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Inspiré à la fois du témoignage de Ziyang Wang, l’un des douze rescapés des expériences menées par les Nippons sur des cobayes humains, et de celui de Zemin Wu, le villageois qui lui est venu en aide, Maruta 454 raconte les sévices subis par ces captifs et leur extraordinaire évasion, la seule à s’être produite au cours des quatorze années d’existence du réseau du « démon de Mandchourie »

Pratiquement inconnues en Occident, et longtemps occultées par le pacte secret conclu en 1948 entre Ishii et les forces d’occupation américaines dirigées par Douglas MacArthur, l’utilisation d’armes bactériologiques par l’armée de Hirohito et les expériences menées pour la production de ces armes ont pourtant laissé un impact profond en Chine. Ainsi, selon les estimations du Symposium International sur les Crimes de Guerre Bactériologique de 2002, elles y seraient responsables de la mort d’au moins 580 000 personnes, dont 20 000 cobayes.

Menées par des médecins japonais autant sur des condamnés de droit commun, des résistants ou des civils chinois de tout âge surnommés maruta ou « billots », les  expériences de Shirō Ishii visaient à la fois à produire des armes létales et à tester la capacité de résistance de l’organisme humain, afin d’en tirer des leçons pour renforcir les soldats nippons. Avant d’en faire la vivisection, les médecins pouvaient ainsi prélever le sang des maruta, au rythme de 500 cm cubes par deux jours, les électrocuter, les soumettre à des tests de résistance au gaz toxiques ou au froid, ou encore leur inoculer des bactéries responsables de maladies comme l'anthrax (maladie du charbon), le choléra, la typhoïde ou la peste. Ces maladies étaient ensuite propagées au sein des troupes et des populations chinoises, notamment par le biais de puces ou de denrées contaminées relâchées par voie aérienne sur des territoires ciblés, ou encore par l’emploi de bombes spécialement conçues à cette fin.