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首席形象设计由Ana Kova。

“我有兴趣,”Ron Fouchier,Ron Fouchier说,他的富人荷兰语重点英语“,”少数事情可以杀死大型动物和人类。“

这是鹿特丹的深夜,因为黑暗慢慢地覆盖了我们的Skype对话。

这种迷恋使银发病毒学家能够冒险冒险进入争议的功能性突变研究 - 由科学家们努力为病原体增添能力,包括专注于SARS和MERS,Covid-19代理的冠状病毒表兄弟的实验。

如果我们要避免另一场流感大流行病我们需要了解可能引起流感的流感病毒种类。Fouchier说,功能获得突变研究可以帮助我们做到这一点,它告诉我们什么样的突变可以让病毒跨越物种,或者进化成更具毒性的毒株。它可以帮助我们做好准备,从而拯救生命。

然而,他的许多科学同行不同意;他们说他的实验不值得他们对社会构成的风险。

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Ron Fouchier重新启动了同样的禽流感增益突变实验,从2010年代初吸引了争议。照片由Ron Fouchier / Erasmus Medical Center提供。

病毒和凤梨泥

荷兰病毒学家,在鹿特丹的伊拉斯谟医学中心,引起了强烈的争议大约十年前,当他和喜田岛Kawaoka威斯康星大学麦迪逊分校宣布,他们已经成功地变异H5N1禽流感的应变,通过雪貂之间的空气,在两个独立的实验。雪貂被认为是最好的流感模型,因为它们的呼吸系统对流感的反应很像人类。

给予病毒的突变是空气传播的能力是函数(GOF)突变。GOF研究是科学家有目的地导致突变,以便在尝试更好地理解病原体的情况下给予病毒新能力。在Fouchier的实验中,他们想看看它是否可以使空气传播,因此他们可以提前捕获潜在的危险菌株,并提前开发新的治疗和疫苗。

问题是:他们的突变H5N1也可能导致大流行,如果它离开了实验室。在科学杂志上,Fouchier自己称它“可能是你能制造的最危险的病毒之一。”

只有三个特点

对于H5N1,Fouchier确定了五种突变,可能导致触发禽流感三种特殊特征,以在哺乳动物中变为空气流感。这些特征是(1)能够附着在喉部和鼻子的细胞中,(2)在那些地方发现的较冷的温度生存能力,(3)在不利环境中存活的能力。

至少有三种突变可能是一种病毒在野生哺乳动物中通过空气传播所需要的。如果发生了,可能会扩散。快。

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禽流感的着色传输电子显微照片,肾细胞(绿色)生长的H5N1病毒(金)。照片由Cynthia Goldsmith / CDC提供。

Fouchier计算出,对于任何特定的病毒,这种情况发生的几率都是相当低的。每个突变都有可能单独削弱病毒。他们需要完全对齐以便流感爆发。但是这些突变是可以发生的,而且确实发生了。

“2013年,中国突然出现了新病毒,”普舍说。“H7N9.。“

H7N9是另一种禽流感,如H5N1。这CDC认为它是最有可能引起大流行的流感毒株。在2013年至2015年发生的人类疫情中,禽流感导致39%的已知病例死亡,这一数字令人震惊;如果H7N9具备Fouchier在H5N1研究中发现的所有5种功能获得性突变,那么相比之下,COVID-19可能就像一只小猫。

H7N9在2013年有三种突变。

获得功能突变:创造我们的恐惧(可能)阻止它们

流感病毒基本上是在球中包裹的八件RNA。为了产生功能性突变,研究使用了每件的DNA模板,称为质粒。Fouchier说,使质粒中的单一突变变得简单,并且通常在遗传实验室中进行。

如果将所有八种质粒插入哺乳动物细胞中,则劫持细胞的机制以产生流感病毒RNA。

“现在你可以开始在那个细胞里组装一个新的病毒粒子,”Fouchier说。

一个受感染的细胞足以生长许多新病毒颗粒 - 从一到一千到一百万;病毒是复制机器。因为它们在复制过程中如此易于变异,所以必须检查新病毒以确保它只具有实验室造成的突变。

然后病毒进入雪貂,通过它们来产生新病毒,直到第10代,它通过空气感染雪貂。通过分析每代病毒的基因,他们可以弄清楚五种突变导致H5N1禽流感因雪貂之间的空气传播。

而且,可能是人。

"这项工作本来就不该做"

改性H5N1菌株导致人流行病的可能性,如果它脱离遏制,引发了尖锐的批评,并且没有争议的缺乏。Rutgers分子生物学家Richard eBright总结了他告诉他的远端科学这项研究“根本不应该被做”。

“当我第一次听到实验,使高致病性禽流感传播,”菲利普Dormitzer说,副总裁和首席科学官病毒疫苗在辉瑞,“我对科学感兴趣但担心病毒本身的风险和后果的反应实验。”

2014年,为了应对研究人员的担忧和一些实验室事故,联邦政府暂停了所有GOF研究,冻结了这项工作。

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流感研究所的气闸门。在具有多种安全预防措施的高度安全实验室中进行功能突变研究。照片作者:jeff miller / Uw-Madison。

一些科学家认为,在理解我们面临的野生流感菌株的潜在风险方面,才能获得功能性突变实验,但只有它们是正确的。Dormitzer表示,对这个问题的仔细和深思熟虑的检查可能导致对具有病毒更安全的功能突变研究的流程。

但与此同时,暂停扼杀了流感和冠状病毒的研究。

国家科学院掀起了一些新的指导方针,并于2017年12月召开通话:GOF研究可以申请再次资助。由健康和人类服务(HHS)组成的小组将审查申请并作出决定哪些研究资金。

截至目前,只有Kawaoka和Fouchier的研究已经批准,去年冬天获得绿灯。他们正在恢复他们离开的地方。

Pandora的锁:如何包含功能收益流感

这是事情:这项工作确实潜在危险。但是,在普通和川口的实验室都有在安全措施中有层数。

威斯康星大学麦迪逊分校的丽贝卡·莫里茨说:“你真的需要把它当作一个洋葱来考虑。”莫里茨是负责河冈实验室的特务。她的工作是确保所有的安全标准都得到满足,制定并落实协议;基本上,她在那里是为了防止病毒逃跑。这种病毒有一些额外的特殊考虑。

特定的H5N1菌株Kawaoka的实验室用途是名为联邦选择代理程序。此列表的病原体需要满足特殊的安全考虑因素。GOF实验具有更严格的准则,因为该研究被视为“对关注的双重使用研究”。

关于Fouchier和Kawaoka的作品是否应该出版,曾有过争论。

“对令人担忧的双重研究是合法研究,可能可能被用于邪恶的目的,”莫里茨说。曾经有一次辩论,甚至应该出版挡湾和川冈的工作。

他们的发现有助于科学家,但也可以用来制造生物武器。这些论文必须通过美国国家生物安全科学委员会的审查,但它们确实通过了最终发表

除了意外事故中,必须包含功能突变流感的故意生物扶手和恐怖主义。在威斯康星州,从建筑物本身开始。实验室专门设计为能够含有病原体(BSL-3农业,为您提供棒球类型)。

它们基本上是一种密封的水泥掩体,带来了负压,使得空气仅在实验室中流入实验室,以防任何违规行为。和膝盖的所有空气都通过多个HEPA过滤器。

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连帽面具挂在威斯康星大学 - 麦迪逊的流感研究所。照片作者:jeff miller / Uw-Madison。

在实验室内,研究人员穿着特殊的防护设备,包括呼吸器。进入实验室的任何人都必须经过一个复杂的舞蹈,涉及剥离和穿过各种衣服并通过淋浴和去污。

并且实验中最危险的部分在主要容器内进行。例如,一种像额外的高安全盒一样行动的生物密封柜(类似于辐射手套箱荷马赛跑者辛普森在开业信贷期间工作)。

“机构背后的许多人正在努力确保这项研究可以安全地和安全地完成。”

丽贝卡莫里茨

莫里茨说,联邦选择代理程序可以随时查看您的任何时间,没有任何警告。在最小的最小值,整个东西每三年都会摇晃。

有许多潜在的危险 - 一小瓶病毒被丢弃了;针刺;雪貂咬 - 但莫里茨相信安全措施和指导方针将阻止任何灾难。

莫里茨说:“该机构和该机构背后的许多人正在努力确保这项研究能够安全地进行。”

没有人为的伤害已经来自这项工作,但它的潜力是真实的。

“大自然会继续这样做”

他们在海滩上死了。

2014年春天,另一种类型的禽流感H10N7,通过北欧的港口密封群体席卷。从瑞典开始,病毒搬到南部和西部,德国德国和荷兰。据估计,整个密封群的10%被杀死。

Fouchier说,这种病毒的进化可以通过时间和空间来跟踪,因为它沿着海岸发展。自然选择促使海豹发生功能获得突变,这与H5N1病毒在他的实验室中更好地在雪貂之间跳转的过程类似——他的实验室当时已经关闭。

“我们在实验室中完成了我们的工作,”Fouchier说,具有高度的安全和安全性。“但是在荷兰的海滩上发生了同样的事情。所以你可以告诉我停止做这项研究,但大自然将在这一天继续做到这一天。”

批评者争辩说,从实验中获得的知识是不存在的或不值得风险;Fouchier认为,GOF实验是学习关于什么使流感病毒候选人的关键信息的唯一方法。

“如果这三个特征可能是由数百种五个突变的组合引起的,那么这增加了这些事情的风险,这些东西在自然界中大不管地发生了,”普舍说。

“与流感至关重要,我们需要调查我们所能做的一切,”普舍说,希望找到“新的阿基里斯”脚跟我们可以用来阻止它的影响。“

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