生物毒素與生物威脅

《生物毒素與生物威脅》是2020年化學工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：生物毒素與生物威脅
• 作者：[伊朗]邁赫迪·巴拉利-穆德,[澳]林登·盧埃林,[美]巴爾·拉姆·辛格
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2020年
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787122357380

內容簡介

本次翻譯的《生物毒素與生物威脅》卷匯集了來自全球各地的關於自然激發和人為製造的生物武器相關知識。原著作者描述了生物毒素是如何起作用的；權威機構是如何檢測毒素的存在，如何防止毒素被濫用，評估其對受害者的影響，以及醫療和輔助醫療專業人員對受害者可以採用的治療手段。同時，還描述了毒素的進化和生理過程，進一步提高了我們對其的認知和理解。*後，探討了這些毒素如何被用作治療劑，以及這種治療劑被用作生物威脅恐怖劑所產生的影響等等。本書對國外生物毒素的*技術發展前沿動態進行較全面的綜合性介紹。全書由潛在用作生物武器的生物毒素，生物毒素的威脅評估，生物毒素的監測工具，發展生物毒素攻擊的應急回響以及生物毒素用作武器的進化和歷史透視五大部分，共26個章節構成。總計614頁，約68萬字。重點介紹能用作生物武器的主要毒素。該書適合從事禁止化學、生物武器公約履約研究人員和相關醫學研究人員閱讀參考，同時也適合作為從事毒素毒理學、軍事化學、生物工程、藥物設計與結構改造、生物化學、分子生物學等領域的學者及研究生的參考書。

作者簡介

丁曉琴，軍事科學院防化研究院，研究員，1984年07月畢業於上海醫科大學藥學院藥物化學專業，在衛生部北京生物製品研究所診斷用品室工作兩年後，考入防化研究院碩士研究生，1989年獲碩士學位，2005年獲博士學位，師從陳冀勝院士。歷任助理研究員、副研究員和研究員，博士研究生導師。長期從事軍事藥物化學領域的藥物設計與合成、計算化學、量子化學、履約等領域的研究工作。獲軍內科技進步一等獎一項、二等獎一項、三等獎七項。發表各類學術論文60餘篇，SCI收錄20餘篇，履約研究文集兩本。曾任中國化學會計算化學專業委員會委員、北京藥學會藥物化學專業委員會委員，計算機與套用化學雜誌編委等。

圖書目錄

部分具有生物武器潛力的生物毒素

第1章霍亂毒素的結構、遺傳學和致病模式3

1.1引言：歷史回顧3

1.2霍亂毒素結構4

1.3遺傳學：霍亂毒素來源於噬菌體6

1.4霍亂毒素表達調控8

1.5霍亂毒素的分泌10

1.6霍亂毒素在引起腹瀉中的作用11

1.7霍亂毒素與外膜囊泡的關係：霍亂毒素的另類分泌？13

1.8作為霍亂毒素抑制劑的天然產物15

1.9霍亂弧菌的其他毒素15

1.9.1封閉帶毒素（ZOT）16

1.9.2副霍亂腸毒素（Ace）16

1.9.3溶血素/溶細胞素16

1.9.4RTX（毒素重複序列）毒素家族16

1.9.5分泌型CHO細胞伸長蛋白17

1.9.6新的霍亂毒素（NCT）17

1.9.7志賀樣毒素（SLT）17

1.9.8耐熱性直接溶血素（TDH）18

1.9.9非凝集性弧菌的熱穩定腸毒素（NAG-ST）18

1.9.10WO7毒素18

1.9.11類RTX毒素19

1.10結論與展望19

交叉引用19

參考文獻19

第2章肉毒桿菌毒素：已有知識與威脅22

2.1引言22

2.2致病原因、臨床表現、診斷和干預措施23

2.2.1結構和作用方式23

2.2.2臨床表現和診斷25

2.2.3實驗室診斷25

2.2.4預防和治療28

2.3結論與展望29

交叉引用29

參考文獻30

第3章生物戰劑蓖麻毒素33

3.1引言33

3.2蓖麻毒素使用的歷史34

3.3蓖麻毒素的結構和中毒機理35

3.4毒性36

3.4.1臨床表現36

3.5診斷38

3.6檢測39

3.7醫療管理40

3.7.1洗消40

3.7.2個人防護裝備和洗消40

3.7.3支持性和特異性治療41

3.7.4疫苗接種和被動保護42

3.8蓖麻毒素的有益用途43

3.9結論與展望43

交叉引用43

參考文獻44

第4章真菌毒素研究現狀46

4.1引言46

4.2伏馬菌素47

4.2.1簡介47

4.2.2作用機理47

4.2.3動物毒性48

4.2.4人體毒性48

4.2.5致癌性49

4.3赭麴黴素49

4.3.1簡介49

4.3.2作用機理49

4.3.3動物和人體毒性50

4.4單端孢霉烯族類毒素50

4.4.1簡介50

4.4.2作用機理51

4.4.3動物毒性51

4.4.4人體毒性52

4.5玉米赤霉烯酮52

4.5.1簡介52

4.5.2作用機理53

4.5.3動物和人體毒性53

4.6棒麴黴素53

4.6.1簡介53

4.6.2作用機理54

4.6.3動物和人體毒性54

4.7結論與展望55

交叉引用55

參考文獻55

第5章相思子毒素和蓖麻毒素：了解其毒性、診斷和治療58

5.1引言58

5.2來源、分布、使用和濫用59

5.3毒性、臨床體徵和症狀60

5.4檢測和診斷61

5.4.1食品和飲料中毒素的檢測61

5.4.2口服中毒診斷63

5.4.3吸入中毒診斷66

5.5醫療管理的選擇和預後66

5.5.1臨床管理66

5.5.2實驗性疫苗67

5.5.3中和抗體的實驗用途68

5.5.4蓖麻毒素介導的細胞毒性途徑的靶向治療及干預點69

5.6結論與展望72

交叉引用73

參考文獻73

第6章黃麴黴毒素及其管理76

6.1引言76

6.1.1歷史回顧77

6.1.2真菌生長和產毒條件77

6.2化學、食品污染事件與立法77

6.2.1化學77

6.2.2食品污染事件78

6.2.3立法80

6.3毒物代謝動力學80

6.4黃麴黴毒素對動物和人體健康的毒害作用81

6.4.1急性毒性81

6.4.2慢性毒性82

6.5黃麴黴毒素的管理策略84

6.5.1食品/飼料中黃麴黴毒素預防污染措施84

6.5.2食品/飼料中黃麴黴毒素去污染的物理方法85

6.5.3食品和飼料中黃麴黴毒素去污染的化學方法85

6.5.4使用不同的化合物和其他方法防止黃麴黴毒素的影響86

6.5.5食品/飼料加工作為黃麴黴毒素去污的一種方法86

6.6結論與展望86

交叉引用87

參考文獻87

第7章與胃腸道疾病相關的毒素89

7.1引言89

7.2食品細菌污染的原因、作用方式、檢測和治療方案90

7.2.1消化道症狀90

7.2.2腹瀉的細菌性病因91

7.2.3葡萄球菌腸毒素95

7.2.4霍亂毒素97

7.2.5腹瀉的治療98

7.3結論與展望99

交叉引用99

參考文獻100

第二部分生物毒素威脅評估

第8章生物毒素構成的生物安全威脅105

8.1引言105

8.2用作生物恐怖劑的生物毒素106

8.2.1毒素作為雙重用途的生物製劑106

8.2.2生物毒素用作生物恐怖劑的“真正”潛力是什麼？133

8.2.3針對生物毒素的治療：暴露後治療的迫切需要134

8.3結論與展望135

交叉引用136

參考文獻136

第9章生物毒素與食品安全139

9.1引言139

9.2肉毒毒素（BoNT）140

9.3葡萄球菌腸毒素（SEs）142

9.4蓖麻毒素和相思子毒素145

9.5海鮮毒素147

9.6食品安全151

9.7結論與展望152

交叉引用152

參考文獻152

第10章人畜共患病對人類健康的影響158

10.1引言158

10.2有可能用於生物恐怖主義的人畜共患病159

10.3人畜共患的病原體159

10.3.1CDC A類劑中列出的人畜共患病原體160

10.3.2列入CDC B類的人畜共患病原體161

10.3.3列入CDC目錄C類的人畜共患病原體164

10.3.4其他人畜共患疾病165

10.4人畜共患病原體的檢測和早期鑑定167

10.4.1綜合症狀監測167

10.4.2分子生物學方法167

10.4.3免疫學方法167

10.4.4生物感測器168

10.5人畜共患病的預防與準備168

10.6結論與展望168

交叉引用168

參考文獻169

第11章仿製肉毒桿菌醫療產品和生物恐怖風險171

11.1引言171

11.2何謂假冒偽劣肉毒毒素產品？172

11.3背景173

11.4首例非法肉毒毒素產品問題173

11.52008年的形勢發展174

11.62009年蒙特雷報告175

11.7質量還是數量？176

11.8肉毒毒素的潛在生物恐怖使用：食品污染178

11.9案例研究：伊朗與肉毒毒素179

11.10結論與展望179

交叉引用179

參考文獻180

第三部分生物毒素監測工具

第12章基於細胞的神經毒素檢測185

12.1引言185

12.1.1細胞檢測（CBAs）在藥物發現中的迫切需求185

12.1.2從神經元結構到神經網路活動187

12.1.3神經毒理學研究對神經元行為的要求188

12.2CBAs在神經毒理學研究中的套用歷史188

12.3幹細胞衍生的神經元作為神經毒理學研究的下一代平台190

12.3.1幹細胞衍生的神經元發展190

12.3.2幹細胞衍生的神經元平台的檢測範圍和特異性191

12.3.3幹細胞衍生的神經元在毒素學中的潛在套用192

12.4幹細胞衍生的神經元在毒素研究中的套用192

12.4.1細胞檢測用於研究梭菌神經毒素192

12.4.2谷氨酸毒性194

12.4.3黑寡婦蜘蛛毒素195

12.4.4發育神經毒性195

12.5細胞實驗在毒素學研究中的套用展望196

12.5.1活性依賴性表型分析用於毒素檢測196

12.5.2多能幹細胞（PSC）衍生的神經肌肉接頭（NMJs）196

12.5.3逆向轉化研究197

12.5.4複雜細胞實驗的先進培養模式197

12.6結論與展望198

交叉引用198

參考文獻198

第13章免疫感測器：利用抗體開發用於檢測病原體及其毒素的生物感測器203

13.1引言203

13.2抗體205

13.2.1抗體概述205

13.2.2不同類型的抗體及其產生206

13.2.3酶標記在信號產生和擴增中的套用206

13.3抗體表面功能化207

13.3.1隨機物理吸附207

13.3.2生物素-（乳鏈球菌）抗生物素蛋白親和捕獲208

13.3.3自組裝單層膜的共價鍵合208

13.4使用抗體的檢測系統209

13.4.1光學生物感測器209

13.4.2螢光檢測209

13.4.3基於表面電漿共振210

13.4.4壓電生物感測器210

13.4.5電化學生物感測器211

13.4.6電流型生物感測器211

13.4.7電化學阻抗譜214

13.5結論與展望216

交叉引用217

參考文獻217

第14章與生物戰相關的真菌毒素及其檢測220

14.1引言220

14.1.1生物戰和生物武器220

14.1.2真菌毒素221

14.1.3作為武器的真菌毒素：黃雨爭議221

14.1.4生物毒素檢測方法的必要性221

14.2生物威脅劑真菌毒素檢測的研究現狀222

14.2.1單端孢霉烯真菌毒素——T-2毒素222

14.2.2單端孢霉烯的化學分析225

14.2.3基於免疫的毒素檢測方法226

14.3黃麴黴毒素類228

14.3.1黃麴黴毒素：生物戰爭228

14.3.2黃麴黴毒素的產生及意義229

14.3.3對檢測方法的需求230

14.3.4早期檢測黃麴黴毒素真菌的分子方法230

14.3.5檢測黃麴黴毒素的化學方法231

14.3.6基於免疫的黃麴黴毒素檢測方法232

14.4結論與展望234

交叉引用234

參考文獻235

第四部分發展應對生物毒素攻擊的回響體系

第15章針對生物毒素恐怖攻擊的公共衛生回響241

15.1引言241

15.1.1生物恐怖主義242

15.1.2生物毒素243

15.2公共健康衛生和毒素恐怖主義248

15.2.1毒素攻擊的臨床鑑別252

15.2.2生物監測254

15.2.3公共衛生準備和回響255

15.2.4我們該如何做：公共衛生準備的現狀258

15.3結論與展望259

交叉引用260

參考文獻261

第16章開發生物毒素抑制劑的挑戰263

16.1引言263

16.2肉毒桿菌神經毒素（BoNTs）的結構264

16.3作為藥物靶點的BoNT催化結構域265

16.3.1肉毒桿菌毒素A（BoNT/A）的多肽抑制劑266

16.3.2BoNT/A的小分子非肽抑制劑268

16.3.3BoNT/A的藥效團模型269

16.4BoNT/B的抑制劑270

16.5BoNT/E的抑制劑270

16.6外部結合位點的抑制劑271

16.7結論與展望272

交叉引用274

參考文獻274

第17章肉毒桿菌神經毒素的解毒劑277

17.1引言277

17.2BoNT的同源性及結構功能分析278

17.3BoNT解毒劑278

17.4疫苗279

17.4.1五價類毒素279

17.4.2重組疫苗280

17.5抗毒素280

17.5.1嬰兒肉毒中毒280

17.5.2成人肉毒中毒的抗毒素281

17.6MNT的外受體（Ectoreceptors）阻滯282

17.7經典的Zn2 螯合劑282

17.8全毒素攝取抑制劑282

17.8.1細胞外Ca2 對神經毒素攝取的作用282

17.8.2毒素內吞作用抑制劑283

17.8.3Lc易位抑制劑284

17.8.4Lc催化活性抑制劑285

17.8.5小分子抑制劑286

17.8.6肽抑制劑286

17.8.7旨在阻止BoNT抑制的肽抑制劑287

17.8.8基於異羥肟酸的Lc金屬蛋白酶抑制劑288

17.9氨基吡啶類化合物作為BoNT的解毒劑288

17.10適配體作為解毒劑290

17.11UPS依賴的Lc降解290

17.12突變體毒素作為研究工具291

17.13結論與展望291

參考文獻292

第18章相思子毒素的免疫中和反應296

18.1相思子毒素簡介296

18.1.1相思子毒素的歷史297

18.1.2植物中Ⅱ型RIPs的合成及其作用298

18.1.3RIPs的細胞內轉運299

18.2相思子毒素的生物活性300

18.2.1相思子毒素在細胞中對蛋白質合成的抑制300

18.2.2相思子毒素誘發的程式性細胞死亡300

18.3從“相思子植物”中提取RIPs301

18.4相思子毒素的結構和作用模式302

18.4.1相思子毒素A鏈的結構302

18.4.2相思子毒素B鏈的三維結構304

18.4.3“相思子”凝集素的詳細結構與功能304

18.5相思子毒素作為潛在的生物戰劑305

18.5.1相思子毒素的中毒病例及相關症狀306

18.5.2檢測和診斷306

18.6報導的針對RIPs的抗毒素概述307

18.6.1中和毒素的免疫療法308

18.7相思子毒素的免疫中和反應308

18.7.1報導的抗蓖麻毒素和相思子毒素的中和抗體表位308

18.7.2單克隆抗體D6F10中和相思子毒素的機制309

18.7.3抗相思子毒素的潛在疫苗候選劑310

18.8結論與展望311

交叉引用311

參考文獻311

第19章對抗潛伏的敵人：梭菌屬氣性壞疽的流行病學、病理生理學以及治療314

19.1引言314

19.2壞疽類型315

19.3病因學316

19.3.1易感風險因素316

19.4發病機理317

19.4.1傳播方式317

19.4.2致病性細菌學317

19.4.3致病模式318

19.5流行病學319

19.6病理生理學321

19.6.1α-毒素和θ-毒素的作用323

19.6.2α-毒素的精確作用機制324

19.7臨床症狀和併發症325

19.8診斷325

19.9治療326

19.9.1清創術326

19.9.2抗生素療法326

19.9.3高壓氧（HBO）療法327

19.9.4抗毒素和疫苗327

19.9.5蛆療法（生物療法）328

19.10結論與展望328

交叉引用329

參考文獻329

第20章動物疫苗技術：綜述332

20.1引言332

20.2活疫苗333

20.3滅活疫苗333

20.4亞單位疫苗334

20.4.1細菌表達的亞單位疫苗334

20.4.2昆蟲細胞表達的亞單位疫苗335

20.5DNA疫苗337

20.5.1DNA疫苗337

20.5.2CpG佐劑340

20.6微粒疫苗341

20.7結論與展望342

交叉引用343

參考文獻343

第21章與肉毒桿菌神經毒素有關的疫苗、診斷和對抗藥的基礎化學346

21.1引言346

21.2肉毒桿菌神經毒素（BoNTs）作用模式和神經遞質釋放概述347

21.3通過胃腸道（GI）吸收的肉毒桿菌神經毒素348

21.4在神經肌肉接頭處的神經特異性結合348

21.5內化和易位至神經元細胞質349

21.6胞內鋅內肽酶活性350

21.7肉毒桿菌中毒的臨床表現352

21.8肉毒毒素的臨床套用353

21.9從肉毒中毒的多個階段浮現出來的治療學發展機遇353

21.10毒素-受體結合的抑制354

21.10.1疫苗的主動和被動免疫354

21.10.2毒素-受體結合的小分子抑制劑356

21.10.3pH依賴的BoNT易位抑制357

21.10.4BoNT金屬蛋白活性的抑制357

21.11肉毒桿菌中毒的臨床診斷361

21.11.1小鼠致死率測定（MLA）362

21.11.2BoNT檢測的免疫學分析方法362

21.11.3肽鏈內切酶活性測定363

21.11.4基於細胞的分析364

21.12結論與展望364

交叉引用366

參考文獻366

第22章適配體作為對抗生物毒素的新藥劑375

22.1引言375

22.2適配體376

22.3適配體的治療套用378

22.4適配體在快速檢測與診斷中的套用潛力379

22.5適配體作為新型檢測平台的研究現狀與對策379

22.5.1蓖麻毒素380

22.5.2肉毒桿菌神經毒素381

22.5.3葡萄球菌腸毒素B384

22.5.4Epsilon產氣莢膜芽孢梭菌毒素384

22.6適配體作為生物威脅劑治療對策的挑戰385

22.7結論與展望386

交叉引用386

參考文獻387

第五部分生物毒素作為武器的演化和歷史透視

第23章毒素進化特徵393

23.1引言393

23.2細菌毒素的進化特徵395

23.3肉毒桿菌毒素397

23.3.1基因的組織形式398

23.3.2神經毒素基因簇399

23.3.3肉毒毒素的進化401

23.4肉毒毒素與其他毒素的摺疊相似性403

23.5SNAREs的進化404

23.6肉毒桿菌神經毒素與其神經底物之間的進化關係407

23.7熔融滴球形態結構與獨特的摺疊相耦合411

23.8結論與展望414

交叉引用415

參考文獻415

第24章信息素與兩棲動物的行為418

24.1引言418

24.2性信息素419

24.2.1無尾兩棲目動物419

24.2.2有尾目動物（有尾類）420

24.3水生信息素420

24.4有氣味的分泌物422

24.5信息素的實際套用422

24.6婚墊423

24.7結論與展望425

參考文獻425

第25章歷史上的海洋生物毒素：誤用與蓄意傷害427

25.1引言427

25.2用於自殺429

25.3用於謀殺429

25.4軍事用途430

25.5失能431

25.6毒素效力432

25.7毒素獲取432

25.7.1從自然中獲取432

25.7.2化學製備433

25.7.3生物生產433

25.8檢測和診斷434

25.9治療434

25.9.1對症治療434

25.9.2抗毒素435

25.10結論與展望436

交叉引用437

參考文獻437

第26章昨天、今天和明天：毒素用於武器和醫療的若干選擇性觀點440

26.1引言440

26.2一部精心選擇的歷史441

26.3自然界中的毒素443

26.3.1毒素類型443

26.3.2毒素的釋放或使用444

26.4毒素作為藥物和武器的雙重性質444

26.5倫理教育445

26.6結論與展望446

交叉引用446

參考文獻446

中英文對照448