חיידקים ונגיפים וגם שאר היצורונים המקיפים אותנו מכל עבר, משפיעים על חיינו מכל מיני כיוונים. בבלוג אספר על אלה המוזכרים מדי פעם בחדשות וגם לחדשות מדעיות הקשורות בהם. כמו כן אשתף אתכם גם בתמונות ודיווחים על יצורים גדולים יותר, שבהם אצפה בטבע. בלוג זה גם יהווה ארכיון לחומרים שכתבתי בעבר ורלוונטיים לנושא.

10.5.06

טרור ביולוגי בארצות-הברית – חיידק הגחלת


בעוד חודשים אחדים, בספטמבר 2006, נציין את יום השנה החמישי למתקפת הטרור על מגדלי התאומים בניו-יורק. כשבועיים אחרי מגה-פיגוע זה התגלו במשרדי תקשורת וממשל בארצות-הברית ארבעה מכתבים (ככל הנראה, מתוך שבעה שנשלחו) שהכילו אבקה לבנה. ארבעת המכתבים לא היו חתומים, ונשלחו מטרנטון שבניו-ג'רזי. בכותרתם הופיע התאריך 11 בספטמבר 2001 (יום הפיגוע במגדלי התאומים ובפנטגון).

שני המכתבים הראשונים נשלחו למעשה ב-18 בספטמבר (על פי חותמת הדואר), ונשלחו למערכת ה"ניו-יורק פוסט" ולטום ברוקאו מה-NBC.

   
שני המכתבים האחרים, שנשאו חותמות דואר של ה-9 באוקטובר, נשלחו למשרדיהם של הסנטורים טום דאשל (Daschle) ופטריק ליהי (Leahi). המכתב לסנטור דאשל נפתח באחד המשרדים וכל אנשי הקומה נחשפו לאבקה. המכתב לסנטור ליהי לא הגיע ליעדו, וכשאותר נפתח בזהירות במעבדה ביולוגית. בבדיקות התברר כי אבקה זו הכילה נבגים של חיידקים הגורמים למחלת הגחלת (anthrax).

החיידק Bacillus anthracis, שצורתו מקלון ("מתג"), חי ומתרבה בגופם של בעלי-חיים. החיידק אווירני, כלומר זקוק לחמצן כדי להתקיים. בתנאים של עקה (מחסור בחמצן או חומרי מזון) הוא יוצר נבגים - תאים לא-פעילים, המסוגלים לשרוד תקופה ממושכת בתנאים קשים, וכאשר התנאים משתנים לטובה, הם נובטים וחוזרים לצורה הווגטטיבית (ה"רגילה"). בניגוד למינים אחרים מהסוג Bacillus, חיידק הגחלת הוא חסר שוטונים, ולכן חסר כושר תנועה וכמו כן אינו הֶמוליטי (אינו גורם להרס תאי דם אדומים). לחיידק שני מרכיבים החשובים לפתוגניות שלו: רעלן (toxin) חלבוני המורכב משלושה פפטידים, החודר לתאי המאכסן ופוגע בהם, ונרתיק או קופסית (capsule), המגנה על החיידק מפני בליעה ופירוק על-ידי התאים הבלעניים של מערכת החיסון. הגנים המקודדים את יצירת שני המרכיבים שוכנים על פלסמידים (פלסמיד לשלושת
הפפטידים של הרעלן ופלסמיד לקופסית).


תצלום מיקרוסקופ אלקטרונים צבוע של רקמה של קוף חולה גחלת נשימתית. המקלונים הצבועים בצהוב הם חיידקי הגחלת
צילום: Arthur Friedlander 

מחלת הגחלת: מחלה של בעלי-חיים הן בטבע והן במשק, המועברת גם לאדם
הגחלת היא מחלה קטלנית, הפוגעת בבעלי-החיים שבמשק האדם ובטבע, בעיקר באוכלי צמחים (פרות, כבשים וסוסים). סימני המחלה הראשונים הם עלייה בטמפרטורת הגוף (עד 41.5°C), ובקשיים בתפקוד הלב והריאות. לאחר מכן מערכת העיכול מפסיקה לתפקד, ובעלי-החיים מפסיקים לאכול. תנובת החלב של הפרות חדלה והריונן נפסק. במקרים החריפים, בלא כל סימנים מוקדמים, נשכבת החיה על האדמה, מפרפרת מעט ומתה. עקב הופעתה והתפתחותה המהירה של המחלה, אין אפשרות לאבחן אותה במהירות מספקת כדי לטפל בבעלי-החיים.

המחלה גרמה לנזק כלכלי ניכר ברחבי העולם, עד שלואי פסטר פיתח חיסון כנגדה בשנת 1882. מאז הנהגת החיסון ירדה שכיחות המחלה במגזר החקלאי בשני סדרי גודל. רוב המדינות שהמחלה עדיין קיימת בהן הן מדינות שאין בהן פיקוח וטרינרי נאות.

בני-אדם נדבקים בגחלת באמצעות מגע ישיר עם בעלי-החיים או עם תוצריהם (צמר, חלב), וכן עקב אכילת מוצרי בשר שמקורם בחיות חולות. בהתאם למיקומה בגוף האדם, נקראת המחלה גחלת עורית (cutaneus anthrax), גחלת נשימתית או ריאתית (inhaled anthrax) וגחלת של דרכי העיכול (gastrointestinal anthrax).

הגחלת העורית היא הצורה הנפוצה ביותר בקרב וטרינרים, חקלאים ועובדים הקשורים בתעשיות של מוצרים מן החי. המחלה מתבטאת בפצע בעור, שמרכזו שחור בשל הרס מקומי של הרקמות (ומכאן שם המחלה - גחלת). הפצע אינו כואב. בעבר היתה המחלה נפוצה בעיקר בקרב פועלי נמל וסוורים, שנפצעו בעת פריקת מטענים פתוחים של עצמות בעלי-חיים ששימשו לדישון. בכחמישית ממקרי המחלה חודרים החיידקים לדם, ומתפתח זיהום העלול להיות קטלני. במקרים נדירים חודרים נבגים לעין (עקב מגע ביד מזוהמת) ומתפתחת בה דלקת.


פצעי גחלת עורית

השם גחלת (וגם השם המוכר יותר במגזר החקלאי - גמרת) ניתן למחלה בשל הדמיון
של הפצע האופייני למחלה לגחל (ובארמית, גומרא = גחל).

גחלת של דרכי העיכול: אכילת מזון מזוהם גורמת לדלקת מקומית ולפצעים בדרכי העיכול, המלווים בבחילות, בהקאות ובשלשול דמי. מדרכי העיכול יכולים החיידקים לעבור דרך הדם אל הריאות, ולגרום לגחלת נשימתית.

בלא טיפול, גחלת בדרכי העיכול וגחלת נשימתית הן קטלניות כמעט באותה המידה. אך מאחר שהדרך מדרכי העיכול אל הריאות נמשכת זמן-מה, טיפול אנטיביוטי מתאים קוטל את החיידקים לפני הגעתם לריאות, ולכן התמותה מגחלת בדרכי העיכול נמוכה יחסית (כ-20 אחוז).

בשנת 2000 חלו בכל העולם בגחלת (עורית או בדרכי העיכול) ממקורות טבעיים
כאלפיים אנשים. רובם הבריאו לאחר טיפול, ורק כעשרה מתוכם מתו.

הדבר והשחין, המוזכרים בתורה כשתיים מעשר מכות מצרים (שמות ט, ג) הם כנראה גחלת של בעלי-חיים וגחלת עורית (בבני-אדם) בהתאמה.

גחלת נשימתית: כיום זוהי צורה נדירה למדי של המחלה בבני-אדם. בתחילת המאה ה-20 כונתה הגחלת הנשימתית "מחלת ממייני הצמר" (woolsorter's disease), כיוון שחלו בה רק אנשים שעסקו בעיבוד עורות מזוהמים מאוד של בעלי-חיים (בעיקר כבשים).

גם במגפה הגדולה שהתרחשה בזימבבווה בשנים 1980-1978, שבה חלו כ-10,000 בני-אדם (רובם בגחלת עורית), רק שמונה מביניהם חלו בגחלת נשימתית.

הידבקות בגחלת נשימתית דורשת כמות מינימלית של נבגים (כ-3,000) הנשאפים לריאות וגורמים בתחילה למחלה דמוית שפעת, המתפתחת במהירות לדלקת ריאות קשה הכרוכה במצוקה נשימתית וגורמת לכ-95% אחוזי תמותה. טיפול אנטיביוטי לרוב אינו מספיק להשפיע על צורה זו של המחלה, בעיקר אם הטיפול התחיל לאחר הופעת התסמינים.

אדם החולה בגחלת (בכל צורותיה השונות) אינו מדביק את הסובבים אותו.

כיצד מחסנים נגד גחלת?
הדרך המקובלת כיום להפיק חיסון נגד גחלת היא לגדל את החיידקים במחזורים אחדים, בטמפרטורה (הגבוהה יחסית) של 40-42°C. הגידול בטמפרטורה זו גורם לאיבוד הפלסמידים ולקבלת חיידקים מוחלשים, בלא הרעלן ובלא הקופסית. חיידקים אלה משמשים לחיסון בעלי-חיים. חיות משק באזורים שהתגלתה בהם המחלה מחוסנות אחת לשנה, במשך כעשר שנים לאחר ההתפרצות האחרונה של המחלה.

כדי להכין חיסון שנועד לבני-אדם, מקובל להפיק מן החיידקים את הרעלן ולטפל בו בחומרים כימיים, הגורמים לו לאבד את פעילותו, אך לא את אימונוגניותו. התוצר, הנקרא טוקסואיד, משמש לחיסון. חיסון בני-אדם בטוקסואיד יעיל כנגד כמות קטנה בלבד של נבגים, ולמשך שנה אחת בערך.

ומה בארצנו?
לפי דיווחי משרד הבריאות, עד 1998, אז דווח המקרה האחרון, היו 36 מקרים של התפרצות המחלה ביישובים חקלאיים בישראל. המחלה פגעה בעיקר בעדרי בקר, אך גם בעדרי צאן. באותן התפרצויות לא נודע על הידבקות בני-אדם במחלה. מדיניות השירות הווטרינרי במשרד החקלאות היא לחסן במשך עשר שנים את כל עדרי הצאן והבקר ביישובים שבהם פרצה המחלה. המקרה האחרון הידוע של גחלת (עורית) בבני-אדם בארץ היה ב-1986.

כיצד מכינים נבגים לשימוש בלוחמה/טרור ביולוגי?
נבגים נוצרים באופן טבעי בעקבות הרעה הדרגתית בתנאי הגידול של החיידקים הווגטטיביים (ה"רגילים" - אלה החיים והמתרבים כשתנאי הגידול טובים). תא החיידק מתחלק לשניים ואחד הצאצאים מתמיין לנבג, שהוא תא קטן יותר (קוטרו כ-1-0.5 מיקרומטר), חסר פעילות מטבולית ובעל מעטפת של שכבות אחדות.

נבגים של Bacillus anthracis  במיקרוסקופ אלקטרונים
צילום: CDC/Janice Haney Carr


כאשר מפיקים נבגים מתרבית חיידקים, יש להרע את התנאים בדרך מוגדרת, כדי שאחוז הנבגים יהיה גבוה. הנבגים נוטים להתגבש בגושים הגדולים מ-5 מיקרומטרים ומגיעים אף ל-40 ו-50 מיקרומטרים. כאשר גושים גדולים כאלה מגיעים למערכת הנשימה של בעל-חיים, הריסים המרפדים אותה מסלקים אותם בקלות. כדי למנוע את ההתגבשות הזאת, למשל לצורך הכנת תכשיר לשימוש טרוריסטי, יש להוסיף לנבגים חומרים מונעי התגבשות.

איכות הנבגים מוגדרת כטובה כאשר כמות הנבגים גדולה (טריליון בגרם) וגודל החלקיקים קטן מ-3 מיקרומטרים. חלקיקים קטנים כגון אלה חומקים בין הריסים וחודרים למערכת הנשימה.

כוונתם העיקרית של שולחי המכתבים היתה, מן הסתם, שהנבגים יתפזרו באוויר, במקום פתיחת המעטפות, יחדרו לריאות הקרבנות ויגרמו לגחלת נשימתית, שהיא המחלה הקטלנית.

האם מישהו ערך פה ניסוי?
שני המכתבים הראשונים הכילו תערובת של חיידקים וגטטיביים ונבגים (החיידקים הוגטטיביים היו מתים). במכתב המצורף נכתב: "קחו פניצילין!"

בשני המכתבים האחרונים איכות הנבגים היתה גבוהה - גודל החלקיקים היה 3-1 מיקרומטרים, והחלקיקים טופלו בחומר מונע התגבשות. במכתב המצורף נכתב: "אתם תמותו עכשיו!"


תוצאות הפיגוע
בסופו של דבר, באירוע טרור ביולוגי זה לא היו נפגעים רבים - בסך-הכל 23. תריסר מתוכם חלו בגחלת עורית, טופלו בחומרים אנטיביוטיים והחלימו.11 אכן חלו בגחלת נשימתית, וחמישה מהם מתו - שני הראשונים עקב אבחון מאוחר, ושניים נוספים עקב התפתחות מהירה למדי של המחלה. עיקר הצלחתו של אירוע הטרור הזה היתה ביצירת פניקה. 23 חולים שמתוכם 5 מתים הם "יבול" דל מאוד לפעולת טרור רחבת היקף כגון זו. פעולות טרור קונוונציונליות, כפי שמוכרות לנו לצערנו מישראל, גורמות להרבה יותר הרוגים ופצועים. אך הבהלה שגרם האירוע אכן היתה רבה: האזורים שבהם התגלו המעטפות עם חיידקי הגחלת נסגרו, וכ-10 אלפים איש שהיו בהם טופלו בחומרים אנטיביוטיים.

גחלת בטרור ולוחמה ביולוגית
הפיגוע הזה היה אירוע הטרור הביולוגי הראשון שהביא לתוצאות חיוביות (מנקודת ראותם של המפגעים). קדמו לו ניסיונות כושלים אחדים של הכת היפנית אום שינריקיו (Aum Shinrikyo, כלומר "האמת הצרופה") לפזר חיידקי גחלת בעשור הקודם. חברי הכת נכשלו בניסיונותיהם משום שהשתמשו (בטעות?) בזן של חיידקי גחלת ששימש לחיסון. (ב-1995 הצליחו חברי הכת לפזר את גז העצבים סרין ברכבת התחתית של טוקיו, וקטלו 12 אנשים.)

האם יש מי שמתכנן להשתמש בחיידקי גחלת בלוחמה ביולוגית?
זה שנים רבות ידוע כי מדינות אחדות מנסות לפתח שימוש בחיידקי גחלת ללוחמה ביולוגית. מדינות אחרות עוסקות במחקר רפואי - חקלאי וצבאי - להתמודדות עם המחלה. לפי מקורות זרים, גם ישראל מחזיקה חיידקי גחלת כנשק ביולוגי. במלחמת המפרץ הראשונה, ב-1990, הועלה החשש שצבא עיראק ישתמש בחיידקי גחלת, וחיילי הקואליציה חוסנו כנגד החיידק.

אחד הגורמים למלחמת המפרץ השנייה, ב-2003, היה חשדותיהן של מדינות המערב שעיראק מחזיקה בין היתר בחיידקי גחלת כנשק ביולוגי.

אירועים הקשורים בפיתוח גחלת כנשק ביולוגי שהתפרסמו:
התאונה בסברדלובסק
ב-1979 התפרצה מגפת גחלת בסברדלובסק (Sverdlovsk, היום Ekaterinberg), שבדרום הרי אורל שברוסיה (אז חלק מברית-המועצות). במגפה זו נפגעו בגחלת נשימתית 79 אנשים, שמתוכם מתו 68. השלטונות המקומיים טענו אז שהגורם למגפה הוא מסחר לא-חוקי (שוק שחור) בבשר בקר נגוע. בשנת 1992 הודה לראשונה נשיא רוסיה בוריס ילצין, בנאום לצמרת הצבא הרוסי, שהמגפה נגרמה מהתפוצצות במתקן צבאי שנערכו בו ניסויים בנשק ביולוגי.

בהמשך התברר שהרוסים ניסו לפתח במתקן שנפגע לפחות ארבעה זנים שונים של החיידק, כנראה כדי להקשות את פיתוח החיסון למחלה.

מסברדלובסק לווזרוז'דנייה
בשנת 1988 העביר הצבא הרוסי מאות טונות של אבקת חיידקי גחלת, שטופלה בכלור כדי להשמיד את הנבגים, מסברדלובסק לאי ווזרוז'דנייה שביַמַת ארל (בין אוזבקיסטאן לקזחסטאן), וקבר אותה שם. 11 שנה אחר-כך, לאחר התפרקות ברית-המועצות, עלה הנושא שוב לסדר היום: התברר שהאדמה באי עדיין מזוהמת מאוד בנבגים חיים. למומחים אמריקנים שהזמינה הממשלה האוזבקית היתה, אם כן, הזדמנות לעמוד על יכולות הצבא הרוסי בתחום זה.

האם נקברו באי זנים מיוחדים ללוחמה ביולוגית, שהונדסו כדי שיהיו עמידים גם לחיטוי? האמריקנים שומרים את התשובה בסוד.

ניסויים של הצבא הבריטי באי גרוינרד (Gruinard), בסקוטלנד
במהלך מלחמת העולם השנייה, ב-1942, הביא הצבא הבריטי לאי כבשים וערך ניסויים שונים בחיידקי גחלת. בניסוי האחרון נחשפו 60 כבשים לחיידקים שפוזרו באמצעות פצצות מיוחדות. לאחר כשלושה ימים החלו למות הכבשים הראשונות, ובתוך ימים אחדים מתו כולן. שנה אחר-כך, ב-1943, צפה גוויית כבשה מהאי לחוף. כתוצאה מכך פרצה מגפה שפגעה בכ-40 בעלי-חיים: כבשים, פרות, סוסים, חתולים וכלב.

המסקנות מהניסויים - אפשר להשתמש בחיידקי גחלת אם לא מתכוונים ליישב את המקום עשרות שנים. החיידקים עמידים בפיצוצים.

בשנת 1947 הסתיימו הניסויים באי (השמועות סיפרו שנערכו במקום ניסויים בגורמי לוחמה ביולוגית נוספים) אך האי נשאר שטח צבאי סגור, כי בבדיקות, שנעשו אחת לכמה שנים, נמצאו נבגי גחלת באדמה.

בשנת 1986 הוחלט על טיהור האי: האי הוצף ב-280 טון פורמאלדהיד מהולים ב-2,000 טון מי ים. שכבת האדמה העליונה הוסרה וסולקה במכלים אטומים. לאחר הטיהור הוכנס עדר של כבשים, שלא לקו במחלה. בשנת 1990 הוכרז האי כנקי - אך האם לא נשארו נבגי גחלת במעמקי האדמה?

ובעתיד? 
התכניות, כנראה, הן לרסס נבגים מהאוויר (באמצעות פצצה מתוחכמת או ממטוס), שיחדרו לריאותיהם של כל אלה שיימצאו באזור ללא מסכת הגנה.אחר-כך ישקעו הנבגים לאדמה, ויזהמו את הסביבה כולה למשך עשרות שנים.

האם הגורמים המעורבים יצליחו (או אולי כבר הצליחו) לפתח או להשיג טכנולוגיות שיגור ופיזור מתאימות?

הקושי העיקרי הכרוך בשיגור נבגי גחלת באמצעות טילים הוא, שהחיכוך של הטיל באוויר מעלה את הטמפרטורה בראש הטיל. אם מפעילים חומר נפץ בזמן הפיזור, הטמפרטורה עולה עוד יותר.

במקרה של פיזור נבגים חיים של חיידקי גחלת, אנשים שיימצאו סמוך לאתר הפיזור אך יחבשו מסכת אב"כ תקינה יהיו מוגנים, מכיוון שהמסנן של המסכה אינו מעביר נבגים של חיידקים. לאנשים בלא מסכה, אשר ישאפו לריאותיהם למעלה מ-3,000 נבגים, יהיו סיכויים נמוכים מאוד לשרוד(%10). אנשים שישאפו כמות קטנה יותר של נבגים, וכן אנשים שיקלטו את הנבגים כתוצאה מכך שהשטח יהיה מזוהם זמן רב אחרי ההתקפה - אלה יקבלו טיפול אנטיביוטי ומרביתם (למעלה מ-80%) יחלימו.
האם יתגלו השולחים של מכתבי הגחלת?

האם חיידקי גחלת ישמשו בלוחמה ביולוגית?

פורסם במקור ב"גליליאו" גיליון 93, עמ' 68-64, מאי 2006.

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה