Zakaj je govorica, da je bil nov koronavirus vzrejen v laboratoriju, napačna?
Zdravje / / December 28, 2020
Popularna znanost izdaja o tem, kaj se trenutno dogaja v znanosti, inženirstvu in tehnologiji.
Študije smrtonosnih virusov se ljudem pogosto zdijo preveč tvegane in služijo kot vir za pojav teorij zarote. V tem smislu izbruh pandemije COVID-2019 ni bil nobena izjema - na spletu se nenehno pojavljajo govorice o paniki. da je bil koronavirus, ki ga je povzročil, vzgojen umetno in namenoma ali z nadzorom, sproščen v Ljubljani sijaj. V našem gradivu analiziramo, zakaj ljudje še naprej sodelujejo z nevarnimi virusi, kako se to zgodi in zakaj virus SARS - CoV - 2 sploh ni videti kot begunec iz laboratorija.
Človeška zavest ne more sprejeti katastrofe kot nesreče. Karkoli se bo zgodilo - suša, gozdni požar, celo padec meteorita - moramo najti nekaj razloga za to, kar se je zgodilo bo pomagal odgovoriti na vprašanje: zakaj se je to zgodilo zdaj, zakaj se je zgodilo nam in kaj je treba storiti, da se to ne zgodi ponovno?
Tu epidemije niso nobena izjema, ampak celo pravilo je, da se okoli teorij zarote ne šteje
HIV, arhivi folkloristov polni zgodb o kontaminiranih iglah, ki so ostale v sedežih kinodvoran, okuženih pitah."Biološki Černobil"
Sedanja epidemija, ki je prišla dobesedno v vsak dom, zahteva tudi razumsko - torej čarobno - razlago. Številni ljudje so morali najti razumljiv in po možnosti odstranljiv vzrok, in to je bilo skoraj ugotovljeno 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 bil videti kot sedanja pandemija koronavirusa. To se je zgodilo na samem začetku aprila 1979 v Sverdlovsku (današnji Jekaterinburg), kjer so ljudje nenadoma začeli hitro 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 od različic pozabili zamenjati zaščitni filter. Skupno je umrlo 68 ljudi, od tega 66, kot so objavili avtorji študijeIzbruh antraksa v Sverdlovsku leta 1979 v reviji Science leta 1994 živel točno v smeri emisije z ozemlja vojaškega taborišča 19.
To dejstvo, pa tudi nenavadna oblika bolezni za antraks - pljučna - pušča malo prostora za uradno različico, da je bila epidemija povezana z onesnaženim mesom.
»Prizadeto mesto se ni soočilo s kakšnim hibridom kuge, ne z mešanim, ampak z antraksom iz posebne vrste sev - s palico z naluknjano lupino drugega, streptomicin odpornega seva B 29 ", - napisalSmrt 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 hitrim in množičnim pobojem ljudi.
Ali lahko rečemo, da se zdaj dogaja nekaj podobnega, vendar v svetovnem merilu? Bi lahko znanstveniki ustvarili nov, nevarnejši umetni virus? Če da, kako in zakaj so to storili? Ali lahko ugotovimo izvor novega koronavirus? Ali lahko domnevamo, da je zaradi napak ali zločinov biologov umrlo na tisoče ljudi? Poskusimo ugotoviti.
Ptice, beli dihurji in moratorij
Leta 2011 sta dve raziskovalni skupini, ki sta jo vodila Ron Fouche in Yoshihiro Kawaoka, dejali, da jim je uspelo spremeniti virus ptičje gripe H5N1. Če se prvotni sev lahko na sesalca prenaša samo od ptice, potem bi se modificirani lahko prenašal tudi med sesalci, in sicer dihurji. Te živali so bile izbrane za vzorčne organizme, ker je njihov odziv na virus gripe najbližji odzivu ljudi.
Članki, ki opisujejo rezultate raziskave in opisujejo metode dela, so bili poslani reviji Science and Nature - vendar niso bili objavljeni. Objava je bila ustavljena na zahtevo ameriške nacionalne komisije za znanost o biološki varnosti, 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 razpravoKoristi in tveganja raziskav gripe: pridobljena spoznanja in v znanstveni skupnosti.
Dejstvo je, da se virus, ki se je naučil širiti v belih dihurjih, veliko lažje nauči širiti pri ljudeh, če "pobegne" iz laboratorija.
Rezultat razprave je bil prostovoljni 60-mesečni moratorij na raziskave na to temo, ki je bil leta 2013 preklican po sprejetju novih predpisov.
Dela Foucheja in Kawaoke so bila sčasoma objavljenaPrenos virusa gripe A / H5N1 med dihurji v zraku (čeprav so bile nekatere ključne podrobnosti odstranjene iz člankov) in so to jasno pokazali za prehod virus potrebuje zelo malo za širjenje med sesalci in tveganje za tak sev v naravi Super.
Leta 2014 je po več incidentih v ameriških laboratorijih ameriško ministrstvo za zdravje popolnoma ustavil projekte, povezane z raziskavami treh nevarnih patogenov: virusa gripe H5N1, MERS in SARS. Kljub temu so se leta 2019 znanstveniki uspeli strinjatiEKSKLUZIVNO: Kontroverzni poskusi, zaradi katerih bi se lahko ptičja gripa bolj tvegala za nadaljevanje ta del dela na preučevanju ptičje gripe se bo kljub temu nadaljeval z okrepljenimi varnostnimi ukrepi.
Takšni previdnostni ukrepi niso neutemeljeni - obstajajo primeri, ko so virusi "pobegnili" iz civilnih laboratorijev. Tako so nekaj mesecev po koncu epidemije SARS - CoV leta 2003 zboleli za pljučnicoPosodobitev SARS - 19. maj 2004 dva študenta Nacionalnega inštituta za virusologijo v Pekingu in sedem drugih, povezanih z njimi. Laboratorij za inštitut za SARS je bil takoj zaprt, vse žrtve pa so bile izolirane, da se bolezen ni širila naprej.
In vitro katastrofa
Zakaj bi navadni civilni znanstveniki, ne vojaški ali teroristi, tvegali življenja milijonov ljudi z ustvarjanjem potencialno nevarnih sevov virusov? Zakaj se ne bi mogli omejiti na preučevanje že obstoječih virusov, ki povzročajo tudi veliko težav?
Skratka, znanstveniki želijo obvladati način natančnega napovedovanja, kako lahko pride do katastrofe, in vnaprej najti način, kako jo ustaviti ali vsaj zmanjšati škodo.
Pojav smrtonosnega virusa z neraziskanim vedenjem, ki se lahko širi, ogroža ljudi. Če znanstveniki in zdravniki natančno razumejo, kako poteka transformacija potencialnega patogena in vnaprej vedeti njegove osnovne lastnosti, upreti se novi nadlogi - ali preprečiti - postane bistveno lažje.
Številne večje epidemije v zadnjih letih so povezane z dejstvom, da se je virus, ki se je razširil med živalmi, zaradi evolucije pridobil sposobnost okužbe ljudi in prenosa od človeka do človeka.
Prejšnje epidemije ptičje gripe in sindromov SARS in MERS je sprožil človeški stik z živalmi - gostitelji virusov: pticami, cibetkami, enogrbimi kamelami. Kljub temu, da je bila epidemija ustavljena in je virus izginil iz človeške populacije, je vedno ostal v naravnem rezervoarju in je lahko vsak trenutek spet "skočil" na človeka.
Znanstveniki so dokazaliPrenos in razvoj koronavirusa dihal sindroma Bližnjega vzhoda v Saudovi Arabiji: opisna genomska študijada je virus, ki izzove MERS, "skočil" s svojega glavnega gostitelja - enogrbe kamele - na več kot eno osebo krat, tako da je bil vsak izbruh bolezni povezan z ločenim prehodom in izzvan z neodvisnimi mutacijami virus.
Od epidemije SARS - CoV SARS leta 2003 je bilo objavljenih veliko člankov (npr. čas, dva in tri), katerega glavno sporočilo je bilo, da v naravi obstaja stalen "rezervoar" virusov, podobnih SARS - CoV. Njihovi gostitelji so v glavnem netopirji, verjetnost, da virus "skoči" z njih na ljudi, pa je velika, zato bi morali biti pripravljeni na novo epidemijo.Hudi akutni dihalni sindrom koronavirus kot povzročitelj nastajajoče in ponovne okužbe v pregledu, objavljenem davnega leta 2007.
Pri tem prehodu igrajo pomembno vlogo vmesni gostitelji, pri katerih se virus lahko ustrezno prilagodi. V primeru epidemije leta 2003 so to vlogo odigrale cibetke. Sprva je virus netopirjev v njih živel, ne da bi povzročal simptome, šele nato - po prilagoditvi - skočil na ljudi.
To ni bil edini potencialno nevaren sev: leta 2007 so v bližini istega Wuhana odkrili raziskovalciNaravne mutacije v receptorski vezavni domeni glikoproteina spike določajo reaktivnost navzkrižne nevtralizacije med koronavirusom palmove cibete in hudim akutnim dihalnim sindromom civete - nosilci virusa, sestre v sev SARS - CoV, ki je zelo slab za testiranje, vendar bi se lahko vezal na receptorje na človeških celicah.
Leta 2013 so v kraju našli podkveIzolacija in karakterizacija koronarnega virusa, podobnega SARS, ki uporablja receptor ACE2 koronavirus, ki lahko za vstop v celice uporablja ne samo lastne receptorje ACE2, temveč tudi cibeto in človeške receptorje. To je postavilo pod vprašaj potrebo po vmesnem gostitelju.
Kasneje leta 2018 so pokazali raziskovalci z Inštituta za virusologijo WuhanSerološki dokazi o okužbi s koronarnim virusom, povezane s netopirji, pri ljudeh na Kitajskemda imunski sistem nekaterih ljudi, ki živijo v bližini jam, kjer živijo netopirji, že pozna viruse, podobne SARS. Odstotek takih ljudi se je izkazal za majhnega, vendar to jasno kaže: virusi redno "preverjajo" sposobnost, da se naselijo v človeku, in včasih jim uspe.
Če želite predvideti nevarnost, ki jo predstavlja potencialni patogen, morate razumeti, kako se lahko spremeni in katere spremembe so dovolj, da postane nevarna. Za to matematični modeli ali študije že preteklih epidemij pogosto niso dovolj; poskusi so nujni.
Koronarni virus himere
Da bi razumeli, kako nevarni so virusi, ki krožijo med populacijo netopirjev, leta 2015 ob sodelovanju istega laboratorija v Wuhanu,Skupina kronastih koronavirusov netopirjev, podobna SARS, kaže potencial za pojav človeka virus himere, sestavljen iz delov dveh virusov: laboratorijskega analoga SARS - CoV in virusa SL - SHC014, ki je pogost pri podkvevih netopirjih.
Virus SARS - CoV je k nam prišel tudi od netopirjev, vendar z vmesno "presaditvijo" v cibeto. Raziskovalci so želeli vedeti, koliko je potrebna presaditev, in ugotoviti patogeni potencial sorodnikov netopirjev SARS - CoV.
Najpomembnejšo vlogo pri tem, ali virus lahko okuži določenega gostitelja, ima S-protein, ki je ime dobil po angleški besedi spike ("trn"). Ta beljakovina je glavno orodje virusne agresije, drži se receptorjev ACE2 na površini gostiteljskih celic in omogoča prodiranje v celico.
Zaporedja teh beljakovin v različnih koronavirusih so precej raznolika in se med evolucijo "prilagodijo" stiku z receptorji določenega gostitelja.
Tako se zaporedja beljakovin S v SARS - CoV in SL - SHC014 v ključnih točkah 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, s katerim so v laboratoriju preučevali SARS - CoV.
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 vsebujejo "podrobnosti", ki jim lahko pomagajo pri širjenju na ljudi.
Poleg tega so raziskovalci preizkusili, ali jih lahko cepljenje laboratorijskih miši s SARS-CoV zaščiti pred hibridnim virusom. Izkazalo se je, da ne, tako da so lahko tudi ljudje, ki so preboleli SARS-CoV, brez zagovora epidemija in stara cepiva ne bodo pomagala.
Zato so avtorji članka v svojih sklepih poudarili potrebo po razvoju novih zdravil in jih kasneje tudi sprejeliŠirokospektralni protivirusni zdravilo GS-5734 zavira epidemične in zoonotske koronaviruse neposredno sodelovanje pri tem.
Opravljen je bil podoben inverzni poskus - presaditev območja S - proteina SARS - CoV virusu netopirjev Bat - SCoV -Sintetični rekombinantni koronarni virus, podoben SARS, je okužen v gojenih celicah in pri miših še prej, leta 2008. V tem primeru so se sintetični virusi lahko razmnoževali tudi v človeških celičnih linijah.
Tukaj je?
Če lahko znanstveniki ustvarijo nove viruse, vključno s tistimi, ki so potencialno nevarni za ljudi, še več, če so že poskusili s koronavirusom in ustvaril nove seve, potem to pomeni, da je bil tudi sev, ki je povzročil trenutno pandemijo, umetno?
Bi lahko SARS - CoV - 2 preprosto "ušel" iz laboratorija? Znano je, da je ta "pobeg" privedel do majhnega izbruhaKitajski zadnji izbruh SARS je bil omejen, vendar skrbi glede biološke varnosti ostajajo - posodobitev 7 SARS leta 2003, po koncu "glavne" epidemije. Če želite odgovoriti na to vprašanje, morate razumeti podrobnosti tehnologije in natančno razumeti, kako nastajajo spremenjeni virusi.
Glavna metoda je sestavljanje enega virusa iz delov več drugih. To metodo je ravno uporabila skupina Ralph Baric in ZhengLi-Li Shi, ki je zgoraj opisano himero ustvarila iz "podrobnosti" virusov SARS-CoV in SL-SHC01.
Če je genom takega virusa zaporeden, potem lahko vidite bloke, iz katerih je bil zgrajen - podobni bodo regijam prvotnih virusov.
Druga možnost je reprodukcija evolucije v epruveti. Po tej poti so sledili raziskovalci ptičje gripe, ki so izbrali viruse, ki so bili bolj prilagojeni za razmnoževanje v belih dihurjih. Kljub temu, da je takšna varianta pridobivanja novih virusov možna, bo končni sev ostal blizu prvotnega.
Kdo je povzročil današnje pandemija sev ne ustreza nobeni od naštetih 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 naravnega razvoja.
Drugič, tudi v tem genomu niso našli vstavkov, podobnih drugim patogenim virusom.
Čeprav je bil februarja objavljen preprint, katerega avtorji naj bi našli vstavke HIV v genom virusa, se je ob natančnejšem pregledu izkazaloHIV - 1 ni prispeval k genomu 2019 - nCoVda je bila analiza izvedena napačno: ta območja so tako majhna in nespecifična, da lahko prav tako pripadajo velikemu številu organizmov. Poleg tega lahko te regije najdemo tudi v genomih koronavirusov divjih netopirjev. Zaradi tega je bil predtis umaknjen.
Če primerjamo genom himera koronavirusa, sintetiziranega leta 2015, ali dva izvirna virusa zanj z genomom pandemičnega seva SARS - CoV - 2, potem izkazalo se je, da se razlikujejo za več kot pet tisoč črkovnih nukleotidov - to je približno šestina celotne dolžine genoma virusa, to pa je zelo veliko neskladje.
Zato ni razloga, da bi verjeli, da je sodobna SARS - CoV - 2 različica sintetičnega virusa iz leta 2015.
Divji sorodniki
Primerjava genov koronavirusov je pokazala, da je najbližji znani sorodnik SARS - CoV - 2 Koranavirus RaTG13, odkrit v podkveskem netopirju Yunnan Rhinolophus affinis leta 2013 leto. Delijo si 96 odstotkov genoma.
To je več kot drugi, vendar kljub temu RaTG13 ni mogoče imenovati za zelo bližnjega 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, virus cibet, se izkaže, da se njihovi genomi razlikujejo le za 202 nukleotida (0,02 odstotka). Razlika med "divjim" in laboratorijsko pridobljenim virusnim sevom gripa manj kot ducat mutacij.
Glede na to je razdalja med SARS - CoV - 2 in RaTG13 velika - več kot 1100 mutacij je razpršenih po celotnem genomu (3,8 odstotka).
Predvidevamo lahko, da se je virus zelo dolgo razvijal v laboratoriju in v mnogih letih pridobil toliko mutacij. V tem primeru bo laboratorijski virus resnično nemogoče ločiti od divjega, saj so se razvili po enakih zakonih.
Toda verjetnost pojava takega virusa je izjemno majhna.
Med shranjevanjem viruse poskušajo obdržati v mirovanju - ravno tako, da ostanejo v prvotni obliki in rezultati poskusov na njih so zabeleženi v redno objavljenih publikacijah laboratorija Wuhan Shi Zhengli.
Veliko bolj verjetno je, da neposrednega prednika tega virusa ne bomo našli v laboratoriju, temveč med koronavirusi netopirjev in potencialnimi vmesnimi gostitelji. Kot smo že omenili, so v regiji Wuhan že našli cibeto - prenašalce potencialno nevarnih virusov, obstajajo pa tudi drugi prenašalci. Njihovi virusi so raznoliki, a v bazah podatkov slabo zastopani.
Če bomo izvedeli več o njih, bomo najverjetneje 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. Toda kje točno so živeli njegovi bližnji predniki pred prvimi primeri COVID-19, ne vemo.
Dve posebni področji
Kljub temu, da so razlike od drugih znanih koronavirusov razpršene po celotnem genomu SARS-CoV-2so raziskovalci ugotovili, da so mutacije, ključne za človeško okužbo, skoncentrirane v dveh regijah gena, ki kodira S-protein. Ti dve lokaciji sta tudi naravnega izvora.
Prvi je odgovoren za pravilno vezavo na receptor ACE2. Od šestih ključnih aminokislin v tej regiji sorodni virusni sevi nimajo več kot polovico enakih, najbližji sorodnik RaTG13 pa le eno. Patogenost seva s takšno kombinacijo za ljudi je bila opisana prvič, enaka kombinacija pa je bila doslej ugotovljena le v zaporedju pangolinskega koronavirusa.
Iz dejstva, da so te ključne aminokisline enake v virusu pangolina in pri ljudeh, ni mogoče dokončno sklepati, da ima ta regija skupni izvor. To je lahko primer vzporednega razvoja, ko virusi ali drugi organizmi samostojno pridobijo podobne lastnosti.
Najbolj znan primer takega postopka je, ko bakterije neodvisno druga od druge pridobijo odpornost na isti antibiotik. Podobno se lahko virus, ki se prilagodi življenju v organizmih s podobnimi receptorji ACE2, razvije na podoben način.
Nasprotno predlaga alternativni scenarij za pridobitev takšne slikeHomologija pangolina, povezana z 2019 - nCoVda je bilo vseh šest ključnih aminokislin prisotnih v skupnem predniku virusa pangolina, RaTG13 in SARS - CoV - 2, vendar so jih pozneje v RaTG13 zamenjali drugi.
Poleg človeških celic je verjetno sposoben tudi S - protein SARS - CoV - 2Prepoznavanje receptorjev s strani novega koronavirusa iz Wuhana: analiza na podlagi desetletja - dolge strukturne študije koronarnega virusa SARS prepoznajo receptorje ACE2 drugih živali, kot so dihurji, mačke ali nekatere opice, zaradi dejstva, da molekule teh receptorjev so enake ali zelo podobne človeku v krajih njihove interakcije virus. To pomeni, da nabor gostiteljev virusa ni nujno omejen na človeka in bi lahko dolgo živel v drugi živali, "treniral" interakcijo s podobnimi receptorji. (To je teoretična predpostavka, ki temelji na izračunih - ni dokazov, da bi se virus lahko prenašal prek domačih živali, kot so mačke in psi.)
Bi lahko te aminokisline umetno vstavili?
Iz prejšnjih raziskav je znano, da je S - protein zelo spremenljiv. Ta varianta šestih aminokislin ni edina, ki je sposobna naučiti virus, da se drži človeških celic, poleg tega pa, kot je prikazanoPrepoznavanje receptorjev s strani novega koronavirusa iz Wuhana: analiza na podlagi desetletja - dolge strukturne študije koronarnega virusa SARS v enem od zadnjih del, ki ni idealno z vidika "škodljivosti" virusa.
Kot je opisano zgoraj, so zaporedja proteinov S -, ki se lahko vežejo na receptorje ACE2, že dolgo znana in umetna Zdi se, da "izboljšujemo" virus s pomočjo tega prej neznanega aminokislinskega zaporedja - poleg tega ni optimalno malo verjetno.
Druga značilnost beljakovin SARS - CoV - 2 S - (poleg teh šestih aminokislin) je način njihovega rezanja. Da virus lahko vstopi v celico, morajo encimi celice na določenem mestu rezati beljakovine S. Vsi drugi sorodniki, vključno virusi netopirjev, pangolinov in ljudi je rez le ena aminokislina, medtem ko ima SARS - CoV - 2 štiri.
Kako je ta dodatek vplival na njegovo sposobnost širjenja na ljudi in druge vrste, še ni jasno. Znano je, da se je podobna naravna preobrazba mesta reza pri ptičji gripi znatno razširilaBližnji izvor SARS - CoV - 2 krog njegovih lastnikov. Vendar ni nobenih študij, ki bi potrdile, da to velja za SARS - CoV - 2.
Zato ni razloga, da bi verjeli, da je virus SARS - CoV - 2 umetnega izvora. Ne poznamo njegovih dovolj bližnjih in hkrati dobro preučenih sorodnikov, ki bi lahko služijo kot osnova za sintezo, znanstveniki tudi nimajo vstavkov v njegov genom predhodno proučenih patogenov odkriti. Vendar je njegov genom organiziran na način, ki je skladen z našim razumevanjem naravnega razvoja teh virusov.
Lahko si omislite okoren sistem pogojev, v katerih bi ta virus še lahko ušel znanstvenikom, vendar so predpogoji za to minimalni. Hkrati pa v znanstveni literaturi v zadnjem desetletju redno ocenjujejo, da se nov nevarni sev koronavirusa pojavi iz naravnih virov. In SARS - CoV - 2, ki je povzročil pandemijo, je popolnoma v skladu s temi napovedmi.
Preberite tudi😷
- Kako zdraviti koronavirus
- Kako preživeti pandemijo
- 7 načinov za ukrotitev tesnobe zaradi koronavirusa