Varför är ryktet om att ett nytt coronavirus föddes i ett labb fel?

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Du är själv konstgjord.

Studier av dödliga virus verkar ofta för riskabla för människor och tjänar som en källa till uppkomsten av konspirationsteorier. I denna mening var utbrottet av COVID-2019-pandemin inget undantag - det finns panikslagna rykten på webben om att coronaviruset som orsakade det odlades artificiellt och antingen med avsikt eller oavsiktligt släppt. I vårt material analyserar vi varför människor fortsätter att arbeta med farliga virus, hur detta händer och varför SARS - CoV - 2-viruset inte alls ser ut som en flykting från laboratoriet.

Mänskligt medvetande kan inte acceptera katastrof som en olycka. Vad som än händer - torka, skogsbrand, till och med ett meteoritfall - måste vi hitta någon anledning till vad som hände, något som hjälper till att svara på frågan: varför hände det nu, varför hände det oss och vad som behöver göras för att få det att hända hände inte igen?

Epidemier är inget undantag här, snarare, till och med regeln är att inte räkna konspirationsteorier kring hiv, folkloristernas arkiv är sprängfyllda med historier om infekterade nålar kvar i biografsätena, om infekterade pajer.

Biologisk Tjernobyl

Den nuvarande epidemin, som har gått in i bokstavligen varje hem, kräver också en rationell – det vill säga magisk – förklaring. Många människor behövde hitta en förståelig och helst löstagbar orsak, och den hittades nästan omedelbart: denna "biologiska Tjernobyl" provocerades av forskare och deras oansvariga experiment med virus.

Jag måste säga att när det "biologiska Tjernobyl" verkligen hände, såg det inte ut som den nuvarande coronavirus-pandemin. Detta hände i början av april 1979 i Sverdlovsk (dagens Jekaterinburg), där människor plötsligt började dö snabbt av en okänd sjukdom.

Sjukdomen visade sig vara mjältbrand, och dess källa var en anläggning för tillverkning av bakteriologiska vapen, där man enligt en version glömde att byta ut skyddsfiltret. Totalt 68 personer dog, och 66 av dem, som författarna till studien, publicerad av Sverdlovsk mjältbrandsutbrott 1979 i tidskriften Science 1994, fann, levde exakt i riktning mot frigivningen från militärstadens territorium 19.

Detta faktum, såväl som en ovanlig form av sjukdomen för mjältbrand - lung - lämnar lite utrymme för den officiella versionen att epidemin var förknippad med förorenat kött.

"Den drabbade staden stötte inte på någon sorts pesthybrid, inte blandad, utan mjältbrand av en speciell stam - en pinne med ett perforerat skal från en annan, streptomycinresistent stam B 29", skrev Death från ett provrör. Vad hände i Sverdlovsk i april 1979? en av forskarna i historien om denna olycka, Sergei Parfyonov.

Offren för denna olycka dog av speciellt utvecklade "militära" patogener utformade för snabba och massmord på människor.

Kan vi säga att något liknande händer nu, men i global skala? Kunde forskare ha skapat ett nytt, farligare konstgjort virus? Om så är fallet, hur och varför gjorde de det? Kan vi identifiera ursprunget till det nya coronaviruset? Kan vi anta att tusentals människor har dött på grund av ett misstag eller brott av biologer? Låt oss försöka lista ut det.

Fåglar, illrar och moratoriet

2011 sa två forskarlag under ledning av Ron Fouche och Yoshihiro Kawaoka att de hade lyckats modifiera fågelinfluensaviruset H5N1. Om den ursprungliga stammen kan överföras till ett däggdjur endast från en fågel, så skulle den modifierade stammen också kunna överföras bland däggdjur, nämligen illrar. Dessa djur valdes ut som modellorganismer eftersom deras svar på influensaviruset är närmast det hos människor.

Artiklar som beskriver resultaten av forskningen och som beskriver arbetsmetoderna skickades till tidskrifterna Science och Nature – men publicerades inte. Publiceringen stoppades på begäran av US National Science Commission on Biosafety, som ansåg att tekniken för att modifiera viruset kunde hamna i händerna på terrorister.

Idén om att göra det lättare för ett farligt virus som dödar 60 procent av sjuka fåglar att sprida sig till däggdjur har väckt het debatt i Benefits and Risks of Influenza Research: Lessons Learned och i det vetenskapliga samfundet.

Faktum är att det är mycket lättare för ett virus som har lärt sig att sprida sig i illrar att lära sig att sprida sig i människor om det "rymmer" från laboratoriet.

Resultatet av diskussionen blev ett frivilligt 60-månaders moratorium för forskning om detta ämne, som avbröts 2013 efter antagandet av nya regler.

Fouche och Kawaokas arbete publicerades så småningom av Airborne Transmission of Influenza A/H5N1 Virus Between Ferrets (även om några viktiga detaljer togs bort från artiklarna), och de visade tydligt att för att övergången ska spridas mellan däggdjur behöver viruset mycket lite och risken för sådan påfrestning i naturen är stor.

Under 2014, efter flera incidenter i amerikanska laboratorier, stoppade det amerikanska hälsodepartementet helt projekt relaterade till forskning om tre farliga patogener: influensaviruset H5N1, MERS och SARS. Ändå, under 2019, lyckades forskare komma överens EXKLUSIVT: Kontroversiella experiment som kan göra fågelinfluensan mer riskfylld redo att återuppta att en del av arbetet med att studera fågelinfluensan kommer fortfarande att fortsätta med förbättrade säkerhetsåtgärder.

Sådana försiktighetsåtgärder är inte ogrundade - det finns fall då virus "rymde" från civila laboratorier. Så, några månader efter slutet av SARS - CoV-epidemin 2003, insjuknade SARS Update-19 maj 2004 i lunginflammation, två studenter vid National Institute of Virology i Peking och ytterligare sju personer associerade med dem. Institutets SARS-laboratorium stängdes omedelbart, och alla offer isolerades, så att sjukdomen inte spred sig vidare.

In vitro-katastrof

Varför skulle vanliga civila forskare, inte militärer eller terrorister, riskera livet för miljontals människor genom att skapa potentiellt farliga virusstammar? Varför kan man inte begränsa sig till att forska i redan existerande virus, som också orsakar en hel del problem?

Kort sagt, forskare vill behärska metoden att förutsäga exakt hur en katastrof kan inträffa, och i förväg hitta ett sätt att stoppa den, eller åtminstone minska skadorna.

Uppkomsten av ett dödligt och lättspridande virus med outforskat beteende utgör ett hot mot människor. Om forskare och läkare förstår exakt hur omvandlingen av en potentiell patogen sker och i förväg känner till dess huvudsakliga egenskaper, blir det mycket lättare att motstå ett nytt gissel – eller förhindra det.

Många stora epidemier de senaste åren har förknippats med det faktum att ett virus som spridits bland djur, som ett resultat av evolutionen, fått förmågan att infektera människor och överföras från person till person.

Tidigare epidemier av fågelinfluensa och SARS och MERS-syndrom utlöstes av mänsklig kontakt med djur - värdar av virus: fåglar, civetter, enpuckelkameler. Trots det faktum att epidemin stoppades och viruset försvann från den mänskliga befolkningen, förblev det alltid i den naturliga reservoaren och kunde när som helst igen "hoppa" på en person.

Forskare har visat överföringen och utvecklingen av koronaviruset i Mellanöstern respiratoriskt syndrom i Saudiarabien: en beskrivande genomisk studie där viruset som provocerar MERS "hoppade" från sin huvudvärd, en enpuckelkamel, till en person mer än en gång, så att varje utbrott av sjukdomen var förknippat med en separat övergång och provoceras av oberoende mutationer av viruset.

Efter SARS - CoV SARS-epidemin 2003 publicerades många artiklar (t.ex. en, två och tre), vars huvudbudskap var att det finns en konstant "reservoar" av virus som liknar SARS - CoV i naturen. Deras värdar är huvudsakligen fladdermöss, och sannolikheten för att viruset "hoppar" från dem till människor är hög, så du bör vara beredd på en ny epidemi, sade Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus as a Agent of Emerging and Reemerging Infection i en recension publicerad ännu 2007.

I denna övergång spelar mellanvärdar en viktig roll, där viruset kan genomgå den nödvändiga anpassningen. I fallet med epidemin 2003 spelade civets denna roll. Först levde fladdermusviruset i dem utan att orsaka symtom, och först då - efter att ha anpassat sig - hoppade det till människor.

Detta var inte den enda potentiellt farliga stammen: 2007, i närheten av samma Wuhan, upptäckte forskare naturliga mutationer i den receptorbindande domänen av Spike Glycoprotein Bestäm reaktiviteten av korsneutralisering mellan Palm Civet Coronavirus och Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus av civet en stam av SARS - CoV-virus, som är mycket dålig att testa, men kan binda till receptorer i mänskliga celler.

2013 upptäcktes isoleringen och karakteriseringen av ett fladdermus-SARS-liknande coronavirus som använder ACE2-receptorn coronavirus i hästskofladdermöss, som kan använda inte bara sina egna ACE2-receptorer, utan också receptorerna från civets och människor för att komma in i celler. Detta ifrågasatte behovet av en mellanvärd.

Senare under 2018 visade forskare från Institute of Virology of Wuhan de serologiska bevisen för fladdermus-SARS-relaterad coronavirusinfektion hos människor, Kina att immunförsvaret hos vissa människor som bor nära grottor där fladdermöss lever redan är bekanta med SARS-liknande virus. Andelen sådana människor visade sig vara liten, men detta indikerar tydligt: virus "kontrollerar" regelbundet förmågan att bosätta sig i en person, och ibland lyckas de.

För att förutsäga hotet från en potentiell patogen måste du förstå exakt hur det kan förändras och vilka förändringar som räcker för att det ska bli farligt. Ofta räcker det inte med matematiska modeller eller studier av en redan tidigare epidemi för detta, utan experiment behövs.

Chimera coronavirus

Det är för att förstå hur farliga virusen som cirkulerar i fladdermuspopulationen är, 2015, med deltagande av samma laboratorium i Wuhan, visar ett SARS-liknande kluster av cirkulerande fladdermuskoronavirus potential för mänsklig uppkomst, ett chimärvirus, sammansatt från delar av två virus: laboratorieanalog av SARS - CoV och virus SL - SHC014, vanlig hos hästskofladdermöss.

SARS - CoV-viruset kom också till oss från fladdermöss, men med en mellanliggande "transplantation" i en civet. Forskarna ville veta hur mycket transplantationen behövdes och bestämma den patogena potentialen hos fladdermussläktingarna till SARS - CoV.

Den viktigaste rollen för huruvida ett virus kan infektera en viss värd spelas av S-proteinet, som fått sitt namn från det engelska ordet spike. Detta protein är det huvudsakliga instrumentet för viral aggression, det klamrar sig fast vid ACE2-receptorerna på ytan av värdceller och tillåter penetration in i cellen.

Sekvenserna för dessa proteiner i olika koronavirus är ganska olika och "justeras" under utvecklingens gång för kontakt med receptorerna hos deras speciella värd.

Således skiljer sig sekvenserna av S - proteiner i SARS - CoV och SL - SHC014 på nyckelställen, så forskarna ville ta reda på om detta förhindrar SL - SHC014-viruset från att spridas till människor. Forskare tog S - proteinet SL - SHC014 och infogade det i ett modellvirus som användes för att studera SARS - CoV i laboratoriet.

Det visade sig att det nya syntetiska viruset inte är sämre än det ursprungliga. Han kunde infektera laboratoriemöss, och samtidigt penetrera cellerna i mänskliga cellinjer.

Det betyder att virus som lever i fladdermöss redan bär på "detaljer" som kan hjälpa dem att spridas till människor.

Dessutom testade forskarna om vaccination av laboratoriemöss med SARS - CoV kan skydda dem från hybridviruset. Det visade sig inte, så även personer som har haft SARS - CoV kan vara försvarslösa mot en potentiell epidemi och gamla vacciner kommer inte att hjälpa.

Därför, i sina slutsatser, betonade författarna till artikeln behovet av att utveckla nya läkemedel, och senare tog bredspektrum antiviral GS-5734 hämmar både epidemiska och zoonotiska coronavirus i detta direkta deltagande.

Ett liknande omvänt experiment - transplantationen av en region av S - proteinet SARS - CoV till Bat - SCoV fladdermusviruset - utfördes av den syntetiska rekombinanta fladdermusen SARS - som coronaviruset är smittsamt i odlade celler och i möss ännu tidigare, 2008. I detta fall kunde syntetiska virus också föröka sig i mänskliga cellinjer.

Här är han?

Om forskare kan skapa nya virus, inklusive de potentiellt farliga för människor, dessutom, om de redan har experimenterat med coronavirus och skapat nya stammar, betyder det då att stammen som orsakade den nuvarande pandemin också gjordes på konstgjord väg?

Kan SARS - CoV - 2 helt enkelt ha "rymt" från laboratoriet? Det är känt att en sådan "flykt" ledde till ett litet utbrott av Kinas senaste SARS-utbrott har begränsats, men biosäkerhetsproblem kvarstår - Uppdatering 7 SARS 2003, efter slutet på den "huvudsakliga" epidemin. För att svara på denna fråga är det nödvändigt att förstå detaljerna i tekniken och förstå exakt hur modifierade virus görs.

Den huvudsakliga metoden är att sammanställa ett virus från delar av flera andra. Denna metod användes precis av gruppen Ralph Baric och ZhengLi-Li Shi, som skapade chimären som beskrivs ovan från "detaljerna" av SARS-CoV- och SL-SHC01-virusen.

Om genomet för ett sådant virus sekvenseras, kan du se blocken från vilka det byggdes - de kommer att likna regionerna i de ursprungliga virusen.

Det andra alternativet är att reproducera evolutionen i ett provrör. Forskare av fågelinfluensa följde denna väg och valde ut virus som var mer anpassade att föröka sig i illrar. Trots det faktum att en sådan variant av att erhålla nya virus är möjlig, kommer den slutliga stammen att förbli nära den ursprungliga.

Påfrestningen som orsakade dagens pandemi passar inte något av dessa alternativ. För det första har inte SARS - CoV - 2-genomet en sådan blockstruktur: skillnader från andra kända stammar är utspridda i genomet. Detta är ett av tecknen på naturlig evolution.

För det andra har inga insertioner liknande andra patogena virus hittats i detta genom heller.

Även om ett förtryck publicerades i februari, vars författarna påstås ha hittat HIV-insättningar i virusets genom, visade det sig vid närmare undersökning att HIV-1 inte bidrog till 2019-nCoV-genomet, att analysen utfördes felaktigt: dessa regioner är så små och inte specifika att de med samma framgång kan tillhöra ett stort antal organismer. Dessutom kan dessa regioner också hittas i arvsmassan hos vilda fladdermuskoronavirus. Som ett resultat drogs förtrycket tillbaka.

Om vi jämför genomet för chimär-coronaviruset som syntetiserades 2015, eller de två ursprungliga virusen för det med genomet från den pandemiska stammen SARS - CoV - 2, visar det sig att de skiljer sig med mer än fem tusen bokstavsnukleotider, vilket är ungefär en sjättedel av den totala längden av virusets genom, och detta är en mycket stor skillnad.

Därför finns det ingen anledning att tro att det moderna SARS - CoV - 2 är 2015 års version av det syntetiska viruset.

Vilda släktingar

En jämförelse av genomen av coronavirus visade att den närmaste kända släktingen till SARS - CoV - 2 är RaTG13-coronaviruset, som hittades i Rhinolophus affinis hästskofladdermus från Yunnan-provinsen 2013. De delar på 96 procent av arvsmassan.

Detta är mer än resten, men ändå kan RaTG13 inte kallas en mycket nära släkting till SARS-CoV-2 och att en stam förvandlades till en annan i laboratoriet.

Om vi jämför SARS - CoV, som orsakade epidemin 2003, och dess omedelbara förfader, ett civetvirus, visar det sig att deras genom skiljer sig bara åt med 202 nukleotider (0,02 procent). Skillnaden mellan en "vild" och en laboratoriehärledd influensavirusstam är mindre än ett dussin mutationer.

Mot denna bakgrund är avståndet mellan SARS - CoV - 2 och RaTG13 enormt - mer än 1 100 mutationer utspridda i genomet (3,8 procent).

Man kan anta att viruset har utvecklats under mycket lång tid inne i laboratoriet och fått så många mutationer under många år. I det här fallet kommer det verkligen att vara omöjligt att skilja ett laboratorievirus från ett vildt, eftersom de utvecklats enligt samma lagar.

Men sannolikheten för uppkomsten av ett sådant virus är extremt liten.

Under lagring försöker man hålla virus i vila - just så att de förblir i sin ursprungliga form, och resultaten av experiment på dem registreras i de regelbundet förekommande publikationerna från Wuhan Shi Zhengli Laboratory.

Det är mycket mer sannolikt att hitta den direkta förfadern till detta virus inte i laboratoriet, utan bland fladdermössens coronavirus och potentiella mellanvärdar. Som redan nämnts har civet redan hittats i Wuhan-regionen - bärare av potentiellt farliga virus, det finns andra möjliga vektorer. Deras virus är olika, men dåligt representerade i databaser.

Genom att lära oss mer om dem kommer vi med största sannolikhet att bättre förstå hur viruset kom till oss. Baserat på genomens genealogiska träd är alla kända SARS-CoV-2 ättlingar till samma virus som levde runt november 2019. Men exakt var hans nära förfäder bodde före de första fallen av COVID-19 vet vi inte.

Två specialområden

Trots det faktum att skillnader från andra kända coronavirus är utspridda i genomet av SARS - CoV - 2, drog forskarna slutsatsen att mutationer som är nyckeln till mänsklig infektion är koncentrerade i två regioner av genen som kodar för S - proteinet. Dessa två platser är också av naturligt ursprung.

Den första är ansvarig för korrekt bindning till ACE2-receptorn. Av de sex nyckelaminosyrorna i denna region sammanfaller inte mer än hälften av relaterade virala stammar, och den närmaste släktingen, RaTG13, har bara en. Patogeniciteten för människor av en stam med en sådan kombination har beskrivits för första gången, och en identisk kombination har hittills bara hittats i sekvensen av pangolin-coronaviruset.

Från det faktum att dessa nyckelaminosyror är desamma i pangolinviruset och hos människor, kan man inte dra slutsatsen att denna region har ett gemensamt ursprung. Detta kan vara ett exempel på parallell evolution, där virus eller andra organismer oberoende förvärvar liknande egenskaper.

Det mest kända exemplet på en sådan process är när bakterier oberoende förvärvar resistens mot samma antibiotikum. På liknande sätt kan viruset, som anpassar sig till livet i organismer med liknande ACE2-receptorer, utvecklas på liknande sätt.

Ett alternativt scenario för att erhålla en sådan bild, tvärtom, antar Pangolin-homologi associerad med 2019 - nCoV, att alla sex nyckelaminosyrorna fanns i den gemensamma förfadern till pangolinviruset, RaTG13 och SARS - CoV - 2, men var senare ersatt av andra i RaTG13.

Förutom mänskliga celler kan S - proteinet SARS - CoV - 2 möjligen receptorigenkännas av det nya coronaviruset från Wuhan: en analys baserad på decennium - långa strukturella studier av SARS Coronavirus för att känna igen ACE2-receptorerna hos andra djur, t.ex. som illrar, katter eller några apor, på grund av det faktum att molekylerna i dessa receptorer är identiska eller mycket lika människor på de platser där de interagerar med viruset. Detta betyder att virusets värdar inte nödvändigtvis är begränsade till människor, och han kan "träna" interaktion med liknande receptorer under lång tid medan han lever i ett annat djur. (Detta är ett teoretiskt antagande baserat på beräkningar - det finns inga bevis för att viruset skulle kunna överföras via husdjur som katter och hundar.)

Kan dessa aminosyror ha satts in på konstgjord väg?

Det är känt från tidigare forskning att S-protein är mycket varierande. Denna variant av sex aminosyror är inte den enda som kan lära viruset att klänga fast vid mänskliga celler, och dessutom, vilket framgår av Receptor Recognition av det nya Coronaviruset från Wuhan: en analys baserad på decennium – långa strukturella studier av SARS Coronavirus i ett av de senaste verken, inte idealiskt ur synvinkeln av virusets "skadlighet".

Som beskrivits ovan har sekvenserna av S-proteiner som kan binda till ACE2-receptorer varit kända sedan länge, och artificiell "förbättring" av viruset med hjälp av denna tidigare okända aminosyrasekvens - dessutom inte optimal - verkar osannolik.

Den andra egenskapen hos SARS - CoV - 2 S - protein (bortsett från de sex aminosyrorna) är hur det skärs. För att viruset ska komma in i cellen måste S-proteinet skäras på en viss plats av cellens enzymer. Alla andra släktingar, inklusive virus från fladdermöss, pangoliner och människor, har bara en aminosyra i snittet, medan SARS - CoV - 2 har fyra.

Hur denna tillsats påverkade dess förmåga att spridas till människor och andra arter är ännu inte klart. Det är känt att en liknande naturlig omvandling av snittplatsen i fågelinfluensa avsevärt har utökat utbudet av dess värdar för det proximala ursprunget av SARS - CoV - 2. Det finns dock inga studier som skulle bekräfta att detta är sant för SARS - CoV - 2.

Det finns alltså ingen anledning att tro att SARS - CoV - 2-viruset är av artificiellt ursprung. Vi känner inte till dess nära nog och samtidigt välstuderade släktingar som skulle kunna ligga till grund för syntesen, forskare hittade inte heller några insättningar i dess genom från tidigare studerade patogener. Emellertid är dess genom organiserat på ett sätt som överensstämmer med vår förståelse av den naturliga utvecklingen av dessa virus.

Det är möjligt att komma på ett besvärligt system av förhållanden under vilka detta virus fortfarande skulle kunna fly från forskare, men förutsättningarna för detta är minimala. Samtidigt har sannolikheten för att en ny farlig stam av coronavirus dyker upp från naturliga källor i den vetenskapliga litteraturen under det senaste decenniet regelbundet bedömts som mycket hög. Och SARS - CoV - 2, som orsakade pandemin, är exakt i linje med dessa förutsägelser.

Coronavirus. Antal infekterade:

243 050 862

i världen

8 131 164

i Ryssland Visa karta