Miks on vale kuuldus, et laboris aretati uus koronaviirus?

Surmavate viiruste uurimine tundub inimestele sageli liiga riskantne ja on vandenõuteooriate tekkimise allikas. Selles mõttes polnud COVID-2019 pandeemia puhkemine erand - veebis ilmuvad pidevalt paanilised kuulujutud. et selle põhjustanud koronaviirus kasvatati kunstlikult ja kas tahtlikult või järelevalve läbi, vabastati aastal sära. Oma materjalis analüüsime, miks inimesed jätkavad töötamist ohtlike viirustega, kuidas see juhtub ja miks SARS - CoV - 2 viirus ei sarnane sugugi laborist põgenikule.

Inimteadvus ei saa katastroofi aktsepteerida õnnetusena. Mis iganes juhtub - põud, metsatulekahju, isegi meteoriidi langus - peame leidma toimunule mingi põhjuse, midagi, mis aitab vastata küsimusele: miks see juhtus nüüd, miks see juhtus meiega ja mida on vaja teha, et seda ei juhtuks jälle?

Epideemiad pole siin erandiks, pigem on isegi reegel, et vandenõuteooriaid ei loeta HIVFolkloristide arhiivides on täis kinosaalidesse maha jäänud saastunud nõelu, nakatunud pirukaid.

"Bioloogiline Tšernobõli"

Praegune epideemia, mis on tunginud sõna otseses mõttes igasse koju, nõuab ka ratsionaalset - see tähendab maagilist - selgitust. Paljud inimesed pidid leidma arusaadava ja eelistatavalt eemaldatava põhjuse ning see leiti peaaegu kohe: selle "bioloogilise Tšernobõli" provotseerisid teadlased ja nende vastutustundetud katsed viirused.

Pean ütlema, et kui "bioloogiline Tšernobõli" tõesti juhtus, ei tundunud see siiski praeguse koronaviiruse pandeemia moodi. See juhtus 1979. aasta aprilli alguses Sverdlovskis (praegune Jekaterinburg), kus inimesed hakkasid tundmatusse haigusse äkki kiiresti surema.

Haigus osutus siberi katku tekkeks ja selle allikaks oli bakterioloogiliste relvade tootmise taim, kus ühe versiooni kohaselt unustati kaitsefilter välja vahetada. Kokku suri 68 inimest, neist 66, nagu uuringu autorid avaldasidSverdlovski siberi katku puhang 1979. aastal ajakirjas Science 1994. aastal elas täpselt sõjaväelinnaku territooriumilt väljutamise suunas 19.

See asjaolu, samuti siberi katku jaoks ebatavaline haigusvorm - kopsu - jätab vähe ruumi ametlikule versioonile, et epideemia oli seotud saastunud lihaga.

"Mõjutatud linn seisis silmitsi mitte mingisuguse katku hübriidiga, mitte segatud, vaid eripäraga tüvi - perforeeritud membraaniga pulgaga teisest streptomütsiinile resistentsest tüvest B 29 ", - kirjutasSurm katseklaasist. Mis juhtus Sverdlovskis aprillis 1979? üks selle õnnetuse ajaloo uurijatest Sergei Parfjonov.

Selle õnnetuse ohvrid surid spetsiaalselt välja töötatud "sõjaliste" patogeenide tõttu, mis olid mõeldud inimeste kiireks ja massiliseks mõrvamiseks.

Kas võime öelda, et midagi sarnast toimub praegu, kuid kogu maailmas? Kas teadlased oleksid võinud luua uue, ohtlikuma kunstliku viiruse? Kui jah, siis kuidas ja miks nad seda tegid? Kas suudame tuvastada uue päritolu koroonaviirus? Kas võime eeldada, et tuhanded inimesed on surnud bioloogide eksimuse või kuritegevuse tõttu? Proovime sellest aru saada.

Linnud, tuhkrud ja moratoorium

2011. aastal ütlesid kaks uurimisrühma Ron Fouche ja Yoshihiro Kawaoka juhtimisel, et neil on õnnestunud H5N1 linnugripiviirust modifitseerida. Kui algse tüve saab imetajale edastada ainult linnult, siis modifitseeritud võib levida ka imetajate, nimelt tuhkrute seas. Need loomad valiti näidisorganismideks, kuna nende reaktsioon gripiviirusele on kõige lähedasem inimeste omale.

Artiklid, milles kirjeldati uurimistöö tulemusi ja töömeetodeid, saadeti ajakirjadesse Science and Nature - kuid neid ei avaldatud. Väljaanne peatati USA riikliku bioohutuse teaduskomisjoni palvel, kes leidis, et viiruse modifitseerimise tehnoloogia võib sattuda terroristide kätte.

Idee muuta 60 protsenti haigetest lindudest surmava ohtliku viiruse levik imetajatele lihtsamaks on tekitanud tuliseid vaidlusiGripiuuringute eelised ja riskid: õpitud õppetunnid ja teadusringkondades.

Fakt on see, et tuhkrutel levima õppinud viirusel on palju lihtsam õppida inimestel levima, kui ta laborist "põgeneb".

Arutelu tulemuseks oli vabatahtlik 60-kuuline moratoorium selle teema uurimiseks, mis tühistati 2013. aastal pärast uute määruste vastuvõtmist.

Lõpuks avaldati Fouche ja Kawaoka teosedGripi A / H5N1 viiruse ülekandmine õhus tuhkrute vahel (kuigi artiklitest eemaldati mõned põhidetailid) ja need näitasid seda selgelt ülemineku jaoks viirus vajab imetajate vahel levimiseks väga vähe ja sellise tüve oht looduses suurepärane.

2014. aastal, pärast mitmeid juhtumeid Ameerika laborites, USA tervishoiuministeerium - täielikult peatatud projektid, mis on seotud kolme ohtliku patogeeni uurimisega: gripiviirus H5N1, MERS ja SARS. Sellest hoolimata õnnestus teadlastel 2019. aastal kokku leppidaEKSKLUSIIVNE: Vastuolulised katsed, mis võivad muuta linnugripi riskantsemaks ja jätkamiseks valmis see osa linnugripi uurimisega seotud tööst jätkub siiski tõhustatud ohutusmeetmetega.

Sellised ettevaatusabinõud pole alusetud - on juhtumeid, kui viirused "põgenesid" tsiviillaboritest. Mõni kuu pärast SARS - CoV epideemia lõppu 2003. aastal haigestusid nad kopsupõletikkuSARS-i värskendus - 19. mai 2004 kaks Pekingi Riikliku Viroloogiainstituudi üliõpilast ja veel seitse nendega seotud inimest. Instituudi SARSi labor suleti kohe ja kõik ohvrid eraldati, nii et haigus ei levinud edasi.

Katastroof in vitro

Miks riskiksid tavalised tsiviilteadlased, mitte sõjaväelased ega terroristid, potentsiaalselt ohtlike viirusetüvede tekitamise teel miljonite inimeste eludega? Miks ei saa me piirduda juba olemasolevate viiruste uurimisega, mis samuti tekitavad palju probleeme?

Lühidalt öeldes soovivad teadlased omandada meetodi, kuidas ennustada täpselt, kuidas katastroof võib tekkida, ning eelnevalt leida viis selle peatamiseks või vähemalt kahjude vähendamiseks.

Uurimata käitumisega surmava ja kergesti leviva viiruse tekkimine kujutab endast ohtu inimestele. Kui teadlased ja arstid mõistavad täpselt, kuidas potentsiaalse patogeeni transformatsioon toimub, ja eelnevalt teada selle põhiomadusi, uuele ebaõnnele vastu seismine või selle ärahoidmine muutub märkimisväärselt lihtsam.

Palju viimaste aastate suuremaid epideemiaid on seostatud asjaoluga, et loomade seas levinud viirus omandas evolutsiooni tulemusena võime inimesi nakatada ja inimeselt inimesele levida.

Varasemad linnugripi epideemiad ning SARS ja MERS sündroomid põhjustasid inimeste kokkupuuted loomadega - viiruste peremeestega: linnud, civetsid, ühe küüruga kaamelid. Hoolimata asjaolust, et epideemia peatati ja viirus inimpopulatsioonilt kadus, püsis see alati looduslikus veehoidlas ja võis igal hetkel uuesti inimese peale “hüpata”.

Teadlased on demonstreerinudLähis-Ida respiratoorse sündroomi koronaviiruse levik ja areng Saudi Araabias: kirjeldav genoomiline uuringet MERS-i provotseeriv viirus "hüppas" oma peamiselt peremehelt - ühe küüruga kaamelilt - rohkem kui ühele inimesele korda, nii et iga haiguse puhang oli seotud eraldi üleminekuga ja provotseeris sõltumatute mutatsioonidega viirus.

Pärast 2003. aasta SARS - CoV SARS epideemiat on avaldatud palju artikleid (nt. aeg, kaks ja kolm), mille peamine sõnum oli, et looduses on pidev SARS-i sarnaste viiruste reservuaar - CoV. Nende peremehed on peamiselt nahkhiired ja tõenäosus, et viirus "hüppab" neist inimesteni, on suur, seega peaksite olema valmis uueks epideemiaks, öeldiRaske äge respiratoorne sündroom Koronaviirus uue ja korduva infektsiooni tekitajana aastal avaldatud ülevaates.

Selles üleminekus mängivad olulist rolli vahepealsed peremehed, milles viirus võib läbida vajaliku kohanemise. 2003. aasta epideemia puhul mängisid seda rolli tsivilid. Alguses elas nahkhiireviirus neis sümptomeid tekitamata ja hüppas alles siis - pärast kohanemist - inimeste juurde.

See polnud ainus potentsiaalselt ohtlik tüvi: 2007. aastal avastasid sama Wuhani ümbruses teadlasedLooduslikud mutatsioonid spike-glükoproteiini retseptoriga seonduvas piirkonnas määravad ristseutraliseerimise reaktsioonivõime peopesasibet-koroonaviiruse ja raske ägeda respiratoorse sündroomi koronaviiruse vahel civets - SARS-CoV tüve sõsarviiruse kandjad, mis on testimiseks väga halb, kuid võivad seonduda inimrakkude retseptoritega.

2013. aastal leiti hobuseraua nahkhiiredACE2 retseptorit kasutava nahkhiire SARS-tüüpi koronaviiruse eraldamine ja iseloomustamine koronaviirus, mis on võimeline rakkudesse sisenemiseks kasutama lisaks omaenda ACE2 retseptoritele ka tsibeti ja inimese retseptoreid. See seadis kahtluse alla vahehosti vajaduse.

Hiljem 2018. aastal näitasid Wuhani viroloogiainstituudi teadlasedNahkhiirte SARSiga seotud koroonaviiruse nakkuse seroloogilised tõendid inimestel, Hiinaset mõne nahkhiirte koobaste läheduses elava inimese immuunsüsteem tunneb juba SARS-i sarnaseid viirusi. Selliste inimeste osakaal osutus väikeseks, kuid see näitab selgelt: viirused "kontrollivad" regulaarselt inimese sisseelamise võimet ja mõnikord õnnestub see.

Potentsiaalse patogeeni ohu ennustamiseks peate mõistma, kuidas see võib muutuda ja millised muudatused on piisavad, et see muutuks ohtlikuks. Sageli ei piisa matemaatilistest mudelitest või juba möödunud epideemia uuringutest, vaja on katseid.

Kimera koronaviirus

Selle eesmärk oli mõista, kui ohtlikud on nahkhiirte populatsioonis ringlevad viirused 2015. aastal sama Wuhani labori osalusel.SARS-i sarnane ringlevate nahkhiirte koroonaviiruste klaster näitab inimeste tekkimise potentsiaali kimäärviirus, mis on kokku pandud kahe viiruse osadest: SARS - CoV laborianaloog ja hobuseraua nahkhiirtel tavaline viirus SL - SHC014.

SARS - CoV viirus tuli meile ka nahkhiirtelt, kuid vahepealse "siirdamisega" tsibetis. Teadlased soovisid teada, kui palju siirdamist on vaja, ja teha kindlaks SARS - CoV nahkhiirte sugulaste patogeenne potentsiaal.

Kõige olulisemat rolli selles, kas viirus võib konkreetse peremeesorganismi nakatada, mängib S-valk, mis on oma nime saanud ingliskeelse sõna spike ("thorn") järgi. See valk on viirusliku agressiooni peamine vahend, see klammerdub peremeesrakkude pinnal olevate ACE2 retseptorite külge ja võimaldab rakku tungida.

Nende valkude järjestused erinevates koronaviirustes on üsna erinevad ja neid evolutsiooni käigus "kohandatakse" kontakti saamiseks nende konkreetse peremeesorganismi retseptoritega.

Seega erinevad SAR - CoV ja SL - SHC014 S - valkude järjestused võtmepunktides, mistõttu soovisid teadlased välja selgitada, kas see takistab SL - SHC014 viiruse levikut inimestele. Teadlased on võtnud S-valgu SL-SHC014 ja sisestanud selle mudelviirusesse, mida kasutatakse laboris SARS-CoV uurimiseks.

Selgus, et uus sünteetiline viirus ei jää algsele alla. Ta võib nakatada laborihiiri ja tungida samal ajal inimese rakuliinide rakkudesse.

See tähendab, et nahkhiirtes elavatel viirustel on juba "detaile", mis võivad aidata inimestel levida.

Lisaks testisid teadlased, kas laborihiirte vaktsineerimine SARS-CoV-ga võib neid hübriidviiruse eest kaitsta. Selgus, et mitte, nii et isegi SARS-i põdenud inimesed võivad potentsiaali vastu kaitseta olla epideemia ja vanad vaktsiinid ei aita.

Seetõttu rõhutasid artikli autorid oma järeldustes uute ravimite väljatöötamise vajadust ja võtsid need hiljem omaksLaia toimespektriga viirusevastane GS-5734 pärsib nii epideemilisi kui ka zoonootilisi koronaviiruseid otsene osalemine selles.

Viidi läbi sarnane pöördkatse - S-valgu SARS - CoV piirkonna siirdamine nahkhiireviirusele Bat - SCoV.Sünteetiline rekombinantne nahkhiire SARS-i sarnane koronaviirus on nakatunud kultiveeritud rakkudes ja hiirtel veelgi varem, 2008. aastal. Sel juhul suutsid sünteetilised viirused paljuneda ka inimese rakuliinides.

Siin ta on?

Kui teadlased suudavad luua uusi, ka inimestele potentsiaalselt ohtlikke viirusi, kui nad on juba katsetanud koroonaviirusega ja tekitasid uusi tüvesid, siis kas see tähendab, et ka praeguse pandeemia põhjustanud tüvi tehti kunstlikult?

Kas SARS - CoV - 2 oleks saanud laborist lihtsalt "põgeneda"? On teada, et see "põgenemine" tõi kaasa väikese haiguspuhanguHiina viimane SARS-i puhang on olnud ohjes, kuid bioohutusega seotud probleemid püsivad - värskendus 7 SARS 2003. aastal, pärast "peamise" epideemia lõppu. Sellele küsimusele vastamiseks peate mõistma tehnoloogia üksikasju ja mõistma täpselt, kuidas modifitseeritud viirusi tehakse.

Peamine meetod on ühe viiruse kokkupanek mitme teise osast. Seda meetodit kasutas just Ralph Baricu ja ZhengLi-Li Shi rühm, kes lõi ülalkirjeldatud kimääri SARS-CoV ja SL-SHC01 viiruste "üksikasjadest".

Kui sekveneerisite sellise viiruse genoomi, siis näete plokke, millest see ehitati - need sarnanevad algsete viiruste piirkondadega.

Teine võimalus on reprodutseerida katseklaasis evolutsioon. Linnugripi teadlased läksid seda rada valides viirused, mis olid tuhkrute paljunemiseks paremini kohandatud. Hoolimata asjaolust, et selline viiruste saamise variant on võimalik, jääb lõplik tüvi algse lähedale.

Kes põhjustas tänase pandeemia tüvi ei sobi ühegi loetletud võimalusega. Esiteks ei ole SARS - CoV - 2 genoomil sellist plokistruktuuri: erinevused teistest teadaolevatest tüvedest on hajutatud kogu genoomi. See on üks loodusliku evolutsiooni märke.

Teiseks ei ole ka selles genoomis leitud teiste patogeensete viirustega sarnaseid insertsioone.

Ehkki veebruaris ilmus eelprint, mille autorid väidetavalt leidsid viiruse genoomist HIV sisestusi, selgus lähemal uurimiselHIV - 1 ei aidanud kaasa nCoV 2019 genoomileet analüüs viidi läbi valesti: need piirkonnad on nii väikesed ja mitte spetsiifilised, et võivad sama hästi kuuluda tohutule hulgale organismidele. Lisaks võib neid piirkondi leida ka looduslike nahkhiirte koroonaviiruste genoomidest. Selle tulemusel võeti eeltrükk tagasi.

Kui võrrelda 2015. aastal sünteesitud kimäärse koronaviiruse genoomi või selle kahte algset viirust pandeemilise tüve SARS - CoV - 2 genoomiga, selgub, et need erinevad enam kui viie tuhande tähenukleotiidi võrra - see on umbes kuuendik viiruse genoomi kogupikkusest ja see on väga suur lahknevus.

Seetõttu pole põhjust arvata, et kaasaegne SARS - CoV - 2 on sünteetilise viiruse 2015. aasta versioon.

Metsikud sugulased

Koronaviiruste genoomide võrdlus näitas, et SARSi - CoV - 2 lähim teadaolev sugulane on RaTG13 koronaviirus leiti 2013. aastal Yunnani hobuseraua nahkhiirelt Rhinolophus affinis aasta. Nad jagavad 96 protsenti genoomist.

See on rohkem kui teised, kuid sellegipoolest ei saa nimetada RaTG13 SARS-i väga lähedaseks sugulaseks - CoV-2 ja väita, et laboris muudeti üks tüvi teiseks.

Kui võrrelda 2003. aasta epideemia põhjustanud SARS-CoV-d ja selle otsest esivanemat, tsiviidi viirust, selgub, et nende genoomid erinevad vaid 202 nukleotiidi (0,02 protsenti) võrra. "Metsiku" ja laborist saadud viirusetüve erinevus gripp vähem kui tosin mutatsiooni.

Selle taustal on SARS-CoV-2 ja RaTG13 vaheline kaugus tohutu - üle 1100 mutatsiooni on levinud kogu genoomis (3,8 protsenti).

Võib arvata, et viirus arenes laboris väga kaua ja omandas paljude aastate jooksul nii palju mutatsioone. Sel juhul on tõesti võimatu eristada laboriviirust metsikust, kuna need arenesid samade seaduste järgi.

Kuid sellise viiruse tõenäosus on äärmiselt väike.

Ladustamise ajal proovitakse viiruseid puhata - täpselt nii, et need püsiksid algsel kujul ja nendega tehtud katsete tulemused on registreeritud Wuhan Shi labori regulaarselt ilmuvates väljaannetes Zhengli.

Palju tõenäolisem on, et selle viiruse otsene esivanem leitakse mitte laborist, vaid nahkhiirte ja võimalike vahepealsete peremeesorganismide koroonaviiruste hulgast. Nagu juba mainitud, on Wuhani piirkonnast juba leitud tsivette - potentsiaalselt ohtlike viiruste kandjaid, on ka teisi võimalikke vektoreid. Nende viirused on mitmekesised, kuid andmebaasides vähe esindatud.

Nende kohta rohkem teada saades suudame suure tõenäosusega paremini mõista, kuidas viirus meieni jõudis. Genoomide sugupuu põhjal on kõik teadaolevad SARS-CoV-2 sama viiruse järeltulijad, kes elasid umbes 2019. aasta novembris. Kuid kus täpselt tema lähedased esivanemad enne COVID-19 esimesi juhtumeid elasid, me ei tea.

Kaks eriala

Hoolimata asjaolust, et erinevused teistest teadaolevatest koronaviirustest levivad kogu genoomis SARS-CoV-2, jõudsid teadlased järeldusele, et inimese nakatumise peamised mutatsioonid on koondunud S-valku kodeeriva geeni kahte piirkonda. Need kaks asukohta on ka looduslikku päritolu.

Esimene neist vastutab korraliku seondumise eest ACE2 retseptoriga. Selle piirkonna kuuest peamisest aminohappest on seotud viirusetüvedel üle poole sama ja lähimal sugulasel RaTG13 ainult üks. Sellise kombinatsiooniga tüve patogeensust inimese jaoks on kirjeldatud esimest korda ja identset kombinatsiooni on seni leitud ainult pangoliini koronaviiruse järjestusest.

Sellest, et need peamised aminohapped on pangoloviiruses ja inimestel ühesugused, ei saa järeldada, et sellel piirkonnal oleks ühine päritolu. See võib olla näide paralleelsest evolutsioonist, kui viirused või muud organismid omandavad iseseisvalt sarnased tunnused.

Kuulsaim näide sellisest protsessist on see, kui bakterid omandavad üksteisest sõltumatult resistentsuse sama antibiootikumi suhtes. Samamoodi võib viirus, kohanedes eluga sarnaste ACE2 retseptoritega organismides, areneda sarnasel viisil.

Alternatiivne stsenaarium sellise pildi saamiseks hõlmab vastupidi2019. aastaga seotud Pangolini homoloogia - nCoVet kõik kuus peamist aminohapet olid pangolini viiruse ühises esivanemas RaTG13 ja SARS - CoV - 2, kuid asendati hiljem RaTG13 teistega.

Lisaks inimrakkudele on võimalik ka S - valgu SARS - CoV - 2Retseptorite tuvastamine Wuhani uudse koronaviiruse poolt: kümnendil põhinev analüüs - SARS-i koronaviiruse pikad struktuuriuuringud ära tunda teiste loomade, näiteks tuhkrute, kasside või mõnede ahvide ACE2 retseptoreid nende retseptorite molekulid on inimestega suhtlemise kohtades identsed või väga sarnased viirus. See tähendab, et viiruse peremeeste ulatus ei pruugi piirduda inimesega ja ta võiks pikka aega teises loomas elades “treenida” suhtlemist sarnaste retseptoritega. (See on arvutustel põhinev teoreetiline oletus - pole tõendeid selle kohta, et viirus võiks levida koduloomade, näiteks kasside ja koerte kaudu.)

SARS - CoV - 2 S - valgu (lisaks nendele kuuele aminohappele) teine ​​omadus on selle lõikamine. Viiruse rakku sisenemiseks tuleb S-valk raku ensüümide abil teatud kohas lõigata. Kõik teised sugulased, sealhulgas viirused nahkhiired, pangoliinid ja inimesed, lõik on ainult üks aminohape, samal ajal kui SARS - CoV - 2 on neli.

Kuidas see lisaaine mõjutas inimese ja teiste liikide levikut, pole veel selge. On teada, et linnugripi sisselõikekoha sarnane looduslik muundumine laienes märkimisväärseltSARSi proksimaalne päritolu - CoV - 2 selle omanike ring. Kuid puuduvad uuringud, mis kinnitaksid, et see kehtib ka SARS - CoV - 2 kohta.

Seega pole põhjust arvata, et SARS - CoV - 2 viirus on kunstlikku päritolu. Me ei tea tema piisavalt lähedasi ja samas hästi uuritud sugulasi, kes võiksid Sünteesi aluseks ei ole teadlastel ka varem uuritud patogeenide lisandeid selle genoomi avastatud. Kuid selle genoom on korraldatud viisil, mis vastab meie arusaamale nende viiruste loomulikust arengust.

On võimalik välja mõelda tülikas tingimuste süsteem, kus see viirus võiks ikkagi teadlaste eest põgeneda, kuid selle eeldused on minimaalsed. Samal ajal on viimase kümnendi teaduskirjanduses looduslikest allikatest uue ohtliku koroonaviiruse tüve tekkimise tõenäosust hinnatud regulaarselt väga suureks. Ja pandeemia põhjustanud SARS - CoV - 2 sobib täpselt nende prognoosidega.