Inne i den risikable flaggermusvirusteknikken som knytter Amerika til Wuhan

Ms Tech | AP

I 2013 henvendte den amerikanske virologen Ralph Baric seg til Zhengli Shi på et møte. Baric var en toppekspert på koronavirus, med hundrevis av papirer på æren, og Shi, sammen med teamet hennes ved Wuhan Institute of Virology, hadde oppdaget dem med neve i flaggermusgrotter. I en prøve av flaggermusguano hadde Shi oppdaget genomet til et nytt virus, kalt SHC014, som var en av de to nærmeste slektningene til det originale SARS-viruset, men teamet hennes hadde ikke vært i stand til å dyrke det i laboratoriet.

Baric hadde utviklet en vei rundt det problemet - en teknikk for omvendt genetikk i koronavirus. Ikke bare tillot det ham å bringe et faktisk virus til live fra dens genetiske kode, men han kunne blande og matche deler av flere virus. Han ønsket å ta pigggenet fra SHC014 og flytte det inn i en genetisk kopi av SARS-viruset han allerede hadde i laboratoriet sitt. Piggmolekylet er det som lar et koronavirus åpne en celle og komme inn i den. Den resulterende kimæren ville demonstrere om piggen til SHC014 ville feste seg til menneskelige celler.

Hvis det kunne, kunne det hjelpe ham med hans langsiktige prosjekt med å utvikle universelle medisiner og vaksiner mot hele spekteret av SARS-lignende virus som han i økende grad anså som kilder til potensielle pandemier. En SARS-vaksine hadde blitt utviklet, men den var ikke forventet å være veldig effektiv mot relaterte koronavirus, akkurat som influensasprøyter sjelden virker mot nye stammer. For å utvikle en universell vaksine som vil fremkalle en antistoffrespons mot en rekke SARS-lignende virus, må du vise immunsystemet en cocktail av pigger. SHC014 kan være en av dem.

Hvis du studerer hundre forskjellige flaggermusvirus, kan lykken ta slutt.

-Ralph Baric, University of North Carolina

Baric spurte Shi om han kunne ha de genetiske dataene for SHC014. Hun var nådig nok til å sende oss de sekvensene nesten umiddelbart, sier han. Teamet hans introduserte viruset modifisert med den koden i mus og i en petriskål av menneskelige luftveisceller. Riktignok viste kimæren robust replikasjon i menneskecellene - bevis på at naturen var full av koronavirus klare til å hoppe direkte til mennesker.

Mens Barics studie pågikk, kunngjorde National Institutes of Health at de midlertidig ville stanse finansieringen for å oppnå funksjonsforskning – eksperimenter som gjør allerede farlige virus mer virulente eller overførbare – på SARS, MERS (som også er forårsaket av et koronavirus), og influensa inntil sikkerheten til slik forskning kunne vurderes. Kunngjøringen stoppet Barics arbeid.

Relatert historie

Ingen kan finne dyret som ga folk covid-19

Her er din guide til WHO-Kina-søket etter opprinnelsen til koronaviruset.

Baric var en legende på feltet, men uansett hvor mange sikkerhetstiltak som tas, er det alltid en sjanse for at et aldri tidligere sett virus kan unnslippe og utløse et utbrudd. Baric følte at de ekstreme tiltakene han tok i laboratoriet minimerte risikoen, og faktisk gjorde arbeidet hans kategorisk forskjellig fra det høyrisikoinfluensaarbeidet NIH hadde rettet seg mot. Han følte også at forskningen hans hastet: nye tilfeller av MERS, spredt av kameler, dukket allerede da opp i Midtøsten. Til slutt ble NIH enig og vinket ham frem.

Hans artikkel fra 2015, En SARS-lignende klynge av sirkulerende flaggermuskoronavirus viser potensiale for menneskelig fremvekst, var en tour de force, ved å bruke blødende genetisk teknologi for å varsle den siviliserte verden om en truende fare i periferien. Det gjenopplivet også bekymringer for eksperimenter med gevinst-av-funksjon, som Baric hadde visst at den ville. I avisen stavet han ut de ekstra forholdsreglene han hadde tatt og holdt opp forskningen som en testsak. Potensialet for å forberede seg på og dempe fremtidige utbrudd må veies opp mot risikoen for å skape farligere patogener, skrev han. Vitenskapelige evalueringspaneler kan anse lignende studier som bygger kimære virus basert på sirkulerende stammer for risikabelt å forfølge.

NIH bestemte at risikoen var verdt det. I en potensielt skjebnesvanger avgjørelse finansierte den arbeid som ligner på Baric ved Wuhan Institute of Virology, som snart brukte sin egen omvendte genetikkteknologi for å lage en rekke koronaviruskimærer.

Ubemerket av de fleste var imidlertid en nøkkelforskjell som forskjøvet risikoberegningen betydelig. Det kinesiske arbeidet ble utført på biosikkerhetsnivå 2 (BSL-2), et mye lavere nivå enn Barics BSL-3+.

Hva som forårsaket covid-19-pandemien er fortsatt usikkert, og Shi sier at laboratoriet hennes aldri har møtt SARS-CoV-2-viruset før Wuhan-utbruddet. Men nå som amerikanske tjenestemenn har sagt at muligheten for en laboratorieulykke må undersøkes, har søkelyset falt på amerikansk finansiering av Wuhan-laboratoriets mindre sikre forskning. I dag kommer et kor av forskere, inkludert Baric, frem for å si at dette var et feiltrinn. Selv om det ikke er noen kobling til covid-19, er det å tillate arbeid med potensielt farlige flaggermusvirus ved BSL-2 en faktisk skandale, sier Michael Lin, en bioingeniør ved Stanford University.

Den ulmende bekymringen om at USA finansierte risikofylt forskning i Kina brøt inn i den nasjonale diskusjonen 11. mai, da senator Rand Paul anklaget Anthony Fauci, mangeårig direktør for NIHs National Institute of Allergy and Infectious Diseases, for å finansiere supervirusforskning i USA og gjør en stor feil ved å handle kunnskapen til Kina. Paul konfronterte Fauci gjentatte ganger og krevde å få vite om han hadde finansiert forskning på nytt i det landet. Fauci benektet anklagen, og uttalte kategorisk: NIH har aldri, og finansierer ikke nå, forskning på gevinst-av-funksjon ved Wuhan Institute of Virology.

Under en høring 11. mai 2021 konfronterte senator Rand Paul Anthony Fauci angående finansiering av flaggermusvirusforskning fra National Institutes of Health.

GREG NASH/POOL VIA AP

Fornektelsen hviler på NIHs spesifikke definisjon av hva som ble dekket av moratoriet: arbeid som bevisst ville ha forbedret SARS-lignende virus, MERS eller influensa ved for eksempel å gjøre dem lettere å spre gjennom luften. Den kinesiske forskningen hadde ikke det spesifikke målet om å gjøre virusene mer dødelige, og i stedet for SARS i seg selv, brukte den SARSs nære kusiner, hvis virkelige risiko for mennesker var ukjent - faktisk var det å bestemme risikoen som var poenget med forskningen . Akkurat som når du byttet inn deler av en pokerhånd for ferske kort, var det ingen måte å vite om de siste kimærene ville være sterkere eller svakere.

NIH har fortsatt ikke fullstendig forklart sin beslutningsprosess og har ikke svart på spørsmål. Med henvisning til en pågående etterforskning har den nektet å frigi kopier av tilskuddet som sendte Wuhan-instituttet rundt 600 000 dollar mellom 2014 og 2019. Det har også avslørt lite om det nye system for vurdering av gevinst-av-funksjonsrisiko, som utføres av et anonymt granskningspanel hvis avveininger ikke er offentliggjort. Inntil det er mer sollys, vil byrået kjempe mot spekulasjoner, fra Paul og andre, om at det som skjedde er et scenario som Fauci selv hadde skissert i en kommentar fra 2012 diskuterer forskning på pandemiske bakterier.

Den eneste virkningen av dette arbeidet er opprettelsen, i et laboratorium, av en ny, ikke-naturlig risiko.'

Richard Ebright, Rutgers University

Vurder dette hypotetiske scenariet, skrev Fauci. Et viktig gevinst-av-funksjon-eksperiment som involverer et virus med alvorlig pandemipotensial utføres i et velregulert laboratorium i verdensklasse av erfarne etterforskere, men informasjonen fra eksperimentet blir deretter brukt av en annen forsker som ikke har samme opplæring og anlegg og er ikke underlagt samme regelverk. I en usannsynlig, men tenkelig hendelsesforløp, hva om den forskeren blir infisert med viruset, som fører til et utbrudd og til slutt utløser en pandemi?

En vekker

Pauls grilling av Fauci brakte ny gransking av forholdet mellom Ralph Barics laboratorium ved UNC og Zhengli Shis ved WIV, med noen fortellinger som malte Baric som Sith-mesteren i SARS og Shi som hans oppstigende lærling. De delte ressurser - for eksempel sendte Baric de transgene musene med menneskelige lungereseptorer til Wuhan. Men etter deres første samarbeid var de to sentrene mer som konkurrenter. De var i et kappløp for å identifisere farlige koronavirus, vurdere den potensielle trusselen og utvikle mottiltak som vaksiner.

Relatert historie

Toppforskere etterlyser en reell undersøkelse av opprinnelsen til covid-19

En gruppe fremtredende biologer sier at det må være et trygt sted å spørre om koronaviruset kom ut av et laboratorium.

For Baric startet denne forskningen på slutten av 1990-tallet. Koronavirus ble da ansett som lavrisiko, men Barics studier på genetikken som tillot virus å trenge inn i menneskelige celler, overbeviste ham om at noen kan være bare noen få mutasjoner unna å hoppe over artsbarrieren.

Den anelsen ble bekreftet i 2002–'03, da SARS brøt ut i det sørlige Kina og infiserte 8000 mennesker. Så ille som det var, sier Baric, vi unngikk en kule med SARS. Sykdommen spredte seg ikke fra en person til en annen før omtrent et døgn etter at alvorlige symptomer begynte å dukke opp, noe som gjorde det lettere å holde seg gjennom karantener og kontaktsporing. Bare 774 mennesker døde i det utbruddet, men hvis det hadde blitt overført like lett som SARS-CoV-2, ville vi hatt en pandemi med en dødelighet på 10 %, sier Baric. Det var hvor nær menneskeheten kom.

Like fristende som det var å avskrive SARS som en engangshendelse, i 2012 dukket MERS opp og begynte å smitte mennesker i Midtøsten. For meg personlig var det en vekker om at dyrereservoarene må ha mange, mange flere stammer som er klare for bevegelse på tvers av arter, sier Baric.

Da ble eksempler på slike farer allerede oppdaget av Shis team, som hadde brukt år på å prøve flaggermus i det sørlige Kina for å finne opprinnelsen til SARS. Prosjektet var en del av en global viral overvåkingsinnsats ledet av den amerikanske ideelle organisasjonen EcoHealth Alliance. Den ideelle organisasjonen – som har en årlig inntekt på over 16 millioner dollar, mer enn 90 % fra offentlige tilskudd – har sitt kontor i New York, men samarbeider med lokale forskningsgrupper i andre land for å utføre felt- og laboratoriearbeid. WIV var kronjuvelen, og Peter Daszak, president for EcoHealth Alliance, har vært medforfatter sammen med Shi på de fleste av hennes nøkkelpapirer.

Ved å ta tusenvis av prøver fra guano, fekale vattpinner og flaggermusvev, og søke i disse prøvene etter genetiske sekvenser som ligner på SARS, begynte Shis team å oppdage mange nært beslektede virus. I en hule i Yunnan-provinsen i 2011 eller 2012 oppdaget de de to nærmeste, som de kalte WIV1 og SHC014.

Shi klarte å dyrke WIV1 i laboratoriet hennes fra en avføringsprøve og vise at den direkte kunne infisere menneskelige celler, noe som beviser at SARS-lignende virus som var klare til å hoppe rett fra flaggermus til mennesker, allerede lurte i den naturlige verden. Dette viste, hevdet Daszak og Shi, at flaggermuskoronavirus var en betydelig global trussel. Forskere, sa de, trengte å finne dem og studere dem før de fant oss.

Mange av de andre virusene kunne ikke dyrkes, men Barics system ga en måte å raskt teste toppene deres ved å konstruere dem til lignende virus. Da kimæren han laget ved hjelp av SHC014 viste seg å kunne infisere menneskelige celler i en tallerken, fortalte Daszak pressen at disse avsløringene skulle flytte dette viruset fra et kandidat-patogen til en klar og tilstedeværende fare.

For andre var det det perfekte eksempelet på de unødvendige farene ved gain-of-function vitenskap. Den eneste effekten av dette arbeidet er opprettelsen, i et laboratorium, av en ny, ikke-naturlig risiko, sa Rutgers-mikrobiologen Richard Ebright, en mangeårig kritiker av slik forskning, til Nature.

For Baric var situasjonen mer nyansert. Selv om skapelsen hans kan være farligere enn det originale musetilpassede viruset han hadde brukt som ryggrad, var det fortsatt tøft sammenlignet med SARS – absolutt ikke superviruset senator Paul senere skulle foreslå.

Til slutt hadde NIH-klemmen aldri tenner. Den inkluderte en klausul som gir unntak hvis leder for finansieringsbyrået fastslår at forskning er presserende nødvendig for å beskytte folkehelsen eller nasjonal sikkerhet. Ikke bare fikk Barics studier lov til å gå videre, men det var også alle studier som søkte om fritak. Finansieringsrestriksjonene ble opphevet i 2017 og erstattet med et mildere system.

Tyvek drakter og åndedrettsvern

Hvis NIH var på utkikk etter en vitenskapsmann for å gjøre regulatorer komfortable med forskning på gevinst-av-funksjon, var Baric det åpenbare valget. I årevis hadde han insistert på ekstra sikkerhetstrinn, og han tok seg bryet med å påpeke disse i avisen fra 2015, som om han modellerte veien videre.

De CDC gjenkjenner fire nivåer av biosikkerhet og anbefaler hvilke patogener som bør studeres på hvilket nivå. Biosikkerhetsnivå 1 er for ikke-farlige organismer og krever praktisk talt ingen forholdsregler: bruk laboratoriefrakk og hansker etter behov. BSL-2 er for moderat farlige patogener som allerede er endemiske i området, og relativt milde inngrep er indikert: lukk døren, bruk øyevern, kast avfall i en autoklav. BSL-3 er der ting blir alvorlige. Det er for patogener som kan forårsake alvorlig sykdom gjennom luftveisoverføring, slik som influensa og SARS, og de tilhørende protokollene inkluderer flere barrierer for å unnslippe. Laber er omgitt av to sett med selvlukkende, låsende dører; luft filtreres; personell bruker fulle PPE- og N95-masker og er under medisinsk overvåking. BSL-4 er for de verste av de onde, som Ebola og Marburg: fullmånedrakter og dedikerte luftsystemer er lagt til arsenalet.

Det er ingen håndhevbare standarder for hva du bør og ikke bør gjøre. Det er opp til de enkelte landene, institusjonene og forskerne.

Filippa Lentzos, King's College London

I Barics laboratorium ble kimærene studert ved BSL-3, forbedret med ekstra trinn som Tyvek-drakter, doble hansker og åndedrettsvern for alle arbeidere. Lokale første-responder-team deltok i regelmessige øvelser for å øke deres kjennskap til laboratoriet. Alle arbeidere ble overvåket for infeksjoner, og lokale sykehus hadde prosedyrer på plass for å håndtere innkommende forskere. Det var sannsynligvis et av de sikreste BSL-3-anleggene i verden. Det var fortsatt ikke nok til å forhindre en håndfull feil gjennom årene: noen forskere ble til og med bitt av virusbærende mus. Men ingen infeksjoner resulterte.

Helt nye patogener

I 2014 tildelte NIH et femårig stipend på 3,75 millioner dollar til EcoHealth Alliance for å studere risikoen for at flere flaggermusbårne koronavirus ville dukke opp i Kina, ved å bruke samme type teknikker som Baric hadde vært pioner for. Noe av dette arbeidet skulle legges ut til Wuhan Institute of Virology.

Relatert historie

De kalte det en konspirasjonsteori. Men Alina Chan twitret liv til ideen om at viruset kom fra et laboratorium.

Den varslere forskeren som fremmet teorien om laboratorielekkasje planlegger å endre navnet hennes og forsvinne, men først etter en bokavtale.

To år senere publiserte Daszak og Shi en papir rapporterte hvordan det kinesiske laboratoriet hadde konstruert forskjellige versjoner av WIV1 og testet deres smitteevne i menneskelige celler. Avisen kunngjorde at WIV hadde utviklet sitt eget omvendt genetikksystem, etter amerikanernes ledelse. Det inkluderte også en urovekkende detalj: arbeidet, som delvis ble finansiert av NIH-bevilgningen, hadde blitt utført i et BSL-2-laboratorium. Det betydde at de samme virusene som Daszak holdt frem som en klar og tilstedeværende fare for verden, ble studert under forhold som, ifølge Richard Ebright, samsvarte med biosikkerhetsnivået til et amerikansk tannlegekontor.

Ebright mener at en faktor som spilte var kostnaden og ulempen ved å jobbe i forhold med høy inneslutning. Det kinesiske laboratoriets beslutning om å jobbe på BSL-2, sier han, ville effektivt ha økt fremgang, alt annet likt, med en faktor på 10 til 20 – en enorm fordel.

Arbeidet ved WIV gikk virkelig raskt. I 2017 fulgte Daszak og Shi med en annen studie, også ved BSL-2, som en-oppgjorde Barics arbeid i North Carolina. WIV hadde fortsatt å avdekke dusinvis av nye SARS-lignende koronavirus i flaggermushuler, og den rapporterte å lage kimærer med åtte av dem ved å smelte sammen toppene til de nye virusene til chassiset til WIV1. To av dem replikerte seg godt i menneskelige celler. De var for alle hensikter helt nye patogener.

Avsløringen om at WIV jobbet med SARS-lignende virus under dårlige sikkerhetsforhold, har ført til at noen har revurdert sjansen for at SARS-CoV-2 kunne ha oppstått fra en eller annen type laboratoriehendelse. Det er ødelagt, virologen fra Columbia University, Ian Lipkin, som var medforfatter av den banebrytende artikkelen og hevdet at covid må ha hatt en naturlig opprinnelse, fortalte journalisten Donald McNeil Jr. Det burde ikke ha skjedd. Folk bør ikke se på flaggermusvirus i BSL-2-laboratorier. Synet mitt har endret seg.

Men WIV brøt ingen regler ved å jobbe på BSL-2, sier Filippa Lentzos, en biosikkerhetsekspert ved King's College London. Det er ingen håndhevbare standarder for hva du bør og ikke bør gjøre. Det er opp til de enkelte landene, institusjonene og forskerne. Og i Kina, sier hun, har den svimlende økningen av høyteknologisk biologisk forskning ikke blitt ledsaget av en tilsvarende økning i tilsyn.

I en e-post sa Zhengli Shi at hun fulgte kinesiske regler som ligner de i USA. Sikkerhetskrav er basert på hvilket virus du studerer. Siden flaggermusvirus som WIV1 ikke har blitt bekreftet å forårsake sykdom hos mennesker, anbefalte biosikkerhetskomiteen BSL-2 for å konstruere dem og teste dem og BSL-3 for alle dyreforsøk.

Som svar på spørsmål om beslutningen om å gjøre forskningen under BSL-2-forhold, videresendte Peter Daszak en uttalelse fra EcoHealth Alliance om at organisasjonen må følge de lokale lovene i landene vi jobber i og at NIH hadde bestemt at forskningen var ikke gain-of-function.

Stiller spørsmål til Kina

Det er imidlertid ingen lov mot å bruke strengere laboratoriesikkerhet, og ifølge Baric fortjener disse virusene det. Jeg vil aldri påstå at WIV1 eller SHC014 bør studeres ved BSL-2, fordi de kan vokse i primære humane celler, sier han. Det er en viss risiko forbundet med disse virusene. Vi aner ikke om de faktisk kan forårsake alvorlig sykdom hos et menneske, men du vil være forsiktig ... Hvis du studerer hundre forskjellige flaggermusvirus, kan lykken ta slutt.

Siden pandemien begynte, har ikke Baric sagt mye om den mulige opprinnelsen til viruset eller om sine kinesiske kolleger. Ved flere anledninger har han imidlertid i det stille pekt på sikkerhetshensyn ved WIV. I mai 2020, da få forskere var villige til å vurdere en laboratorielekkasje offentlig, publiserte han et papir erkjenner at spekulasjoner om utilsiktet laboratorierømning sannsynligvis vil vedvare, gitt de store samlingene av flaggermusviromprøver som er lagret i laboratorier i Wuhan Institute of Virology, anleggets nærhet til det tidlige utbruddet og driftsprosedyrene ved anlegget. Han flagget Daszak og Shis BSL-2 papir , i tilfelle noen ikke forsto hva han sa.

Ralph Baric fra University of North Carolina spesialiserer seg på genteknologi av koronavirus som en del av vaksine- og medikamentforskning.

HJÆLPSFOTO

National Institutes of Health har også revurdert sine bånd til Wuhan-laboratoriet. I april 2020 avsluttet NIH bevilgningen til EcoHealth Alliance for forskning på flaggermusvirus. I en oppfølgingsbrev til Daszak den 8. juli tilbød den å gjeninnføre bevilgningen, men bare hvis EcoHealth Alliance kunne dempe bekymringene sine, og la merke til rapporter om at WIV har utført forskning ved sine anlegg i Kina som utgjør alvorlige bekymringer for biosikkerhet for andre land. Den la til: Vi er bekymret for at WIV ikke har oppfylt sikkerhetskravene under tildelingen, og at EcoHealth Alliance ikke har oppfylt sine forpliktelser til å overvåke aktivitetene til undermottakeren.

Den genetiske koden til SARS-CoV-2 ligner ikke på noe virus som WIV var kjent for å dyrke i laboratoriet sitt, for eksempel WIV1, og Baric sier at han fortsatt tror at naturlig spillover er den mest sannsynlige årsaken. Men han kjenner også de intrikate risikoene ved arbeidet godt nok til å se en mulig vei til problemer. Det er grunnen til at han i mai i år sluttet seg til 17 andre forskere i et brev i tidsskriftet Science som ba om en grundig undersøkelse av laboratoriet til hans tidligere samarbeidspartner og dets praksis. Han vil vite hvilke barrierer som var på plass for å forhindre at et patogen sklir ut til Wuhans befolkning på 13 millioner, og muligens til verden.

La oss innse det: det kommer til å være ukjente virus i guano, eller orale vattpinner, som ofte samles. Og hvis du prøver å dyrke et virus, vil du få nye stammer som slippes ned på kulturceller, sier Baric. Noen vil vokse. Du kan få rekombinanter som er unike. Og hvis det ble gjort på BSL-2, så er det spørsmål du vil stille.

gjemme seg