Исследование прироста функции - Gain-of-function research

Коэффициент усиления-функции из-исследование ( исследование GoF или GoFR ) является медицинские исследования , которые генетически изменяет организм таким образом , что может усиливать биологические функции из генных продуктов . Это может включать измененный патогенез , трансмиссивность или диапазон хозяев , то есть типы хозяев, которых может заразить микроорганизм . Это исследование предназначено для выявления целей для более точного прогнозирования возникающих инфекционных заболеваний и для разработки вакцин и терапевтических средств . Например, грипп B может инфицировать только людей и морских котиков. Введение мутации , которая позволит вирусу гриппа B заразить кроликов в контролируемой лабораторной ситуации, будет считаться экспериментом с «усилением функции», поскольку вирус ранее не имел этой функции. Этот тип эксперимента затем может помочь выявить, какие части вируса ответственны за диапазон его хозяев, что позволит создать противовирусные лекарства, которые блокируют эту функцию.

В вирусологии исследования увеличения функции обычно используются с целью лучшего понимания нынешних и будущих пандемий . При разработке вакцины исследование усиления функции проводится в надежде получить преимущество перед вирусом и разработать вакцину или терапевтическое средство до того, как он появится. Термин «усиление функции» иногда применяется более узко для обозначения «исследования, которое могло бы позволить патогену с пандемическим потенциалом размножаться быстрее или причинить больший вред людям или другим близкородственным млекопитающим».

Некоторые формы исследований усиления функции (в частности, работа, в которой участвуют определенные избранные возбудители патогенов) несут в себе риски биобезопасности и биозащищенности , поэтому их также называют исследованиями двойного назначения, вызывающими озабоченность (DURC) . Чтобы уменьшить эти риски, одновременно допуская преимущества таких исследований, различные правительства предписали, чтобы эксперименты DURC регулировались под дополнительным надзором со стороны институтов (так называемые институциональные комитеты «DURC») и правительственных агентств (таких как консультативный комитет по рекомбинантной ДНК Национального института здоровья). Зеркальный подход можно увидеть в Координационной группе Европейского Союза по двойному использованию (DUCG).

Важно отметить, что нормативные акты США и ЕС предписывают, чтобы неаффилированный член общества (или несколько человек) был «активным участником» процесса надзора. В научном сообществе велись серьезные дискуссии о том, как оценивать риски и выгоды от исследований по увеличению функциональности, как ответственно публиковать такие исследования и как привлечь общественность к открытому и честному обзору. По состоянию на январь 2020 года Соединенные Штаты созывают группу экспертов, чтобы пересмотреть правила исследования увеличения функциональности и внести больше ясности в то, как такие эксперименты одобряются и когда они должны быть раскрыты общественности.

Эксперименты, получившие название "усиление функции"

В начале 2011 года две группы исследуют , как вирусы гриппа специфичны для птиц могли бы пересечь и создать пандемий в организме человека: один во главе с Йошихиро Kawaoka в Университете штата Висконсин в Мэдисоне, штат Висконсин , и еще под руководством Рона Fouchier в Erasmus University Medical Center в Нидерланды. В обеих группах у хорьков был проведен серийный пассинг вируса птичьего гриппа H5N1, вручную передавая вирус от одного хорька к другому до тех пор, пока он не стал распространяться через респираторные капли . Вирус, обычно специфичный для птиц, посредством репликации с течением времени в легких хорьков, принял несколько аминокислотных изменений, которые позволили ему реплицироваться в легких млекопитающих, которые значительно холоднее, чем те, которые обнаруживаются у птиц. Это небольшое изменение также позволило вирусу передаваться воздушно-капельным путем, когда хорьки кашляли или чихали.

Сторонники экспериментов Каваока и Фушье назвали несколько преимуществ: они ответили на вопрос о том, как вирус, подобный H5N1, может попасть в организм человека по воздуху, позволили другим исследователям разработать вакцины и терапевтические средства, специально нацеленные на эти изменения аминокислот, а также продемонстрировали, что существует связь между передаваемостью птичьих вирусов и летальностью: хотя вирус стал более передаваемым, он также стал значительно менее смертоносным. Различные критики исследования (в том числе члены Конгресса) отреагировали на публикации с тревогой. Другие назвали эти эксперименты «спроектированным концом света». Другие ученые, в том числе Марк Липсич из Школы общественного здравоохранения TH Chan при Гарвардском университете, задавали вопросы об относительных рисках и преимуществах этого исследования.

В мае 2013 года группа во главе с Hualan Чен , директор Китая «s Национальный птичьего гриппа референтной лаборатории , опубликовал несколько экспериментов они провели в BSL3 + лаборатории Научно - исследовательского института Харбин ветеринарной , расследующих , что произойдет , если 2009 H1N1 , циркулирующих в организме человека инфицировал ту же клетку, что и птичий грипп H5N1. Важно отметить, что эксперименты были проведены до того, как более широкое сообщество вирусологов согласилось на перерыв в исследованиях экспериментов с H5N1. Они использовали эти эксперименты, чтобы определить, что определенные гены, если они будут преобразованы в такой сценарий двойной инфекции в дикой природе, позволят более легко передать вирус H5N1 млекопитающим (особенно морским свинкам в качестве модельного организма для видов грызунов), доказав, что определенные сельскохозяйственные сценарии несут риск передачи вируса H5N1 млекопитающим. Как и в экспериментах Фушье и Каваока, описанных выше, вирусы в этом исследовании также были значительно менее смертельными после модификации.

Критики группового исследования Чена 2013 года (включая Саймона Уэйн-Хобсона из Института Пастера и бывшего президента Королевского общества Роберта Мэя ) осудили это как небезопасный эксперимент, в котором нет необходимости для доказательства предполагаемых выводов, назвав работу Чена «ужасающе безответственной», а также подняв озабоченность по поводу биобезопасности самой лаборатории. Другие (в том числе директор Сотрудничающего центра ВОЗ по гриппу в Токио Масато Таширо) оценили лабораторию Чена как «современную». Джереми Фаррар, директор Отделения клинических исследований Оксфордского университета в г. Хошимин охарактеризовал работу как «замечательную» и сказал, что она продемонстрировала «очень реальную угрозу», которую представляет «продолжающаяся циркуляция штаммов H5N1 в Азии и Египте».

Вызывающее беспокойство исследование прироста функции

В научном сообществе велись серьезные дебаты о том, как оценивать соотношение риска и пользы от исследований по увеличению функциональных возможностей и как вовлечь общественность в обсуждения для выработки политики. Эти проблемы включают биобезопасность , связанную со случайным высвобождением патогена среди населения, биозащиту, связанную с преднамеренным высвобождением патогена в население, и биоэтику , принципы управления биорисками и процедуры обзора исследований.

Академические симпозиумы

Исследование прироста функции: симпозиум

Также в декабре 2014 года Национальный исследовательский совет и Институт медицины организовали двухдневный симпозиум, чтобы обсудить потенциальные риски и преимущества исследований увеличения функциональности. В мероприятии приняли участие ученые со всего мира, в том числе Джордж Гао , Габриэль Люнг и Майкл Селгелид , Барух Фишхофф , Альта Чаро , Харви Файнберг , Джонатан Морено , Ральф Сисероне , Маргарет Гамбург , Джо Хандельсман , Сэмюэл Стэнли , Кеннет Бернс , Ральф Барик. , Роберт Лэмб , Силья Вёнеки , Кейджи Фукуда , Дэвид Релман и Марк Липсич . Вскоре после этого правительство США предоставило исключения из моратория GoFR для 7 из 18 исследовательских проектов, которые были затронуты.

Исследование прироста функции: второй симпозиум

10–11 марта 2016 г. Национальные академии наук, инженерии и медицины провели второй открытый симпозиум, на котором обсуждалась потенциальная политика правительства США по надзору за исследованиями повышения функциональности (GOF). Симпозиум был проведен по просьбе правительства США, чтобы предоставить механизм для вовлечения сообщества наук о жизни и широкой общественности и получения отзывов об оптимальных подходах для обеспечения эффективного федерального надзора за исследованиями GOF в рамках более широкого процесса обсуждения в правительстве США.

Группы академической защиты

Кембриджская рабочая группа

Рабочая группа Кембридж была сформирована Harvard эпидемиолог Марк Lipsitch с другими учеными на встрече , состоявшейся в Кембридже, штат Массачусетс, после «тройной выигрыш» биологической безопасности инцидентов , связанных с CDC , в том числе случайного воздействия жизнеспособного сибирской язвы для персонала в Roybal Campus ЦКЗ, то открытие шести флаконов с жизнеспособной оспой 1950-х годов, помеченных как Variola, но в коробке с другими плохо маркированными образцами, в кампусе FDA в Белом Дубе, и случайная доставка флаконов с H9N2, загрязненных H5N1, из лаборатории CDC в лабораторию USDA.

14 июля 2014 года группа опубликовала Заявление о консенсусе, составленное 18 членами-основателями, включая Амира Аттарана , Барри Блума , Артуро Касадевалла , Ричарда Х. Эбрайта , Элисон Гальвани , Эдварда Хаммонда , Томаса Инглесби , Майкла Остерхольма , Дэвида Релмана , Ричарда Робертса. , Марсель Салате и Силья Вёнеки . С момента его первой публикации более 300 ученых, академиков и врачей добавили свои подписи.

В заявлении содержится призыв прекратить всю работу, касающуюся потенциальных пандемических патогенов, до тех пор, пока не будет проведена количественная и объективная оценка рисков. Затем он утверждает, что вместо этого следует использовать альтернативные подходы, которые не связаны с такими рисками.

Группа занималась общественной пропагандой, оказывая влияние на решение правительства США в декабре 2014 года приостановить финансирование исследований, которые могли бы создать определенные типы новых потенциальных пандемических патогенов.

Ученые для науки

Вскоре после того, как Кембриджская рабочая группа опубликовала свое заявление о позиции, в « Ученые за науку» вошли 37 подписантов, которые заняли альтернативную позицию, согласно которой «биомедицинские исследования потенциально опасных патогенов могут проводиться безопасно и необходимы для всестороннего понимания патогенеза микробных заболеваний, их предотвращения и лечение." С момента публикации заявление SfS получило более 200 подписей от работающих ученых, ученых и профессионалов в области биобезопасности.

Один из основателей группы, вирусолог из Питтсбургского университета У. Пол Дюпрекс, утверждал (около 2014 г.), что недавние несколько событий были исключениями из общего хорошего отчета о безопасности лаборатории, и что эти исключения не должны были быть причина прекращения экспериментов, которые могли принести ощутимую пользу общественному здравоохранению. Он и другие лица, подписавшие SfS, утверждали, что эти патогены уже подпадают под действие обширных правил и что было бы более выгодно и эффективно сосредоточиться на повышении безопасности лабораторий и надзора, гарантируя, что эксперименты проводятся в общественных интересах.

Заметные подписанты Констанс Сепко , Dickson Despommier , Erica Ollmann Saphire , Джеффри Смит , Karla Кьеркегор , Шон Уилан , Винсент Раканиэльо и Йошихиро Kawaoka . Вирусолог из Колумбийского университета Ян Липкин , подписавший оба заявления, сказал, что «то, что должно быть сделано, должно быть сведено воедино».

Основатели обеих групп опубликовали серию писем, в которых подробно излагали свои дискуссии и точки зрения. Однако все авторы согласились с необходимостью более глубокого просвещения общественности и открытого обсуждения рисков и преимуществ. Некоторые также писали, что сенсационные заголовки и обрамление продолжающегося процесса как «дебатов» с «противоборствующими сторонами» отрицательно повлияли на процесс, в то время как в действительности все гораздо более коллегиально.

Международная политика и правила

Международный взгляд на политику и регулирование научных исследований в области повышения функциональности и участие в них различаются в зависимости от страны и региона. Из-за потенциального воздействия на мировое сообщество в целом этическая приемлемость таких экспериментов зависит от того, в какой степени они принимаются на международном уровне. В 2010 году Всемирная организация здравоохранения разработала не имеющий обязательной силы руководящий документ для DURC, в котором резюмируются позиции многих различных стран как «самоуправляющихся», а других - как строго соблюдающих надзор, основанный на Международных медико-санитарных правилах, Конвенции о биологическом и токсинном оружии ( BTWC) и Система безопасности биологических исследований Центра исследований международной безопасности. В документе также рекомендовано вышеупомянутое в качестве потенциальных ресурсов для стран для разработки собственной политики и процедур для DURC.

Европейский Союз

Научный консультативный совет европейских академий сформировал рабочую группу для изучения вопросов, поднятых исследованиями повышения функциональности, и выработки рекомендаций по управлению такими исследованиями и их результатами. Была изучена возможность разработки общих подходов между США и Европой.

В мае 2014 года Немецкий национальный совет по этике представил Бундестагу отчет о предлагаемых рекомендациях по управлению Федеральным правительством России. В отчете содержится призыв к национальному законодательству о DURC. По состоянию на май 2021 года правительство Германии не приняло одобренный закон. NEC также предложил для исследователей национальный кодекс поведения, одобрив, какие эксперименты квалифицируются как неправомерные, а какие нет, на основе основополагающих принципов общественной пользы. Немецкий исследовательский фонд и Немецкая национальная академия наук выступили с совместным предложением расширить роль существующих комитетов по этике исследований (ИЭК), чтобы также оценивать предложения DURC.

Соединенные Штаты

Мораторий на исследования прироста функциональности

С 2014 по 2017 г. Белый дом Управление по науке и технической политике и Департамент здравоохранения и социальных служб США учредил исследовательский мораторий усиления из-функции и пауза в финансировании на любом двойного назначения исследований в конкретных пандемического потенциала патогенов ( грипп , МЕРС , и SARS ), а нормативно-правовая среда и процесс проверки были пересмотрены и переработаны. Согласно мораторию, любая лаборатория, проводящая такие исследования, поставит под угрозу свое будущее финансирование (для любого проекта, а не только для указанных патогенов). Национальный институт здравоохранения заявил, что мораторий затронул 18 исследований.

Мораторий стал ответом на инциденты , связанные с биобезопасностью лабораторий, которые произошли в 2014 году, включая неправильную инактивацию образцов сибирской язвы , обнаружение незарегистрированных образцов оспы и введение курице неправильного штамма гриппа . Эти инциденты не были связаны с исследованиями повышения функциональности. Одна из целей моратория заключалась в том, чтобы сократить количество обращений с опасными патогенами во всех лабораториях до тех пор, пока процедуры безопасности не будут оценены и улучшены.

Впоследствии симпозиумы и экспертные группы были созваны Национальным научным консультативным советом по биобезопасности (NSABB) и Национальным исследовательским советом (NRC). В мае 2016 года NSABB опубликовал «Рекомендации по оценке и надзору за предлагаемым исследованием прироста функции». 9 января 2017 года HHS опубликовал «Рекомендуемое политическое руководство для ведомственной разработки механизмов обзора для лечения и надзора за потенциальными пандемическими патогенами» (P3CO). В этом отчете указывается, как следует регулировать, финансировать, хранить и исследовать «потенциальные пандемические патогены», чтобы минимизировать угрозы для здоровья и безопасности населения.

19 декабря 2017 года NIH отменил мораторий, поскольку исследования повышения функциональности были сочтены «важными для помощи нам в выявлении, понимании и разработке стратегий и эффективных мер противодействия быстро эволюционирующим патогенам, представляющим угрозу для здоровья населения ».

COVID-19 пандемия

Во время пандемии COVID-19 распространился ряд теорий заговора о происхождении вируса SARS-CoV-2 и ссылок на исследования по увеличению функциональности . В январе 2021 года вирусолог из Саскачеванского университета Анджела Расмуссен написала, что одна версия информации ссылается на предыдущую работу по увеличению функциональности коронавирусов, чтобы пропагандировать идею о том, что вирус имеет лабораторное происхождение. Расмуссен заявил, что это маловероятно из-за тщательной проверки и надзора со стороны правительства, которым подчиняется GoFR, и маловероятно, что исследования труднодоступных коронавирусов могли проходить незаметно.

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, поделившись открытия о том, как создавать супервирусы. Это исследование повышения функциональности финансировалось Национальным институтом здравоохранения ". Фаучи ответил: «При всем уважении, вы полностью и полностью неправы ... NIH никогда не финансировал и не финансирует исследования повышения функциональности [проводимые в] Уханьском институте вирусологии». Группа проверки фактов Washington Post позже оценила утверждения Пола как содержащие «значительные упущения и / или преувеличения». Финансирование NIH альянсу EcoHealth, а затем субподрядный контракт с Уханьским институтом вирусологии, предназначалось не для поддержки экспериментов по увеличению функциональности, а вместо этого для сбора образцов летучих мышей в дикой природе. Представитель EcoHealth Alliance Роберт Кесслер также категорически отверг обвинения.

The Washington Post также процитировала особое мнение эксперта по биобезопасности Университета Рутгерса Ричарда Эбрайта по поводу показаний Фаучи, демонстрируя, что существуют разногласия по поводу того, что квалифицируется как исследование "усиления функции". Эбрайт утверждал, что эксперименты, проведенные в рамках гранта EcoHealth, «соответствовали определению исследования увеличения функциональности, вызывающего озабоченность в рамках паузы 2014 года ». Молекулярный биолог из Массачусетского технологического института Алина Чан утверждала, что мораторий 2014 г. не повлиял на эти эксперименты, поскольку в экспериментах были задействованы «естественные вирусы», и нельзя было «разумно ожидать, что они увеличат трансмиссивность и / или патогенность» , добавив, что мораторий не имел «зубов».

Несколько ученых раскритиковали правила GoFR правительства США как имеющие серьезные недостатки (особенно в отношении финансирования NIH гранта EcoHealth Alliance). Эбрайт отметила, что этот процесс применяется не ко всем экспериментам, которые связаны с политикой правительства, в то время как вирусологи Дэвид Релман и Анджела Расмуссен указали на вызывающую тревогу непрозрачность со стороны надзорных комиссий.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Научный консультативный совет европейских академий: усиление функций: экспериментальные приложения, касающиеся потенциально пандемических патогенов ( отчет )

Languages

In other projects