Защо е погрешен слухът, че нов коронавирус е отгледан в лаборатория?

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 03:47

Ти самият си изкуствен.

Изследванията на смъртоносни вируси често изглеждат твърде рискови за хората и служат като източник за появата на конспиративни теории. В този смисъл избухването на пандемията COVID-2019 не беше изключение – в мрежата се носят панически слухове, че коронавирусът, който го е причинил, е бил отгледан изкуствено и или нарочно, или е пуснат по невнимание. В нашия материал анализираме защо хората продължават да работят с опасни вируси, как се случва това и защо вирусът SARS-CoV-2 изобщо не изглежда като беглец от лабораторията.

Човешкото съзнание не може да приеме бедствието като инцидент. Каквото и да се случи - суша, горски пожар, дори падане на метеорит - трябва да намерим някаква причина за случилото се, нещо, което ще помогне да отговорим на въпроса: защо се случи сега, защо се случи с нас и какво трябва да направим направи го да се случи не се ли повтори?

Тук епидемиите не са изключение, по-скоро правилото е дори да не се броят конспиративните теории около ХИВ, архивите на фолклористите се пръскат от истории за заразени игли, оставени по седалките на кината, за заразени пайове.

Биологичен Чернобил

Настоящата епидемия, влязла буквално във всеки дом, също изисква рационално – тоест магическо – обяснение. Много хора трябваше да намерят разбираема и за предпочитане отстранима причина и тя беше открита почти веднага: този „биологичен Чернобил“беше провокиран от учени и техните безотговорни експерименти с вируси.

Трябва да кажа, че веднъж „биологичният Чернобил“наистина се случи, обаче, не изглеждаше като настоящата пандемия на коронавирус. Това се случи в самото начало на април 1979 г. в Свердловск (днешен Екатеринбург), където хората изведнъж започнаха бързо да умират от неизвестна болест.

Оказа се, че болестта е антракс, а източникът й е завод за производство на бактериологични оръжия, където според една версия са забравили да сменят защитния филтър. Общо 68 души загинаха, а 66 от тях, както установиха авторите на изследването, публикувано от Свердловската епидемия от антракс от 1979 г. в списание Science през 1994 г., са живели точно в посоката на освобождаването от територията на военния град 19.

Този факт, както и необичайната форма на заболяването за антракс - белодробна - оставя малко място за официалната версия, че епидемията е била свързана със заразено месо.

„Засегнатият град не е срещнал някакъв вид чума хибрид, не смесен, а антракс от специален щам - пръчка с перфорирана обвивка от друг, устойчив на стрептомицин щам B 29“, пише Смърт от епруветка. Какво се случи в Свердловск през април 1979 г.? един от изследователите на историята на този инцидент, Сергей Парфьонов.

Жертвите на този инцидент загинаха от специално разработени "военни" патогени, предназначени за бързо и масово убийство на хора.

Можем ли да кажем, че нещо подобно се случва и сега, но в глобален мащаб? Възможно ли е учените да създадат нов, по-опасен изкуствен вирус? Ако да, как и защо са го направили? Можем ли да идентифицираме произхода на новия коронавирус? Можем ли да предположим, че хиляди хора са загинали поради грешка или престъпление на биолозите? Нека се опитаме да го разберем.

Птици, порове и мораториумът

През 2011 г. два изследователски екипа, ръководени от Рон Фуше и Йошихиро Каваока, заявиха, че са успели да модифицират вируса на птичия грип H5N1. Ако оригиналният щам може да се предаде на бозайник само от птица, тогава модифицираният би могъл да се предаде и между бозайници, а именно порове. Тези животни са избрани като моделни организми, тъй като реакцията им към грипния вирус е най-близка до тази на хората.

Статии, описващи резултатите от изследването и описващи методите на работа, бяха изпратени до списанията Science and Nature – но не бяха публикувани. Публикацията беше спряна по искане на Националната научна комисия по биологична безопасност на САЩ, която смята, че технологията за модифициране на вируса може да попадне в ръцете на терористи.

Идеята да се улесни разпространението на опасен вирус, който убива 60 процента от болните птици, при бозайници предизвика разгорещен дебат в Ползите и рисковете от изследване на грипа: извлечени поуки и в научната общност.

Факт е, че е много по-лесно вирус, който се е научил да се разпространява в порове, да се научи да се разпространява при хората, ако „избяга“от лабораторията.

Резултатът от дискусията беше доброволен 60-месечен мораториум върху изследванията по тази тема, отменен през 2013 г. след приемането на нови разпоредби.

Работата на Фуше и Каваока в крайна сметка беше публикувана от Airborne Transmission of Influenza A / H5N1 Virus Between Ferrets (въпреки че някои ключови подробности бяха премахнати от статиите) и те ясно демонстрираха, че за прехода към разпространение между бозайници, вирусът се нуждае от много малко и рискът от такова напрежение в природата е голям.

През 2014 г., след няколко инцидента в американски лаборатории, Министерството на здравеопазването на САЩ напълно спря проекти, свързани с изследвания на три опасни патогена: грипния вирус H5N1, MERS и SARS. Въпреки това през 2019 г. учените успяха да се споразумеят ЕКСКЛУЗИВНО: Противоречиви експерименти, които биха могли да направят птичия грип по-рисков, са готови да възобновят, че част от работата по изследването на птичия грип все пак ще продължи с засилени мерки за сигурност.

Подобни предпазни мерки не са безпочвени - има случаи, когато вирусите "избягаха" от цивилни лаборатории. И така, няколко месеца след края на епидемията от SARS-CoV през 2003 г., актуализация на SARS-19 май 2004 г. се разболяват от пневмония, двама студенти от Националния институт по вирусология в Пекин и още седем души, свързани с тях. Лабораторията по ТОРС в института беше незабавно затворена, а всички жертви бяха изолирани, за да не се разпространи болестта.

Ин витро катастрофа

Защо обикновените цивилни учени, а не военните или терористите, биха рискували живота на милиони хора, създавайки потенциално опасни щамове вируси? Защо не можете да се ограничите до изследване на вече съществуващи вируси, които също създават много проблеми?

Накратко, учените искат да овладеят метода за прогнозиране как точно може да възникне бедствие и предварително да намерят начин да го спрат или поне да намалят щетите.

Появата на смъртоносен и лесно разпространяващ се вирус с неизследвано поведение представлява заплаха за хората. Ако учените и лекарите разберат как точно протича трансформацията на потенциален патоген и знаят предварително основните му свойства, става много по-лесно да се противопоставим на нов бич - или да го предотвратим.

Много големи епидемии през последните години се свързват с факта, че вирусът, разпространен сред животните, в резултат на еволюцията е придобил способността да заразява хората и да се предава от човек на човек.

Предишни епидемии от инфлуенца по птиците и синдроми на SARS и MERS бяха предизвикани от човешки контакт с животни - гостоприемници на вируси: птици, цивети, едногърби камили. Въпреки факта, че епидемията беше спряна и вирусът изчезна от човешката популация, той винаги оставаше в естествения резервоар и във всеки един момент можеше отново да "скочи" върху човек.

Учените демонстрираха предаването и еволюцията на коронавируса на близкоизточния респираторен синдром в Саудитска Арабия: описателно геномно изследване, че вирусът, който провокира MERS, „скочи“от основния си гостоприемник, едногърба камила, към човек повече от веднъж, така че че всяко огнище на заболяването е свързано с отделен преход и се провокира от независими мутации на вируса.

След епидемията от SARS-CoV през 2003 г. бяха публикувани много статии (напр. една, две и три), основното послание на които беше, че в природата има постоянен „резервоар“от вируси, подобни на SARS-CoV. Техните домакини са предимно прилепи и вероятността вирусът да „прескочи“от тях към хората е голяма, така че трябва да сте подготвени за нова епидемия, каза Тежкият остър респираторен синдром Коронавирус като агент на възникваща и повторно възникваща инфекция в публикуван преглед още през 2007 г.

В този преход междинните гостоприемници играят важна роля, в която вирусът може да претърпи необходимата адаптация. В случая с епидемията от 2003 г. цибетите изиграха тази роля. Отначало вирусът на прилепите е живял в тях, без да причинява симптоми, и едва след това - след като се адаптира - прескача при хората.

Това не беше единственият потенциално опасен щам: през 2007 г., в околностите на същия Ухан, изследователите откриха естествени мутации в рецепторния свързващ домейн на шиповия гликопротеин, определящи реактивността на кръстосаната неутрализация между Palm Civet Coronavirus и тежък остър респираторен синдром на коронавирус на civet е щам на вируса на SARS-CoV, който е много лош за тестване, но може да се свърже с рецепторите в човешките клетки.

През 2013 г. изолирането и характеризирането на коронавирус, подобен на SARS на прилепи, който използва ACE2 рецепторния коронавирус, беше открит в подковообразни прилепи, който е способен да използва не само собствените си ACE2 рецептори, но и рецепторите на цибетите и хората, за да навлиза в клетките. Това постави под въпрос необходимостта от междинен домакин.

По-късно през 2018 г. изследователи от Института по вирусология в Ухан показаха серологичните доказателства за свързана с прилепи SARS коронавирусна инфекция при хора, Китай, че имунната система на някои хора, живеещи в близост до пещери, където живеят прилепите, вече е запозната с вируси, подобни на SARS. Процентът на такива хора се оказа малък, но това ясно показва: вирусите редовно "проверяват" способността да се установят в човек и понякога успяват.

За да предвидите заплахата от потенциален патоген, трябва да разберете как точно може да се промени и какви промени са достатъчни, за да стане опасен. Често за това не са достатъчни математически модели или изследвания на вече отминала епидемия, необходими са експерименти.

Коронавирус химера

За да разберем колко опасни са вирусите, циркулиращи в популацията на прилепите, през 2015 г., с участието на същата лаборатория в Ухан, подобен на SARS клъстер от циркулиращи коронавируси на прилепи показва потенциал за появата при хората на вирус химера, сглобен от части от два вируса: лабораторен аналог на SARS-CoV и вирус SL-SHC014, често срещан при подковообразните прилепи.

Вирусът SARS-CoV също дойде при нас от прилепи, но с междинна „трансплантация“в цибет. Изследователите искаха да разберат колко е необходима трансплантацията и да определят патогенния потенциал на роднините на прилепите на SARS-CoV.

Най-важната роля за това дали вирусът може да зарази конкретен гостоприемник играе S-протеинът, който получи името си от английската дума spike. Този протеин е основният инструмент за вирусна агресия, той се придържа към ACE2 рецепторите на повърхността на клетките гостоприемник и позволява проникване в клетката.

Последователностите на тези протеини в различните коронавируси са доста разнообразни и в хода на еволюцията се „настройват“за контакт с рецепторите на техния конкретен гостоприемник.

По този начин последователностите на S-протеини в SARS-CoV и SL-SHC014 се различават на ключови места, така че изследователите искаха да разберат дали това предотвратява разпространението на вируса SL-SHC014 към хората. Учените взеха S-протеина SL-SHC014 и го вмъкнаха в моделен вирус, използван за изследване на SARS-CoV в лабораторията.

Оказа се, че новият синтетичен вирус не отстъпва по нищо на оригиналния. Той може да зарази лабораторни мишки и в същото време да проникне в клетките на човешките клетъчни линии.

Това означава, че вирусите, които живеят в прилепите, вече носят "подробности", които могат да им помогнат да се разпространят при хората.

Освен това изследователите тестваха дали ваксинацията на лабораторни мишки със SARS-CoV може да ги предпази от хибридния вирус. Оказа се, че не, така че дори хората, които са имали SARS-CoV, може да са беззащитни срещу потенциална епидемия и старите ваксини няма да помогнат.

Ето защо в своите заключения авторите на статията подчертават необходимостта от разработване на нови лекарства, а по-късно приемат широкоспектърен антивирусен GS-5734, който инхибира както епидемичните, така и зоонозните коронавируси в това пряко участие.

Подобен обратен експеримент - трансплантацията на регион от S-протеина SARS-CoV към вируса на прилепи-SCoV - беше извършен от синтетичния рекомбинантен прилеп SARS-подобният коронавирус е заразен в култивирани клетки и при мишки дори по-рано, през 2008 г.. В този случай синтетичните вируси също са били в състояние да се размножават в човешки клетъчни линии.

Ето го?

Ако учените могат да създадат нови вируси, включително потенциално опасни за хората, освен това, ако вече са експериментирали с коронавирус и са създали нови щамове, означава ли това, че щамът, който е причинил настоящата пандемия, също е създаден изкуствено?

Може ли SARS - CoV - 2 просто да е "избягал" от лабораторията? Известно е, че подобно "бягство" доведе до малка епидемия от най-новата епидемия на ТОРС в Китай е била овладяна, но опасенията за биобезопасност остават - Актуализация 7 на SARS през 2003 г., след края на "основната" епидемия. За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се разберат детайлите на технологията и да се разбере как точно се правят модифицирани вируси.

Основният метод е сглобяването на един вирус от части на няколко други. Този метод току-що беше използван от групата на Ралф Барик и Дженг Ли-Ли Ши, които създадоха описаната по-горе химера от „подробностите“на вирусите SARS-CoV и SL-SHC01.

Ако геномът на такъв вирус е секвениран, тогава можете да видите блоковете, от които е изграден - те ще бъдат подобни на регионите на оригиналните вируси.

Вторият вариант е да се възпроизведе еволюцията в епруветка. Изследователите на птичия грип следват този път, избирайки вируси, които са по-приспособени да се размножават в порове. Въпреки факта, че такъв вариант за получаване на нови вируси е възможен, крайният щам ще остане близък до оригиналния.

Щамът, който предизвика днешната пандемия, не отговаря на нито една от тези опции. Първо, геномът на SARS - CoV - 2 няма такава блокова структура: разликите от други известни щамове са разпръснати из целия геном. Това е един от признаците на естествената еволюция.

Второ, в този геном също не са открити вмъквания, подобни на други патогенни вируси.

Въпреки че през февруари беше публикуван предпечат, чиито автори се твърди, че са открили ХИВ вмъквания в генома на вируса, при по-внимателно изследване се оказа, че ХИВ-1 не допринася за генома на 2019-nCoV, че анализът е извършен неправилно: тези региони са толкова малки и неспецифични, че със същия успех могат да принадлежат към огромен брой организми. В допълнение, тези региони могат да бъдат открити и в геномите на коронавирусите на диви прилепи. В резултат на това предпечатът беше изтеглен.

Ако сравним генома на коронавируса химера, синтезиран през 2015 г., или двата оригинални вируса за него с генома на пандемичния щам SARS-CoV-2, се оказва, че те се различават с повече от пет хиляди буквени нуклеотиди, което е около една шеста от общата дължина на генома на вируса и това е много голямо несъответствие.

Следователно няма причина да се смята, че съвременният SARS - CoV - 2 е версията на синтетичния вирус от 2015 г.

Диви роднини

Сравнението на геномите на коронавирусите показа, че най-близкият известен роднина на SARS-CoV-2 е коронавирусът RaTG13, открит в подковообразния прилеп Rhinolophus affinis от провинция Юнан през 2013 г. Те споделят 96 процента от генома.

Това е повече от останалите, но въпреки това RaTG13 не може да се нарече много близък роднина на SARS-CoV-2 и че един щам е превърнат в друг в лабораторията.

Ако сравним SARS-CoV, който причини епидемията от 2003 г., и неговия непосредствен предшественик, цивет вирус, се оказва, че техните геноми се различават само с 202 нуклеотида (0,02 процента). Разликата между "див" и лабораторно получен щам на грипен вирус е по-малко от дузина мутации.

На този фон разстоянието между SARS - CoV - 2 и RaTG13 е огромно - повече от 1100 мутации, разпръснати в генома (3,8 процента).

Може да се предположи, че вирусът е еволюирал много дълго време в лабораторията и е придобил толкова много мутации в продължение на много години. В този случай наистина ще бъде невъзможно да се разграничи лабораторен вирус от див, тъй като те са еволюирали по едни и същи закони.

Но вероятността от появата на такъв вирус е изключително малка.

По време на съхранение вирусите се опитват да се държат в покой - точно така, че да останат в първоначалния си вид, а резултатите от експериментите върху тях се записват в редовно излизащите публикации на лабораторията Wuhan Shi Zhengli.

Много по-вероятно е да се намери прекият предшественик на този вирус не в лабораторията, а сред коронавирусите на прилепите и потенциалните междинни гостоприемници. Както вече споменахме, в района на Ухан вече са открити цивети - носители на потенциално опасни вируси, има и други възможни преносители. Техните вируси са разнообразни, но слабо представени в базите данни.

Като научим повече за тях, най-вероятно ще можем да разберем по-добре как вирусът е стигнал до нас. Въз основа на генеалогичното дърво на геномите, всички известни SARS-CoV-2 са потомци на същия вирус, живял около ноември 2019 г. Но къде точно са живели неговите близки предци преди първите случаи на COVID-19, ние не знаем.

Две специални зони

Въпреки факта, че разликите от други известни коронавируси са разпръснати в генома на SARS-CoV-2, изследователите стигнаха до заключението, че мутациите, които са ключови за човешката инфекция, са концентрирани в два региона на гена, кодиращ S-протеина. Тези два обекта също са с естествен произход.

Първият е отговорен за правилното свързване с ACE2 рецептора. От шестте ключови аминокиселини в този регион не повече от половината от свързаните вирусни щамове съвпадат, а най-близкият роднина, RaTG13, има само една. Патогенността за хората на щам с такава комбинация е описана за първи път, а идентична комбинация досега е открита само в последователността на панголинския коронавирус.

От факта, че тези ключови аминокиселини са еднакви във вируса на панголина и при хората, не може да се направи категоричен извод, че този регион има общ произход. Това може да бъде пример за паралелна еволюция, при която вирусите или други организми независимо придобиват подобни характеристики.

Най-известният пример за такъв процес е, когато бактериите независимо придобиват резистентност към същия антибиотик. По подобен начин вирусът, адаптиращ се към живота в организми с подобни ACE2 рецептори, може да се развива по подобен начин.

Алтернативен сценарий за получаване на такава картина, напротив, предполага хомологията на панголин, свързана с 2019 ‑ nCoV, че всичките шест ключови аминокиселини са присъствали в общия предшественик на панголин вируса, RaTG13 и SARS ‑ CoV ‑ 2, но са били по-късно заменен от други в RaTG13.

В допълнение към човешките клетки, S-протеинът SARS-CoV-2 е вероятно способен да разпознава рецепторите от новия коронавирус от Ухан: анализ, базиран на десетилетни структурни изследвания на SARS Coronavirus за разпознаване на ACE2 рецепторите на други животни, напр. като порове, котки или някои маймуни, поради факта, че молекулите на тези рецептори са идентични или много подобни на хората в местата на тяхното взаимодействие с вируса. Това означава, че обхватът от гостоприемници на вируса не е непременно ограничен до хората и той може да „тренира“взаимодействие с подобни рецептори за дълго време, докато живее в друго животно. (Това е теоретично предположение, основано на изчисления - няма доказателства, че вирусът може да се предава чрез домашни животни като котки и кучета.)

Възможно ли е тези аминокиселини да са били изкуствено вкарани?

От предишни изследвания е известно, че S‑ протеинът е силно променлив. Този вариант от шест аминокиселини не е единственият, който може да научи вируса да се вкопчва в човешките клетки, и освен това, както е показано от Receptor Recognition от новия коронавирус от Ухан: анализ, базиран на десетилетни структурни изследвания на SARS Coronavirus в една от последните произведения, не идеална от гледна точка на "вредността" на вируса.

Както е описано по-горе, последователностите на S-протеините, способни да се свързват с ACE2 рецепторите, са известни от дълго време и изкуственото "подобряване" на вируса с помощта на тази неизвестна досега аминокиселинна последователност - освен това не е оптимална - изглежда малко вероятно.

Втората характеристика на SARS-CoV-2 S-протеина (освен тези шест аминокиселини) е начинът, по който се нарязва. За да влезе вирусът в клетката, S-протеинът трябва да бъде отрязан на определено място от ензимите на клетката. Всички останали роднини, включително вирусите на прилепите, панголините и хората, имат само една аминокиселина в разфасовката, докато SARS-CoV-2 има четири.

Все още не е ясно как тази добавка е повлияла на способността й да се разпространява при хора и други видове. Известно е, че подобна естествена трансформация на мястото на разреза при инфлуенца по птиците значително разшири обхвата на неговите гостоприемници за проксималния произход на SARS-CoV-2. Няма обаче проучвания, които да потвърдят, че това е вярно за SARS-CoV-2.

Следователно няма причина да се смята, че вирусът SARS-CoV-2 е с изкуствен произход. Не знаем за неговите достатъчно близки и в същото време добре проучени роднини, които биха могли да послужат като основа за синтеза; учените също не откриха никакви вмъквания в генома му от предварително изследвани патогени. Въпреки това, неговият геном е организиран по начин, съответстващ на нашето разбиране за естествената еволюция на тези вируси.

Възможно е да се измисли тромава система от условия, при които този вирус все още би могъл да избяга от учените, но предпоставките за това са минимални. В същото време шансовете за възникване на нов опасен щам на коронавирус от естествени източници в научната литература от последното десетилетие редовно се оценяват като много високи. А SARS-CoV-2, който предизвика пандемията, е точно в съответствие с тези прогнози.

Коронавирус. Брой на заразените:

243 050 862

в света

8 131 164

в Русия Вижте картата