应，轻则迷失方向，重则精神错乱。这些病毒还具有传染性，并像疱疹病毒和逆转录病毒一样可在体内保留多年，造成永久性的、可传染的精神或身体残疾。   



　　●更快、更久地传播疾病   



　　目前，许多病原体从一个宿主扩散到另一个宿主的能力是非常有限的。但是，新技术有可能会改变这种情况，至少对于某些病原体来说，创建出一个具有更多或更少传染性的变异体是有可能的。当然，这个特性可与高致命性结合起来。例如，猴痘病毒经设计后可在人群中传染，其杀伤力大大增强，从而成为一种危害甚于天花的可怕武器。   



　　将自然发生的微生物转移到军事武器中的障碍之一，就是病原体释放时其持续时间非常有限，有时只能以分钟来计量。例如，鼠疫在以肺炎形式传播时具有可怕的致命性，但其传播距离只是很短的几米远，主要原因在于其气溶胶形式存活时间非常的短。出于此种原因，美国在其进攻性生物武器计划发展进程中并没有将其成功地武器化，尽管前苏联做到了。更深入地了解为什么某些细菌能长时间存活而其他一些则不能的原因，则有可能使得某些修改后的病原体存活时间更长，从而成为候选的生化武器。   



　　未来的生物技术武器   



　　从20年甚至更长的时间来看，我们可以预计，上述技术不仅会得到长足的发展，而且还会涌现出更多的新技术。这些可能的新技术包括：合成病毒和朊病毒；作为生化制剂载体的非复制、合成的类细胞实体；隐形病原体；农作物和家庭饲养禽畜的特定基因性病原体；特定民族的人类病原体；可引发特定种族自身免疫性疾病（如不育）的病原体等。   



　　●人造病毒   



　　新生物学最引人注目的发展之一便是其已近在眼前的创造合成生命系统的能力。通过众所周知的核酸和蛋白质生命进程，这种生命从某种意义上说可对自身进行自我复制。合成现有病毒的复制品已可通过化学方法获得，科学家们正在不断努力以合成出细胞生命。全新人造病毒的面世也将为时不远。接下来，高效的、新型人造病毒性病原体的生产也就成了顺理成章之事。对于生物防治病虫害（如杂草、老鼠、昆虫等）来说，此类制剂具有明显的效用，因此该类技术的发展一定会得到大力推动。   



　　但是，此类经验也很容易被移植到武器研制上。人造病毒可被设计成具有传染性或非传染性、致死性或致残性、急性或慢性等等，对免疫系统来说，它们将是无形的，并能抵御各种现有的抗病毒治疗。在首次使用时，它们将是非常难以诊断的。同样，对感染蛋白制剂的可自我循环的朊病毒加以深入研究，人们将有可能开发出新的、合成形式的此类制剂。   



　　生命合成细胞将可能在未来10年面世，比野生病原体或经基因改造的天然病原体更加有效的合成病原体也将在其后的某个时候出现。这类人造细胞病原体也具有和人造病毒完全一样的特性。   



　　创造可用于针对特定组织生化制剂的新型类细胞实体也是可能的。它们在医药领域将大有用武之地，可允许药剂针对特定的组织发生作用，当然，它们在武器制剂的开发方面具有同样的潜力。   



　　●隐身病原体   



　　科学家们还可设计出相当于休眠细胞的微生物———隐身病原体。这些病原体，无论是天然的还是人工合成的，将被设计成以轻微症状或毫无症状的形式潜伏起来，一旦给以某一特定刺激便可激发出相应症状。这样的一个病原体将可通过易感人群悄无声息地加以传播，所有的感染者在之后的某个时间（如将良性化合物添加到诸如饮水或入口食材中）便可诱发出相应症状，这些症状将会致命或致残。   



　　●特定基因型生物武器   



　　人们一直在谈论特定种族或特定基因型的生物武器，它们在技术上是完全可行的。它们最容易将农业目标作为攻击的对象，因为耕种作物和家养动物往往具有很少的遗传变异。比如，这样的特定基因型武器可专门针对某个国家广泛种植的作物品种。尤其是转基因作物的迅速增加，为经过设计的病原体提供了遗传靶标，或使特定农作物或动物品种独有的自然遗传序列成为攻击目标。   



　　设计针对人类的特定种族武器要困难得多，因为无论在种群内还是种群间人类的遗传变异非常大。虽然单个性状和某个种族并不具有高相关性，但还是有可能找到和某个种族具有高相关性的性状组合。将这样的组合作为病原体特异性的基础，为遗传工程学出了一个巨大的难题，但没有理由相信它最终不会成为可能。一旦成为现实，病原体就可以被设计成基本上只针对某个种族或是民族群体。   



　　如果这样的武器都能设想得到，那么它们可能还会产生以下的后果：不孕症、精神疾病或是其他明显不属于生物武器攻击造成的残疾。通过设计病原体制造出生物调节器，即可造成精神疾病；通过引发精子或卵子蛋白的自发免疫反应，就能导致不孕症，这种方法目前已广泛用于生物防治病虫害。这种传染性不孕症，如果再加上某个特定种族目标因素，也许在很长的时间里都无法察觉，因为目标群体的生育率是逐渐下降的。   



　　作为最终的长期前景，新生物学也许将和纳米技术、人工智能技术及微型机器人技术相结合，从而催生出一种具有巨大威力的杂交技术，无论这种力量是好还是坏。 (科技日报)