1980年10月2日，一名来自加利福尼亚州太浩湖以南的47岁女性，她的9个月大的宠物猫因急性感染死亡。三天后，这名女性体温飙升，但她仍然去日托中心上班。发烧恶化；她出现了胸痛和呼吸急促。两天后，她自己开车去了医院。诊断为肺炎，她接受了四环素治疗。不久后，这名女性去世了。
直到四天后，人们才意识到这名女性死于鼠疫。医生担心治疗可能为时已晚，于是紧急向日托中心的儿童和工作人员提供了预防性抗生素。幸运的是，没有接触过这名女性的人患病。在这个国家，我们倾向于认为鼠疫的恐怖已经安全地 confined 到过去。鼠疫，即黑死病，肆虐中世纪欧洲，每四个人中约有一人死亡。但到18世纪中期，鼠疫流行已经消退。被遗弃的城市和堆积如山的尸体的可怕日子在欧洲大陆上渐渐远去，尽管鼠疫从未消失——不到一个世纪前，印度有超过1000万人死于鼠疫。
鼠疫目前行动迟缓，引发了一系列问题：一种看似不具高度传染性的疾病（如日托中心女性的故事所示），如何在短时间内屠杀数百万人？为什么鼠疫会从闷烧阶段转变为爆发阶段，然后再转回来？最重要的是，鼠疫流行是否可能卷土重来？
对生物防御专家来说，这些问题很严重，但它们并不总是关于鼠疫的。“对俄罗斯和美国科学家来说，鼠疫和炭疽似乎是彼此的镜像。我们担心炭疽；他们担心鼠疫，”北亚利桑那大学的分子生物学家保罗·凯姆说，他专门研究危险病原体的DNA指纹图谱。凯姆说，炭疽比鼠疫更让我们的科学家感到恐惧，因为炭疽孢子可以在很长一段时间内保持不被破坏。一次炭疽生物恐怖袭击可能会使一个地区在几代人内具有感染性。
与可以成功隔离的炭疽不同，鼠疫在大型流行病中表现出其传播速度惊人。美国和前苏联的生物战专家都曾试图将鼠疫武器化。20世纪80年代，苏联成功地将鼠疫武装起来，使其携带抗生素保护基因。分子生物学和遗传学机构间科学技术委员会前副主席伊戈尔·V·多马拉斯基表示，他和他的同事们开发了一种对多种抗生素具有抵抗力的稳定鼠疫菌株。
美国应对鼠疫的经验主要集中在西部地区野生啮齿动物种群中的疫情爆发。这种疾病很少感染人类。当它发生时，通常是由于接触了感染鼠疫的动物及其跳蚤。自1924年以来，美国没有记录到人传人的鼠疫病例。
要了解鼠疫的威胁，我们不仅要了解鼠疫在其宿主内如何存活和传播，还要了解它如何在宿主之间传播。只有通过考虑鼠疫如何进出人类群体，我们才能评估基因工程鼠疫的威胁。
鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis），这种引起鼠疫的细菌，可能起源于假结核耶尔森氏菌（Yersinia pseudotuberculosis），后者是一组相对良性的肠道疾病之一。在过去的1500到20000年间，鼠疫耶尔森氏菌失去了一组编码粘附素蛋白质的基因，这些蛋白质可以将细菌结合到肠壁上。密歇根州立大学的微生物学家和鼠疫专家罗伯特·布鲁巴克（Robert Brubaker）认为，这些基因的丢失可能使鼠疫耶尔森氏菌能够以致命的速度在宿主体内移动。通过抑制关键免疫细胞之间的信号传导来压倒身体的防御，鼠疫在淋巴系统中迅速传播，侵入脾脏、肺部，尤其是肝脏等器官。
这种细菌通常在啮齿动物种群中繁殖，通过感染鼠疫的跳蚤叮咬从一只动物传播到另一只动物。病菌如何传播给人类决定了疾病的发生方式。如果一个人被感染鼠疫的跳蚤叮咬，颈部、腋窝或腹股沟的淋巴结会肿胀，形成令人痛苦的鸡蛋大小的淋巴结肿块，称为腺鼠疫。腺鼠疫因此得名。如果没有及时大量的抗生素治疗，50%到60%感染这种鼠疫的人会死亡。当一个人吸入鼠疫耶尔森氏菌时，会发展成一种更致命的形式，即肺鼠疫。在美国，鼠疫病例倾向于以腺鼠疫的形式出现，通常发生在接触过草原犬或地松鼠及其跳蚤的美国西南部地区的人群中。美国发生的少数人类病例都是通过动物传染病传播的，具体来说，原因总是跳蚤叮咬或直接接触病畜。
科罗拉多州柯林斯堡疾病控制与预防中心（CDC）细菌人畜共患病分部诊断参考科主任梅·朱（May Chu）定期处理鼠疫耶尔森氏菌。在她的实验室里，普通的试管中半满着稻草金色的液体，里面悬浮着许多微小的白色病原体团块。还有培养皿，里面装满了深红色的羊血琼脂，上面涂着鼠疫的白色蕾丝状菌落。当试管和小瓶打开时，研究人员坐在玻璃隔板前，以保护他们的面部。“我们从20世纪60年代就开始研究鼠疫，至今没有人被感染，”朱说。
这样一种行动迟缓的疾病，是如何引发三次大规模流行病的呢？20世纪初在亚洲发生的第三次鼠疫大流行造成1000万人死亡；中世纪的黑死病可能杀死了超过四分之一的欧洲人；而公元542年爆发的查士丁尼鼠疫肆虐了约50年，导致1亿人死亡。朱和许多科学家一样，将这种传播归因于中世纪的生活条件：跳蚤、老鼠、卫生条件差、营养不良和人口密集。
任何去过法国卡尔卡松或蒙彼利埃这些中世纪城市的人，这些城市曾经几乎被清空，都可以轻易想象当时发生了什么。虽然中世纪欧洲大部分地区都是未开垦的森林和荒地，但像这些城市，通常被高高的石墙围起来，人口密度远高于今天。垃圾沿着狭窄的死胡同在街道上流淌；大家庭住在拥挤的房子里。褐家鼠（Rattus rattus）无处不在，跳蚤也一样。不难想象，据报道，成群受感染的跳蚤从死去的宿主身上跳起叮咬其他人。
但是，大量的受感染老鼠和跳蚤是这些流行病传播的关键因素吗？从19世纪末在中国云南省开始的第三次大流行中，有无数关于鼠疫爆发的描述，即在人类鼠疫爆发之前立即出现的大规模死亡。中国预防医学科学院的余冬征引用了云南的一首古诗：“鼠死几天后，人像墙一样倒下。”
但中世纪的编年史中并未提及鼠疫。事实上，对老鼠的提及如此之少，以至于一位英国历史学家提出黑死病不可能是鼠疫。但最近对蒙彼利埃一座14世纪鼠疫墓地中牙髓的分析表明，其中含有鼠疫耶尔森氏菌DNA。
伟大的鼠疫专家伍连德及其同事在第三次大流行期间证实，腺鼠疫不会人传人；它需要被感染鼠疫杆菌的跳蚤叮咬才能传播疾病。然而，中世纪编年史家却令人信服地记载这种疾病具有惊人的传染性。在《十日谈》的序言中，佛罗伦萨作家乔瓦尼·薄伽丘描述了这次疫情：“这种瘟疫如此强大，它像火在干燥或油腻的物质中蔓延一样，从病人传播到健康人。它如此严重，不仅可以通过与病人说话或交往传播，甚至可以通过触摸他们的衣服或他们触摸过的任何其他物品传播……这种瘟疫传播得如此高效，不仅在人与人之间传播，而且如果动物接触了某个病人或死者的物品，它也会染上瘟疫并在短时间内死亡。”
这种传播速度让人联想到肺鼠疫。已故的鼠疫专家罗伯特·波利策（Robert Pollitzer）在一篇经典专著中提出，这种形式的鼠疫会引发导致整个家庭死亡的爆发性疫情，而腺鼠疫病例则单独出现。尽管如此，鼠疫研究员罗伯特·布鲁巴克（Robert Brubaker）怀疑黑死病是否是肺鼠疫。“据我所知，历史上只有一起真正重大的肺鼠疫流行病，那是在1910年的满洲，”他说。“当时天气寒冷，人们挤在一起，彼此呼吸。”那次疫情导致5万到6万人死亡。布鲁巴克认为，黑死病可能仅靠跳蚤和老鼠或其他宿主动物就能维持。“鼠疫是一种动物疾病，”他说。“人类是死胡同，是偶然的宿主。”
这就是我们今天所知的鼠疫：一种由受感染的啮齿动物及其寄生的跳蚤维持的真正的人畜共患病。但有没有可能在三次大流行期间，鼠疫实际上变成了一种人类疾病，一种不依赖于受感染老鼠传播的疾病？这可能以两种方式发生。疾控中心鼠疫科主任肯尼斯·盖奇指出，历史上鼠疫可能通过所谓的“人蚤”（Pulex irritans）在人类之间传播，或通过空气传播。黑死病是否可能始于一种由跳蚤传播的疾病，并在流行期间适应成为一种高度传染性的空气传播疾病——它是否会再次发生？
密歇根州立大学的进化生物学家理查德·E·伦斯基（Richard E. Lenski）提出，鼠疫毒性和传播性的变化最好从生物体的需求角度来理解。为了生存和传播，病原体必须适应其宿主。例如，感染旱獭的鼠疫菌株的基因与感染大鼠的鼠疫菌株的基因不同。这些变化是由于适应性更好的菌株在特定宿主物种中占据主导地位，以牺牲适应性较差的菌株为代价而传播。
如果这种趋势在人类肺鼠疫传播期间发生，那么中世纪的报告就会变得有意义。无法通过实验验证这一观点，因为那些席卷全球的鼠疫菌株已经消失了。在某些动物宿主中保留下来的是古老的菌株，或生物型，它们似乎与三次大流行中的每一次都相对应。
如果这些消失的致病流行菌株复活，我们会看到什么？首先，我们预计在鼠疫流行中成功的变种，在感染人类细胞和在人类中更有效地传播方面，要优于在老鼠或其他宿主中传播的菌株。此外，伍连德提出，在流行病过程中，毒性会增加。余东征进行了一系列大鼠实验来验证这一想法。他给大鼠注射了一种来自野生啮齿动物的鼠疫菌株；被注射的大鼠不容易感染，并且缓慢死亡。接下来，他从这些大鼠中提取鼠疫细菌，并将其注射到其他大鼠中，如此反复。最终，这种连续传代产生了如此致命的鼠疫菌株，以至于注射少量药物的大鼠也会迅速死亡，这表明该菌株的毒性显著增加了。
某种意义上，余冬征和他的注射器扮演了跳蚤的角色。也许人蚤以同样的方式传递了毒性越来越强的鼠疫耶尔森氏菌。中世纪的意大利跳蚤成群。中世纪鼠疫医生的邪恶装束——长长的、喙状的鼻罩里塞满了香料，以及一件精细的蜡布斗篷——显然是为了保护他们免受跳蚤叮咬。
尽管如此，人蚤（Pulex irritans）在传播鼠疫方面的效率远低于鼠蚤（Xenopsylla cheopis）。为了传播鼠疫，人蚤必须叮咬血液中含有大量细菌的宿主，并迅速将细菌传播给下一个宿主。因此，通过人蚤传播的疾病的毒性应显著增加，从而导致更快的病程和更高的死亡人数。
我们也会期望适应人类的菌株，至少在肺鼠疫流行期间，表现出更高的传播性。“为了在人类种群中立足，新引入的病原体必须至少具有一定的传播性，”进化生物学教授、《瘟疫时代》作者保罗·埃瓦尔德说，“以这个立足点为起点，自然选择将作用于提高传播性。”换句话说，那些能最有效地在人与人之间跳跃的菌株将被选中。在人类宿主中反复循环后，可能会发展出一种高度传播的菌株。
随着鼠疫在人类中循环，毒性和传播性增加的可能性，使得俄罗斯生物武器科学家研制出耐抗生素鼠疫变得极其可怕。目前，大多数鼠疫病例在鼠疫耶尔森氏菌开始在人群中作为易传播的肺鼠疫菌株传播之前都可以治愈。即使使用非工程改造的鼠疫发动袭击，也可能被控制。正如疾控中心鼠疫项目协调员戴维·丹尼斯所说：“如果真的发生，第一波可能出现可怕的情况，但我相信通过理性和纪律，我们可以阻止持续传播。”丹尼斯指的不是耐抗生素鼠疫。
俄罗斯专家认为鼠疫具有极强的传染性，以至于几乎所有接触传染者的人都会感染肺鼠疫。苏联科学家曾将肺鼠疫的所谓传染指数定为接近一。前苏联生物武器机构“生物制备”（Biopreparat）前第一副主任肯·阿里贝克（Ken Alibek）说，这个术语代表了病例数除以暴露于病原体的人数：“鼠疫武器被认为是苏联有史以来制造的最有效的武器之一。”
如果一线抗生素在气溶胶袭击中证明无效，几乎所有接触到感染剂量鼠疫的人都可能死亡，但在此之前他们会把感染传播给许多其他人。“要充分认识到威胁，”埃瓦尔德说，“这个问题必须被视为一场进化剧，最终导致产生一种具有传播性和破坏性的敌人，特别是如果生物武器工程师已经赋予它抗生素耐药性的防护。”
目前没有证据表明俄罗斯仍在研制鼠疫武器菌株。鲍里斯·叶利钦于1992年关闭了Biopreparat的生物武器研究。该机构已转变为民用研究项目，许多前俄罗斯武器专家正与美国科学家进行联合医学研究。但知识依然存在；一些俄罗斯国防部实验室仍对美国官员和科学家关闭。没有人知道俄罗斯人现在正在研究什么，也不知道天花、炭疽和鼠疫的旧武器菌株的下落。
美国的科学家对鼠疫爆发不容小觑。每一个病例都被记录、追踪并仔细调查。所有鼠疫流行国家的专家都在世界卫生组织和有时是疾控中心的帮助下监测这种疾病。鉴于这种警惕性，自然爆发的疫情不太可能广泛传播以至于引发大流行。
但生物恐怖主义的威胁则另当别论。即使没有基因工程，肺鼠疫炸弹也将是一种强大的武器。为应对这一威胁，美国陆军传染病医学研究所的科学家们开发了一种新型重组蛋白疫苗。与老式疫苗不同，这种新疫苗已在动物模型中被证明对肺鼠疫有效。该疫苗可以阻止世界流行地区仍不时发生的短期、零星疫情——近年来马达加斯加曾两次出现天然耐药菌株。
目前，对抗鼠疫的最佳防御仍然是警惕。与天花不同，鼠疫可能永远无法根除，因为它可以在动物宿主中隐藏。伊戈尔·多马拉斯基在一篇专著的引言中这样写道：“过去我们经常被告知，像鼠疫和霍乱这样的感染已经完全根除，以至于霍乱的爆发……让所有人措手不及……如果我们没有从相对不久的教训中获益，那将是太糟糕了！因为你看，鼠疫可能不像霍乱，但它像霍乱一样总是出乎意料地到来。” 网络资源 要全面了解鼠疫，请参阅疾病控制中心或查阅民用生物防御研究中心。有关Biopreparat和前苏联其他生物武器活动的更多信息，请参阅不扩散研究中心页面。
