Zakaj je govorica, da je bil nov koronavirus vzgojen v laboratoriju, napačna?

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Sama si umetna.

Študije smrtonosnih virusov se ljudem pogosto zdijo preveč tvegane in služijo kot vir za nastanek teorij zarote. V tem smislu izbruh pandemije COVID-2019 ni bil izjema – na spletu se pojavljajo panične govorice, da je bil koronavirus, ki ga je povzročil, gojen umetno in bodisi namerno bodisi nehote sproščen. V našem gradivu analiziramo, zakaj ljudje še naprej delajo z nevarnimi virusi, kako se to zgodi in zakaj virus SARS ‑ CoV ‑ 2 sploh ni videti kot ubežnik iz laboratorija.

Človeška zavest ne more sprejeti katastrofe kot nesreče. Karkoli se zgodi – suša, gozdni požar, celo padec meteorita – moramo najti razlog za to, kar se je zgodilo, nekaj, kar bo pomagalo odgovoriti na vprašanje: zakaj se je to zgodilo zdaj, zakaj se je to zgodilo nam in kaj je treba storiti, da se to zgodi se ni ponovilo?

Epidemije tu niso nobena izjema, prej velja celo pravilo, da ne štejemo teorij zarote okoli virusa HIV, arhivi folkloristov polnijo zgodbe o okuženih iglicah, ki so ostale na sedežih kinematografov, o okuženih pitah.

Biološki Černobil

Sedanja epidemija, ki je zajela dobesedno vsak dom, zahteva tudi racionalno – torej magično – razlago. Mnogi ljudje so morali najti razumljiv in, po možnosti, odstranljiv vzrok, in to je bilo ugotovljeno skoraj takoj: ta "biološki Černobil" so izzvali znanstveniki in njihovi neodgovorni poskusi z virusi.

Moram reči, da se je nekoč res zgodil "biološki Černobil", vendar ni bilo videti kot trenutna pandemija koronavirusa. To se je zgodilo na samem začetku aprila 1979 v Sverdlovsku (današnji Jekaterinburg), kjer so ljudje nenadoma hitro začeli umirati zaradi neznane bolezni.

Izkazalo se je, da je bolezen antraks, njen vir pa je bil obrat za proizvodnjo bakteriološkega orožja, kjer so po eni različici pozabili zamenjati zaščitni filter. Skupno je umrlo 68 ljudi, od tega 66, kot so ugotovili avtorji študije, ki jo je leta 1979 objavila The Sverdlovsk antrax outbreak of 1979 v reviji Science leta 1994, živelo točno v smeri izpustitve z ozemlja vojaškega mesta. 19.

To dejstvo, pa tudi nenavadna oblika bolezni za antraks - pljučna - pušča malo prostora za uradno različico, da je bila epidemija povezana z kontaminiranim mesom.

"Prizadeto mesto ni naletelo na nekakšen hibrid kuge, ne mešan, ampak antraks posebnega seva - palico s perforirano lupino iz drugega seva B 29, odpornega na streptomicin," je zapisala Smrt iz epruvete. Kaj se je zgodilo v Sverdlovsku aprila 1979? eden od raziskovalcev zgodovine te nesreče, Sergej Parfjonov.

Žrtve te nesreče so umrle zaradi posebej razvitih "vojaških" patogenov, namenjenih hitremu in množičnemu umoru ljudi.

Ali lahko rečemo, da se nekaj podobnega dogaja zdaj, vendar v svetovnem merilu? Ali so znanstveniki lahko ustvarili nov, nevarnejši umetni virus? Če da, kako in zakaj so to storili? Ali lahko ugotovimo izvor novega koronavirusa? Ali lahko domnevamo, da je na tisoče ljudi umrlo zaradi napake ali zločina biologov? Poskusimo ugotoviti.

Ptice, dihurji in moratorij

Leta 2011 sta dve raziskovalni skupini pod vodstvom Rona Foucheja in Yoshihiro Kawaoke povedali, da jima je uspelo modificirati virus aviarne influence H5N1. Če se lahko izvirni sev na sesalca prenese le s ptice, potem bi se modificirani lahko prenesel tudi med sesalce, in sicer dihurje. Te živali so bile izbrane kot vzorčne organizme, ker je njihov odziv na virus gripe najbližji odzivu ljudi.

Članki, ki opisujejo rezultate raziskave in opisujejo metode dela, so bili poslani v revije Science in Nature – niso pa bili objavljeni. Objava je bila ustavljena na zahtevo ameriške nacionalne znanstvene komisije za biološko varnost, ki je menila, da bi tehnologija za spreminjanje virusa lahko prišla v roke teroristov.

Zamisel o olajšanju širjenja nevarnega virusa, ki ubije 60 odstotkov obolelih ptic na sesalce, je sprožila burno razpravo v knjigi Koristi in tveganja raziskav gripe: pridobljene izkušnje in v znanstveni skupnosti.

Dejstvo je, da se virus, ki se je naučil širiti pri dihurjih, veliko lažje nauči širiti pri ljudeh, če "uide" iz laboratorija.

Rezultat razprave je bil prostovoljni 60-mesečni moratorij na raziskave na to temo, ki je bil leta 2013 ukinjen po sprejetju novih predpisov.

Fouchejevo in Kawaokino delo je na koncu objavila Airborne Transmission of Influenza A / H5N1 Virus Between Ferrets (čeprav so bile nekatere ključne podrobnosti odstranjene iz člankov), in sta jasno pokazala, da za prehod na širjenje med sesalci virus potrebuje zelo malo in tveganje za takšno obremenitev v naravi je veliko.

Leta 2014 je ameriško ministrstvo za zdravje po več incidentih v ameriških laboratorijih popolnoma ustavilo projekte, povezane z raziskavami treh nevarnih patogenov: virusa gripe H5N1, MERS in SARS. Kljub temu so se znanstveniki leta 2019 uspeli dogovoriti EKSKLUZIVNO: Kontroverzni poskusi, zaradi katerih bi lahko ptičja gripa postala bolj tvegana, so pripravljeni na nadaljevanje, da se bo del dela na preučevanju ptičje gripe še vedno nadaljeval z okrepljenimi varnostnimi ukrepi.

Takšni previdnostni ukrepi niso neutemeljeni - obstajajo primeri, ko so virusi "ušli" iz civilnih laboratorijev. Tako so nekaj mesecev po koncu epidemije SARS-CoV leta 2003, posodobitev SARS-19. maja 2004, zbolela za pljučnico, dva študenta Nacionalnega inštituta za virusologijo v Pekingu in še sedem ljudi, povezanih z njima. Inštitutov laboratorij za SARS so nemudoma zaprli, vse žrtve pa izolirali, tako da se bolezen ni razširila naprej.

In vitro katastrofa

Zakaj bi navadni civilni znanstveniki, ne vojska ali teroristi, tvegali življenja milijonov ljudi z ustvarjanjem potencialno nevarnih sevov virusov? Zakaj se ne morete omejiti na raziskovanje že obstoječih virusov, ki prav tako povzročajo veliko težav?

Skratka, znanstveniki želijo obvladati metodo, kako natančno napovedati, kako lahko pride do katastrofe, in vnaprej najti način, kako jo ustaviti ali vsaj zmanjšati škodo.

Pojav smrtonosnega in lahko širitvenega virusa z neraziskanim vedenjem predstavlja grožnjo za ljudi. Če znanstveniki in zdravniki natančno razumejo, kako poteka preobrazba potencialnega patogena, in vnaprej poznajo njegove glavne lastnosti, se je veliko lažje upreti novi nadlogi - ali ji preprečiti.

Številne velike epidemije v zadnjih letih so bile povezane z dejstvom, da je virus, ki se je razširil med živalmi, zaradi evolucije pridobil sposobnost okužiti ljudi in se prenašati od osebe do osebe.

Prejšnje epidemije aviarne influence ter sindromov SARS in MERS je sprožil človekov stik z živalmi – gostitelji virusov: pticami, cibetkami, enogrbami kamelami. Kljub temu, da je bila epidemija ustavljena in je virus izginil iz človeške populacije, je vedno ostal v naravnem rezervoarju in bi lahko vsak trenutek spet "skočil" na človeka.

Znanstveniki so dokazali prenos in razvoj koronavirusa dihalnega sindroma Bližnjega vzhoda v Savdski Arabiji: deskriptivna genomska študija, da je virus, ki izzove MERS, večkrat "skočil" s svojega glavnega gostitelja, enogrbe kamele, na osebo, tako da je bil vsak izbruh bolezni povezan z ločenim prehodom in ga izzovejo neodvisne mutacije virusa.

Po epidemiji SARS-CoV leta 2003 je bilo objavljenih veliko člankov (npr. en, dva in tri), katerih glavno sporočilo je bilo, da v naravi obstaja stalen »rezervoar« virusov, podobnih SARS-CoV. Njihovi gostitelji so večinoma netopirji in verjetnost, da bo virus "skočil" z njih na ljudi, je velika, zato morate biti pripravljeni na novo epidemijo, je v objavljenem pregledu dejal hudi akutni respiratorni sindrom koronavirus kot povzročitelj nastajajoče in ponovno pojavljajoče se okužbe. še leta 2007.

Pri tem prehodu imajo pomembno vlogo vmesni gostitelji, pri katerih se virus lahko ustrezno prilagodi. V primeru epidemije iz leta 2003 so to vlogo odigrale cibetke. Sprva je virus netopirjev v njih živel, ne da bi povzročal simptome, šele nato je – po prilagoditvi – preskočil na ljudi.

To ni bil edini potencialno nevaren sev: leta 2007 so v bližini istega Wuhana raziskovalci odkrili naravne mutacije v receptorski vezavni domeni glikoproteina Spike, ki določajo reaktivnost navzkrižne nevtralizacije med koronavirusom Palm Civet in koronavirusom hudega akutnega respiratornega sindroma. civet je sev virusa SARS-CoV, ki je zelo slab za testiranje, vendar se lahko veže na receptorje v človeških celicah.

Leta 2013 je bila pri netopirjih odkrita izolacija in karakterizacija netopirja podobnega SARS-u, ki uporablja koronavirus receptorja ACE2, ki je sposoben uporabljati ne samo lastne receptorje ACE2, ampak tudi receptorje cibetk in ljudi za vstop v celice. To je postavilo pod vprašaj potrebo po vmesnem gostitelju.

Kasneje leta 2018 so raziskovalci z Inštituta za virusologijo v Wuhanu pokazali serološke dokaze o okužbi s koronavirusom, povezanim s SARS pri netopirjih, pri ljudeh na Kitajskem, da imunski sistem nekaterih ljudi, ki živijo v bližini jam, kjer živijo netopirji, že pozna viruse, podobne SARS. Izkazalo se je, da je odstotek takšnih ljudi majhen, vendar to jasno kaže: virusi redno "preverjajo" sposobnost, da se naselijo v človeku, in včasih jim uspe.

Če želite napovedati grožnjo, ki jo predstavlja potencialni patogen, morate natančno razumeti, kako se lahko spremeni in katere spremembe so dovolj, da postane nevaren. Pogosto matematični modeli ali študije že pretekle epidemije za to niso dovolj, potrebni so poskusi.

Himera koronavirus

Da bi razumeli, kako nevarni so virusi, ki krožijo v populaciji netopirjev, leta 2015, s sodelovanjem istega laboratorija v Wuhanu, grozda krožečih koronavirusov netopirjev, podobna SARS, kaže potencial za nastanek pri človeku virus himere, sestavljen iz deli dveh virusov: laboratorijskega analoga SARS-CoV in virusa SL-SHC014, pogostega pri podkovnjakih.

Od netopirjev je k nam prišel tudi virus SARS-CoV, vendar z vmesno »presaditvijo« v cibetki. Raziskovalci so želeli vedeti, koliko je potrebna presaditev, in določiti patogeni potencial netopirjev sorodnikov SARS-CoV.

Najpomembnejšo vlogo pri tem, ali virus lahko okuži določenega gostitelja, igra S-protein, ki je dobil ime po angleški besedi spike. Ta protein je glavno orodje virusne agresije, oprijema se receptorjev ACE2 na površini gostiteljskih celic in omogoča prodor v celico.

Zaporedja teh proteinov pri različnih koronavirusih so precej raznolika in so med evolucijo "prilagojena" za stik z receptorji njihovega določenega gostitelja.

Tako se zaporedja S-protein v SARS-CoV in SL-SHC014 na ključnih mestih razlikujejo, zato so raziskovalci želeli ugotoviti, ali to preprečuje širjenje virusa SL-SHC014 na ljudi. Znanstveniki so vzeli S-protein SL-SHC014 in ga vstavili v model virusa, ki se uporablja za preučevanje SARS-CoV v laboratoriju.

Izkazalo se je, da novi sintetični virus ni slabši od prvotnega. Lahko bi okužil laboratorijske miši in hkrati prodrl v celice človeških celičnih linij.

To pomeni, da virusi, ki živijo v netopirjih, že nosijo "podrobnosti", ki jim lahko pomagajo pri širjenju na ljudi.

Poleg tega so raziskovalci testirali, ali jih cepljenje laboratorijskih miši s SARS-CoV lahko zaščiti pred hibridnim virusom. Izkazalo se je, da ne, zato so lahko tudi ljudje, ki so imeli SARS-CoV, brez obrambe pred morebitno epidemijo in stara cepiva ne bodo pomagala.

Zato so avtorji članka v svojih zaključkih poudarili potrebo po razvoju novih zdravil, kasneje pa so pri tem neposrednem sodelovanju vzeli protivirusno zdravilo širokega spektra GS-5734, ki zavira tako epidemijske kot zoonotične koronaviruse.

Podoben inverzni poskus - presaditev regije S-proteina SARS-CoV v virus netopirja -SCoV - je izvedel sintetični rekombinantni SARS-podoben koronavirus netopirjev, ki je nalezljiv v kultiviranih celicah in pri miših še prej, leta 2008.. V tem primeru so se sintetični virusi lahko razmnožili tudi v človeških celičnih linijah.

Tukaj je?

Če lahko znanstveniki ustvarijo nove viruse, vključno s tistimi, ki so potencialno nevarni za ljudi, poleg tega, če so že eksperimentirali s koronavirusom in ustvarili nove seve, ali to pomeni, da je bil sev, ki je povzročil sedanjo pandemijo, tudi umetno narejen?

Ali bi lahko SARS ‑ CoV ‑ 2 preprosto »ušel« iz laboratorija? Znano je, da je takšen "pobeg" privedel do majhnega izbruha zadnjega kitajskega izbruha SARS-a, ki je bil zadržan, vendar pomisleki glede biološke varnosti ostajajo - posodobitev 7 SARS iz leta 2003, po koncu "glavne" epidemije. Za odgovor na to vprašanje je treba razumeti podrobnosti tehnologije in natančno razumeti, kako nastajajo spremenjeni virusi.

Glavna metoda je sestavljanje enega virusa iz delov več drugih. To metodo je pravkar uporabila skupina Ralpha Barica in ZhengLi-Li Shija, ki je ustvarila zgoraj opisano himero iz "podrobnosti" virusov SARS-CoV in SL-SHC01.

Če je genom takega virusa sekvenciran, potem lahko vidite bloke, iz katerih je bil zgrajen - podobni bodo regijam prvotnih virusov.

Druga možnost je reprodukcija evolucije v epruveti. Raziskovalci aviarne influence so sledili tej poti in izbrali viruse, ki so bili bolj prilagojeni za razmnoževanje pri dihurjih. Kljub temu, da je takšna varianta pridobivanja novih virusov mogoča, bo končni sev ostal blizu prvotnega.

Sev, ki je povzročil današnjo pandemijo, ne ustreza nobeni od teh možnosti. Prvič, genom SARS-CoV-2 nima takšne blokovne strukture: razlike od drugih znanih sevov so razpršene po celotnem genomu. To je eden od znakov naravne evolucije.

Drugič, tudi v tem genomu niso našli nobenih vstavkov, podobnih drugim patogenim virusom.

Čeprav je bil februarja objavljen prednatis, katerega avtorji naj bi našli vstavke HIV v genomu virusa, se je ob natančnejšem pregledu izkazalo, da HIV-1 ni prispeval k genomu 2019-nCoV, da je bila analiza opravljena napačno.: te regije so tako majhne in niso specifične, da lahko z enakim uspehom pripadajo ogromnemu številu organizmov. Poleg tega lahko te regije najdemo tudi v genomih koronavirusov divjih netopirjev. Posledično je bil prednatis umaknjen.

Če primerjamo genom koronavirusa himera, sintetiziranega leta 2015, oziroma dva originalna virusa zanj z genomom pandemskega seva SARS-CoV-2, se izkaže, da se razlikujeta za več kot pet tisoč črkovnih nukleotidov, kar je približno eno šestino celotne dolžine genoma virusa, in to je zelo veliko neskladje.

Zato ni razloga za domnevo, da je sodobni SARS-CoV-2 različica sintetičnega virusa iz leta 2015.

Divji sorodniki

Primerjava genomov koronavirusov je pokazala, da je najbližji znani sorodnik SARS-CoV-2 koronavirus RaTG13, ki so ga leta 2013 našli pri netopirju Rhinolophus affinis iz province Yunnan. Imajo 96 odstotkov genoma.

To je več kot ostalo, a kljub temu RaTG13 ne moremo imenovati zelo tesnega sorodnika SARS-CoV-2 in da je bil en sev v laboratoriju spremenjen v drugega.

Če primerjamo SARS-CoV, ki je povzročil epidemijo leta 2003, in njegovega neposrednega prednika, virusa cibetke, se izkaže, da se njuna genoma razlikujeta le za 202 nukleotida (0,02 odstotka). Razlika med "divjim" in laboratorijsko pridobljenim sevom virusa gripe je manj kot ducat mutacij.

Glede na to je razdalja med SARS-CoV-2 in RaTG13 ogromna - več kot 1100 mutacij, raztresenih po genomu (3,8 odstotka).

Domnevamo lahko, da se je virus zelo dolgo razvijal v laboratoriju in v mnogih letih pridobil toliko mutacij. V tem primeru bo laboratorijski virus res nemogoče ločiti od divjega, saj sta se razvila po istih zakonih.

Toda verjetnost pojava takšnega virusa je izjemno majhna.

Med shranjevanjem poskušajo viruse obdržati v mirovanju - natančno tako, da ostanejo v prvotni obliki, rezultati poskusov na njih pa so zabeleženi v redno izhajajočih publikacijah laboratorija Wuhan Shi Zhengli.

Veliko bolj verjetno je, da neposrednega prednika tega virusa najdemo ne v laboratoriju, temveč med koronavirusi netopirjev in potencialnih vmesnih gostiteljev. Kot smo že omenili, so v regiji Wuhan že našli cibete - prenašalce potencialno nevarnih virusov, možni so tudi drugi prenašalci. Njihovi virusi so raznoliki, vendar slabo zastopani v bazah podatkov.

Če bomo izvedeli več o njih, bomo najverjetneje lahko bolje razumeli, kako je virus prišel do nas. Na podlagi genealoškega drevesa genomov so vsi znani SARS-CoV-2 potomci istega virusa, ki je živel okoli novembra 2019. A kje točno so živeli njegovi bližnji predniki pred prvimi primeri COVID-19, ne vemo.

Dve posebni področji

Kljub dejstvu, da so razlike od drugih znanih koronavirusov razpršene po celotnem genomu SARS-CoV-2, so raziskovalci ugotovili, da so mutacije, ki so ključne za okužbo ljudi, koncentrirane v dveh regijah gena, ki kodira protein S-. Ti dve lokaciji sta tudi naravnega izvora.

Prvi je odgovoren za pravilno vezavo na receptor ACE2. Od šestih ključnih aminokislin v tej regiji ne sovpada več kot polovica sorodnih virusnih sevov, najbližji sorodnik RaTG13 pa ima samo eno. Patogenost za človeka seva s takšno kombinacijo je bila opisana prvič, identična kombinacija pa je bila doslej najdena le v zaporedju koronavirusa pangolina.

Iz dejstva, da so te ključne aminokisline enake v virusu pangolina in pri ljudeh, ni mogoče dokončno sklepati, da ima ta regija skupen izvor. To bi lahko bil primer vzporedne evolucije, kjer virusi ali drugi organizmi neodvisno pridobijo podobne lastnosti.

Najbolj znan primer takega procesa je, ko bakterije samostojno pridobijo odpornost na isti antibiotik. Podobno se lahko virus, ki se prilagaja življenju v organizmih s podobnimi receptorji ACE2, razvija na podoben način.

Alternativni scenarij za pridobitev takšne slike, nasprotno, predvideva homologijo pangolina, povezano z 2019 ‑ nCoV, da je bilo vseh šest ključnih aminokislin prisotnih v skupnem predniku virusa pangolina, RaTG13 in SARS ‑ CoV ‑ 2, vendar so bili kasneje zamenjali drugi v RaTG13.

Poleg človeških celic je S-protein SARS-CoV-2 morda sposoben prepoznati receptorje z novim koronavirusom iz Wuhana: analiza, ki temelji na desetletnih strukturnih študijah koronavirusa SARS za prepoznavanje receptorjev ACE2 drugih živali, kot je npr. kot dihurji, mačke ali nekatere opice, zaradi dejstva, da so molekule teh receptorjev enake ali zelo podobne ljudem na mestih njihove interakcije z virusom. To pomeni, da obseg gostiteljev virusa ni nujno omejen na ljudi in bi lahko dolgo časa "treniral" interakcijo s podobnimi receptorji, medtem ko bi živel v drugi živali. (To je teoretična predpostavka, ki temelji na izračunih – ni dokazov, da bi se virus lahko prenašal preko domačih živali, kot so mačke in psi.)

Ali so bile te aminokisline lahko umetno vstavljene?

Iz prejšnjih raziskav je znano, da je S-protein zelo spremenljiv. Ta različica šestih aminokislin ni edina, ki lahko nauči virus, da se oprime človeških celic, in poleg tega, kot kaže Receptor Recognition by the Novel Coronavirus iz Wuhana: analiza, ki temelji na desetletnih strukturnih študijah koronavirusa SARS v enem od nedavnih del, ne idealno z vidika "škodljivosti" virusa.

Kot je opisano zgoraj, so zaporedja S-proteinov, ki se lahko vežejo na receptorje ACE2, znana že dolgo in umetno "izboljšanje" virusa s pomočjo tega prej neznanega zaporedja aminokislin - poleg tega ni optimalno - se zdi malo verjetno.

Druga značilnost beljakovin SARS-CoV-2 S- (razen teh šestih aminokislin) je način, kako se razreže. Da virus vstopi v celico, morajo encimi celice na določenem mestu prerezati S-protein. Vsi ostali sorodniki, vključno z virusi netopirjev, pangolinov in ljudi, imajo v rezu samo eno aminokislino, SARS-CoV-2 pa štiri.

Kako je ta aditiv vplival na njegovo sposobnost širjenja na ljudi in druge vrste, še ni jasno. Znano je, da je podobna naravna transformacija mesta zareza pri aviarni influenci znatno razširila obseg njenih gostiteljev za proksimalni izvor SARS-CoV-2. Vendar ni študij, ki bi potrdile, da to velja za SARS-CoV-2.

Zato ni razloga za domnevo, da je virus SARS-CoV-2 umetnega izvora. Ne poznamo njegovih dovolj bližnjih in hkrati dobro raziskanih sorodnikov, ki bi lahko služili kot osnova za sintezo, prav tako znanstveniki niso našli nobenih vstavkov v njegov genom od predhodno raziskanih patogenov. Vendar je njegov genom organiziran na način, ki je skladen z našim razumevanjem naravnega razvoja teh virusov.

Možno je izmisliti okoren sistem pogojev, pod katerimi bi lahko ta virus še vedno pobegnil od znanstvenikov, vendar so predpogoji za to minimalni. Hkrati pa so možnosti za nastanek novega nevarnega seva koronavirusa iz naravnih virov v znanstveni literaturi zadnjega desetletja redno ocenjene kot zelo visoke. In SARS ‑ CoV ‑ 2, ki je povzročil pandemijo, je v skladu s temi napovedmi.

Koronavirus. Število okuženih:

243 050 862

na svetu

8 131 164

v Rusiji Poglej zemljevid