دكتر محمد رهبر، دكتر محمد عباسي
مورد استفاده در
بيوتروريسم
|
||
مركز تحقيقات آزمايشگاه هاي رفرانس
مقدمه
ريسين يك توكسين پروتئيني است كه از دانه هاي گياه كرچك با نام
علمي Ricinus
communis استخراج
مي گردد و براي انسان، حيوانات و حشرات سمي مي باشد براي اولين بار Stillmark در سال
1888 نام ريسين را بر عصاره دانه هاي كرچك كه موجب آگلوتينه شدن گويچه هاي قرمز
گرديد نهاد در حال حاضر معلوم شده است كه خاصيت آگلوتيناسيون مربوط به توكسين ديگري است كه آن هم در عصاره دانه
هاي كرچك وجود دارد كه به آن Ricinus Communic Agglutinin
(RCA) مي گويند. ريسين يك ماده سيتوتوكسيك قوي مي باشد
ولي خاصيت هماگلوتيني آن ضعيف است. بر عكس خاصيت سيتوتوكسيك RCA ضعيف
بوده ولي يك هماگلوتينين خيلي قوي مي باشد. مسموميت به واسطه خوردن دانه هاي كرچك
توسط ريسين مي
باشد.
احتمالا يك ميلي گرم از ريسين موجب مرگ يك فرد بزرگسال مي گردد. علائم
مسموميت با ريسين در عرض چند ساعت پس از بلع شروع شده و شامل شكم درد، استفراغ،
اسهال و بعضي مواقع اسهال خوني، كولاپس عروق و مرگ مي باشد (1 , 2 , 3
).
تاريخچه
در مقاله اي كه در سال 1985 توسط
Heard, Rauber منتشر
شده است از 751 مورد بلع دانه هاي كرچك 14 مورد منجر به مرگ شده است كه 12 مورد
آنها مربوط به سال هاي قبل از 1930 ميلادي بوده است بطوريكه ميزان مرگ 9/1% بوده
است كه بر خلاف باور عام رقم پاييني است. فقط
دو مورد مستند از سال 1930 به بعد گزارش شده است كه يك مورد آن مربوط به مرد 24 ساله اي است كه 20ـ15 عدد دانه كرچك
را خورده بود و مورد دوم دختر 15 ساله اي است كه 12ـ10 عدد دانه كرچك را بلعيده بود
(1 ).
از سال 1997ـ1991 در آمريكا سه مورد استفاده از ريسين به عنوان عامل
تروريسم بيولوژيك گزارش شده است. در سال 1991 يك گروه چهار نفره در مينسوتا
(Minnesota) وابسته به يك گروه ميهن پرست افراطي كه قصد
براندازي حكومت را داشته اند به اتهام توطئه قتل يك مارشال آمريكايي دستگير شدند
نامبردگان، ريسين را در يك آزمايشگاه خانگي توليد كرده بودند و آن را با حلال دي
متيل سولفوكسايد مخلوط نموده و دستگيره
وسيله نقليه مارشال آمريكايي را با آن آغشته نموده بودند. كه نقشه آنها برملا شد و
چهار نفر محكوم شدند. در سال 1995 يك مرد از آلاسكا وارد كانادا شد و سر راهش به
كاروليناي شمالي گمرك كانادا وي را با محموله اسلحه به ارزش 98000 دلار و يك
كانتينر حاوي پودر سفيد دستگير كردند كه بعدا معلوم گرديد پودر سفيد ريسين بوده
است.
اخيرا در سال 1997 مردي ناپسري خود را با اسلحه از قسمت صورت مورد هدف
قرار داده و كارآگاهان يك آزمايشگاه را در زير زمين محل سكونتش كشف كردند و در آن
ريسين و نيكوتين سولفات را پيدا نمودند (5 ).
ساختمان ريسين و مكانيسم اثر
آن
ريسين از دو قسمت هماگلوتينين و دو قسمت توكسين تشكيل يافته است
III
RCL و RCL IV به صورت
دايمر هستند كه وزن مولكولي آنها تقريبا 66000 دالتون مي باشد توكسين ها از دو قسمت
پپتيد تشكيل يافته اند و شامل زنجيره
A و B مي
باشند كه توسط پيوند دي سولفيدي به هم
متصل شده اند زنجيره A داراي
267 اسيد آمينه است و داراي 8 مارپيچ آلفا و 8 ورقه بتا مي
باشد.
زنجيره B يك
پروتئين حاوي 262 اسيد آمينه مي باشد و در هر انتهاي خودداراي محل اتصال براي
گالاكتوز است اين دوتا بخش موجب اتصال پيوند هيدروژني به قندهاي اختصاصي موجود در
غشاء سلولي مي گردد. زنجيره B به
گليكوپروتئين هاي سطح سلول متصل مي شود به هر سلول ممكن است 108ـ106 مولكول ريسين
متصل شود سپس مجموعه توكسين ـ رسپتور وارد
سلول مي گردد. ورود ريسين به داخل سلول با مكانيسمي شبيه به اندوسيتوز مي باشد.
زنجيره A به قسمت
فرعي S 60 ريبوزوم متصل شده و از سنتز پروتئين با اتصال به
فاكتور طويل كننده EF2 ممانعت
مي كند. ريسين براي سلول ها بسيار سمي است و مانع از سنتز پروتئين بطور اختصاصي و
غير قابل برگشت در سلول هاي اوكاريوت مي گردد. ساختمان اساسي ريسين شبيه به ساير
توكسين هاي تحت واحدي از قبيل بوتوليسم ، كلرا، ديفتري، تتانوس مي باشد (9 ، 8
).
علائم باليني ناشي از مسموميت با
ريسين
علائم باليني مسموميت ناشي از ريسين بستگي به طريق مسموميت و مقدار آن
دارد. اگر ريسين از طريق تنفس وارد بدن شود
LD50 آن 3 mcg/kg مي
باشد.
علائم اوليه پس از 8ـ4 ساعت شروع مي شود و شامل ضعف، تب، سرفه، تنگ نفس،
سفتي قفسه سينه و درد مفاصل مي باشد. پس از آن علائمي همچون عرق، ادم ريوي ، سيانوز
ايجاد مي گردد. ضايعات نكروزه و چركي در مجاري تنفسي همراه با رينيت و لارنژيت نيز
ممكن است ديده شود. مرگ و مير به واسطه نارسايي تنفسي، كولاپس سيستم قلبي عروقي و
در عرض 72ـ36 ساعت اتفاق مي افتد.
دوز كشندگي LD50 از طريق
گوارشي براي ريسين 30 mcg/kg مي باشد
و اگر به تعداد كافي خورده شود موجب علائم شديد گوارشي مي گردد كه از جمله اين
علائم مي توان خونريزي دستگاه گوارش، نكروز كبدي، طحال و كليه را نام
برد.
مرگ بيشتر به دليل كولاپس گردش خون اتفاق مي
افتد.
فرم تزريقي ريسين خيلي خطرناك مي باشد و LD50 آن به
اندازه راه تنفسي است و ايجاد نكروز شديد موضعي ماهيچه، غدد لنفاوي ناحيه اي،
گرفتارهاي احشايي و مرگ مي گردد (5 ، 1 ).
جذب پوستي
جذب پوستي ريسين كمتر مورد توجه قرار گرفته است زيرا جذب آن ناچيز مي
باشد براي اينكه ريسين از طريق پوست جذب شود لازم است با حلال هاي قوي از دي متيل
سولفوكسايد تركيب شود. علائم پوستي بستگي به نوع حلال و مدت زمان تماس دارد. در
معرض قرار گرفتن جلدي احتمالا قادر به ايجاد مسموميت نمي
باشد.
امكان استفاده از ريسين به عنوان يك سلاح
كشتار جمعي
از بين صدها توكسين شناخته شده فقط
تعداد معدودي از آنها به عنوان سلاح بيولوژيكي قابل استفاده مي شود. يك
توكسين بيولوژيكي مناسب بايستي داراي بيشترين خطرات ممكن باشد، ميزان كشندگي آن
بالا ، ارزان و توليد انبوه آن آسان باشد. در فرم آئروسل پايدار بوده و قدرت انتشار
داشته باشد (ذرات 5ـ1 ميكرون( 0 يك عامل بيولوژيكي ايده آل همچنين از فردي به
فردي ديگر قابل سرايت بوده و درمان و واكسن نداشته باشد. اگر مشخصات ريسين را با
معيارهاي بالا تطبيق دهيم استفاده از آن را محدود مي سازد ولي نبايد از آن غافل شد.
ريسين به راحتي و ارزان توليد مي شود بطوريكه ساليانه يك ميليون تن دانه كرچك توليد
مي شود كه 5%ـ3% از تفاله آن را ريسين تشكيل مي دهد.
ريسين خيلي سمي بوده و در فرم آئروسل پايدار مي باشد. درمان و واكسن نيز
ندارد. سميت آن وقتي با عوامل بيولوژيكي تكثير شونده مقايسه شود استفاده از آن را
محدود مي نمايد. مقادير زيادي از ريسين لازم است تا مساحت معادل 100 كيلومتر را تحت
پوشش قرار دهد و موجب 50% مرگ و مير گردد. اگر LD50 ريسين
را 3 mcg/kg در نظر
بگيريم به منظور تحت پوشش قرار دادن مساحت يادشده 4 تن ريسين لازم مي باشد در حالي
كه يك كيلوگرم اسپورباسيلوس آنتراسيس براي اين منظور كفايت مي كند. با اين همه
ريسين داراي قدرت ناتوان كنندگي است و قابل دسترس بودن آن امكان استفاده از آن را
در آلوده كردن آب و مواد غذايي ميسر مي سازد (6 ، 5 ).
تشخيص مسموميت ناشي از ريسين
اگر حمله اي با سم ريسين انجام گيرد ساير سلاح هاي بيولوژيكي تشخيص
اوليه با توجه به علائم و شواهد اپيدميولوژيكي امكان پذير است. پيدايش علائم حاد
ريوي در تعداد زيادي از افراد در ميدان جنگ استفاده از ريسين را محتمل مي سازد، اگر
چه ساير پاتوژن هاي ريوي نيز علائم مشابه اي مي توانند ايجاد نمايند. در اين موارد
بايستي تشخيص افتراقي علائم ايجاد شده توسط پاتوژن هايي از قبيل آنفلوآنزا ، تب
كيو، تولارمي، طاعون، آنتروتوكسين B
استافيلوكوكي و بعضي از مواد شيميايي مثل فسفوژن داده شود. مسموميت ناشي از
ريسين علي رغم آنتي بيوتيك درماني رو به بهبودي نمي رود. مسموميت ناشي از
آنتروتوكسين B
استافيلوكوكي سريعا شروع شده و ميزان مرگ و مير آن پايين است و آسيب حاد
ريوي ناشي از فسفوژن در مقايسه با ريسين سريعا پيشرفت مي كند. در صورتي كه از علائم
مسموميت ناشي از گازهاي اعصاب مي توان افزايش ترشحات واسطه هاي عصبي
(كولينرژيك( و تنگي نفس و افزايش ترشحات را نام برد(9 ، 8
).
استفاده درماني از ريسين
ريسين مي تواند سلول هاي اختصاصي از قبيل سلول هاي سرطاني را مورد هدف
قرار دهد. اين ايمونوتوكسين در شرايط
in vitro مورد
مطالعه بسياري قرار گرفته ولي مطالعات در شرايط
in vivo كم بوده
است و پيشرفت در اين زمينه در آينده امكان پذير خواهد شد. در روش هاي پيوند مغز
استخوان، ريسين موفقيت آميزي جهت تخريب لنفوسيت هاي T از
دهنده هاي سازگار بكار رفته است.
در شرايط in vivo نيز از
ريسين جهت درمان تومور هاي توپر استفاده شده است ولي مشكل عمده اين است كه موجب
عوارضي از قبيل سندرم نشت عروقي، كاهش آلبومين و ادم ريوي مي گردد (8
).
تشخيص آزمايشگاهي
در 24 ساعت اوليه مي توان از سواب بيني و گلو جهت اندازه گيري توكسين
استفاده كرد. انجام آزمايش هاي روتين مي تواند كمك كننده باشد انجام، شمارش گلبول
ها (كه ممكن است لكوسيتوز نشان دهد( اندازه گيري الكتروليت ها، BUN ،
كراتينين ، گلوكز، PT ،
PTT ،
فيبرينوژن ، آنزيم هاي كبدي، آميلاز و ليپاز ضرورت دارد اندازه گيري گازهاي شرياني
ممكن است نشان دهنده هيپوكسمي باشد.
جمع آوري سرم در دوره حاد و نقاهت بيماري جهت اندازه گيري پاسخ آنتي
بادي لازم است. استفاده از روش
ELISA در سرم
جهت نشان دادن ريسين و همچنين تكنيك هاي ايمونوهيستوشيميايي جهت آناليز مستقيم بافت
ها در حال بررسي است (9 ، 8 ).
درمان
درمان مسموميت با ريسين بستگي به نوع مسموميت دارد و اغلب درمان به صورت
نگهدارنده مي باشد و درمان آنتي بيوتيكي وجود ندارد. درمان مسموميت ريوي، شامل
درمان ادم ريوي و تهويه لازم مي باشد انجـام
X-ray ممكن
است ارتشاح ريوي را نشان دهد (9 ، 8 ).
درمان مسموميت از طريق گوارش شامل استفاده از ذغال فعال شده، جايگزيني
آب و الكتروليت ها و درمان با بلوكرهاي H2 مي
باشد. در صورتي كه از طريق پوست وارد بدن شده باشد اقدامات اوليه شامل شستن محل با
آب و صابون و يا هيپوكلريت سديم 1/0% انجام مي گيرد (9 ، 8 ).
پيشگيري
در حال حاضر هيچگونه واكسني در دسترس نمي باشد، ولي مطالعاتي جهت ساخت
واكسن از طريق حيوانات آزمايشگاهي در دست بررسي است. آنتي دوت (ضد سم( آن نيز در دسترس نمي باشد. ولي استفاده از ماسك
محافظتي در موارد ريوي موثر است (5 ، 1 ).
ساير توكسين هاي بيولوژيكي
از بين صدها توكسين بيولوژيكي شناخته شده در طبيعت فقط تعداد خيلي معدودي از آنها مناسب جهت توليد
سلاح هاي بيولوژيكي مي باشند براي اينكه توكسين ها بايستي به صورت آئروسل حمل شوند
استفاده از يك توكسين در ميدان جنگ و يا شهر بستگي به قدرت و راحتي توليد آن دارد.
به تعدادي از توكسين هاي بيولوژيكي كه امكان استفاده از آن به عنوان سلاح بيولوژيكي
وجود دارد اشاره مي شود (5 ).
تى ـ 2 ـ مايكوتوكسين (T-2 Mycotoxin)
تي ـ2ـ مايكوتوكسين جزو توكسين هاي
Trichothecene مي باشد
كه توسط اغلب گونه هاي قارچي توليد مي شود. حادث مشكوك باران زرد در لائوس (در
آسياي جنوب شرقي( در دهه 1980 نشان دهنده خطرات T-2
مايكوتوكسين به عنوان سلاح كشتار جمعي بيولوژيكي مي باشد LD50 تزريقي
اين توكسين 2/1 ميلي گرم به ازاي هر كيلوگرم وزن بدن مي باشد. ولي سميت آن از طريق
تنفس در مقايسه با تزريق 10 الي 50 برابر بيشتر است. توليد آن به صورت انبوه و
آئروسل كردن آن آسان مي باشد. اين توكسين در شرايط محيطي خيلي پايدار است. اتوكلاو كردن براي غير
فعال سازي آن كفايت نمي كند. حرارت 900 درجه فارنهايت به مدت ده دقيقه و يا 500
درجه فارنهايت به مدت نيم ساعت آن را غير فعال مي سازد. اين توكسين در مقابل
هيپوكلريت 5ـ3 درصد فعاليت خود را از دست مي دهد (5 ، 1 ).
T-2 مايكوتوكسين يك تركيب سيتوتوكسيك مي باشد كه
مستقيما موجب پراكسيداسيون ليپيد غشاهاي سيتوپلاسمي مي گردد. از انتقال الكترون در
ميتوكندري ممانعت مي كند و مهمتر از همه مانع از سنتز RNA و
پروتئين مي گردد.
عوارض باليني آن ممكن است حاد و يا طولاني باشد. علائم حاد آن بستگي به
راه تماس دارد. تماس چشمي موجب آسيب قرنيه مي گردد و تماس پوستي موجب نكروز و
التهاب مي شود كه تا دو هفته طول مي كشد. عوارض طولاني مدت آن شامل كاهش گلبول هاي
سفيد در خون كه اصطلاحا به آن
Alimentary aleukia toxicosis مي
گويند و به واسطه خوردن حبوباتي آلوده به
T-2
مايكوتوكسين ايجاد مي شود.
استفاده از اين توكسين به عنوان سلاح بيولوژيكي موجب تلفات انساني و
حيواني مي گردد. تشخيص آزمايشگاهي اين توكسين فقط
در آزمايشگاه هاي رفرانس مقدور مي باشد (5 ، 1 ).
تعدادي از توكسين ها توسط
موجودات دريايي و يا باكتري ها توليد مي شوند كه مي توانند در تهيه جنگ
افزارهاي بيولوژيكي مورد استفاده قرارگيرند.
ساكسى توكسين
(Saxitoxin)
از شناخته شده ترين آنها مي باشد. اين توكسين بلوكه كننده كانال سديم مي
باشد و استنشاق تنفسي آن در مقايسه با ساير طرق خيلي خطرناك مي باشد و در حقيقت يك
نوروتوكسين مي باشد كه استنشاق دوز كشنده آن در عرض چند دقيقه منجر به مرگ فوري مي
گردد. توكسين موجب بلوكه كردن اتصالات عصبي شده و از طريق فلج ماهيچه هاي تنفسي
موجب مرگ مي گردد بر عكس علائم مسموميت آن از طريق گوارش و به واسطه خوردن حلزون
صدف دار بطئي است.
ساكسي توكسين مي تواند به عنوان اسلحه ضد نفرات مورد استفاده قرارگيرد
ولي از آنجايي كه سنتز شيميايي آن مقدر نيست و استخراج آن نيز از منابع طبيعي مشكل
مي باشد لذا احتمال استفاده آن به صورت آئروسل بعيد به نظر مي
رسد.
تترودوتوكسين ) (Tetrodotoxin
از لحاظ مكانيسم عمل و خواص
فيزيكي و قدرت شباهت زيادي به ساكي توكسين دارد.
پالى توكسين (Palytoxin)
كه از يك نوع مرجان نرم استخراج مي گردد توكسين فوق العاده قوي بوده و در شكل ناخالص كاملا پايدار است ولي
مشكلات توليد و استخراج آن از منابع طبيعي احتمال كاربرد پالي توكسين را به عنوان
سلاح كشتار جمعي محدود مي سازد.
بروتوكسين ها :Brevetoxins كه
توسط داينوفلاژلرها توليد مي شوند و
توكسين هاي توليد شده توسط جلبك هاي سبز
ـ آبي از قبيل هپاتوتوكسين ميكروسيستين
داراي قدرت محدود مي باشند و به واسطه مشكلات توليد و عدم قدرت سميت كافي احتمال
كاربرد آنها جهت استفاده در سلاح هاي كشتار جمعي را محدود مي نمايد (5
).
منابع
1)
Madsen LTC james: Toxins as weapons of mass destruction, a comparis on and contrast with biological- warfare and
chemical-warfar agent. Clin lab Med.
2001/21: 593-605.
2) Kortepeter MG, parker
GW,potential biological weapons threats Emerg
infect Dis. 1999/5: 523-527.
3) Knight B.Ricin-a
potent hemicidal poison.Br.Med J.1979.278:350-351.
4) Robertus, J.D. The
structure and action of ricin, a cytotoxic
Ngly cosidase. Sem. Cell Biol
1991/2: 23-30.
5) Franz. D.R and
zajtchuk. Bilogical terrorism: understanding the thr eat, preparation,and medical response.
Disease-a-month. 2000/Mosby.
172-174.
6) Fact sheets on
bioterrorism Agents Ricin:
http://www.hs.state. az.
us./ph/edc/edrp/es/ricinf.htm.
7) Ricin toxin from
costor bean plant Ricnus communis http:/www.ansci. cornell.
edu/plants/toxicagents/ricin/ricin.html.
8) Ferdinando L.Mirach.
Do. Ricin. http:www.emedicine. com/emery/topic
889.htm1.
9) htt://www.ansci ,
cornell. edu/plants/tonicagent/ricin/ricin. html.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر
توجه:فقط اعضای این وبلاگ می‌توانند نظر خود را ارسال کنند.