ソビエト連邦における炭疽菌兵器化の歴史

ソビエト連邦における炭疽菌兵器化の歴史

https://www.cureus.com/articles/146206-the-history-of-anthrax-weaponization-in-the-soviet-union#!/

The History of Anthrax Weaponization in the Soviet Union

イオアニス・ニコラカキス●スピロス・N・ミハレアス●ジョージ・パナイオタコプロス●テオドール・G・パピオアヌ●マリアンナ・カラマノウ
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アブストラクト
本論文では、ソ連における炭疽菌の兵器化と、それが生物兵器研究、技術、公衆衛生に与えた影響を明らかにし、ソ連初の炭疽菌ワクチンの開発とその後の動物や人間への集団接種を実現した。私たちは、生物兵器技術が民生産業に取り込まれ、公衆衛生に貢献した事例があることを想定しています。しかし、今日、生物兵器の遺産は、依然として公衆衛生と安全に対する非対称の脅威となっている。
はじめに・背景
炭疽病は、炭疽菌によって引き起こされる人獣共通感染症であり、長年にわたり、家畜や人間を殺傷して我々の文明を悩ませてきた。この病気は、ローマの詩人ヴァージル（紀元前70年～紀元前19年）の有名な詩『ジョージア』で初めて言及され、その中で動物の病気を正確に描写しています[1]。それから数世紀後の1727年、フランスの医師ニコラ・フルニエ（1700-1781）は、この病気をシャルボン・スポンタネとシャルボン・コンタギューに分類した。Fournierは、Charbon spontanéは太陽の下で働くことで感染する夏の病気であり、Charbon contagieuxは肉を食べたり羊毛や皮革に密着することで感染すると推測した[2]。やがて1875年、微生物学の創始者の一人であるドイツの医師、ロベルト・コッホ（1843-1910）によって炭疽菌が発見された。炭疽菌は非運動性のグラム陽性好気性芽胞形成桿菌ですが、芽胞は高濃度の酸素（すなわち空気）に触れなければ形成されません。耐性芽胞は、土壌中で最長48年間生存することができます。ヤギ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタなどの放牧草食動物を中心に、家畜と野生動物の両方が感染する可能性があります。ヒトへの感染は、感染した動物や汚染された動物性食品との接触によって起こります[3]。
この病気には、皮膚、腸、吸入の3つの主要な形態があります[4,5]。皮膚炭疽は最も一般的な病型であり、主に擦り傷を介して体内に侵入する。潜伏期間は1-12日（通常は5-7日）である[6]。ほとんどの皮膚炭疽病変は、顔面、頸部、腕などの露出した体表面に現れ、無痛性の壊死性掻痒性丘疹（ほとんどの場合）として現れ、黒色の糜爛を伴う壊死性潰瘍に発展する [7] 。通常、リンパ節腫脹と、より一般的には周辺組織の広範な浮腫が皮膚炭疽の典型であり、場合によっては頭痛、発熱、倦怠感を伴う。皮膚炭疽の死亡率は、抗生物質による治療で1％未満ですが、抗生物質を使用しない場合は20％です[8]。
腸および口腔咽頭炭疽は、加熱不十分な感染肉の摂取により発生し、消化管の多発性潰瘍を引き起こし、その結果、出血を引き起こす。致死率は4％から75％である[9]。吸入炭疽は、汚染された動物製品に含まれる芽胞の吸入や生物攻撃によって生じる。吸入炭疽菌は肺胞に沈着し、マクロファージに貪食されると近くのリンパ節に運ばれ、そこで増殖して毒素を放出し、出血性縦隔炎を起こし、壊死性肺炎に至る可能性がある [10]. この段階では菌血症が発生し、髄膜炎に至ることもあります。潜伏期間は1〜7日です。前駆期には、筋肉痛、発熱、倦怠感などの非特異的な症状が4〜5日続きます。この時期、抗生物質を投与すれば、通常、治療成績は良好である。しかし、抗生物質を投与しない場合、病状は急速に進行し、激しい呼吸困難、低酸素血症、ショックを伴う第2段階の劇症型菌血症期となり、死に至る[11]。
レビュー
なぜ炭疽菌なのか
ソ連が好んで使用した生物兵器のひとつが炭疽菌の吸入で、特に1979年以降、他の生物兵器に代わって大量生産された。炭疽菌は、感染後数日間は風邪やインフルエンザに似た未分化な症状が出るため、好んで使用されました。このことは、患者が病気を診断するために、生物兵器のメカニズムについて訓練され、知識を持っているはずの医療専門家への受診を遅らせるという仮定につながる。従って、炭疽菌を生物兵器として兵器化することは、初期症状が一般的であることと、第2段階での致死率が高いことから、理想的である。
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ソビエト連邦における生物兵器としての炭疽菌の年表
ソ連の生物兵器プログラムは、そのほとんどが、1885年に最初のロシア細菌学研究所の設立によって始まった、既存のツァーリスト・ロシア細菌学プログラムに基づくものであった[12]。ソ連は1928年に生物兵器プログラムを正式に開始したが、そのプログラムが非公式に何年か前に始まっていたと結論付ける証拠があるようだ [13] 。
1924年の英国SISの情報報告では、炭疽菌の砲弾（容量2リットル／砲弾）、爆弾、迫撃砲を豚に対して使用し、「好ましい」結果が得られたことが確認されている。ペストとは異なり、炭疽菌は環境中で1-2時間持続し、すぐに胞子を形成するため、膨大な数の人々に感染させるのに十分な回復力を持つ[12]。
1925年、赤軍の軍事化学総局（Военно-химическое управление-VOKhIMU）は、化学者のヤコフ・モイセビッチ・フィッシュマン（1887-1962）によって設立され、監督された。彼は後にソ連の生物戦計画の初期段階において、その構築者として知られることになる[14]。
1926年、モスクワにVOKhIMUが管理する細菌学研究所が設立され、炭疽菌の生産に重点を置いた。研究所の所長は化学者でもあるA.N.ギンズブルグ博士であった。すでに1926年5月には、病原性を強化した新型炭疽菌の第一報が提出され、死亡率が100％増加することが判明した。新型炭疽菌（腸と肺）は羊とヤギで実験され、48-72時間以内に死亡した[12]。その後、多くの報道がなされ、その中の一つに、炭疽菌が爆弾や砲弾に装填される新たな可能性があることが述べられた。さらに、化学剤と炭疽菌の組み合わせが再び動物に適用された。炭疽菌はマスタードガスとの組み合わせで皮膚に浸透しやすくなり、病原性が高まった。ハトを使った実験では、2人の実験助手が感染して死亡し、兵器化した炭疽菌の致死性が証明された。
1930年、著名な軍人であり政治家でもあったクリメント・ヴォロシロフ（1881-1969）の秘密報告書には、ドイツが生物兵器施設を設立する可能性があり、特に炭疽菌と鼻疽菌を研究していることが記載されていた[12]。これにより、生物兵器を大量に作ることへの関心が高まり、バイオ攻撃時に放出される病原体のワクチンを作るというアイディアが浮上した。
1年後、OGPU（NKVDの前身組織）がスーズダールの町に「特殊目的施設（Byuro osobogo naznacheniya [BON]）」を設立した。多くの施設が稼働していたが、収容所の刑務所システムの不可欠な一部として[15]、シャラシュカまたは正式名称である実験設計局（ロシア語：Опытное конструкторское бюро, Opytnoe konstruktorskoe bûro [ОКБ] ）と呼ばれる追加の施設が設置された。生物兵器施設での悪名高い非倫理的な研究や、ツァーリズム・ロシアにおける多くのトップ科学者の有罪判決や死によって、自発的に登録した人は限られていました。研究を促進するために、ソ連の多くの科学者が投獄され、特定の科学分野で働くことを強制された[15]。
当時のスズダール・シャラシュカは、有罪判決を受けた19人の科学者によって運営されており、全員が感染症を専門としていた。この時代の報告書は、生物兵器プログラムは、ほとんどが生物兵器による攻撃から身を守ることを目的としていたと結論付けている。シャラシカや収容所での組織的な人体実験プログラムの存在を多くの証言で裏付ける主張もあった[12]。
1934年、ヴォロシロフがヨシフ・スターリン（1878-1953）に宛てた覚書で、攻撃的な生物兵器の開発と炭疽菌と野兎病の能力を利用する必要性が述べられており、変化が見られた[12]。生物兵器分野における前述の研究は、1937年の日本による中国侵略の際に試されたかもしれない[16]。伝えられるところによると、ソ連の工作員と中国共産党のゲリラが井戸に毒を入れ、炭疽菌を使用して日本軍に対する生物攻撃を行い、日本軍の進行を妨げたとされている。日本の生物兵器の研究者の一人である増田友貞大佐（1892-1952）の主張によると、ソ連のスパイが戦線裏に潜入し、日本軍に炭疽菌やコレラをばらまいたという。その結果、約2,000頭の馬が炭疽菌の妨害で死んだという。増田は、炭疽菌とコレラのアンプルを持っていた多くのソ連スパイを捕らえたと報告した[16]。この報告書では、炭疽菌による攻撃が2件、コレラによる攻撃が6件とされている。さらに、増田の主張は、1937年9月から1939年8月にかけての数回の生物兵器による攻撃を開示した「Chinese employment of Chemical and Bacteriological Warfare Against the Japanese」と題する翻訳文書によっても裏付けられていた。さらに当時、オレンブルク生物兵器研究所は、水に溶ける細菌性炭疽胞子錠を作ることに成功していた[12]。
炭疽菌衛生技術研究所のワクチン
一方、動物用炭疽ワクチンの開発はこの時期、獣医細菌学研究所（Veterinarno-Bacteriologicheskii Institut）で進められ、1931-32年に報告されたように、炭疽ワクチンと免疫グロブリンを製造することができた。
それまでの研究に基づき、ヴラシーハの衛生技術研究所施設（後にゴロドミラ、第二次世界大戦中はキーロフに移転）は、1935年にヒトワクチンの開発を進め始めた[17]。特に、ニコライ・ニコラエビッチ・ギンブルグとアレクサンダー・ラザレビッチ・タマリンが率いるチームは、炭疽菌を凝固馬血清で培養することにより、強毒株からSTI-1とGIEV-IIIという二つの無害な非カプセル化炭疽菌を開発しました［12］。その後、200万頭以上の家畜で実験して成功し、1960年までに140,000,000万頭の家畜にワクチンを接種し、牛や人の炭疽病の発生を10倍減少させた[12]。
やがてこの研究は、後に人間用の炭疽菌生ワクチンの作成に結実する。STIは、抗生物質に耐性のある無菌株を強化することに成功し、医療従事者は炭疽患者に対して抗生物質とワクチンを同時に投与できるようになったのである[18]。これらの発見から、ソ連も抗生物質耐性を持つ攻撃用炭疽菌を開発したと考えられる。それでも、第二次世界大戦中には90,000人以上の兵士に接種され、その後の数年間、ベッサラビアでは131,663人に接種が進められた。このワクチンは、1953年にスカーリング、1959年に接種することで、広く使用することが正式に許可された[12]。ソ連のSTI-anthraxワクチンは、生物兵器施設で作られた最初のワクチンであり、生物兵器技術が民間産業と公衆衛生のために利用された事例として知られています。
第二次世界大戦後の近代化への道
1953年、当時最大規模となっていたキーロフの施設で、下水道への炭疽菌の漏出が発生した[18]。下水道は消毒されたにもかかわらず、炭疽菌の芽胞はその復元力により、長年そこに留まっていた。1956年、ウラジミール・シゾフがキーロフのネズミの一匹から病原性を高めた新種の炭疽菌を発見した。陸軍はこの新種の培養を直ちに命じ、最終的に兵器化された炭疽菌836が完成した。
この数年間、生物兵器計画はソ連における主要な計画の1つとなった。1973年、ソ連が生物兵器の使用を禁止する「生物・毒素兵器生産条約」に調印した翌年、主要微生物産業局は、生物兵器専門の研究所と施設の全く新しいネットワークであるバイオプレパラトを設立した。バイオプレパラートでは、新世代の生物兵器を作ることを目的としたプログラム「フェルメント」[18]が主要な仕事であり、その多くはICBM（大陸間弾道ミサイル）に搭載することが可能であった。中でも炭疽菌はL4というコードネームで呼ばれていた[18]。
スベルドロフスクの大発生
スベルドロフスク施設（現エカテリンブルグ）では、1979年4月2日に炭疽菌の漏出事故が発生した。エアロゾル化した炭疽菌の乾燥工程に必要な排気パイプラインのフィルターの目詰まりを交換する際、次のシフトまで復旧しなかったのである。その後、近隣のセラミック工場で働く多くの労働者が病気になり、地元の党幹部（当時の大統領ボリス・エリツィン（1931-2007））は消毒を命じた[19]。この消毒によって、すでに地中に沈殿していた炭疽菌の粉塵が拡散し、さらに多くの炭疽菌が発生した。感染した労働者のほとんどは暴露後1週間以内に死亡し、炭疽菌の致死性が証明された836。後に発表された公式の死者数は96例中66名であったが[19]、KGBによる病院ファイルの破壊を考慮すると、死亡者数、入院者数ともに決定的なものは存在しない。そのため、死者数はもっと多く、スベルドロフスク以外にも広がったと考えられている。KGBはこの事故を隠蔽し、汚染された肉に由来する胃腸炭疽が原因であるとした[13]。
世界の他の国々は、事故の原因について疑念を抱いたが、病気の起源を証明することはできなかった[20]。国際的な圧力により、1987年にアメリカの委員会が受け入れられ、スベルドロフスクの事故に関与していた人物にインタビューすることになった。アメリカの専門家たちは、ソビエト連邦の崩壊後に崩れたソビエトの説明を受け入れました。遺伝学者で分子生物学者のマシュー・メセルソンが1994年にScience誌に発表した「1979年のスベルドロフスク炭疽病発生」という研究は、事故の起源がスベルドロフスク生物兵器施設に遡ることができるという考えを強く支持した[19]。汚染は広範囲に及び、スベルドロフスクのその日の風向きに従って、50キロメートル離れた場所でも牛が死んでいた。M. Meselsonは、原因は生物兵器化合物に由来する炭疽菌の吸引であると結論づけた[20]。4月中旬、エカテリンブルク地方では18歳から55歳までを対象にSTIワクチンによる炭疽菌の任意予防接種キャンペーンが開始された。
炭疽菌超大国とソビエト連邦の崩壊
事故後、スベルドロフスクからステプノゴルスクに施設を移転する計画が立てられ（1984年、施設は移転）、1982年の秘密命令でレオニード・ブレジネフ議長が述べたように、炭疽菌836の大量生産を目的として、施設を科学実験・生産基地（SNOPB）と名づけた[18]。
バイオプレパラートプログラムの最も重要な科学者の一人は、ケン・アリベック（1950-）（ソ連にいたときはカナツハン・アリベコフ大佐）だった。彼は多数の致死性生物（Y. Pestis、Marburg Virus）や炭疽菌を実験し、その毒性をさらに高めていた[13]。1983年に施設長に任命された彼は、炭疽菌の粉の生産を最適化するミッションに着手した。1987年、彼はこの施設で1日あたり2トンにも及ぶ炭疽菌836の生産量を作り出すことに成功したが、ソビエト連邦の年間炭疽菌生産量は5.000トンであった[13]。アリベクは、最適な大気条件下では100kgの炭疽菌で3.000.000人を殺すことができ、総力戦の場合、炭疽菌弾頭を搭載したSS-18型ICBMの弾頭1つでニューヨークの人口を完全に消し去ることができると述べた[13]。生物兵器計画が史上最高の生産性に達したとき、ソ連は崩壊し、生物兵器計画の多くの科学者（ケン・アリベックなど）が米国に亡命し、ソ連の生物兵器の秘密作戦に関する貴重な知識と洞察を提供することになりました。
炭疽菌による生物攻撃の脅威への対応
上記のように炭疽菌による生物兵器は死亡率が高いため、炭疽菌による生物攻撃を早期に認識し、適切な管理を行うためには、いくつかの特徴を強調することが極めて重要である。生物兵器という観点から、CDCはB. anthracisを懸念されるカテゴリーAの生物として分類しています。炭疽菌による攻撃は、エアロゾルによる曝露のケースであるため、曝露後予防（PEP）が推奨され、即時のワクチン接種と抗菌薬治療（シプロフロキサシンとドキシサイクリンが第一選択）が推奨される[21]。代替予防療法が利用できない場合、モノクローナル抗体（raxibacumabおよびobiltoxaximab）を治療に使用することができます［22,23］。両抗体は、米国の戦略的国家備蓄品として保有されている[24]。国家レベルでは、生物防御の最も重要な側面として、感染の前駆期に攻撃を早期に認識し、PEPを投与し、その結果、犠牲者を最小限に抑えることが考えられるだろう。図1は、アニオスの消毒液を使って感染症の微生物を破壊している様子を示したものである。
図1：アニオスの消毒液で感染症の微生物を駆除する人たち。1910年頃、G.ド・トライメゾンによるカラーリトグラフ。
出典はこちら ウェルカムライブラリー（ロンドン）。帰属表示付きで自由に使用できます。
結論
ソ連は自国の生物兵器計画を重要視していたが、その破壊力から採用されることはなく、多くの医学的発見をもたらし、それが後に公衆衛生やソ連の生活水準の向上にも役立てられた。冷戦時代のソ連は、炭疽菌の兵器化という巨大な能力により、間違いなく生物兵器大国であった。バイオプレパラートは、ロシア最大の製薬メーカーの基礎を築いた。その施設はソ連崩壊後の国家に引き継がれ、兵器化された病原体を持つ責任と危険性を伴うことになった。炭疽菌の研究は、多くの牛や人間にワクチン接種を行い、炭疽菌の発生を劇的に減少させたが、同時に巨大な破壊力を持つ兵器を作り出し、もし使用されれば想像を絶する結果をもたらすことになる。ソビエト連邦崩壊後、この危険な病原体を管理するようになったのは後継国であった。生物兵器としての炭疽菌開発の遺産は、将来バイオテロが発生した場合の脅威となる可能性がある。
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