Uvnitř riskantního netopýřího virového inženýrství, které spojuje Ameriku s Wuhanem

paní Tech | AP

V roce 2013 americký virolog Ralph Baric oslovil Zhengli Shi na schůzce. Baric byl špičkovým odborníkem na koronaviry se stovkami prací na svém kontě a Shi, spolu se svým týmem ve Wuhanském virologickém institutu, je objevovala hrstkou v netopýřích jeskyních. V jednom vzorku netopýřího guana Shi odhalila genom nového viru s názvem SHC014, který byl jedním ze dvou nejbližších příbuzných původního viru SARS, ale jejímu týmu se ho v laboratoři nepodařilo kultivovat.

Baric vyvinul způsob, jak tento problém obejít – techniku ​​reverzní genetiky u koronavirů. Nejen, že mu to umožnilo oživit skutečný virus z jeho genetického kódu, ale mohl smíchat a porovnat části více virů. Chtěl vzít spike gen z SHC014 a přesunout ho do genetické kopie viru SARS, který už měl ve své laboratoři. Hrotová molekula je to, co umožňuje koronaviru otevřít buňku a dostat se do ní. Výsledná chiméra by demonstrovala, zda se špička SHC014 připojí k lidským buňkám.

Pokud by to šlo, pak by mu to mohlo pomoci s jeho dlouhodobým projektem vývoje univerzálních léků a vakcín proti celému spektru virů podobných SARS, které stále více považoval za zdroje potenciálních pandemií. Vakcína proti SARS byla vyvinuta, ale neočekávalo se, že bude velmi účinná proti souvisejícím koronavirům, stejně jako očkování proti chřipce zřídka funguje proti novým kmenům. Chcete-li vyvinout univerzální vakcínu, která vyvolá protilátkovou odpověď proti celé škále virů podobných SARS, musíte imunitnímu systému ukázat koktejl špiček. SHC014 by mohl být jedním z nich.

Pokud budete studovat sto různých netopýřích virů, vaše štěstí může dojít.

-Ralph Baric, Univerzita v Severní Karolíně

Baric požádal Shi, jestli by mohl mít genetická data pro SHC014. Byla tak laskavá, že nám ty sekvence poslala téměř okamžitě, říká. Jeho tým zavedl virus upravený tímto kódem do myší a do Petriho misky s lidskými buňkami dýchacích cest. Jistě, chiméra vykazovala robustní replikaci v lidských buňkách – důkaz, že příroda byla plná koronavirů připravených skočit přímo k lidem.

Zatímco Baricova studie probíhala, National Institutes of Health oznámil, že dočasně zastaví financování pro získání funkčního výzkumu – experimentů, které činí již tak nebezpečné viry virulentnějšími nebo přenosnějšími – na SARS, MERS (který je také způsoben koronavirem), a chřipky, dokud nebude možné posoudit bezpečnost takového výzkumu. Oznámení zastavilo Baricovu práci.

Související příběh

Nikdo nemůže najít zvíře, které dalo lidem covid-19

Zde je váš průvodce hledáním původu koronaviru WHO a Číny.

Baric byl legendou v oboru, ale bez ohledu na to, kolik bezpečnostních opatření bylo přijato, vždy existuje šance, že nikdy předtím neviděný virus může uniknout a vyvolat propuknutí. Baric cítil, že extrémní opatření, která v laboratoři přijal, minimalizovala riziko a ve skutečnosti se jeho práce kategoricky lišila od vysoce rizikové práce s chřipkou, na kterou se NIH zaměřovala. Cítil také, že jeho výzkum je naléhavý: nové případy MERS, šířeného velbloudy, se již tehdy objevovaly na Blízkém východě. NIH nakonec souhlasila a mávla mu vpřed.

Jeho práce z roku 2015, Shluk cirkulujících netopýřích koronavirů podobný SARS, ukazuje potenciál pro lidský vznik, byla tour de force, využívající převratnou genetickou technologii, aby upozornila civilizovaný svět na hrozící nebezpečí na jeho periferii. Také to oživilo obavy z experimentů se ziskem funkce, o kterých Baric věděl, že to udělá. V novinách vysvětlil další opatření, která přijal, a zvedl výzkum jako testovací případ. Potenciál připravit se a zmírnit budoucí ohniska musí být zvážen s rizikem vytvoření nebezpečnějších patogenů, napsal. Vědecké kontrolní panely mohou považovat podobné studie vytvářející chimérické viry založené na cirkulujících kmenech za příliš riskantní.

NIH se rozhodla, že ten risk za to stojí. V potenciálně osudovém rozhodnutí financovala práci podobnou Baricově ve Wuhanském virologickém institutu, který brzy použil vlastní technologii reverzní genetiky k vytvoření četných koronavirových chimér.

Většina nepovšimnuta však byl klíčový rozdíl, který výrazně posunul výpočet rizika. Čínská práce byla provedena na úrovni biologické bezpečnosti 2 (BSL-2), což je mnohem nižší úroveň než Baricův BSL-3+.

Co způsobilo pandemii covid-19, zůstává nejisté a Shi říká, že její laboratoř se nikdy nesetkala s virem SARS-CoV-2 před vypuknutím Wuhanu. Ale nyní, když američtí úředníci řekli, že je třeba prošetřit možnost laboratorní nehody, pozornost padla na americké financování méně bezpečného výzkumu laboratoře ve Wu-chanu. Dnes sbor vědců, včetně Bariče, přichází s tím, že to byl chybný krok. I když neexistuje žádné spojení s covid-19, povolení práce na potenciálně nebezpečných netopýřích virech na BSL-2 je skutečným skandálem, říká Michael Lin, bioinženýr ze Stanfordské univerzity.

Doutnající obava, že USA financují riskantní výzkum v Číně, propukla v národní diskusi 11. května, když senátor Rand Paul obvinil Anthonyho Fauciho, dlouholetého ředitele Národního institutu pro alergie a infekční choroby NIH, z financování výzkumu supervirů v USA a udělal obrovskou chybu, když předal know-how Číně. Paul opakovaně konfrontoval Fauciho a požadoval, aby věděl, zda v té zemi financoval výzkum zisků z funkce. Fauci obvinění popřel a kategoricky prohlásil: NIH nikdy a ani nyní nefinancovala výzkum zisků z funkce ve Wuhanském virologickém institutu.

Během slyšení 11. května 2021 senátor Rand Paul konfrontoval Anthonyho Fauciho ohledně financování výzkumu netopýřích virů ze strany National Institutes of Health.

GREG NASH/POOL VIA AP

Popírání se opírá o konkrétní definici NIH toho, na co se moratorium vztahovalo: práce, která by záměrně posílila viry podobné SARS, MERS nebo chřipce – například – aby se snadněji šířily vzduchem. Čínský výzkum neměl konkrétní cíl učinit viry smrtelnějšími, a spíše než samotný SARS, použil blízké bratrance SARS, jejichž reálné riziko pro lidi bylo neznámé – ve skutečnosti bylo cílem výzkumu určit riziko. . Stejně jako když vyměníte část pokerové kombinace za čerstvé karty, nebylo možné zjistit, zda budou poslední chiméry silnější nebo slabší.

NIH stále plně nevysvětlilo své rozhodování a neodpovědělo na otázky. S odvoláním na probíhající vyšetřování odmítla zveřejnit kopie grantu, který poslal Wuhanskému institutu v letech 2014 až 2019 zhruba 600 000 dolarů. Odhalil také málo o svém novém Systém pro hodnocení rizik zisku z funkce, které provádí anonymní hodnotící panel, jehož jednání nejsou zveřejňována. Dokud nebude více slunečního světla, bude agentura bojovat proti spekulacím Paula a dalších, že to, co se stalo, je scénář, který Fauci sám nastínil v komentář z roku 2012 diskuse o výzkumu pandemických bakterií.

Jediným dopadem této práce je vytvoření nového, nepřirozeného rizika v laboratoři.“

Richard Ebright, Rutgers University

Zvažte tento hypotetický scénář, napsal Fauci. Důležitý experiment se ziskem funkce zahrnující virus se závažným pandemickým potenciálem provádějí zkušení vyšetřovatelé v dobře regulované laboratoři světové třídy, ale informace z experimentu pak využívá jiný vědec, který nemá stejné vzdělání. a zařízení a nepodléhá stejným předpisům. Co když se v nepravděpodobném, ale myslitelném obratu událostí tento vědec nakazí virem, což povede k propuknutí a nakonec vyvolá pandemii?

Budíček

Paulovo grilování Fauciho přineslo nový pohled na vztah mezi laboratoří Ralpha Barica v UNC a Zhengli Shi na WIV, přičemž některé příběhy vykreslovaly Barica jako sithského mistra SARS a Shi jako jeho vzestupného učedníka. Sdíleli zdroje – například Baric poslal transgenní myši s lidskými plicními receptory do Wuhanu. Ale po jejich počáteční spolupráci byla tato dvě centra spíše konkurenty. Závodili v identifikaci nebezpečných koronavirů, posouzení potenciální hrozby a vývoji protiopatření, jako jsou vakcíny.

Související příběh

Špičkoví vědci volají po skutečném vyšetření původu covid-19

Skupina prominentních biologů tvrdí, že musí existovat bezpečný prostor pro dotazování, zda koronavirus nevyšel z laboratoře.

Pro Baric začal tento výzkum koncem 90. let. Koronaviry byly tehdy považovány za nízkorizikové, ale Baricovy studie o genetice, která umožnila virům proniknout do lidských buněk, ho přesvědčily, že některé mohou být jen pár mutací od překonání druhové bariéry.

Tato domněnka se potvrdila v letech 2002–2003, kdy v jižní Číně vypukl SARS a nakazil 8 000 lidí. Jakkoli to bylo špatné, říká Baric, vyhnuli jsme se kulce SARS. Nemoc se nerozšířila z jedné osoby na druhou až asi den poté, co se začaly objevovat závažné symptomy, což usnadnilo návrat do karantény a sledování kontaktů. Při tomto vypuknutí zemřelo pouze 774 lidí, ale pokud by se přenesl tak snadno jako SARS-CoV-2, měli bychom pandemii s 10% úmrtností, říká Baric. Tak se lidstvo přiblížilo.

Jakkoli bylo lákavé odepsat SARS jako jednorázovou událost, v roce 2012 se objevil MERS a začal infikovat lidi na Blízkém východě. Pro mě osobně to byl budíček, že zvířecí nádrže musí mít mnohem, mnohem více kmenů, které jsou připraveny na mezidruhový pohyb, říká Baric.

V té době již Shiův tým objevil příklady takových nebezpečí, které strávily roky vzorkováním netopýrů v jižní Číně, aby zjistily původ SARS. Projekt byl součástí celosvětového úsilí o sledování virů, které vede americká nezisková organizace EcoHealth Alliance. Nezisková organizace – která má roční příjem přes 16 milionů dolarů, více než 90 % z vládních grantů – má svou kancelář v New Yorku, ale spolupracuje s místními výzkumnými skupinami v jiných zemích, aby prováděla terénní a laboratorní práce. WIV byl jeho korunovační klenot a Peter Daszak, prezident EcoHealth Alliance, byl spoluautorem se Shi na většině jejích klíčových dokumentů.

Odebráním tisíců vzorků z guana, fekálních výtěrů a netopýří tkáně a hledáním těchto vzorků po genetických sekvencích podobných SARS začal Shiův tým objevovat mnoho blízce příbuzných virů. V jeskyni v provincii Yunnan v roce 2011 nebo 2012 objevili dva nejbližší, které pojmenovali WIV1 a SHC014.

Shi se podařilo kultivovat WIV1 ve své laboratoři z fekálního vzorku a ukázat, že může přímo infikovat lidské buňky, což dokazuje, že viry podobné SARS, připravené přeskočit přímo z netopýrů na lidi, se již skrývají v přirozeném světě. To ukázalo, jak tvrdili Daszak a Shi, že netopýří koronaviry jsou podstatnou globální hrozbou. Vědci, říkali, je potřebovali najít a prostudovat, než našli nás.

Mnoho dalších virů nebylo možné vypěstovat, ale Baricův systém poskytl způsob, jak rychle otestovat jejich špičky tím, že z nich vytvořil podobné viry. Když se ukázalo, že chiméra, kterou vytvořil pomocí SHC014, je schopna infikovat lidské buňky v misce, Daszak řekl tisku, že tato odhalení by měla posunout tento virus z kandidátského objevujícího se patogenu do jasného a přítomného nebezpečí.

Pro ostatní to byl dokonalý příklad zbytečných nebezpečí vědy o zisku. Jediným dopadem této práce je vytvoření nového, nepřirozeného rizika v laboratoři, řekl Nature mikrobiolog z Rutgers Richard Ebright, dlouholetý kritik takového výzkumu.

Pro Bariče byla situace jemnější. Ačkoli jeho výtvor může být nebezpečnější než původní virus přizpůsobený myši, který použil jako páteř, stále byl ve srovnání se SARS slabý – rozhodně ne supervirus, jak by senátor Paul později navrhl.

Nakonec NIH tlumení nikdy nemělo zuby. Zahrnoval klauzuli udělující výjimky, pokud vedoucí finanční agentury rozhodne, že výzkum je naléhavě nezbytný pro ochranu veřejného zdraví nebo národní bezpečnosti. Nejen, že Baricovy studie mohly pokročit vpřed, ale také všechny studie, které žádaly o výjimky. Omezení financování byla v roce 2017 zrušena a nahrazena mírnějším systémem.

Obleky a respirátory Tyvek

Pokud NIH hledala vědce, který by regulátorům zpříjemnil výzkum zisku z funkce, Baric byl jasnou volbou. Celé roky trval na dalších bezpečnostních krocích a snažil se na ně poukázat ve svém dokumentu z roku 2015, jako by modeloval cestu vpřed.

The CDC uznává čtyři úrovně biologické bezpečnosti a doporučuje, které patogeny by měly být studovány na které úrovni. Úroveň biologické bezpečnosti 1 je pro organismy, které nejsou nebezpečné a nevyžaduje prakticky žádná preventivní opatření: podle potřeby noste laboratorní plášť a rukavice. BSL-2 je určen pro středně nebezpečné patogeny, které jsou již v oblasti endemické, a jsou indikovány relativně mírné zásahy: zavřete dveře, používejte ochranu očí, likvidujte odpadní materiály v autoklávu. BSL-3 je místo, kde se věci stávají vážnými. Je to pro patogeny, které mohou způsobit vážná onemocnění prostřednictvím respiračního přenosu, jako je chřipka a SARS, a související protokoly zahrnují více bariér k úniku. Laboratoře jsou zazděny dvěma sadami samouzavíracích, zamykacích dveří; vzduch je filtrován; personál používá kompletní OOP a masky N95 a je pod lékařským dohledem. BSL-4 je pro ty nejhorší z padouchů, jako je Ebola a Marburg: k arzenálu jsou přidány obleky za úplňku a speciální vzduchové systémy.

Neexistují žádné vymahatelné standardy toho, co byste měli a neměli dělat. Je to na jednotlivých zemích, institucích a vědcích.

Filippa Lentzos, King’s College London

V Baricově laboratoři byly chiméry studovány na BSL-3, vylepšené o další kroky, jako jsou obleky Tyvek, dvojité rukavice a respirátory s pohonem vzduchu pro všechny pracovníky. Místní týmy první odezvy se účastnily pravidelných cvičení s cílem zvýšit jejich obeznámenost s laboratoří. Všichni pracovníci byli sledováni kvůli infekcím a místní nemocnice měly zavedené postupy pro manipulaci s příchozími vědci. Bylo to pravděpodobně jedno z nejbezpečnějších zařízení BSL-3 na světě. To stále nestačilo zabránit hrstka chyb v průběhu let: některé vědce dokonce pokousaly myši přenášející virus. K žádné infekci ale nedošlo.

Zcela nové patogeny

V roce 2014 NIH udělila pětiletý grant ve výši 3,75 milionu USD organizaci EcoHealth Alliance na studium rizika, že se v Číně objeví více netopýrů přenášených koronavirů, a to za použití stejného druhu technik, které Baric propagoval. Část těchto prací měla být zadána Wuhanskému virologickému institutu.

Související příběh

Říkali tomu konspirační teorie. Ale Alina Chan tweetovala myšlenku, že virus pochází z laboratoře.

Udavačská vědkyně, která rozšířila teorii o úniku z laboratoře, plánuje změnit její jméno a zmizet, ale pouze po dohodě s knihou.

O dva roky později Daszak a Shi publikovali a papír hlásí, jak čínská laboratoř zkonstruovala různé verze WIV1 a testovala jejich infekčnost v lidských buňkách. List oznámil, že WIV vyvinula svůj vlastní systém reverzní genetiky po vzoru Američanů. Zahrnoval také znepokojivý detail: práce, která byla částečně financována grantem NIH, byla provedena v laboratoři BSL-2. To znamenalo, že stejné viry, které Daszak považoval za jasné a současné nebezpečí pro svět, byly studovány za podmínek, které podle Richarda Ebrighta odpovídaly úrovni biologické bezpečnosti americké zubní ordinace.

Ebright věří, že jedním z faktorů ve hře byly náklady a nepříjemnosti práce v podmínkách s vysokou kontaminací. Rozhodnutí čínské laboratoře pracovat v BSL-2, říká, by účinně zvýšilo míru pokroku, pokud by byly všechny ostatní stejné, faktorem 10 až 20 – obrovská výhoda.

Práce ve WIV skutečně postupovaly rychle. V roce 2017 Daszak a Shi následovali další studii, rovněž na BSL-2, která vylepšila Baricovu práci v Severní Karolíně. WIV pokračovala v odhalování desítek nových koronavirů podobných SARS v netopýřích jeskyních a oznámila, že s osmi z nich vytvořila chiméry spojením hrotů nových virů s šasi WIV1. Dva z nich se dobře replikovaly v lidských buňkách. Pro všechny účely to byly zcela nové patogeny.

Odhalení, že WIV pracovalo s viry podobnými SARS v podprůměrných bezpečnostních podmínkách, vedlo některé lidi k přehodnocení možnosti, že SARS-CoV-2 mohl vzniknout z nějakého typu laboratorního incidentu. To je podělané, virolog z Kolumbijské univerzity Ian Lipkin, který je spoluautorem klíčového článku, který tvrdí, že covid musel mít přirozený původ, řekl novináři Donald McNeil Jr. nemělo se to stát. Lidé by se neměli dívat na netopýří viry v laboratořích BSL-2. Můj pohled se změnil.

Ale WIV neporušovala žádná pravidla tím, že pracovala v BSL-2, říká Filippa Lentzosová, expertka na biologickou bezpečnost z King’s College London Neexistují žádné vymahatelné standardy toho, co byste měli a neměli dělat. Je to na jednotlivých zemích, institucích a vědcích. A v Číně říká, že závratný vzestup high-tech biologického výzkumu nebyl doprovázen ekvivalentním nárůstem dohledu.

V e-mailu Zhengli Shi uvedla, že dodržuje čínská pravidla, která jsou podobná těm v USA. Bezpečnostní požadavky jsou založeny na tom, jaký virus studujete. Protože u netopýřích virů jako WIV1 nebylo potvrzeno, že způsobují onemocnění u lidí, její výbor pro biologickou bezpečnost doporučil BSL-2 pro jejich konstrukci a testování a BSL-3 pro jakékoli experimenty na zvířatech.

V reakci na otázky ohledně rozhodnutí provést výzkum v podmínkách BSL-2 Peter Daszak předal prohlášení od EcoHealth Alliance, v němž se uvádí, že organizace musí dodržovat místní zákony zemí, ve kterých pracujeme, a že NIH určila, že výzkum byl nikoli zisk z funkce.

Výslech Číny

Neexistuje však žádný zákon proti použití přísnějšího zabezpečení laboratoře a podle Bariče si to tyto viry zaslouží. Nikdy bych netvrdil, že WIV1 nebo SHC014 by měly být studovány na BSL-2, protože mohou růst v primárních lidských buňkách, říká. S těmito viry je spojeno určité riziko. Nemáme ponětí, zda skutečně mohou způsobit vážné onemocnění u člověka, ale chcete se mýlit na straně opatrnosti ... Pokud budete studovat sto různých netopýřích virů, vaše štěstí může dojít.

Od začátku pandemie Barič neřekl mnoho o možném původu viru ani o svých čínských protějšcích. Při několika příležitostech však tiše poukázal na bezpečnostní obavy na WIV. V květnu 2020, kdy jen málo vědců bylo ochotných uvažovat o úniku z laboratoře na veřejnosti, publikoval papír uznává, že spekulace o náhodném úniku z laboratoře budou pravděpodobně přetrvávat, vzhledem k velkým sbírkám vzorků netopýřích viromů uložených v laboratořích ve Wuhanském virologickém institutu, blízkosti zařízení k časnému propuknutí a provozním postupům v zařízení. Označil Papír Daszaka a Shia BSL-2 pro případ, že by někdo nerozuměl tomu, co říká.

Ralph Baric z University of North Carolina se specializuje na genetické inženýrství koronavirů v rámci výzkumu vakcín a léků.

SLUŠNÉ FOTOGRAFIE

Národní institut zdraví také přehodnotil své vazby na wuhanskou laboratoř. V dubnu 2020 NIH ukončila svůj grant EcoHealth Alliance na výzkum netopýřích virů. V následný dopis 8. července Daszaku nabídla, že grant obnoví, ale pouze pokud EcoHealth Alliance dokáže rozptýlit její obavy, přičemž vzala na vědomí zprávy, že WIV prováděla výzkum ve svých zařízeních v Číně, což představuje vážné obavy o biologickou bezpečnost pro ostatní země. Dodal, že máme obavy, že WIV nesplnila bezpečnostní požadavky vyplývající z udělení ceny a že EcoHealth Alliance nesplnila své povinnosti monitorovat aktivity svého dílčího příjemce.

Genetický kód SARS-CoV-2 se nepodobá žádnému viru, o kterém bylo známo, že WIV kultivoval ve své laboratoři, jako je WIV1, a Baric říká, že stále věří, že nejpravděpodobnější příčinou je přirozené přelévání. Ale zná také složitá rizika práce natolik dobře, aby viděl možnou cestu k potížím. Proto se letos v květnu připojil k 17 dalším vědcům v dopise v časopise Science, v němž vyzýval k důkladnému prozkoumání laboratoře svého někdejšího spolupracovníka a jejích praktik. Chce vědět, jaké bariéry byly na místě, aby zabránily patogenu proklouznout do 13milionové populace Wu-chanu a možná i do světa.

Přiznejme si to: v guanu nebo ústních výtěrech, které se často shromažďují, budou neznámé viry. A pokud se pokoušíte kultivovat virus, budou vám na kultivační buňky vrženy nové kmeny, říká Baric. Některé vyrostou. Můžete získat rekombinanty, které jsou jedinečné. A pokud se to dělalo v BSL-2, pak jsou tu otázky, na které se chcete zeptat.

skrýt