استفادههاي نظامي از بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك
استفادههاي نظامي از بيوتكنولوژي و مهندسي ژنتيك
در تحولات نظامي قرن گذشته كه ريشه در فناوري داشتند، شاخههاي مختلف علمي از جمله شيمي و فيزيك نوين عامل اصلي بودهاند. روندهاي كنوني حاكي از آن است كه تحول بعدي، ريشه در علم بيولوژي خواهد داشت. انقلاب بيوتكنولوژي تكامل سلاحهاي بيولوژيك را تسهيل نموده و سومين موج بزرگ فناوري در تاريخ توسعه جنگافزارهاي شيميايي و بيولوژيك خواهد بود. در سرشت بيوتكنولوژي امكان استفادة دوگانه نظامي و غيرنظامي نهفته است. به تعبير ديگر، بيوتكنولوژي تيغ دولبهاي است كه هم ميتواند مفيد و هم مضر باشد. در اين مقاله روندهاي مؤثر بر جنگهاي بيولوژيك آينده تصوير شده و سپس نتايج محتمل اين روندها معرفي شدهاند.
بايد خاطر نشان ساخت كه مباحث مطرح شده در اين مقاله به هيچ وجه سعي در بزرگنمايي خطرات احتمالي تكنولوژي زيستي ندارد چرا كه چنين احتمالي در مورد هر تكنولوژي ديگر نيز وجود دارد؛ چه آنها كه امروزه كاربرد گستردهاي در جوامع يافتهاند (مثل IT و مخابرات) و چه آنهايي كه در آينده مجال بروز خواهند يافت. اين مقاله ميتواند توانمنديهاي بالقوه بيوتكنولوژي در پيشبرد قابليتهاي دفاعي نوين را نيز نشان دهد؛ بهطوريكه متوليان دفاعي كشور، به پتانسيلهاي بالقوة اين فناوري در جهت اهداف دفاعي (همچون واكسنها و آنتيبيوتيكها) توجه خاصي مبذول نمايند
در جهان امروز، اهميت روزافزون دانش زيستشناسي بهعنوان يك علم زيربنايي بر هيچكس پوشيده نيست. در اثر مطالعات عميق و بررسيهاي فراوان، مرزهاي زيستشناسي و يافتههاي مربوط به شناخت طبيعت، بهگونهاي دور از تصور گسترش يافته است. حجم اطلاعات حاصله و رشد روزافزون آن نيز قابل مقايسه با هيچ دوراني نيست. امروزه بيوتكنولوژي بهعنوان شاخهاي از كاربردهاي زيستشناسي، نسبت به هر زمان ديگر پيشرفت نموده و به دليل كاربردهايي كه در سلامت، بهداشت و اقتصاد دارد، اهميت و ارزش روزافزوني يافته است. اين پيشرفتهاي مهم در بيوتكنولوژي عمدتاً ناشي از پيشرفت در ابزارسازي و كاربرد آنها در توسعة مرزهاي زيستشناسي است. شگرفترين پيشرفتهاي اين دانش و فن در عرصههاي اكولوژي، ژنتيك، ميكروبشناسي، زيستشناسي مولكولي، زيستشيمي، تكنولوژيهاي كشت سلولي و مهندسي فرآيند حاصل شده است. ظهور علوم جديد ژنوميكس، پروتيوميكس و بيوانفورماتيك نيز در نتيجه اين پيشرفتها بوده است.
عليرغم اين پيشرفتها، اشتباه بزرگي خواهد بود اگر بيوتكنولوژي را صرفاً يك انقلاب علمي بدانيم؛ چرا كه "زايش صنعت" نيز بهعنوان بعد ديگر اين فناوري نوين، از درجه اهميت و اعتبار برخوردار است. اگر به اين مساله توجه داشته باشيم كه در سرشت اين تكنولوژي امكان استفادة دوگانه نظامي و غيرنظامي نهفته است، ميتوانيم اطمينان حاصل كنيم كه عوامل بيولوژيكي و محصولات جديدي كه از پيشرفت در جهات غيرنظامي حاصل ميشوند، ميتوانند دستكاري شده و در جهت اهداف نظامي بكار روند.
البته اگر بخواهيم به جنگ بيولوژيك و تاثير بالقوة تكنولوژيهاي جديد بر آن بيانديشيم، بايد به خاطر داشته باشيم كه آنچه موردبحث ماست، يك نوع ويژة سلاح و چگونگي تغيير آن نيست. ما دربارة انواع مختلفي از سلاحهاي بالقوه، روشهاي متفاوت و فراوان استفاده از آنها و روشهاي متفاوتي كه براي تغيير آنها ميتوان به كار برد، بحث ميكنيم. اين بدين معناست كه در آينده، جنگ بيولوژيك ميتواند روندهاي متفاوتي را طي كند.
روندهاي تاثيرگذار بر جنگ بيولوژيك آينده
در گزارش "افزايش سلاح، تهديد و پاسخ"، كه وزارت دفاع آمريكا در سال 1997 منتشر نمود، به برخي از اين روندها اشاره شده است. اين روندها ميتوانند در پيشرفتهتر شدن سلاحهاي بيولوژيكي آينده موثر باشند و عبارتند از:
كاربرد ناقليني كه در اثر دستورزيهاي ژنتيكي به شكل "ارگانيسم عفونتزا" تغيير يافته و ميتوانند به شكل فزايندهاي در زمينة پزشكي بهعنوان ابزار به كارگرفته شوند.
درك مكانيزم بيماريهاي عفوني و ژنتيك ميكروبها كه به روند بيماريها شكل ميدهند.
افزايش دانش بشر در مورد عملكرد سيستم ايمني
توليد واكسنها و پادتنهاي پيشرفته
ساير دانشمندان هم كه تحليلهاي قابل بحثي دربارة احتمالات ممكن ارائه دادهاند، طيفي از موضوعات را مطرح ساختهاند. برخي از اين گزارشها بيانگر نگرانيهاي اساسي در آينده هستند كه ميتوانند ثمرة برنامههاي تحقيقاتي موجود باشند. خصوصاً اين گزارشها احتمال وجود ويروسهاي مخفي كه ميتوانند به طور سري وارد ژنوم يك جمعيت شده و بعدها توسط يك علامت فعال گردند را منتفي ندانستهاند. مثال ديگر آنها "مرگ برنامهريزي شده سلول" است. اين توانايي كه بتوان ژنومي را وارد ذخيرة ژني جمعيت مشخصي نموده و به دلخواه خود به آن حمله نمود، يا اينكه يك عامل بيماريزاي كاملاً جديد بهوجود آورد، نشانگر تغيير توانمنديهاست.
اخيراً گروهي از دانشمندان در يك كارگاه آموزشي مطالعات پيشرفتة ناتو، برخي ديگر از اين مخاطرات را مورد توجه قرار دادهاند. اين نگرانيها عبارتند از: عواقب پيشرفت در تكنولوژي كنترل بيولوژيكي آفات و بيماريها در كشاورزي و تكنولوژي تلقيح گياهان، سوء استفاده احتمالي از بانكهاي اطلاعاتي بزرگ كه دربرگيرنده اطلاعات ژنتيكي جمعيتهاي خاصي هستند، تاثير تكنولوژي ژنومي در فهم ما از گيرندههاي بيولوژيكي و مولكولهاي مشابه آنها كه كار انتقال پيامهاي بيولوژيك را برعهده دارند و استعداد فزايندة دستكاري سيستم ايمني بدن.
يكي از حوادث اخير كه تعجب همگاني را نيز برانگيخت، كشف مكانيزمي به نام RNAi است كه به كمك آن ميتوان هر ژني را در يك موجود زنده از كار انداخت. اطلاعات كامل اين مكانيزم، در آيندة نزديكي روشن خواهد شد. چنين مثالهايي بيانگر وجود خطرات بالقوهاي است كه ممكن است در آينده به يك تهديد نظامي تبديل شود.
تلاشهاي متعددي كه در زمينة تكنولوژي ژنومي در آزمايشگاههاي سرتاسر دنيا به انجام رسيده، نويدبخش تكميل توالي ژنومي بيش از 70 باكتري، قارچ و انگل بيماريزاي اصلي طي يكي دو سال آينده خواهد بود. اين اطلاعات را ميتوان در سايت )http://www.tigr.org/tdb TIGR (جستجو كرد.
اين سايت، اطلاعاتي راجع به توالي DNA حدود 250 هزار توالي رمز شونده را ارائه ميدهد. اين اطلاعات، كمك شايان توجهي به تحقيق در زمينة بيماريهاي عفوني و تكنولوژي" ژنوميك مقايسهاي" بهحساب آمده و براي طراحي تركيبات ضدميكروبي و تشخيصي جديد و واكسنها مورد استفاده قرار گرفته است و لذا ميتواند خوشايند نيز باشد؛ چرا كه امروزه بيماريهاي عفوني و انگلي دومين دليل مرگومير در سراسر جهان هستند.
ولي در كنار آنها، پيدايش مداوم عوامل بيماريزاي انساني كه به آنتيبيوتيكها مقاومند، ميتواند به اين معنا باشد كه روزي فرا ميرسد كه ديگر تركيبات ضد ميكروبي موجود فاقد اثر باشند. اگر در آن زمان، دادههاي مربوط به توالي پروتئينها و DNAهاي عوامل بيماريزاي طبيعي در دسترس بوده و با پيشرفتهاي بهعمل آمده در تكنولوژي انتقال ژن و توليد موجودات تراريخته همراه شود، ميتواند سبب پيشرفت سلاحهايي شود كه از راه مهندسي بيولوژيك ساخته ميشوند.
بانكهاي اطلاعاتي كه تاكنون سازماندهي شدهاند، شامل فهرستهايي هستند كه در آنها به موارد زير اشاره شده است:
1- ژنهايي كه توان بيماريزايي داشته يا بر شدت آن موثرند.
2- ژنهايي كه سبب ميشوند ميكروارگانيسم بتواند به سلول ميزبان چسبيده و شروع به مشابهسازي كند.
3- ژنهايي كه ميكروارگانيسم را از دسترس سيستم ايمني دورنگه ميدارند. و نهايتاً
4- ژنهايي كه سبب مقاومت در برابر آنتيبيوتيكها ميشوند.
با توجه به چنين اطلاعاتي ميتوان ژنهاي دلخواه را برگزيد و مؤثرترين تركيب آنها را ساخت. همانطور كه گفتيم، بانك اطلاعاتي توالي ژنها در شبكة اينترنت به صورت آزاد قابل دسترسي است. اين بدان معني است كه پخش اطلاعات ضروري براي توسعة نسل چهارم تسليحات بيولوژيك هم گسترده است و هم بيقانون. چگونه قانون انجام خواهد شد و چه كسي آنرا انجام خواهد داد، معلوم نيست.
بسياري از اطلاعات از قبل در گسترههاي عمومي در دسترس بوده و محدود نمودن آن در آينده غيرممكن خواهد بود. طي سالهاي اخير در زمينة كاربرد تكنولوژي ژنومي با استفاده از تواليهاي DNA و تجزيه و تحليل پروتئوميكس، شاهد اقداماتي در جهت شناخت ژنهاي دخيل در عفونتزايي و تشديد بيماريزايي و يا مقاومت در برابر آنتيبيوتيكها در ژنوم هر عامل بيماريزا بودهايم. شايد اين كار، سوء استفاده از دادههاي ژنومي را شدت بخشد؛ چرا كه مرتبطترين ژنها با بيماريزايي را در مجموعة ژنهاي عامل بيماريزا مشخص مينمايد.
علاوه بر آن، شركتهايي چون ماكسيژن در حال توسعة تكنولوژيهايي هستند كه به كمك آنها ميتوان تكامل جهتدادهشدة مولكولها را امكانپذير ساخت. بدين معني كه به كمك اين تكنولوژيها، ژنها به قطعات كوچكتر شكسته شده و سپس هنگامي كه مجدداً در كنار يكديگر قرار ميگيرند، سبب توليد "ژنهاي دختري" ميشوند كه ويژگيهاي تازهاي دارند. تخمين زده ميشود كه اين روند، ميتواند آنچه را كه با تكنولوژيهاي كلاسيك نوتركيبي انجام ميشود، حدود 20 مرتبه تسريع نمايد. هر چند ماكسيژن از اين روش براي تشديد ويژگيهاي پروتئينهاي موردنظر صنايع بيوتكنولوژيكي استفاده نموده، ولي اين روش ميتواند تبعاتي در جنگهاي بيولوژيك نيز داشته باشد.
آيندة سلاحهاي بيولوژيك
روندهاي فوق، از لحاظ نظامي حداقل ميتواند به يكي از نتايج زير منجر شود:
1- ظهور عوامل جديد: تكنيكهاي موردنياز براي مهندسي ژنتيك باكتريها و سلولهاي حيواني و نيز تغيير پروتئينها، در سطح گستردهاي قابل دسترسي است. گرچه در كشورهاي در حال توسعه، توانمنديهاي مهندسي ژنتيك پيشرفته كمياب است، ولي كيتهايي كه به كمك آنها ميتوان ژنها را به طرز دلخواه جدا و به روش جديدي در كنار هم قرار داد، به سادگي قابل تهيه هستند. اين كيتها ملزومات ضروري براي چنين اعمالي را دارا بوده و دانش فني لازم براي بكارگيري آنها در متون علمي، آشكارا منتشر ميشود. بهگمان برخي از تحليلگران، روشهاي برش و اتصال ژن ميتوانند در جهت ارتقاء نسل دوم سلاحهاي بيولوژيكي كه كاربردهاي نظامي بيشتري هم خواهند داشت، بكار روند. اين امر در صورتي ميسر است كه رفتار اين سلاحها در محيط، بيشتر قابل پيشبيني باشد. علاوه بر آن، ژنهاي مولد سموم يا عوامل موثر در شدت بيماريزايي را ميتوان از يك گونه به گونة ديگر منتقل ساخت. در نتيجه امكان تغيير ارگانيسمهايي كه بهطور طبيعي بيضرر و غيربيماريزا هستند به انواع مضر، وجود خواهد داشت، بهگونهاي كه دشمن براي تاثيرات ناشي از آنها درماني در اختيار نداشته باشد.
2- بهبود عوامل ميكروبي موجود: ممكن است تغيير ژنتيكي در عوامل سمي و بيولوژيكي ويژه جنگ، سبب غلبه بر موانع ويژهاي شود كه معمولاً باعث ميشوند كاربرد نظامي آنها محدود باشد. خصوصاً مهندسي ژنتيك و دانش بيوتكنولوژي مدرن ميتواند سبب تسهيل توليد و بهبود روشهاي نگهداري و پرتاب اين سلاحها شوند. همچنين اين علوم ميتوانند توان كنترل عوامل بيماريزاي فعلي را افزايش دهند. با اين حال، هنوز معلوم نيست كه اين تغييرات بتوانند كاربردهاي نظامي سلاحهاي بيولوژيك را به طرز چشمگيري متحول سازند.
3- كاهش دورة نهفتگي: با تغيير عوامل جنگ بيولوژيك و افزايش سرعت بيماريزايي آنها، ميتوان كاربرد نظامي اين عوامل را در ميدان نبرد افزايش داد. اما رسيدن به اين هدف در آيندة نزديك ميسر نخواهد بود.
4- افزايش پايداري عوامل در محيط: شايد مهندسي ژنتيك بتواند توان ميكروارگانيسمها و سموم را در مقابله با برخي فشارهاي ناشي از ذخيرهسازي و پخش شدن در محيط افزايش دهد. اين كار به روشهايي چون وارد كردن مجموعهاي از ژنهاي مقاوم در برابر درجة حرارت، تابش اشعة مافوق بنفش و خشكي امكانپذير است. همچنين تبديل شدن اين عوامل به ذرات معلق در هوا، توام با شكستگيهايي است كه ميتوان ژن مقاوم در مقابل اين شكستگيها را نيز به ارگانيسم وارد كرد. به هر حال، اين ويژگيها از نظر ژنتيكي پيچيده هستند و به خوبي درك نشدهاند.
5- افزايش شدت بيماريزايي: ارتقاء روشهايي كه ژنهاي مولد سم را به ميزان بسيار بيشتري نمايان ميسازند، باعث شده تا سويههايي از باكتريهاي نوتركيب بدست آيند كه قادرند به ميزان ده تا صد برابر حد طبيعي، سم توليد كنند.
6- افزايش مقاومت در برابر آنتيبيوتيك: وارد كردن ژنهاي مقاوم به آنتيبيوتيك به پيكر عواملي كه بهطور طبيعي بيماريزا هستند، ميتواند اين عوامل را به يك يا چند داروي پيشگيرنده و يا درمانگر مقاوم نموده و سبب بياثرسازي اين وسايل دفاعي شود. ضمن آنكه طرف حملهكننده ميتواند سربازانش را در برابر اين عامل تغييريافته ايمن ساخته و بدون نياز به آنتيبيوتيك از آنها محافظت كند.
7- توليد واكسنهاي خاص: تكنيكهاي DNA نوتركيب توليد واكسنهاي ويژهاي متناسب با عوامل جديد را سادهتر و مطمئنتر ميسازند و سبب ميشوند طرف حملهكننده، ضمن آنكه سپاهيانش را محافظت ميكند، طرف مقابل را از واكسن محروم سازد. در گذشته يك مانع اساسي در راه دستيابي به توان تهاجمي در جنگ بيولوژيك مشكل توليد واكسنهايي بود كه به نحو موثري حفاظتبخش باشند. با وجود اين، واكسنهاي نوتركيب هميشه موثر واقع نميشوند. چرا كه اين واكسنها فقط يك يا تعداد كمي از آنتيژنها را به سيستم ايمني وارد ميكنند. حال آنكه مقابله با عامل بيماريزاي واقعي، مستلزم مجموعة كاملي از اين آنتيژنهاست.
8- افزايش توان كنترلي: ممكن است از طريق مهندسي ژنتيك، عوامل بكارگرفته شده براي ساخت سلاحهاي بيولوژيك بيشتر تحت كنترل درآيند. اين كار از طريق دستكاري ژنها صورت ميگيرد و از اين طريق، بقاي يك جمعيت باكتريايي هنگام آزادشدن در محيط، برنامهريزي ميشود. بهعنوان مثال، ميتوان يك ميكروارگانيسم را از نظر ژنتيكي طوري طراحي كرد كه فقط در يك شرايط محيطي ويژه بقا يابد. همچنين ميتوان تواليهاي تنظيمگري به نام "ژنهاي خودكشي مشروط" را طراحي نمود. اين تواليها سبب ميشوند ميكروارگانيسم پس از آنكه بهحد مشخصي تكثير يافت، نابود شود. با وارد كردن چنين ژنهايي به داخل پيكرة عامل بيماريزا، ميتوان عواملي براي سلاحهاي بيولوژيك خلق نمود كه براي مدت زمان معيني، سبب توليد بيماري ميشوند و سپس خودبخود ميميرند.
9- كاهش حساسيت عوامل نسبت به دفاع ايمونولوژيكي: از طريق انتقال ژن ميتوان آنتيژنهايي كه در سطح خارجي ويروس بيماريزا يا سم قرار دارند را به گونهاي تغييرداد كه ويروس يا سم مذكور به دفاع ايمونولوژيكي ميزبان (كه از قبل وجود دارد)، يا واكسنهاي استاندارد و يا ضد سمها حساس نباشد (چون در ساختمان اغلب سموم بخشهايي كه خواص آنتيژنيكي دارند، به جاي آنكه نزديك بخشهاي مسئول خواص سمي باشند در قسمت چارچوب مولكول واقع شدهاند و لذا ميتوان خواص ايمونولوژيكي يك سم را تغيير داد، بيآنكه بر فعاليت بيولوژيكي آن تاثير نامطلوبي داشته باشد.)
10- كاهش توان دفاعي بدن در مقابل عوامل بيماريزا: تصور اين مساله مشكل نيست كه با افزايش دانايي بشر در مورد سيستم ايمني بدن و توان بيشتري كه در طراحي مجدد پروتئينها حاصل ميشود، امكان دستيابي به يك سلاح بسيار ويژه كه بتواند به روشهاي مختلف سيستم ايمني بدن را مورد حمله قرار دهد، افزايش يابد. بهعنوان مثال، بهجاي آنكه يك جمعيت خاص عمداً با يك عامل عفونتزا آلوده شده و به يك بيماري خاص مبتلا شوند، يك مهاجم بيولوژيكي ميتواند با استفاده از يك سم، سيستم ايمني را از كار بياندازد. در پي آن، بنا به قانون طبيعت، انواع عفونتهاي فرصتطلب از راه خواهند رسيد. از طرف ديگر ممكن است يك عامل سمي تازه، بتواند سيستم ايمني بدن را طوري برآشوبد كه خود سيستم به عامل بيماريزا بدل شده و بد عمل كردن آن سبب ناتواني و يا مرگ شود. اين ترفندها خيالپردازانه بهنظر ميرسند، ولي بهتر است به ياد داشته باشيم كه "آنتروتوكسينB استافيلكوكال" بخشي از قدرت خود را در ناتوان ساختن فرد، مديون تاثير اختصاصي بر سيستم ايمني است (گر چه اين نكته در زماني كه اين سم توسط ايالات متحده بهصورت سلاح درآمد، روشن نشده بود.) علاوه بر سيستم ايمني، ساير سيستمهاي فيزيولوژيكي هم ميتوانند اهداف مناسبي براي اينگونه حملات اختصاصي باشند.
11- سموم بيولوژيك: مورد ديگري كه بدان بايد اشاره نمود، سموم است. اسلحههاي سمي جديد، ميتوانند پروتئينهايي باشند كه بهطور طبيعي در تنظيم سيستم ايمني دخيل بوده و از طريق مطالعات ژنومي شناخته شدهاند. چنانچه غلظت اين پروتئينها بيش از حد طبيعي باشد، يا در بافتي حضور يابند كه بهطور طبيعي در آنجا وجود ندارند، تاثير سمي از خود نشان ميدهند. همچنين پروتئينهايي كه در يك مرحلة خاص از تكوين بافت، نقش تنظيمكننده دارند، ولي در بافت بالغ بهطور طبيعي يافت نميشوند، در صورت حضور در بافت بالغ سم محسوب ميشوند. چنين سمومي را ميتوان به كمك مهندسي ژنتيك ساخت.
پيشرفت در زمينة سموم پروتئيني جديد، تنها كاربرد بيوانفورماتيك در بسط سلاحهاي بيولوژيكي نيست. وقتي ژنهاي مربوط به هر دسته از پروتئينها در توالي ژنوم شناخته ميشوند (مثلاً ژنهاي مربوط به كانالهاي يوني، گيرندههاي سطحي و غيره) و ساختار سهبعدي آنها پيشبيني ميشود، درك ما از روشهاي بيولوژيكي كه اعمال سلول به كمك آنها و به واسطة علائم خارج از سلول تنظيم ميشود، به شكل معتنابهي افزايش مييابد. اين مساله امكان طراحي مولكولهاي كوچك را فراهم ميسازد. اين مولكولها ميتوانند به گيرندههاي سطحي سلول متصل شده و به گونهاي كه براي ما قابل پيشبيني است، عملكرد اين گيرندهها را عوض نمايند. اين سلاحهاي شيميايي "طراح"، ميتوانند بسيار موثر واقع شوند؛ در عين حال ساخت آنها ساده بوده و پايدارند. شايد نگرانكنندهترين مساله اين باشد كه تعداد بيشماري از چنين عوامل بيولوژيكي در حين مطالعاتي با اهداف صلحجويانه در زمينة عملكرد سلول و عوامل درماني، پيشرفتهتر خواهند شد. بنابراين ما در مكاني از اين تحول عظيم زيستشناختي و پزشكي ايستادهايم كه ميتواند طيف وسيعي از تكنولوژيهاي جديد را به ارمغان آورده و در خدمت ساخت سلاحهاي جديد بيولوژيكي، سمي و شيميايي قرار دهد.
12- مواد ناتوانكننده: شايد يكي از پيامدهاي تحقيق در زمينة DNA نوتركيب، ساخت مواد ناتوانكنندهاي باشد كه عملكرد قويتري دارند. از طريق مهندسي ژنتيك، حتي ممكن است تركيبات طبيعي خود بدن را به عنوان عوامل ساخت جنگافزاري بكار گرفت. تنظيمكنندههاي بيولوژيكي، پپتيدهاي كوچكي هستند كه در شرايط فيزيولوژيك فعالند. آنها در حالت طبيعي به مقادير جزئي در بدن يافت شده و فعاليتهاي روانشناختي كليدي را در بدن هماهنگ ميسازند. غلظت اين مواد در بدن انسان پائين است. ولي با همين غلظت كم، بر تمام روندهاي حياتي اعم از فيزيولوژيك يا ذهني تاثير ميگذارند؛ براي مثال، بر ترشح هورمونها، كنترل درجه حرارت بدن، خواب، خلقوخو، هشياري و هيجانات اثر دارند. يك مجموعة مهم از اين مواد، پپتيدهاي شبه ترياكي هستند كه ميتوانند تاثيرات ضد درد داشته يا سبب القاء احساس سرخوشي شوند. چون تعداد بسيار كمي از اين پپتيدها، ميتواند وظايف لازم را به انجام برساند، لذا اين احتمال وجود دارد كه اگر مقادير بيشتري از آنها بكار رود، سبب القاء احساسي مانند سرخوشي، ترس، خستگي، فلج، توهم يا افسردگي شوند. همين مساله آنها را تبديل به سلاح بالقوهاي ميسازد كه غير كشنده اما ناتوان كننده هستند.
تنظيم كنندههاي بيولوژيك را ميتوان از طريق شيميايي بهگونهاي تغيير داد كه فعاليت فيزيولوژيك، پايداري و ويژگي آنها تغيير يابد. براي مثال، تغيير هورمون پپتيدي LHRH از طريق جانشينسازي فقط يك اسيد آمينه، سبب ميشود هورموني با قدرت 50 برابر توليد شود.
13- توليد سلاحهاي نسل چهارم: تصور محتمل ديگري كه ميتوان براي آينده ارائه نمود، توليد عوامل بيماريزايي است كه قدرت تميز بيشتري داشته و ميتوانند بر بخشي از جمعيت يك گونه تاثيرگذار باشند. اين نوع جديد سلاحهاي بيولوژيك هنگامي پيشرفت كرد كه اطلاعات حاصل از مطالعات ژنوميكس و پروتئوميكس براي طراحي يك عامل خاص بكار گرفته شد. اين عامل قادر است افرادي از يك جمعيت را تحت تاثير قرار دهد كه داراي يك پروتئين يا ساختمان ويژه هستند و عامل مذكور، مخصوص آن ساختار طراحي شده است. اساس عملكرد آنها بكارگيري تواليهاي ژني متفاوت بين جمعيتهاست و از طريق آنها افراد دشمن بهطور انتخابي بيش از افراد خودي، ناتوان يا كشته ميشوند.
در بسياري از موارد آنچه بهعنوان هدف طراحي ميشود، ميتواند در تمام افراد گونه يافت شود و در مواردي هم ساختارهايي در نظر گرفته ميشوند كه فقط افرادي كه واجد فرم خاصي از آن ساختار هستند، به تاثيرات سمي سلاح جديد حساس باشند. وجود چنين احتمالي، انديشة "سلاحهاي قومي" را بهدنبال ميآورد. سلاحهايي كه فقط بر يك قوم يا نژاد موثر بوده و بر ديگر اقوام خير.
البته در ميان جمعيتهاي انساني، ميزان تنوع ژنتيكي داخل جمعيتها، معمولاً بيش از تنوع ژنتيكي بين جمعيتهاست و اين قضيه سبب ميشود كه چنين سلاحهايي بسيار غيراختصاصي عمل كنند. تحليل دادههاي حاصل از تعيين توالي در ژنوم انسان تاكنون نتوانسته بههيچ شكلي از پليمورفيسم دست يابد، بهگونهاي كه بتوان از آن براي نژادهاي كاملاً مشخصي استفاده نمود. در واقع تنوع ژنتيكي در جمعيتهاي انساني، نشانگر داشتن نسبت ضعيفي با ديگر گونههاست و اين تقويتكنندة اين عقيده است كه جمعيت نياكاني بشر، جمعيت كوچكي بوده است.
برخي از مطالعاتي كه اخيراً انجام شده و به بررسي پليمورفيسم در DNA ميتوكندريايي، كروموزوم Y و DNA اتوزومي پرداختهاند، نشان ميدهند كه قسمت عمدة تنوع ژنتيكي در داخل هر جمعيت است و نه در ميان جمعيتهاي مختلف.
ممكن است بتوان از طريق برچسبزدن ژنتيكي، امكان هدف گرفتن جمعيتهاي خاص را بوجود آورد. استون بلاك از دانشگاه پرينستون آمريكا اظهار ميدارد كه برچسب زدن ژنتيكي سبب بهوجود آمدن نسل جديدي از ويروسها ميشود كه بهمنظور هدف قرار دادن ساختار ژنتيكي جوامع خاص مورد استفاده قرار ميگيرد. چنين عواملي ميتوانند بهطور پنهاني در جامعه پخش شوند و به آساني در يك زمان معين آزاد گردند. مبارزه با اين تسليحات بيولوژيك نسل چهارم بسيار مشكل خواهد بود. گزارش شده است كه موسسه تحقيقات جنگ بيولوژيك "نزتزيونا در اسرائيل"، در حال توسعة يك سلاح بيولوژيك قومي است. همچنين ادعا شده كه تحقيقات مشابهي در آفريقاي جنوبي و در دوران رژيم آپارتايد انجام گرفته است. يك سلاح بيولوژيكي با قابليت هدفگيري قومي، مفهوم كلي جنگ بيولوژيك را دگرگون خواهد كرد. متاسفانه آنچه كه در بال در باره ميزان تنوع ژنتيكي بدان اشاره شد، دربارة محصولات عمدة كشاورزي و حيوانات اهلي كه انسان براي تغذيه به آنها وابسته است، مصداق دارد؛ بخصوص در كشورهاي پيشرفته كه كشاورزي بر كشت گياهاني با ژنتيك معين استوار شده است و معمولاً هم يك نوع خاص از هر گياه كشت ميشود. در اين كشورها اساس دامپروري نيز بر پرورش حيواناتي است كه از نظر نژادي بسيار خالص شدهاند. اين روند در كشورهاي در حال توسعه نيز در حال پيشرفت است. همين مساله سبب ميشود كه محصولات گياهي و حيوانات اهلي كه براي تامين غذا بكار ميروند، هدف مطلوبي براي سلاحهاي ويژة هر ژنوتيپ باشند. هنگامي كه تراكم بالايي از گياهان و تعداد زيادي از حيوانات مورد هدف واقع شوند، اين حساسيت به سلاح افزايش مييابد. چرا كه تراكم بالا، شرايط مناسب براي سرايت سريع عامل مخرب را فراهم ميكند.
آيندة دفاع بيولوژيك
خوشبختانه همان پيشرفتهايي كه ميتوانند در زمينة تكنولوژي ژنومي ميكروبي جهت توليد سلاحهاي بيولوژيك مورد استفاده قرار گيرند، براي خنثي كردن آنها نيز ميتوانند مورد استفاد واقع شوند. يكي از مهمترين اين موارد، ناشي از پيشرفت در زمينة دستيابي به شيوههاي سريعتر تشخيص عوامل بيولوژيك است. صرفنظر از آنكه عوامل بيولوژيك به وسيلة مهندسي ژنتيك دستكاري شدهاند يا نه، "هيبريداسيون مقايسهاي ژنوم" كه با استفاده از توالي DNA صورت ميگيرد، بهطور قطع در تشخيص اختلافات ويژة گونهها در زمينة شدت بيماريزايي و خواص آنتيژنيكي كاربرد داشته است؛ مانند آنچه در مورد هليكوباكتر پيلوري و استرپتوكوكو پنومونيا انجام شده است.
ساخت تراشههاي DNA اولين قدم در پيشرفت روشهاي تشخيصي است. اين تراشهها دربرگيرنده تواليهاي كدكننده براي چند ايزوله از هر عامل بيماريزاي انسان، حيوان و گياه است. بازخواني اطلاعات از چنين آشكارسازي ميتواند دانش كافي دربارة ژنتيك هر عامل بيولوژيك جنگي را بدست دهد. حتي اگر اين عامل شامل ژنها يا پلاسميدهايي باشد كه از ديگر سويهها گرفته شدهاند، يا قدرت بيماريزايي غير عادي داشته باشد، خواص مقاومت در برابر آنتيبيوتيكها را دارا باشد يا يك ارگانيسم تركيبي بوده و با استفاده از اجزاء ساير ارگانيسمها ساخته شده باشد.
پيشرفت در ساخت واكسنهاي جديد، يكي از حوزههايي است كه با دستيابي به اطلاعات جديدتر دربارة توالي ژنوم عوامل بيماريزا ميسر خواهد شد. در مطالعهاي كه نتايج آن در مجلة Science سال 2000 به چاپ رسيد، كاربرد اطلاعات مربوط به توالي ژنوم سروتيپ نايسريا مننژتيديس در تشخيص كارايي واكسنهاي جديد توصيف شده است. اين واكسنها ميتوانند در برابر اين عامل بيماريزا، ايمني ايجاد كنند.
در طراحي واكسن عليه سروتيپ فوق، استفاده از روش معمول در مورد ساير سروتيپها معقول نيست. طي مدت زماني كه براي تعيين توالي ژنوم اين سروتيپ به صورت كامل لازم بود (حدود يكسال)، تلاشهاي بيوانفورماتيك براي تشخيص تمام آنتيژنهاي بالقوة سطح سلول با روشهاي "غربالگري با تعداد نمونة بالا" همراه شد و از مجموع 570 كانديداي واكسن، هفت مورد انتخاب شد. در مطالعهاي كه پس از آن صورت گرفته است، روش مشابهي توسط مد ايميون بكار گرفته شده تا دادههاي مربوط به ژنوم استرپتوكوكوس پنومونيا استخراج شده و براي تعيين شش بخش مناسب براي ساخت واكسن مورد استفاده قرار گيرد.
به كمك كوششهاي مشابه، در آزمايشگاههاي سراسر دنيا تلاش ميشود تا اپيتوپهاي جديدي در سلولهاي T يافت شوند تا اين اپيتوپها در مورد عوامل بيماريزايي بكارگرفته شوند كه پاسخ سيستم ايمني در مقابل آنها، پاسخ ايمني سلولي است. تاكنون اين روش به اندازة روشهايي كه سبب بسط واكسنهاي تحريك كننده سيستم ايمني هومورال ميشوند، موفق نبوده ولي دسترسي به تمام آنتيژنهاي بالقوه، به خودي خود بسيار ارزشمند است.
بكارگيري روشهاي ژندرماني و واكسنهاي ژني، از پيشرفتهترين روشهاي مصونيتزايي در مقابل عوامل نوين بيولوژيك است. در واقع واكسيناسيون ژنتيكي، كدكردن يك پروتئين آنتيژني كلون شده در يك ناقل بيان (مثل پلاسميد يا pDNA) است كه به فرد بيمار منتقل گرديده است. سيستم ايمني فرد نيز بهطور متقابل به اين پروتئين خاص واكنش نشان ميدهد.
استفاده از واكسنهاي ژندرماني داراي مزاياي بسياري از جمله كارايي بسيار بالا همراه با ايمني و كيفيت درمان است. كليد موفقيت يك فرآيند ژندرماني، استفاده از ناقل مناسبي است كه ژن هدف را به ميزبان برساند. خصوصياتي كه براي چنين ناقلي ميتوان در نظر گرفت، عبارتنداز:
1- نسبت به بافت اختصاصي باشد
2- متناسب با اندازة قطعة DNA باشد
3- خودش پاسخ ايمني توليد نكند
4- كوچك باشد
5- پايدار باشد
pDNAها ميتوانند انواع گوناگوني از آنتيژنها را كد كنند؛ ازجمله پروتئين پوششي ويروس آنفلوآنزا، گليكوپروتئين ويروس ايدز (HIV-1)، پروتئين سطحي هپاتيت B، مايكوباكتريوم توبركولوز (سل) و غيره.
مورد ديگري كه ميتوان به آن اشاره نمود، آنتيبيوتيكهاست. آنتيبيوتيكهاي فعلي سه روند سلولي را در داخل باكتري هدف قرار ميدهند: روند سنتز DNA، سنتز پروتئين و سنتز ديوارة سلولي باكتري. دليل آنكه اين سه روش، اهداف مناسبي را براي تركيبات ضد ميكروبي دنبال ميكنند، آن است كه اين سه هدف، نشانگر اعمال اساسي سلول هستند.
در يك نگاه وسيعتر، هر پروتئيني كه براي حيات سلول ضروري باشد، يك هدف بالقوه براي گروه جديد آنتي بيوتيكهاست. اين روشها از اطلاعات موجود در بانكهاي ژنومي بهطور كامل استفاده ميكنند. زيرا اين امكان را فراهم ميسازند كه سيستم سنجش بتواند اهداف جديد را شناسايي كند. اين امر به وسيلة دانش استنتاجي ما راجع به عمل يك پروتئين خاص، محدود نميشود. حال اگر اين سوال مطرح شود كه مزايا و معايب پيشرفت در توليد آنتيبيوتيكهاي وسيعالطيف در مقابل آنتيبيوتيكهايي كه عمل اختصاصي دارند چيست، بايد گفت كه اگر در روند اكتشاف دارو، اين اطلاعات ژنومي مورد استفاده قرار گيرد، ميتوان در هر دو جهت به موفقيت رسيد.
تكميل پروژه توالي يابي ژنوم انسان، نقطة آغازي براي فهم بهتر روند بيماريهاي عفوني است و اين فهم، توان بالقوة بالايي عليه جنگ بيولوژيك دارد. با استفاده از توالي DNA و روشهاي پروتئوميك، بايد بتوان جريان وقايعي كه پس از عفوني شدن يك سلول انساني به وسيلة يك عامل بيماريزا رخ ميدهند (وقتي يك مولكول سمي وارد سلول ميشود يا وقتي مواد تنظيم كنندة توليد شده توسط سيستم ايمني، به سلول داخل ميگردد) را تجزيه و تحليل كرد.
در انتها بايد خاطر نشان نمود، با توجه به آنكه عملكرد تقريبا نيمي از تمام ژنها، هم در عوامل بيماريزا و هم در بدن انسان هنوز ناشناخته باقي مانده، لذا اطلاعات ديگري كه در زمينة عملكرد ژنوم در آينده حاصل خواهد شد، پروتئينها و مسيرهايي را شناسايي خواهند نمود كه كاملاً جديد هستند. اين دادهها كارهاي آتي در زمينة طراحي واكسنها و تركيبات ضد ميكروبي را تكميل خواهند نمود، بهگونهاي كه شايد امروزه تصور آن براي ما ممكن نباشد.
نتيجهگيري
در مسابقهاي كه ميان تهاجم و دفاع در جريان است، مسابقهاي كه اغلب در تاريخ نظاميگري ديده ميشود، بهنظر ميرسد كه دفاع امري موقتي است. درصورتي كه اين امر حقيقت داشته باشد، جامعة بينالمللي كه در جهت كنترل تسليحات تلاش ميكند، فرصت زيادي براي ايجاد مكانيزمهاي جديد و مناسب كنترل تسليحات بيولوژيكي پيشرفته در اختيار ندارد.
سازمانهاي بينالمللي و سازمانهاي غير دولتي درون جوامع، بايد اين فرصت را غنيمت شمرده و روشهاي مناسب قوت بخشيدن به معاهدة منع گسترش سلاحهاي شيميايي و بيولوژيك را بيابند. شكست در اين زمينه، به معني آن است كه دنياي آينده را پذيراي احتمالات مخوفي گرداندهايم؛ احتمالات هولناكي كه در اولين دهههاي قرن بيستويكم سر بر خواهند داشت.
مراجع:
1. Wheelis, Mark. and Malcom Dando. New Technology and Future Developments in Biological Warfare. Disarmament Forum, Four 2000.
2. Fraser, Claire M. and Malcom R. Dando. Genomic and Future Biological Weapons: The Need for Preventive Action by the Biomedical Community. Natur publishing group, 2001. at: http://genetics.nature.com
3. An Introduction to Biological weapons, and the Relationship to Biosafety. The sunshine Project; April 2002.
4. Technologies Underlying Weapons of Mass Destruction. Chapter 3: Technical Aspects of Biological Weapons Proliferation. PP. 113- 117.