COVID和“功能增益”研究:我们应该创建怪物以防止它们吗?

这篇文章最初发表在我们的姊妹网站上自由思考。“我很感兴趣,”罗恩·福奇尔(Ron Fouchier

这篇文章最初发表在我们的姊妹网站Freethink上。

罗恩·福奇尔(Ron Fouchier)用他富有的荷兰语英语说道:“我很感兴趣,”罗恩·福奇尔(Ron Fouchier)说:“在几乎没有什么东西可以杀死大型动物和人类的情况下。”

黑暗慢慢地悬垂了我们的Skype对话,这是鹿特丹的傍晚。

这种迷恋使银发病毒学家冒险进入有争议的功能增益突变研究 – 科学家的工作增添了病原体的能力,包括关注SARS和MERS的实验,即SARS和MERS,Covid-19 Ament的Coronavirus Cousins。

如果我们要避免另一个流感大流行,我们将需要了解可能引起它的流感病毒。 Fouchier说,通过告诉我们什么样的突变可能会使病毒跳过物种或发展成更具毒性的菌株,可以帮助我们解决这一问题。它可以帮助我们准备并挽救生命。

然而,他的许多科学同龄人都不同意。他们说,他的实验不值得他们对社会构成的风险。

病毒和火焰

这位荷兰病毒学家位于鹿特丹的伊拉斯穆斯医学中心,大约十年前引起了争议,当时他和威斯康星大学麦迪逊分校的Yoshihiro Kawaoka宣布他们成功地突变了H5N1,这是一种鸟类流感的菌株,以通过通过雪貂之间的空气,在两个单独的实验中。雪貂被认为是最好的流感模型,因为它们的呼吸系统像人类一样对流感反应。

赋予该病毒的突变是可传播的空气传播能力的是功能收益(GOF)突变。 GOF研究是在科学家故意引起病毒新能力以更好地理解病原体的突变时。在Fouchier的实验中,他们想看看是否可以使机载可传播,以便他们可以尽早捕获潜在的危险菌株,并提前开发新的治疗方法和疫苗。问题是:它们的突变H5N1也可能导致大流行病。实验室。在《科学》杂志上,富奇(Fouchier)本人称其为“可能是您可以制造的最危险的病毒之一。”

只有三个特殊特征

重新创建了1918年流感病毒体:Cynthia Goldsmith / CDC / Terrence Tumpey博士 /公共领域通过Wikipedia

对于H5N1,Fouchier鉴定出五个突变,这些突变可能引起三个特殊特征,以引发禽流感才能在哺乳动物中流动。这些特征是(1)连接到喉咙和鼻子细胞上的能力,(2)能够在这些地方发现的较冷温度生存,以及(3)在不利环境中生存的能力。

在野外病毒中,至少可能需要三个突变,以使哺乳动物的空气跳跃。如果是这样,它可能会传播。快速地。

对于任何给定病毒,Fouchier计算出这种情况的几率相当低。每个突变都有可能自行削弱病毒。他们需要完全排列才能使流感跳跃。但是这些突变可以并且确实发生了。

“在2013年,一种新病毒在中国弹出,”富歇说。 “ H7N9。”

H7N9是另一种禽流感,例如H5N1。疾病预防控制中心认为它是引起大流行的最可能的流感菌株。在2013年至2015年之间发生的人类暴发中,它造成了惊人的39%的已知病例;如果H7N9在与H5N1的工作中确定了所有五个功能收益突变,那么在比较中,Covid-19看起来像一只小猫。H7N9在2013年有三个突变。

功能收益突变:创造我们的恐惧(可能)阻止他们

流感病毒基本上是包裹在球中的八个RNA。为了创建功能收益突变,该研究使用了每片的DNA模板,称为质粒。 Fouchier说,在质粒中进行单个突变很容易,并且通常在遗传学实验室中进行。

如果将所有八个质粒插入一个哺乳动物细胞中,它们会劫持细胞的机械以产生流感病毒RNA。

Fouchier说:“现在您可以开始在该细胞中组装一个新的病毒颗粒。”

一个被感染的细胞足以生长许多新的病毒颗粒 – 从一百到一百万;病毒是复制机。而且由于它们在复制过程中很容易突变,因此必须检查新病毒,以确保其仅具有实验室引起的突变。

然后,该病毒进入雪貂,穿过它们产生新病毒,直到第十代,它通过空气感染了雪貂。通过分析每一代病毒的基因,他们可以找出哪些确切的五个突变导致H5N1鸟流感在雪貂之间空气传播。

而且,可能是人。

“这项工作永远不应该完成”

如果修饰的H5N1菌株被剥离,则可能引起人类大流行,这引发了尖锐的批评,并且不乏争议。罗格斯分子生物学家理查德·埃布赖特(Richard Ebright)总结了反对派的尽头,当时他告诉科学“永远不应该做过这项研究”。“当我第一次听到使高度致病的鸟类流感可传播的实验时,”菲利普·多米策(Philip Dormitzer)说,”辉瑞病毒疫苗的总裁兼首席科学官:“我对科学感兴趣,但担心病毒本身的风险以及对实验的反应的后果。”

2014年,为了应对研究人员的恐惧和某些实验室事件,联邦政府对所有GOF研究施加了暂停,从而冻结了这项工作。

一些科学家认为,功能收益突变实验对于理解我们野生流感菌株所面临的潜在风险可能非常有价值,但前提是它们做得正确。 Dormitzer说,对问题的仔细检查可能会导致过程,从而使病毒更安全的功能性突变研究。

但是与此同时,暂停扼杀了对流感和冠状病毒的一些研究。

美国国家科学院提出了一些新的准则,并在2017年12月召开了电话:GOF研究可以再次获得资金。由卫生和公共服务(HHS)组成的小组将审查申请,并决定要资助哪些研究。

截至目前,只有Kawaoka和Fouchier的研究已获得批准,去年冬天获得了绿灯。他们正在恢复他们离开的地方。

潘多拉(Pandora)的锁:如何遏制功能收益的事物:这项工作确实是危险的。但是,Fouchier和Kawaoka的实验室都有一层安全措施的层面。

威斯康星大学麦迪逊分校的丽贝卡·莫里茨(Rebecca Moritz)说:“您真的需要像洋葱一样思考。”莫里茨(Moritz)是负责卡沃卡(Kawaoka)实验室的精选代理。她的工作是确保满足所有安全标准并创建和钻取协议;基本上,她在那里防止病毒逃脱。该病毒有一些特殊的考虑因素。

特定的H5N1菌株Kawaoka的实验室用途在名为联邦选择代理程序的列表中。该清单上的病原体需要满足特殊的安全考虑。 GOF实验具有更严格的准则,因为该研究被认为是“双重使用的关注研究”。

关于Fouchier和Kawaoka的作品是否应该出版的辩论。

莫里茨说:“对关注的双重用途研究是合法的研究,有可能用于邪恶目的。”有一次,关于Fouchier和Kawaoka的作品是否应该出版的辩论。

尽管他们发现的见解可以帮助科学家,但也可以用来创建生物武器。这些论文必须通过美国国家生物安全委员会的审查,但最终发表了。

除了故意的生物贸易和恐怖主义外,即使发生事故,功能收益突变也必须包含。在威斯康星州,这始于建筑物本身。这些实验室的设计专门为能够含有病原体(BSL-3农业,对于您内部的棒球类型)。

它们本质上是一个密封的水泥掩体,对造成负压,因此在任何违规情况下,空气只会流入实验室 – 保持病毒被推入。研究人员穿着特殊的防护设备,包括呼吸器。任何来或进入实验室的人都必须经历一场复杂的舞蹈,涉及剥离并穿上各种衣物,并通过阵雨和净化。

实验中最危险的部分是在主要遏制内进行的。例如,在已经高度安全的实验室内部的生物内科机柜,其作用像一个超安全盒(就像辐射杂物盒Homer Simpson在开放贷方期间正在工作)。

“该机构背后的许多人正在努力确保可以安全,安全地进行这项研究。” – 丽贝卡·莫里茨(Rebecca Moritz)

莫里茨说,联邦精选代理计划可以随时随地检查您,没有任何警告。最低限度,整个事情每三年都会动摇一次。

有许多潜在的危险 – 一瓶病毒被掉落;针刺;雪貂的咬合 – 但莫里茨相信安全措施和准则将防止任何灾难。

莫里茨说:“该机构和机构背后的许多人正在努力确保可以安全,安全地进行这项研究。”

尚无人类伤害,但潜力是真实的。

“大自然将继续这样做”

他们在海滩上死了。

2014年春季,另一种鸟流感H10N7横扫了北欧的港口海豹种群。从瑞典开始,该病毒向南和西部移动,穿过丹麦,德国和荷兰。据估计,整个印章人口中有10%被杀死。随着沿海的发展,该病毒的进化可以通过时间和空间进行追踪。自然选择推动了密封的功能收益突变,类似于H5N1的发展方式,以更好地在他的实验室中的雪貂之间跳跃 – 当时他的实验室被关闭了。

“我们在实验室里完成了工作,” Fouchier高度安全和安全。 “但是在荷兰的海滩上也发生了同样的事情。因此,您可以告诉我停止进行这项研究,但是大自然将继续一天,日复一日。”

批评家认为,从实验中获得的知识要么不存在或不值得冒险。 Fouchier认为,GOF实验是学习有关使流感病毒成为大流行候选者的关键信息的唯一方法。

Fouchier说:“如果这三个特征可能是由数百种突变组合引起的,那么这会增加这些事情在自然界中发生的风险。”

Fouchier说:“有了像流感一样至关重要的事情,我们需要调查我们所能做到的一切。”

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