Исследования по приобретению функции ( исследования GoF или GoFR ) — это медицинские исследования , которые генетически изменяют организм таким образом, что это может улучшить биологические функции генных продуктов . Это может включать измененный патогенез , трансмиссивность или диапазон хозяев , т. е. типы хозяев, которых может инфицировать микроорганизм . Это исследование направлено на выявление целей для лучшего прогнозирования возникающих инфекционных заболеваний и разработки вакцин и терапевтических средств . Например, грипп B может инфицировать только людей и морских котиков. [1] Введение мутации , которая позволила бы гриппу B инфицировать кроликов в контролируемой лабораторной ситуации, будет считаться экспериментом по приобретению функции, поскольку ранее вирус не имел этой функции. [2] [3] Этот тип эксперимента затем может помочь выявить, какие части генома вируса соответствуют видам, которые он может инфицировать, что позволит создать противовирусные препараты, которые блокируют эту функцию. [3]
В вирусологии исследования по приобретению функции обычно используются с целью лучшего понимания текущих и будущих пандемий . [4] При разработке вакцин исследования по приобретению функции проводятся в надежде получить преимущество в отношении вируса и иметь возможность разработать вакцину или терапевтическое средство до его появления. [4] Термин «приобретение функции» иногда применяется более узко для обозначения «исследований, которые могут позволить потенциальному патогену пандемического происхождения размножаться быстрее или причинять больше вреда людям или другим близкородственным млекопитающим». [5] [6]
Некоторые формы исследований по приобретению функции (в частности, работа, которая включает определенные избранные патогены-агенты) несут в себе неотъемлемые риски биобезопасности и биозащиты и, таким образом, также называются исследованиями двойного назначения, вызывающими озабоченность (DURC) . [7] Чтобы смягчить эти риски, одновременно позволяя получать выгоды от таких исследований, различные правительства постановили, что эксперименты DURC должны регулироваться под дополнительным надзором со стороны учреждений (так называемых институциональных комитетов «DURC») [8] и государственных агентств (таких как консультативный комитет по рекомбинантной ДНК NIH). [9] [10] [11] Зеркальный подход можно увидеть в Координационной группе по двойному использованию Европейского союза (DUCG). [12] [13] [14]
Важно отметить, что нормативные акты как в Соединенных Штатах , так и в Европейском союзе требуют, чтобы по крайней мере один неаффилированный член общественности был «активным участником» процесса надзора. [15] [16] [17] [18] В научном сообществе состоялись серьезные дебаты о том, как оценивать риски и пользу исследований по приобретению функции, как публиковать такие исследования ответственно и как вовлекать общественность в открытый и честный обзор. [19] [20] [7] [21] В январе 2020 года Национальный научный консультативный совет по биобезопасности созвал группу экспертов для пересмотра правил исследований по приобретению функции и обеспечения большей ясности в том, как такие эксперименты одобряются и когда они должны быть раскрыты общественности. [22] [23]
В начале 2011 года две группы исследовали, как вирусы гриппа, специфичные для птиц, могли бы переходить и вызывать пандемии у людей: одну возглавлял Ёсихиро Каваока из Университета Висконсин-Мэдисон в Мэдисоне, штат Висконсин, а другую возглавлял Рон Фушье из Медицинского центра Университета Эразма в Нидерландах. [24] [25] Обе группы последовательно пассировали птичий грипп H5N1 у хорьков, вручную перенося вирус от одного хорька к другому, пока он не стал способен распространяться через респираторные капли . Обычно специфичный для птиц вирус, посредством репликации с течением времени в легких хорьков, принял несколько аминокислотных изменений, которые позволили ему реплицироваться в легких млекопитающих, которые заметно холоднее, чем у птиц. [26] [27] Это небольшое изменение также позволило вирусу передаваться через капли в воздухе, образующиеся при кашле или чихании хорьков. [24]
Сторонники экспериментов Каваоки и Фушье ссылались на несколько преимуществ: они ответили на вопрос о том, как вирус, подобный H5N1, мог передаваться воздушно-капельным путем людям, позволили другим исследователям разработать вакцины и терапевтические средства, которые специально нацелены на эти изменения аминокислот, [28] [29] [30] а также продемонстрировали, что существует связь между заразностью птичьих вирусов и летальностью: хотя вирус стал более заразным, он также стал значительно менее смертоносным. [25] [31] [32] Различные критики исследования (включая членов Конгресса) отреагировали на публикации с тревогой. Другие назвали эксперименты «спроектированным концом света». [33] Другие ученые, включая Марка Липсича из Школы общественного здравоохранения им. Т. Х. Чана при Гарвардском университете, подняли вопросы об относительных рисках и преимуществах этого исследования. [34]
На международной технической консультации, созванной ВОЗ, был сделан вывод о том, что эта работа является важным вкладом в надзор за вирусами H5N1 в сфере общественного здравоохранения и в лучшее понимание свойств этих вирусов, но что необходимы более широкие глобальные обсуждения. Консультативный совет Европейской академии наук (EASAC) пришел к выводу, что в нескольких странах ЕС действуют все необходимые законы, правила, положения и кодексы поведения для продолжения этой работы ответственно. В США, где ранее правила были менее строгими, чем в ЕС, была запущена новая государственная политика и механизм обзора для «Ухода и надзора за потенциальными пандемическими патогенами» (P3CO).
В мае 2013 года группа под руководством Хуаланя Чена , директора Китайской национальной референтной лаборатории по птичьему гриппу , опубликовала несколько экспериментов, которые они провели в лаборатории BSL3+ Харбинского ветеринарного научно-исследовательского института , исследуя, что произойдет, если вирус H1N1 2009 года, циркулирующий среди людей, заразит ту же клетку, что и вирус птичьего гриппа H5N1. [35] Важно отметить, что эксперименты были проведены до того, как большая часть сообщества вирусологов согласилась на паузу в исследованиях по H5N1. [36] [37] Они использовали эти эксперименты, чтобы определить, что определенные гены, если они будут реассортированы в таком сценарии двойной инфекции в дикой природе, позволят легче передавать вирус H5N1 млекопитающим (в частности, морским свинкам в качестве модельного организма для видов грызунов), доказывая, что определенные сельскохозяйственные сценарии несут в себе риск перехода H5N1 в млекопитающих. Как и в экспериментах Фушье и Каваоки, описанных выше, вирусы в этом исследовании также были значительно менее смертоносными после модификации. [37] [38]
Критики исследования группы Чена 2013 года (включая Саймона Уэйна-Хобсона из Института Пастера и бывшего президента Королевского общества Роберта Мэя ) осудили это как небезопасный эксперимент, который был ненужным для доказательства предполагаемых выводов, назвав работу Чена «ужасно безответственной», а также вызвав обеспокоенность по поводу биологической безопасности самой лаборатории. [38] Другие (включая директора Центра сотрудничества ВОЗ по гриппу в Токио Масато Таширо) похвалили лабораторию Чена как «современную». Джереми Фаррар , директор отдела клинических исследований Оксфордского университета в Хошимине, охарактеризовал работу как «замечательную» и сказал, что она продемонстрировала «весьма реальную угрозу», которую представляет «продолжающаяся циркуляция штаммов H5N1 в Азии и Египте». [36]
В препринте исследователей Бостонского университета , опубликованном 14 октября 2022 года, описаны их эксперименты по сплайсингу белка шипа SARS-CoV-2 BA.1 Omicron в предковый вариант SARS-CoV-2, выделенный в первые дни пандемии, что создало новую химерную версию вируса. Все шесть мышей, подвергшихся воздействию предкового варианта, погибли; восемь из десяти мышей, подвергшихся воздействию химерного варианта, погибли; и ни одна из десяти мышей, подвергшихся воздействию Omicron, не погибла. Это говорит о том, что «мутации вне шипа являются основными детерминантами ослабленной патогенности Omicron 209 у мышей K18-hACE2». Согласно препринту, работа была поддержана грантами различных отделений NIH. (Однако позднее NIH отрицал финансирование экспериментов. Позже исследователи заявили, что NIH не финансировал эксперименты напрямую.) [39] [40] 17 октября Daily Mail опубликовала заголовок «Бостонский университет СОЗДАЕТ новый штамм COVID, который имеет 80% уровень смертности — отголосок опасных экспериментов, которые, как опасались, стали причиной пандемии». (Позже заголовок был помечен как «часть усилий Facebook по борьбе с ложными новостями и дезинформацией». PolitiFact отметил, что теория «утечки из лаборатории» была недоказанной, а также заявил, что «ссылка на цифру 80% сама по себе упускает ключевой контекст, в том числе то, что полученный штамм был менее смертельным, чем исходный, который убил 100% мышей. Эксперты говорят, что такого рода исследования не являются чем-то необычным, и эксперимент проводился в соответствии с принятыми процедурами безопасности».) [41] Все исследования, финансируемые NIH, которые могут сделать COVID более вирулентным или заразным, должны пройти дополнительную проверку на предмет приобретения функции. Критики утверждали, что, поскольку химера могла объединить высокую трансмиссивность Омикрона с летальностью предкового штамма, эксперимент должен был пройти дополнительную проверку. Исследователи отрицают, что исследование финансировалось NIH, а также отрицают, что эксперимент изначально квалифицировался как приобретение функции. [39] [42]
В научном сообществе прошли значительные дебаты о том, как оценивать риск-выгоду исследований по приобретению функции и как вовлекать общественность в обсуждения по вопросам разработки политики. Эти проблемы охватывают биобезопасность , связанную со случайным высвобождением патогена в популяцию, биозащиту, связанную с преднамеренным высвобождением патогена в популяцию, и биоэтику , принципы управления биорисками и процедуры обзора исследований. [3]
В декабре 2014 года Национальный исследовательский совет и Институт медицины организовали двухдневный симпозиум для обсуждения потенциальных рисков и преимуществ исследований с получением функции. В мероприятии приняли участие ученые со всего мира, в том числе Джордж Гао , Габриэль Леунг и Майкл Сельгелид , Барух Фишхофф , Альта Чаро , Харви Файнберг , Джонатан Морено , Ральф Цицерон , Маргарет Гамбург , Джо Хандельсман , Сэмюэл Стэнли , Кеннет Бернс , Ральф Барик , Роберт Лэмб , Силья Вёнеки , Кейджи Фукуда , Дэвид Релман и Марк Липсич . [43] Вскоре после этого правительство США предоставило исключения из моратория GoFR 7 из 18 исследовательских проектов, которые были затронуты. [44]
10–11 марта 2016 года Национальная академия наук, инженерии и медицины провела свой второй публичный симпозиум для обсуждения потенциальной политики правительства США по надзору за исследованиями в области приобретения функции (GOF). Симпозиум был проведен по просьбе правительства США с целью предоставить механизм для вовлечения сообщества специалистов в области естественных наук и широкой общественности и получения отзывов об оптимальных подходах для обеспечения эффективного федерального надзора за исследованиями в области GOF в рамках более широкого совещательного процесса правительства США. [45]
Рабочая группа Кембриджа была сформирована эпидемиологом из Гарварда Марком Липсичем с коллегами-учеными на встрече, состоявшейся в Кембридже, штат Массачусетс, после «триады» инцидентов биологической безопасности с участием CDC , включая случайное воздействие жизнеспособной сибирской язвы на персонал в кампусе CDC в Ройбале, [46] [47] обнаружение шести флаконов, содержащих жизнеспособную оспу 1950-х годов, маркированных как Variola, но в коробке с другими образцами, плохо маркированными, в кампусе FDA в Уайт-Оук, [48] и случайная отправка флаконов с H9N2, зараженных H5N1, из лаборатории CDC в лабораторию USDA. [49]
14 июля 2014 года группа опубликовала Заявление о консенсусе, авторами которого стали 18 членов-основателей, включая Амира Аттарана , Барри Блума , Артуро Касадеваля , Ричарда Х. Эбрайта , Элисон Гальвани , Эдварда Хаммонда, Томаса Инглсби , Майкла Остерхолма , Дэвида Релмана , Ричарда Робертса , Марселя Салате и Силью Вёнеки . С момента его первоначальной публикации более 300 учёных, академиков и врачей добавили свои подписи. [50] [51]
В заявлении предлагается остановить все работы, связанные с потенциальными пандемическими патогенами, до тех пор, пока не будет проведена количественная и объективная оценка рисков. Затем утверждается, что вместо этого следует использовать альтернативные подходы, не связанные с такими рисками. [50] [52] [53]
Группа занималась общественной пропагандой, повлияв на решение правительства США в декабре 2014 года приостановить финансирование исследований, которые могли бы создать определенные типы новых потенциальных пандемических патогенов. [54]
Вскоре после того, как Кембриджская рабочая группа опубликовала свое заявление о позиции, 37 подписавших создали организацию «Ученые за науку», заняв альтернативную позицию, согласно которой «биомедицинские исследования потенциально опасных патогенов могут проводиться безопасно и имеют важное значение для всестороннего понимания патогенеза микробных заболеваний, профилактики и лечения». [55] С момента публикации заявление SfS получило более 200 подписей от работающих ученых, преподавателей и специалистов по биологической безопасности. [56]
Один из основателей группы, вирусолог из Питтсбургского университета В. Пол Дюпрекс , утверждал ( около 2014 г. ), что недавние несколько событий были исключениями из общей хорошей истории лабораторной безопасности, и что эти исключения не должны были быть причиной для прекращения экспериментов, которые могли бы принести ощутимую пользу общественному здравоохранению. [57] Он и другие подписавшие SfS утверждали, что эти патогены уже подлежат обширным правилам и что было бы более выгодно и эффективно сосредоточиться на улучшении лабораторной безопасности и надзора, гарантируя, что эксперименты проводятся в общественных интересах. [58] [59]
Известными подписавшимися являются Констанс Сепко , Диксон Деспоммье , Эрика Оллманн Сапфир , Джеффри Смит , Карла Киркегаард , Шон Уилан , Винсент Раканиелло и Ёсихиро Каваока . Вирусолог Колумбийского университета Ян Липкин , подписавший оба заявления, сказал, что «должно быть общее мнение о том, что следует сделать». [60]
Основатели обеих групп опубликовали ряд писем, в которых подробно излагались их обсуждения и точки зрения. [59] Однако все авторы согласились, что необходимо больше просвещения общественности и открытое обсуждение рисков и выгод. Некоторые также написали, что сенсационные заголовки и фрейминг текущего процесса как «дебатов» с «противоположными сторонами» негативно повлияли на процесс, в то время как реальность гораздо более коллегиальна. [59]
Международные перспективы и участие в политике и регулировании исследований в области приобретения функции различаются в зависимости от страны и региона. Из-за потенциального влияния на мировое сообщество в целом этическая приемлемость таких экспериментов зависит от того, в какой степени они приняты на международном уровне. [61] В 2010 году Всемирная организация здравоохранения разработала необязательный руководящий документ для DURC, обобщив позиции многих разных стран как «самоуправляющихся», а других как строго следующих надзору на основе Международных медико-санитарных правил, Конвенции о биологическом и токсинном оружии (КБТО) и Системы безопасности биологических исследований Центра международных исследований в области безопасности. В документе также рекомендовалось вышеупомянутое в качестве потенциальных ресурсов для стран по разработке собственной политики и процедур для DURC. [62] [63] [64]
Научный консультативный совет Европейской академии наук сформировал рабочую группу для изучения вопросов, поднятых исследованиями по приобретению функций, и для выработки рекомендаций по управлению такими исследованиями и их результатами. [10] Была изучена возможность разработки общих подходов между Соединенными Штатами и Европой. [65]
В мае 2014 года Немецкий национальный этический совет представил Бундестагу доклад о предлагаемом руководстве по управлению GoFR. [66] В докладе содержался призыв к принятию национального законодательства о DURC. По состоянию на май 2021 года правительство Германии не приняло одобренное законодательство. [67] NEC также предложил национальный кодекс поведения для исследователей, чтобы дать согласие, одобрив, какие эксперименты квалифицируются как неправомерное поведение, а какие нет, на основе основополагающих принципов общественной пользы. [68] Немецкий исследовательский фонд и Немецкая национальная академия наук выступили с совместным предложением расширить роль существующих комитетов по этике исследований, чтобы также оценивать предложения DURC. [69]
С 2014 по 2017 год Управление по политике в области науки и технологий Белого дома и Министерство здравоохранения и социальных служб ввели мораторий на исследования по приобретению функций и приостановили финансирование любых исследований двойного назначения в отношении конкретных потенциальных пандемических патогенов ( гриппа , MERS и SARS ), в то время как нормативная среда и процесс рассмотрения были пересмотрены и пересмотрены. [54] В соответствии с мораторием любая лаборатория, проводившая такие исследования, поставила бы под угрозу свое будущее финансирование (для любого проекта, а не только указанных патогенов). [70] [71] [72] [73] NIH заявил, что мораторий затронул 18 исследований. [74]
Мораторий был ответом на инциденты с биологической безопасностью в лабораториях , которые произошли в 2014 году, включая ненадлежащую инактивацию образцов сибирской язвы , [75] обнаружение нерегистрируемых образцов оспы , [76] и введение курице неправильного штамма гриппа . [77] Эти инциденты не были связаны с исследованиями по приобретению функций. Одной из целей моратория было сокращение работы с опасными патогенами во всех лабораториях до тех пор, пока процедуры безопасности не будут оценены и улучшены.
Впоследствии Национальный консультативный совет по науке по биобезопасности (NSABB) и Национальный исследовательский совет (NRC) созвали симпозиумы и экспертные группы . [78] В мае 2016 года [5] NSABB опубликовал «Рекомендации по оценке и надзору за предлагаемыми исследованиями по приобретению функций». [79] 9 января 2017 года HHS опубликовал «Рекомендуемое политическое руководство по разработке ведомственными органами механизмов обзора для ухода и надзора за потенциальными пандемическими патогенами» (P3CO). [5] В этом отчете излагается, как следует регулировать, финансировать, хранить и исследовать «потенциальные пандемические патогены», чтобы минимизировать угрозы общественному здоровью и безопасности.
19 декабря 2017 года NIH снял мораторий, поскольку исследования в области приобретения функций были признаны «важными для помощи нам в выявлении, понимании и разработке стратегий и эффективных мер противодействия быстро эволюционирующим патогенам, представляющим угрозу общественному здоровью ». [80]
Во время пандемии COVID-19 возник ряд спекулятивных теорий о происхождении вируса SARS-CoV-2 и связей с исследованиями по приобретению функции . [81] [82] [83] [84] В январе 2021 года вирусолог из Университета Саскачевана Анджела Расмуссен написала, что одна из версий информации ссылалась на предыдущие работы по приобретению функции коронавирусов, чтобы пропагандировать идею о том, что вирус имеет лабораторное происхождение. Расмуссен заявила, что это маловероятно из-за пристального внимания и государственного надзора, которому подвергается GoFR, и маловероятно, что исследования труднодоступных коронавирусов могут происходить незаметно. [85]
На слушаниях в Конгрессе 11 мая 2021 года о роли Энтони Фаучи в качестве главного медицинского советника канцелярии президента США сенатор Рэнд Пол заявил, что «США сотрудничают с Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии , делясь открытиями о том, как создавать супервирусы. Это исследование по приобретению функции финансировалось NIH». Фаучи ответил: «При всем уважении, вы целиком и полностью неправы... NIH никогда не финансирует и не финансирует сейчас исследования по приобретению функции, [проводимые] в Уханьском институте вирусологии». [86] Группа проверки фактов Washington Post позже оценила заявления Пола как содержащие «значительные упущения и/или преувеличения». [86] [87] Финансирование NIH для EcoHealth Alliance и позднее субподряда для Уханьского института вирусологии не было направлено на поддержку экспериментов по приобретению функций, а вместо этого на обеспечение сбора образцов летучих мышей в дикой природе. [86] [88] Представитель EcoHealth Alliance Роберт Кесслер также категорически отверг обвинение. [86]
The Washington Post также процитировала особое мнение эксперта по биобезопасности из Ратгерского университета Ричарда Эбрайта о показаниях Фаучи, продемонстрировав, что существуют разногласия относительно того, что квалифицируется как исследование «приобретения функции». Эбрайт утверждал, что эксперименты, проведенные в рамках гранта EcoHealth, «соответствуют определению исследования по приобретению функции, вызывающего озабоченность в соответствии с Паузой 2014 года ». [86] Молекулярный биолог Массачусетского технологического института Алина Чан утверждает, что эти эксперименты не были бы затронуты мораторием 2014 года, поскольку эксперименты включали «естественно встречающиеся вирусы», добавив, что мораторий «не имел зубов». [89]
Однако совсем недавно заместитель директора NIH Ричард Табак [90] разъяснил в показаниях Конгрессу 16 мая 2024 года, что NIH действительно финансировал «общие» исследования по приобретению функции в Уханьском институте вирусологии. [91] На вопрос, финансировал ли NIH исследования по приобретению функции в WIH, Табак ответил: «Это зависит от вашего определения исследований по приобретению функции. Если вы говорите об общем термине, да, мы финансировали, потому что — но это исследование, общий термин используется во многих лабораториях по всей стране, он не регулируется, и причина, по которой он не регулируется, заключается в том, что он не представляет вреда или угрозы никому». Табак не разъяснил, что такое «общие» исследования по приобретению функции или чем они отличаются от обычных исследований по приобретению функции, поэтому неясно, в какой степени эти показания отличаются от предыдущих заявлений NIH, которые утверждали, что NIH вообще не финансировал никаких исследований по приобретению функции.
Несколько ученых критиковали правила GoFR правительства США как имеющие серьезные недостатки (особенно в отношении финансирования NIH предложения гранта EcoHealth Alliance). Эбрайт заметил, что этот процесс не применяется ко всем экспериментам, которые замешаны в политике правительства, в то время как вирусологи Дэвид Релман и Анджела Расмуссен указали на тревожное отсутствие прозрачности со стороны надзорных групп. [92]
Есть несколько событий, которые сошлись в довольно необычном сближении», — говорит Пол Дюпрекс, микробиолог из Бостонского университета. Он рассматривает недавние сообщения о лабораторных ошибках как исключения — они не означают, что следует закрывать фундаментальную науку, которая необходима для защиты общественного здоровья, говорит он. «Эти вирусы существуют. Они вызывают болезни; они убили много-много людей в прошлом», — говорит Дюпрекс. «Мы приносим их в лабораторию, чтобы работать с ними.
В знак признания этой потребности значительные ресурсы были инвестированы по всему миру в строительство и эксплуатацию объектов BSL-3 и BSL-4, а также в снижение риска различными способами, включая нормативные требования, проектирование объектов и обучение. Обеспечение того, чтобы эти объекты работали безопасно и были эффективно укомплектованы персоналом, чтобы риск был сведен к минимуму, является нашей важнейшей линией защиты, в отличие от ограничения типов проводимых экспериментов.
теорий заговора распространяют дезинформацию о том, что вирус не заразен, является результатом лабораторных манипуляций или создан для получения прибыли путем распространения новых вакцин... Сторонники теорий заговора будут постоянно искать «научные доказательства» для защиты своих утверждений о том, что SARS-CoV-2 является вирусом, созданным человеком, как, например, в случае с отозванной статьей о ВИЧ-1 bioRxiv.