Вирусы в лаборатории
Медицинский научно-исследовательский институт инфекционных заболеваний армии США (USAMRIID) в Fort Detrick, штат Мэриленд, работает с некоторыми из самых опасных патогенных микроорганизмов в мире, включая вирус Эбола и оспу. Таким образом, как минимум тревожным сообщением было то, что в начале этого месяца Центры по контролю и профилактике заболеваний временно прекратили исследования в USAMRIID, в которых участвовали «избранные возбудители инфекций», включая Эбола. CDC обнаружили, что в лаборатории отсутствовала периодическая повторная сертификация персонала, работающего над биоконтролем, не говоря уже о проблемах с обеззараживанием сточных вод. Результатом были утечки - хотя, как любезно сообщил представитель USAMRIID в интервью New York Times, по крайней мере, ни одна из утечек не вышла за пределы лаборатории.
Инцидент в USAMRIID стал очередным происшествием в списке серьезных проблем безопасности, с которыми лишь недавно столкнулись исследовательские лаборатории, работающие с патогенами. В 2014 году издание USA Today сообщило, что в самом Центре контроля заболеваний 75 работников могли подвергнуться воздействию живых бактерий сибирской язвы после того, как потенциально заразные образцы были отправлены в лаборатории, где отсутствовало защитное оборудование для их обработки. Согласно государственной статистике, в период с 2004 по 2010 год было зарегистрировано более 700 случаев потери или утечки «отдельных возбудителей и токсинов» из лабораторий США, а в 11 случаях работники лабораторий заразились бактериальными или грибковыми инфекциями.
Случайная инфекция и даже смерть среди лаборантов - профессиональная опасность работы с вирулентными патогенами, которая может настигнуть сотрудников даже тех в лабораториях, которые принимают самые строгие меры предосторожности. Но этот риск экспоненциально возрастает, когда лаборатории работают с патогенными микроорганизмами, потенциально более опасными, чем все, что встречается в природе, - потому что сами ученые именно такими их и сделали.
В 2010 и 2011 годах лаборатории под руководством Йошихиро Каваока в Университете Висконсин-Мэдисон и Рона Фушье из Медицинского центра Эразма в Нидерландах независимо друг от друга объявили, что им с помощью генной инженерии удалось сделать смертельно опасный вирус птичьего гриппа H5N1 более трансмиссибельным, то есть более заразным. С 1997 года, с момента первого случая передачи от домашней птицы к людям распространения в Гонконге, H5N1 заразил и убил сотни человек во время внезапных вспышек, происходивших преимущественно в Азии. Коэффициент смертности вируса составляет примерно 60% среди подтвержденных случаев, но, к счастью, H5N1 почти никогда не передается от человека к человеку. Почти каждый случай заражения происходит из-за тесного контакта с зараженной птицей.
Эксперты, тем не менее, обеспокоены тем, что H5N1 может мутировать и обрести способность легко передаваться от человека к человеку, что может привести к пандемии катастрофических масштабов. До недавнего времени ученым оставалось лишь ждать и смотреть, что сможет сотворить природа. Но биотехнология предложила новую стратегию, которая называется «мутации приобретения функции». В своей лаборатории Каваока ввел мутации в ген гемагглютинина вируса H5N1 - H в H5N1 - и объединил его с семью генами из высокопередаваемого, но не очень смертельного вируса гриппа H1N1 2009 года. Фушье и его команда взяли существующий вирус H5N1 в Индонезии и использовали обратную генетику, чтобы внедрить мутации, которые, как показали предыдущие исследования, сделали штаммы H5N1 более эффективными при заражении человека.
В обоих случаях модифицированные вирусы гриппа H5N1 могли распространяться среди лабораторных хорьков, что является признаком того, что они также могут передаваться от одного человека к другому, а значит, H5N1 с определенным набором мутаций действительно имел пандемический потенциал. Но, выполняя эксперименты, Каваока и Фушье разработали измененные вирусы гриппа, которые потенциально взяли худшее из обоих миров: вирулентность птичьего гриппа и заразность человеческого. В результате Национальный научный консультативный совет по биобезопасности впервые обратился к научным журналам с просьбой воздержаться от публикации полных деталей эксперимента, чтобы потенциальные террористы не использовали эту информацию в качестве образца при создании биологического оружия. После некоторых пересмотров обе статьи были в конечном итоге опубликованы в журналах Science и Nature, но научное сообщество в более широком смысле разделилось на две фракции: первая придерживалась мнения, что информация всегда должна быть открытой, а вторая опасалась, что ее можно будет неправильно использовать. В 2014 году министерство здравоохранения и социальных служб США наложило мораторий на одно из исследований приобретенных мутаций, пока регулирующие органы пытались разобраться в ситуации.
Гарвардский эпидемиолог Марк Липсич говорит, что эти эксперименты не должны были проводиться. «Неужели наука настолько увлекательна и важна, чтобы оправдать такой риск? - сказал он. - Ответ - нет». Каваока, Фушье и другие уважаемые ученые явно с ним не согласились.
Но Липсич и Том Инглсби из Центра безопасности здоровья имени Джона Хопкинса продвинулись дальше, используя безопасность лаборатории в качестве координационного центра. В 2014 году они приняли участие в исследовании, оценивающем вероятность того, что гибридный грипп может случайно заразить работника лаборатории и оттуда распространиться по всему миру. Основываясь на прошлой статистике биобезопасности, они обнаружили, что каждый год работы с гибридным гриппом имел вероятность возникновения пандемии от 0,01 до 0,1%. Хотя невозможно сказать, какой будет смертность при пандемии гибридного гриппа, давайте предположим, что модифицированный H5N1, как и его дикий родич, убил бы 3 из каждых 5 заболевших. Если бы около одной трети населения планеты было инфицировано новым, гораздо более заразным вирусом - что вполне логично, поскольку иммунитета ни у кого бы не было, - в результате могли бы погибнуть 1,4 миллиарда человек.
«Это действительно большой риск, - говорит Липсич. - И вы хотите рискнуть и подвергнуть планету пусть и действительно очень-очень маловероятному, но ужасному риску?»
Видимо, да. В 2017 году Национальные институты здравоохранения отменили мораторий на исследования в области приобретенной мутации, одновременно введя новые правила в отношении работы и ограничив ее несколькими лабораториями с наивысшим уровнем биоконтроля. И поэтому в начале 2019 года и Каваока, и Фушье после правительственной проверки получили разрешение на возобновление своих исследований эффективности гриппа, хотя это стало известно общественности только благодаря расследованию, проведенному Science. «Мы рады, что правительство Соединенных Штатов взвесило риски и преимущества… и разработало новые механизмы надзора, - сказал Каваока. - Мы знаем, что это рискованно. Мы также считаем, что эта важная работа поможет защитить здоровье людей».
И Каваока, и Фушье - очень уважаемые ученые с многолетним опытом работы со смертельными патогенами, включая H5N1. Ранее в этом году министерство здравоохранения и социальных служб разработало дополнительные протоколы для исследований в отношении таких «мутировавших потенциальных пандемических патогенов», в которые будет включен конкретный обзор биобезопасности. Тем не менее, как показывают проблемы с утечками, возникшие в USAMRIID и других лабораториях с высокой степенью защищенности, ошибки случаются даже в самых надежных условиях. Тот факт, что вирусы, с которыми они работают, были усовершенствованы целенаправленно, означает, что последствия любой погрешности будут гораздо серьезнее. И нет никакой гарантии, что лучшие исследователи, выполняющие такую работу, добьются одинаковых достижений.
Новые биотехнологические инструменты позволяют ученым программировать код жизни и тем самым творить чудеса. Но слишком мало внимания уделяется возможности того, что при этом они непреднамеренно создадут маловероятные, но смертельно опасные экзистенциальные риски. Достаточно будет одной ошибки.