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加拿大研究人员复活灭绝痘病毒

来源:原创 编辑:admin 时间:2017-08-07 19:00
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  天花可谓是历史上最致命的疾病之一。为了消灭这种疾病,人类花费了几十年的时间,投入了数十亿美元。然而,一个小型科学团队仅用半年时间和10万美元就可能让这个“幽灵病毒”重返人间,而且并不需要多么特殊的新知识。

  这是一组加拿大研究人员在一个不同寻常且尚未发表的实验中得出的结论。加拿大阿尔伯塔大学病毒学家 David Evans表示,他们利用邮购的遗传碎片,重新合成出了马痘病毒——这是一种天花病毒的近亲。

  到目前为止,没有人知道马痘是否会对人类造成伤害,但和天花一样,科学家们相信这种病毒已经在自然界中绝迹了。现在,Evans 和团队轻而易举的就重构了这种在1980年就宣布已被消灭的恐怖病毒。

  对此,德国慕尼黑大学病毒专家Gerd Sutter表示了极度担忧:“毫无疑问,如果马痘病毒可以被制造出来,那天花病毒也可能会随时回来。”

  而Evans希望该研究——大部分工作由其助理研究员Ryan Noyce完成,能有助于解开有数百年历史的天花疫苗起源之谜,以便研发新的更好疫苗,甚至改善癌症疗法。

  实际上,从科学角度而言,该成果算不上是个大突破。自2002年科学家能够从零开始组装更小得多的脊髓灰质炎病毒后,他们就预言有一天也能合成痘病毒。但该研究却引发了人们的极大担忧:恐怖组织可能会使用这些现代生物技术。

  但美国马萨诸塞大学生物伦理学家Nicholas Evans表示,如果考虑到历史背景,该研究可谓是一个重要的里程碑,证明了病毒合成的潜力。

  亚利桑那州大学炭疽病毒专家Paul Keim表示,该研究似乎还点燃了有关科学应被如何管理的讨论。“复活已灭绝的天花病毒近亲极具煽动性。时常会出现一个实验或事件触发严格审查,而该实验听上去就像当局会考虑严格管理的对象之一。”

  并没引人注意

  Evans也承认,人工合成天花病毒的研究可能是一把“双刃剑”,存在被不法分子利用的风险。“向人们展示如何合成马痘病毒会增加这一风险吗?”他说,“可能会。但事实是风险一直存在。”

  在2016年11月举行的一场世卫组织(WHO)天花病毒研究咨询委员会会议上,Evans与相关专家讨论了该研究。日前,WHO发布在网站上的一份该会议报告指出,Evans的研究“不需要特殊的生物化学知识或技术,也不需要太多钱或时间”。但它也没有吸引生物伦理学家或媒体的过多关注。

  而且,与Evans团队合作的药企Tonix曾发布的相关新闻稿也未受关注。Tonix表示希望将马痘病毒放入人用天花疫苗中,以便目前能引起小部分人出现严重副作用的疫苗更安全。

  Evans表示,它还将为研发其他疾病疫苗提供平台。他还试图利用合成痘病毒开发癌症疫苗,此疫苗能激活免疫系统攻击癌症细胞。“我认为我们需要注意双刃剑问题,但我们也应正视该方法无与伦比的优势。”

  这种双链天花基因比脊髓灰质炎基因大30倍——纽约州立大学石溪分校的Eckard Wimmer和团队在2002年从零开始合成了脊髓灰质炎病毒。而且,马痘病毒基因的末端还有名为“终端发夹”的结构,也让重建工作充满挑战。

  此外,科学家只要将脊髓灰质炎基因简单地放入适当细胞内,就将能产生新病毒,然而该方法不适用于痘病毒。WHO天花咨询顾问小组主席、英国剑桥大学的Geoffrey Smith表示,这让重建天花病毒更困难。

  Evans正计划重新提交论文进行发表,因此拒绝讨论其工作细节。但WHO报告称,该团队从德国一个合成DNA商业公司Geneart购买了重叠的DNA片段,每个约有3万碱基对。

  研究人员将这些材料缝合成一个包含21.2万碱基对的马痘病毒基因。他们将该基因放入感染了不同天花病毒的细胞中,使其开始感染马痘病毒。结果显示,马痘病毒出现了预测的基因序列。

  Evans表示,《自然—通讯》和《科学》杂志都拒绝了这篇论文。但《科学》杂志编辑Caroline Ash表示,这篇论文并非正式提交给了该杂志,但询问了出版问题,并给了Tonix新闻稿。

  Ash回复Evans:“在确认了技术成果后,我们最终认为你的论文没有为《科学》的读者提供足够的生物学新知识,以消除对该论文的行政禁令。”

  为了避免违背国际惯例,Evans表示“他提供了足够信息以便专业人士重复其实验,但没有详细的细节方案”。

  过敏症和传染病国家研究所病毒学家Peter Jahrling表示,该论文应当被发表。“不仅因为新颖,还因为很重要。”他说。

  监管体系

  WHO条例和许多国家政策都禁止制造天花病毒。实验室也不允许制造超过20%的天花病毒基因,而且,制造和售卖DNA片段的公司也应自发进行登记,以避免顾客订购某些病毒材料,除非他们有正当理由。

  但Keim表示,控制全世界所有生产核酸的公司不太可能。“我们很多年前就意识到管理这些活动根本不可能。”他说。

  Keim指出,目前有专门针对希望复活病毒的研究者的国际许可证制度。美国目前的条例则要求联邦经费资助的研究人员要进行“生成或重组根除或灭绝对象”实验,需要接受特殊审查和风险评估。这些对象被列入了一个管理名单,其中包括天花,但没有马痘,因为后者本身不被认为是一种危险病毒。

  但弗吉尼亚州乔治·梅森大学生化防御专家Gregory Koblentz表示,加拿大的体系有所不同。在这里,相关条例指出,即便研究不涉及某种特定危险病原体,但相关知识和技术仍可能形成构成正负两方面风险,所以该研究应该被审查。他说:“按照这个规则,该国相关部门应该会生产马痘的合成过程和技术”。

  不过,Evans主动与加拿大联邦政府机构就此事进行了交谈,而他的大学已经开始从安全角度考虑病原体回归所带来的影响。Koblentz说:“就我所知,针对合成某种天花病毒所带来的更深层次的影响,政府部门并没有组织并参与对其进行系统的评审。我并不认为这个实验应该被进行。”

  此外,生物伦理学家Nicholas Evans认为新的制度应该填充到该国的科学法规中。他说:“首先我们要讨论的是未曾在自然界中存在过的病毒,随着合成生物学的快速发展,现在某些人能够在不涉及天花病毒的前提下创造与其同样致命和传染的病毒。”面对这种情况,联合国应该建立信息共享机制,当研究人员计划合成与天花有关的病毒时,任何成员国有义务通知WHO。

  点燃新争论

  Evans的实验也许会引起一场旷日持久的争论,是否应摧毁这个天花“近亲”。1980年天花病毒根除后,世界各地的实验室同意毁掉各自遗留的天花病毒样本,或者将样本运送到位于亚特兰大的美国疾病控制中心(CDC)以及位于莫斯科的俄罗斯病毒制剂研究所(俄罗斯的样本后来被移送至新西伯利亚的国家病毒和生物科技研究中心)。

  从那以来,这些病毒样本的命运就一直是激烈争论的焦点:“主张毁坏的人”认为销毁所有遗留病毒会使世界更安全,而“主张保留的人”则表示将病毒保留下来并研究它,有可能帮助世界做好对抗下一次病毒爆发的准备。

  Jahrling表示,现在马痘病毒已经被合成出来,相关争论已经没有意义。“你认为病毒在冰库里或被销毁就能高枕无忧?事实并非如此。基因能挣脱‘牢笼’。”他说。德国罗伯特·科赫研究所的Andreas Nitsche 也认为,Evans的研究改变了游戏规则。

  但Evans一直强调其研究的学术价值:有助于阐明天花免疫的进化历史。1796年英国医生Edward Jenner最先使用了这种消除了天花的疫苗,该疫苗本身含有活性病毒牛痘。但也有传言说最古老的天花疫苗包含的是马痘,而且马痘基因与一些古老疫苗菌株十分类似。这支持了天花疫苗源自马匹的传说。

  Evans希望借助马痘基因弄清天花疫苗的发展。“这是人类历史上最成功的一种疫苗,也是现代免疫学和微生物学的基础。但我们还不知道它来自哪里。”他说。



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