Книга Биологическая война. Введение в эпидемиологию искусственных эпидемических процессов и биологических поражений - Михаил Супотницкий

Констоукция реакторов для производства агентов БО принципиально отличалась от используемых при производстве антибиотиков. В 1990-х гг. и в первые годы этого столетия, когда администрации США необходимо было обосновать причины нападения на Ирак, в СМИ «запускалась» информация о том, что нет ничего проще, чем перепрофилировть заводы по производству антибиотиков, пальмового масла и пивоваренные производства на производство биологических агентов. Однако в самих США в 1940–1950 гг. по такому пути не пошли, так как перевод этот связан с непреодолимыми трудностями. Ферментационные процессы при производстве антибиотиков проводятся под давлением, чтобы не допустить загрязнения культуры плесневых грибов посторонними микроорганизмами. Это представляется вполне возможным, поскольку небольшая утечка плесневых грибов наружу не грозит неприятностями персоналу. При производстве агентов БО соображения безопасности вынуждают осуществлять процесс культивирования при отрицательном давлении в культиваторах, что приводит к быстрому загрязнению микробных культур посторонней микрофлорой. При переходе к крупномасштабному производству агентов БО, помимо отработки биотехнологических процессов, военным биотехнологам необходимо было обеспечить герметизацию зданий, оборудования и коммуникаций, эффективную стерилизацию стоков и отработанного воздуха, сжигание погибших животных, утилизацию использованных питательных сред и т. п.

Для глубинного культивирования микроорганизмов в промышленных масштабах, военным биотехнологам потребовались сотни тонн жидких стерильных питательных сред. Для приготовления и хранения сред им необходимо было сконструировать соответствующие емкости, оборудование для стерилизации и транспортировки и еще очень многое другое. Вот только несколько примеров трудностей, возникающих при масштабирования процессов получения агентов БО.

Прежде всего, произошло снижение воспроизводимости получаемых результатов. Замена дорогих питательных сред дешевыми привела к трудностям контроля качества входящих в их состав компонентов. Увеличился риск контаминации посторонней микрофлорой готовой питательной среды. Так, один жизнеспособный микроорганизм в 1000 л среды эквивалентен 100 жизнеспособным микроорганизмам в 100 тыс. литрах среды. Но при лабораторном производстве из ста 10-литровых ферментеров должен контаминироваться один, в то время как 100000-литровая партия контаминируется вся, если в обоих случаях используется одинаковое количество среды и тепла, расходуемого на стерилизацию (Buckland В. С., 1984).

Во время стерилизации питательной среды могут происходить важные изменения в ее составе, а некоторые питательные вещества вообще способны разрушаться. Скорости разрушения компонентов среды и контаминирующих ее спор, различны. Энергия активации, необходимая для деструкции факторов роста среды, находится в диапазоне 10–30 ккал/моль. Для гидролиза казеина она составляет 20,6 ккал/моль. В то же время энергия активации, необходимая для тепловой деструкции спор, достигает 100 ккал/моль (Buckland В. С., 1984).

К этому «букету» из трудно разрешимых технических противоречий, возникающих в процессе культивирования бактерий, следует добавить необходимость разработки нового специального оборудования для концентрирования бактериальных клеток и спор, сублимационной и распылительной сушки, измельчения, приготовления соответствующих рецептур, снаряжения боеприпасов или боевых частей, захолажи-вания, стерилизации и т. п. Каждое устройство, систему, технологию, режим военным биотехнологам пришлось разрабатывать самостоятельно, учитывая специфику работы с каждым микроорганизмом и опираясь лишь на фундаментальные науки.

Например, получение возбудителя сибирской язвы для снаряжения субэлементов кассетных боеприпасов требовало от них не просто получения тонн культуральной жидкости, содержащей В. anthracis, а проведение процесса в таких условиях, когда бациллы будут превращаться в споры. Потом надо было оптимизировать эти условия таким образом, чтобы выход спор был наибольшим. Далее предстояло разработать критерии для оценки «качества» получаемого «продукта», например, изучить способность спор вызывать инфекционный процесс при разных способах заражения. Изучить их способность переносить лиофильное высушивание, измельчение лиофилизата, перевод в аэрозольное состояние и т. п. Затем надо было воспроизвести достигнутое таким трудом со следующей партией питательной среды или при масштабировании процесса. Все эти процессы, технологии, передаточные шлюзы, гидрозатворы, сильфонные вентили, сальниковые уплотнения, системы тепловой обработки сточных вод, проходные автоклавы, специальная техника безопасности потребовали от стран, разрабатывавших БО, незаурядных людей и немалые деньги.

Разработка технических средств для индивидуальных убийств. Очень немногие биологические агенты способны вызвать быструю смерть человека. Среди них нет ни одного, который бы оказался способен проникнуть через неповрежденную кожу. Поэтому в годы Второй мировой войны спецслужбами воюющих стран было разработано специальное оружие и стреловидные боеприпасы к ним, имеющие либо на наружной поверхности специальные желобки для нанесения химических или биологических агентов, либо они имели специальную полость для заполнения такими агентами (рис. 1.34).

Специалистами Управления специальных операций (Special Operation Executive, SOE) Соединенного Королевства среди прочих неджентльменских инструментов ведения войны была создана специальная авторучка, выбрасывающая струю ядовитого вещества (Кукридж Э., 2003).

Из биологических токсинов в те годы наиболее доступными для спецслужб были ботулинические. Их тогда было известно несколько серотипов (А, В, С, D, Е). Не существовало методов обнаружения ботулинического токсина в теле погибшего человека, если он вводился парэнтерально. Программы исследований по повышению выхода токсинов А- и В-типов из культур С. botulinum осуществлялись в США, Соединенном Королевстве и Канаде (см. рис. 1.34). Они сопровождались исследованиями по распылительной и сублимационной сушке токсинов, измельчению сублимированных препаратов и превращению их в тонкий порошок (The Problem…, 1970).

Рис. 1.34. Стреловидные элементы американских спецслужб, предназначенные для индивидуальных убийств с помощью химических или биологических агентов. Такое оружие было запрещено «Конвенцией о законах и обычаях сухопутной войны», подписанной США в 1907 г. в Гааге. По R. Sidell et al. (1997)

Тогда же были предприняты первые попытки выделить очищенную токсическую субстанцию сакситоксина (см. разд. 3.14), что оказалось трудоемким делом. В некоторых случаях для получения одного грамма чистого токсина приходилось перерабатывать до 8 т моллюсков.

Тем не менее сакситоксин был получен в количествах, достаточных для осуществления индивидуальных убийств. Этот низкомолекулярный яд хорошо растворяется в воде, по токсичности он не уступает рицину, но в отличие от него выдерживает кипячение и даже автоклавирование при 120 °C. Его жертвы историкам следует поискать среди политических и военных деятелей Третьего рейха, скоропостижно скончавшихся на фоне расстройства мышечной координации, нарастания слабости, головокружения и сонливости.