生物武器黑历史
质粒的宿主细菌很多，有我们熟知的大肠杆菌、枯草杆菌，还有令人闻风丧胆的炭疽热芽孢杆菌（炭疽杆菌） 。依托这一菌种研制的生物武器——炭疽弹，是人类开始认识病原菌后研发的第一个生物武器 。
1870年，科学家罗伯特·科赫（Robert Koch）分离出炭疽杆菌 。他发现这种细菌生命力极强、易培养、稳定性高，体外保存六个月仍能保持足够的毒性和感染性 。然而，科赫当时并不知道炭疽杆菌致命的真正原因 。直到19世纪末，科学家才发现炭疽杆菌毒力因子的来源是pXO1和pXO2两个质粒 。其中质粒pXO1含有编码产毒基因，可以产生毒力因子和各种毒素，质粒pXO2含有编码细菌荚膜蛋白合成所必须的基因 。两个毒性质粒彼此依存，任何一个质粒缺失都将降低炭疽杆菌的毒性，产生减毒株[5] 。
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炭疽杆菌电镜观察图（来源：美国CDC – Janice Haney Carr）
第一次世界大战期间，德国间谍部门将炭疽杆菌装入可消化试管，包埋于饲料当中，以毒杀中立国的军马，拉开了现代细菌战的帷幕 。1928年，苏联生物武器之父雅科夫·费什曼（Jacov Fishman）发现炭疽杆菌有很高的强度和韧性，能承受爆炸冲击和干燥处理，因此可以装入炸弹、炮弹和导弹，实现武器化，未来可能成为对人类威胁最大的一种生物战剂[6] 。1939年，臭名昭著的日本731部队在我国华中浙、赣地区大量培养炭疽杆菌，并用活人进行细菌试验及细菌武器效能试验，致使我国军民大批死亡 。其中HA型炸弹（哈弹）即为炭疽杆菌炸弹，外型酷似普通的钢壳炸弹，而内含的榴霰弹一旦爆炸，炭疽杆菌就会通过伤口感染杀伤目标，同时造成可延续数十年的地面污染 。1942年，英国征用了苏格兰的一个小岛——格林亚德岛进行炭疽杆菌试验，计划向德国牧场投放炭疽弹杀死大批牲畜，以切断肉食供应（因此该计划又称“素食行动”），同时制造全国性的炭疽热爆发，以除掉希特勒的纳粹政权 。二战结束后，美国一直秘密进行炭疽战剂的研发，如R-400型炸弹 。然而，美国在2001年遭遇了前所未有的生物恐怖袭击，被称为“美国炭疽事件” 。这一事件引起了全球范围的军事反思，各国陆续开始履行《禁止生物武器公约》，生物武器的研发目的从攻击转为防御 。炭疽杆菌的研究严格限于实验室内进行，包括炭疽杆菌的基因改造以及疫苗的研发 。目前，包括我国在内的很多国家已经研制出炭疽杆菌疫苗 。
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炭疽杆菌疫苗（来源：疫苗生产商Emergent BioSolutions）
亦魔也亦佛
当然，质粒并不是万恶之源 。20世纪70年代，科学家开始对天然野生型的质粒进行改造，并应用于基因工程技术，开启了基因工程新的大门 。在保留天然质粒优势的基础上，人工改造的质粒增加了抗性标记，人们可以根据需求筛选不同的菌株 。同时，质粒上还可以设计多克隆位点，利用相关的酶将质粒分子打开，接入外源DNA，利用质粒自我独立复制的特性，将外源DNA的信息传递给宿主细菌，从而实现性状的改造 。
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