През 2013 г. американският вирусолог Ралф Барик се среща с Женли Ши (Zhengli Shi) на един симпозиум. Барик е най-добрият експерт по коронавирусите, със стотици научни изследвания, а Ши, заедно с екипа си от Института по вирусология в Ухан, открива стотици нови в пещери с прилепи. В една проба с екскременти от прилепи Ши е открила генома на нов вирус, наречен SHC014 – един от двата най-близки родственика на оригиналния ТОРС (Тежък остър респираторен синдром, от англ. Severe acute respiratory syndrome, SARS) вирус, но нейният екип не е успял да го култивира в лабораторни условия.
Барик успява да заобиколи този проблем – разработва техника за „обратна генетика“ при коронавируси. Това не само му позволява да съживи вирус от генетичния му код, но и да смесва и съчетава части от множество вируси. Така той иска да вземе шиповия ген от SHC014 и да го премести в генетично копие на вируса на ТОРС в лабораторията си. Шиповата молекула позволява на коронавируса да отвори дадена клетка и да влезе в нея. Полученият резултат ще покаже дали шипът на SHC014 ще се прикрепи към човешките клетки.
Ако този опит е успешен, това ще позволи разработването на универсални лекарства и ваксини срещу пълния спектър на вируси, подобни на ТОРС. Разработената вече ваксина срещу ТОРС не е много ефективна срещу свързаните с нея коронавируси, точно както ваксините срещу грип рядко действат срещу нови щамове. За да се разработи универсална ваксина, която да предизвика отговор на антитела срещу гама от вируси, подобни на ТОРС, трябва да покажете на имунната система коктейл от шипове. SHC014 може да бъде един от тях.
Барик попита Ши дали може да му даде генетични данни на SHC014. „Тя беше достатъчно мила да ни изпрати тези генетични данни почти веднага“, казва той. Неговият екип въвежда модифицирания с този код вирус в мишки и в петри с човешки клетки от дихателни пътища. Проявява се „силна репликация“ в човешките клетки – доказателство, че природата е пълна с коронавируси, готови да скочат директно към хората.
Докато проучването на Барик е в ход, Националният институт по здравеопазване (НИЗ, National Institute of Health) обявява, че временно ще спре финансирането за изследвания от типа „повишаване на функцията“ (gain-of-function) – експерименти, които правят и опасни вируси по-вирулентни или преносими. Това се отнася за вируси от семейството на ТОРС, БРС (Близкоизточен респираторен синдром, от англ. Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS) (който също е причинен от коронавирус) и грип. Финансиране ще има едва когато безопасността на такива изследвания бъде оценена и те са безопасни. Съобщението спира рязко работата на Барик.
Барик е легенда в областта, но без значение колко мерки за безопасност се вземат, винаги има шанс невиждан досега вирус да избяга и да предизвика епидемия. Барик смята, че екстремните мерки, които взема в лабораторията, свеждат до минимум риска и всъщност правят работата му категорично различна от високорисковата грипна работа, която НИЗ има предвид. Той също така смята, че изследванията му са спешни: нови случаи на MERS, разпространени от камили, се появяват в Близкия изток. В крайна сметка НИЗ се съгласяват и му разрешават да продължи.
В статия от 2015 г. „Клъстер от подобни на ТОРС циркулиращи коронавируси от прилепи показва потенциал за проява в хора“ той използва съвременна генетична технология, за да предупреди цивилизования свят за надвисналата опасност по периферията му. Статията му съживява опасенията относно експериментите за повишаване на функцията, което Барик очаква, затова в нея той излага допълнителните предпазни мерки, които е предприел, и възприема изследването като тест. „Потенциалът за подготовка и смекчаване на бъдещите огнища трябва да се претегли спрямо риска от създаване на по-опасни патогени“, пише той. „Научните работници могат да считат подобни проучвания на вируси, базирани на циркулиращи щамове, твърде рискови.“
НИЗ решават, че рискът си заслужава. В потенциално съдбоносно, те решават да финансират Института по вирусология в Ухан за работа, подобна на тази на Барик.
Мнозина пропускат обаче ключова разлика, която значително променя риска. Китайската лаборатория използва ниво на биологична безопасност 2 (НББ-2, BSL-2, от английски Biosafety level), което е много по-ниско ниво от нивото НББ-3 (BSL-3), което Барик ползва.
Причината за пандемията от COVID-19 остава неясна и Ши казва, че нейната лаборатория никога не се е сблъсквала с вируса ТОРС-CoV-2 преди възникването на огнището в Ухан. Но сега, след като американските власти заявиха, че е необходимо да се разследва възможността за лабораторна авария, светлината на прожекторите пада върху американското финансиране на по-малко безопасното изследване на лабораторията в Ухан. Днес хор от учени, включително Барик, излизат напред, за да кажат, че това е грешка. Дори и да няма връзка с COVID-19, разрешаването на работа по потенциално опасни вируси на прилепи в НББ-2 е „истински скандал“, казва Майкъл Лин, биоинженер от Станфордския университет.
Притеснението, че САЩ са финансирали рискови изследвания в Китай прерасна в национален дебат на 11 май, когато сенаторът Ранд Пол обвини Антъни Фочи, дългогодишния директор на Националния институт по алергия и инфекциозни болести на НИЗ, че финансира „супервирусни“ изследвания в САЩ и „прави огромна грешка“, като продава ноу-хау на Китай. Пол многократно се сблъсква с Фочи и иска да разбере дали е финансирал научноизследователска дейност за повишаване на функцията на вируси. Фочи отрече обвинението, като заяви категорично: „НИЗ никога не е финансирала научни изследвания за повишаване на функцията в Института по вирусология в Ухан.
НИЗ отричат, но това се базира на конкретната дефиниция в моратораиума: не се финансира работа, която умишлено би подобрила вируси, подобни на ТОРС, БРС или грип, например улеснявайки тяхното разпространение по въздуха. Китайското изследване няма конкретната цел да направи вирусите по-смъртоносни и вместо ТОРС използва близки братовчеди на ТОРС, чийто риск в реалния свят за хората е неизвестен. Всъщност, определянето на риска е целта на изследването. Както в покера, няма как да знаете дали новата ръка ще е по-силна или по-слаба.
От НИЗ все още не са дали пълна яснота относно решението си и не отговорят и на въпроси. Позовавайки се на предстоящо разследване, те отказват да пуснат копие от документа за безвъзмездна финансова помощ за института в Ухан в размер на около 600 000 долара за периода между 2014 и 2019 г. Не се говори и за новата система за оценка на рисковете от изследвания за „повишаване на функцията“, която е дело на комисия, чиито заседания не се обнародват. Докато не се хвърли повече светлина по случая, агенцията ще се бори със спекулациите от Пол и със спекулациите, че случващото се е сценарий, който самият Фочи е очертал в коментар от 2012 г., обсъждащ изследвания върху пандемични микроби.
„Помислете за този хипотетичен сценарий“, пише Фочи. „Важен експеримент за „повишаване на функцията“, включващ вирус със сериозен пандемичен потенциал, се извършва в добре регулирана лаборатория от световна класа от опитни изследователи, но информацията от експеримента се използва от друг учен, който няма същото обучение и съоръжения, и не подлежи на същите разпоредби. При един невероятен, но възможен развой на събитията, какво ще стане, ако този учен се зарази с вируса, което води до огнище и в крайна сметка предизвиква пандемия?“
Събуждане
Разпитът на сенатор Пол докара критични погледи върху връзката между лабораторията на Ралф Барик и Чанли Ши, като някои определят Барик като ситския майстор на ТОРС и Ши като негов възходящ чирак. Те наистина споделят ресурси – например Барик изпраща трансгенни мишки с човешки белодробни рецептори в Ухан. Но след първоначалното си сътрудничество двата центъра са по-скоро конкуренти. Те се надпреварват да идентифицират опасни коронавируси, да оценят потенциалната заплаха и да разработят противодействие под формата на ваксини.
За Барик тези изследвания започват края на 90-те години. Тогава коронавирусите се считат за нискорискови, но проучванията на Барик за генетиката, която позволява на вирусите да проникнат в човешките клетки, го убеждават, че някои може да са само на няколко мутации разстояние от прескачането на видовата бариера.
Това предчувствие е потвърдено през 2002 – 2003 г., когато ТОРС избухва в южен Китай, заразявайки 8 000 души. Колкото и да е лошо, казва Барик, ТОРС беше малкото зло. Заболяването започва да се разпространява едва ден, след като започват да се появяват тежки симптоми, което улеснява преминаването през карантини и проследяване на контакти. Само 774 души загиват, но ако той се предаваше толкова лесно колкото SARS-CoV-2 „щяхме да имаме пандемия с 10% смъртност“, казва Барик, „разминахме се на косъм“.
Колкото и да е изкусително да се отпише ТОРС като еднократно събитие, през 2012 г. се появява БРС и започна да заразява хората в Близкия изток. „За мен лично това беше сигнал, че сред животните има много, много повече щамове, които са готови за междувидово движение“, казва Барик.
Такива примери открива и екипът на Ши, който прекарва години, вземайки проби от прилепи в Южен Китай, за да установи произхода на ТОРС. Проектът е част от глобалните усилия за наблюдение на вируси, ръководени от американския алианс с нестопанска цел EcoHealth. Организацията е с нестопанска цел, има годишен доход от над 16 милиона долара, като над 90% са от държавни субсидии, има офис в Ню Йорк и си партнира с местни изследователски групи в други страни, за да извършват полеви и лабораторни дейности. Институтът в Ухан е нейното коронно бижу, а Питър Дашак, президент на EcoHealth Alliance, е съавтор с Ши в повечето от нейните ключови статии.
В хиляди проби от фекалнии и тъкан на прилепи екипът на Ши търси генетични последователности подобни на ТОРС. Изследването почва да дава резултат и екипът на започва да открива много тясно свързани вируси. В пещера в провинция Юнан през 2011 или 2012 г. те откриват двата най-близки, които наричат WIV1 и SHC014.
Ши успява да култивира WIV1 в лабораторията си от фекална проба и да покаже, че може директно да зарази човешки клетки, доказвайки, че вирусите, подобни на ТОРС, готови да скочат направо от прилепи към хора, вече дебнат в естествения свят. Това показва, твърдят Дашак и Ши, че коронавирусите в прилепите са „значителна глобална заплаха“. Учените трябва да ги открият и проучат, преди те да открият нас, призовават двамата.
Много от другите вируси не могат да бъдат отгледани, но системата на Барик осигурява начин за бързо тестване на техните шипове, като ги проектира в подобни вируси. Когато вирусът, който е направил с помощта на SHC014, се оказа способен да инфектира човешки клетки в петри, Дашак казва пред пресата, че тези разкрития трябва „да преместят този вирус от кандидат-нововъзникващ патоген към ясна и настояща опасност“.
За други това беше идеалният пример за ненужните опасности от изследванията за повишаване на функцията. „Единственият резултат от тази работа е създаването в лаборатория на нов, неестествен риск“, каза пред Nature микробиологът Ричард Ебрайт, дългогодишен критик на подобни изследвания.
За Барик ситуацията е по-нюансирана. Въпреки че новосъздадения вирус може да е по-опасен от оригиналния вирус, той все още е слаб в сравнение с ТОРС и със сигурност не супервируса, за който сенатор Пол говори по-късно.
В крайна сметка забраната на НИЗ не хваща дикиш. Тя включва клауза, предоставяща изключения, „ако ръководителят на финансираща агенция реши, че изследванията са спешно необходими за защита на общественото здраве или националната сигурност“. Не само, че на Барик е позволено да продължат с проучванията, но и всички други проучвания, които са кандидатствали за изключения са ги получили. Ограниченията за финансиране са отменени през 2017 г. и заменени с по-лека система.
Костюми и респиратори
Ако на НИЗ им трябва учен, който да накара регулаторите да се чувстват удобно с изследванията за повишаване на функцията, няма по-добър избор от Барик. Години наред той настояваше за допълнителни стъпки за безопасност и полага усилия да ги посочи в своя документ от 2015 г., сякаш павира пътя за напред.
Центъра за контрол и превенция на заболяванията (Centers for Disease Control and Prevention) има система с четири нива на биологична безопасност и препоръчва кои патогени трябва да бъдат изследвани на кое ниво. Ниво на биологична безопасност 1 е за неопасни организми и практически не изисква предпазни мерки: лабораторна манта и ръкавици, ако е необходимо. НББ-2 е за умерено опасни патогени, които вече са ендемични в района, и изискват относително леки мерки: затворена врата, носене на предпазни очила, изхвърляне на отпадъчните материали в автоклав. При НББ -3 става сериозно. Това е за патогени, които могат да причинят сериозно заболяване чрез респираторно предаване, като грип и ТОРС, и свързаните с него протоколи включват множество бариери. Лабораториите са оградени от два комплекта самозатварящи се, заключващи се врати; въздухът се филтрира; персоналът използва пълни лични предпазни средства и N95 маски, и е под лекарско наблюдение. НББ-4 е за най-лошите от лошите, като Ебола и Марбург: пълни костюми и специални въздушни системи са добавени към арсенала.
В лабораторията на Барик изследванията се провеждат на ниво НББ-3, като са добавени костюми Tyvek, двойни ръкавици и респиратори за всички работници. Местните екипи за първа помощ участват в редовни тренировки, за да са запознати с лабораторията. Всички работници са наблюдавани за инфекции, а местните болници имат процедури за обработка на пристигащите учени. Това е може би едно от най-безопасните НББ-3 съоръжения в света. И все пак грешки се допускат: някои учени бяха ухапани от мишки, носещи вирус, но не се получиха инфекции.
Чисто нови патогени
През 2014 г. NIH отпуска петгодишна помощ в размер на 3,75 милиона долара на EcoHealth Alliance за проучване на риска от появата на повече коронавируси, пренасяни от прилепи в Китай, използвайки същите видове техники, на които Барик е пионер. Част от тази работа трябваше да бъде възложена на подизпълнител – Института по вирусология в Ухан.
Две години по-късно Дасак и Ши публикуват доклад, в който китайската лаборатория е проектирала различни версии на WIV1 и е тествала тяхната заразност с човешките клетки. В него пише, че Института по вирусология е разработил своя собствена система за обратна генетика, следвайки примера на американците. Ала сред другото изпъква обезпокоителен детайл: работата, финансирана отчасти от безвъзмездната помощ на НИЗ, е извършена в лаборатория НББ-2. Това означава, че същите вируси, които Дасак смята за явна и надвиснала опасност за света, са изследвани при условия, които според Ричард Ебрайт съответстват на „нивото на биологична безопасност в кабинета на зъболекар“.
Ебрайт смята, че сред факторите са цената и неудобството да се работи в условия с висока степен на безопасност. Решението на китайската лаборатория да работи в НББ-2, казва той, е дало „увеличаване на темповете на напредък, при равни други условия, с коефициент 10 до 20“ – огромно предимство.
Работата в Ухан наистина напредва бързо. През 2017 г. Дасак и Ши публикуват друго проучване, също в НББ-2, което надскача направеното от Барик. Ухан продължава да открива десетки нови коронавируси, подобни на ТОРС, в пещери на прилепи и съобщава, че са направени опити с осем от тях чрез сливане на шиповете на новите вируси към шасито на WIV1. Два от тях се възпроизвеждат добре в човешките клетки. Това са чисто нови патогени.
Откритието, че в Ухан се работи с вируси, подобни на ТОРС, в условия на безопасност на ниско ниво, накара някои хора да преоценят вероятността SARS-CoV-2 да е възникнал от някакъв вид лабораторен инцидент. Вирусологът от Колумбийския университет Йън Липкин, който е съавтор на ключовата статия, твърдяща, че Covid трябва да е имал естествен произход, казва пред журналиста Доналд Макнийл-младши: „Не е трябвало да се случва. Хората не е трябвало да гледат вирусите на прилепите в лаборатории с НББ-2. Моето виждане се промени.“
Но в Ухан не са нарушени никакви правила, работейки в НББ-2, казва Филипа Ленцос, експерт по биологична сигурност в King’s College London: „Няма стандарти за това какво трябва и какво не трябва да правите. Това зависи от отделните държави, институции и учени.“ А в Китай, казва тя, главозамайващият ръст на високотехнологичните биологични изследвания не е придружен от еквивалентно увеличение на надзора.
В имейл Дженли Ши казва, че спазва китайските правила, които са подобни на тези в САЩ. Изискванията за безопасност са според вируса, който се изучава. Тъй като не е потвърдено, че вирусите на прилепи като WIV1 причиняват болести при хора, нейният комитет по биологична безопасност препоръча НББ-2 за тяхното проектиране и тестване и НББ-3 за всякакви опити с животни.
В отговор на въпроси относно решението да се направи изследването в условия на BSL-2, Петер Дашак изпрати изявление от EcoHealth Alliance, в което се казва, че организацията „трябва да следва местните закони на държавите, в които работи“ и че според НИЗ изследванията „не са изследвания за повишаване на функцията“.
За Китай
Няма закон забраняващ използването на по-висока лабораторна сигурност и според Барик тези вируси го заслужават. „Никога не бих твърдял, че WIV1 или SHC014 трябва да се изучават в BSL-2, защото те могат да растат в човешки клетки“, казва той. „Има известен риск, свързан с тези вируси. Нямаме представа дали те действително биха могли да причинят тежко заболяване при човек. По-добре да сме излишно предпазливи. Ако човек изучава сто различни вируса, късметът може да му изневери в някой момент. ”
От началото на пандемията Барик не е казал много за възможния произход на вируса или за своите китайски колеги. На няколко пъти обаче той тихо посочва опасенията си за безопасността на лабораторията в Ухан. През май 2020 г., когато малко учени бяха склонни да говорят публично за изтичане на вируса от лаборатория, той публикува документ, в който казва, че „спекулациите за случайно изтичане от лаборатория вероятно ще продължат, предвид големите колекции с проби на вируси от прилепи съхранявани в лаборатории в Института по вирусология на Ухан, близостта на съоръжението до ранното огнище и оперативните процедури в съоръжението“, като посочи и статията на Дасак и Ши, в случай че някой не разбира какво казва.
Националният институт по здравеопазване също преразгледа връзките си с лабораторията в Ухан. През април 2020 г. прекрати своята безвъзмездна помощ за EcoHealth Alliance за изследванията на вируси от прилепи, макар в последващо писмо от 8 юли да предлага да се възстанови безвъзмездната финансова помощ, но само ако EcoHealth Alliance може да успокои притесненията, че в Уханската лаборатория се „провеждат изследвания, които създават сериозни опасения за биологичната безопасност“ на други страни, добавяйки „Имаме опасения, че не са изпълнени изискванията за безопасност и също така че не е имало достатъчен надзор над подизпълнителя.“
Генетичният код на SARS-CoV-2 не прилича на който и да е вирус култивиран в лабораторията в Ухан, като например WIV1, и Барик казва, че все още вярва, че естествено заразяване е най-вероятната причина. Ала той също така познава сложните рискове на работата достатъчно добре, за да види лъкатушещите пътища на тази научна работа. Ето защо през май тази година той се присъедини към 17 други учени в писмо до списание Science, призовавайки за задълбочено проучване на лабораторията на неговия някогашен сътрудник и нейните практики. Той иска да знае какви бариери са били на разположение, за да се предотврати проникването на патогена в 13 -милионното население на Ухан, а може би и по света.
„Трябва да бъдем честни със себе си: ще открием неизвестни вируси във фекалиите или устните проби. Ще рекомбинираме тези вируси. И ако се опитваме да култивираме вирус, ще имате попадане на нови щамове върху културите“, казва Барик. „Някои ще растат. Можете да получите уникални рекомбинанти. И ако това се прави в НББ-2, тогава има въпроси, които трябва да бъдат зададени“.