生物爱好者成为H5N1突变体来源的另一担忧

2012-03-08 07:00 · pobee

两个争议性实验把H5N1禽流感病毒转变成可在哺乳动物之间传播的突变类型,这一令人不安的问题最近一直萦绕在许多科学家的头脑中。

导读:两个争议性实验把H5N1禽流感病毒转变成可在哺乳动物之间传播的突变类型,这一问题最近一直萦绕在许多科学家的头脑中。尽管恐怖分子和邪教组织一直关注生物安全领域,一些科学家还担心该论文的发布可能让好奇的爱好者再一次培育出病毒变种,并引起意外泄露的高风险。

生物爱好者成为H5N1突变体来源的另一担忧

生物爱好者成为H5N1突变体来源的另一担忧

两个争议性实验把H5N1禽流感病毒转变成可在哺乳动物之间传播的突变类型,这一令人不安的问题最近一直萦绕在许多科学家的头脑中。

经过几个月激烈的全球辩论,上周科学家小组聚会在世界卫生组织支持该结果的发布。去年秋天Nature 和Science 2大期刊阻止发表H5N1诱导突变的论文,至今该论文还没有确切的发布日期,然而,当他们这样做时,其他人将来还会重新培育病毒突变体吗?如果是这样,谁会是下一位,以及他们会怎么做?

由于H5N1突变体具有复杂的争议性,科学家在这些问题上分歧明显。

尽管恐怖分子和邪教组织一直关注生物安全领域,一些科学家还担心该论文的发布可能让好奇的爱好者再一次培育出病毒变种,并引起意外泄露的高风险。

在过去的十年内,更多的生物爱好者已亲身开展遗传实验。一个所谓的DIY生物学活动网站(网址DIYbio.org)目前拥有2000多名会员。

上周在华盛顿举行的生物安全专家会议上,美国明尼苏达大学的迈克尔T奥斯特霍姆说:“我担心的对象是拥有独立实验室的科学家、亲自做实验的科学家以及那些仅为检验能否做到而尝试的人。”

纽约市爱因斯坦医学院奥斯特赫姆博士是一名科学咨询委员会成员,该组织最初建议发布该论文。在电话采访中奥斯特赫姆博士称:“迈克是正确的,人类非常具有创造力。”

DIY生物学的支持者称:“这种担忧不仅被无端地夸大了,还可能干扰他们教育公众的努力。”

分子学家Ellen D. Jorgensen是布鲁克林公众生物技术实验室的主席,他说:“我是一个拼劲全力挥舞红色恐惧旗子的人。”

许多方法可以制造病毒,最简单、最古老的方式是病毒包揽一切。在19世纪,医生通过给奶牛注射天花疫苗而制造出牛痘病毒,病毒在奶牛体内复制并合成出牛痘苗,然而再将其注射给与天花病毒密切接触的病人。

世纪之交,科学家已经发现如何从动物分离出其它病毒,并把它转移到新的寄主体内。到本世纪中叶,科学家在细胞培养系中克隆病毒,这更容易让他们开展研究。(病毒不能独立复制,只能借助宿主细胞。)

最近,科学家发现如何制造新病毒或称为新变异体。20世纪70年代的生物技术革命让他们能够把基因从一个病毒转移到另一个。

这种方法能制造出流感疫苗。科学家可以将高危险性流感病毒中的一些基因转移到无害的病毒中,后者在鸡蛋中迅速生长。研究人员将改造性病毒注入鸡蛋让其扩增,然后杀死这些病毒以制备注射性疫苗。

科学家们还学会如何改造病毒基因。他们取出部分基因片段,然后利用酶诱导其变异,再利用其它酶把改造的基因片段粘贴到原来的病毒基因上。

另一种改造病毒的方法是利用其演化。科学家利用病毒感染动物,在其体内病毒扩增的后代发生变异,有些突变让病毒的复制速度比别的快。然后,科学家利用这类病毒的样本去感染其它动物。

在此过程中,病毒可能出现一些重要改变。如果存在抗病毒药物,科学家们可以观察病毒的毒力如何变弱,并成为疫苗。

DNA合成公司将流感病毒基因的无害片段重新拼接到细菌DNA上,科学家剪切掉细菌的致病片段,把其它部分再拼接在一起,然后把改造的病毒基因注入到细胞中。如果一切正确的话,细胞就会开始合成H5N1的突变体。

合成性病毒表现出高科技的特点,但训练有素的的病毒学家可以使用比较简单的方法去实现。了解H5N1突变体的变异信息,研究人员通过基因定点诱变简单地改变H5N1病毒。

病毒学家甚至能够从一些细节中发现如何诱导出H5N1突变体。据报道,在荷兰诱导的病毒仅出现5个突变位点,这些位点最有可能决定病毒进入宿主细胞。

马里兰大学医学院的病毒学家B. Frieman称:“对科学文献的审查,可以找到突变的插入位点,这不像核裂变那么难。”

在对病毒的研究中,科学家使用的一些设备已经变得如此便宜,它不再局限于大学实验室中。例如,DNA片段的扩增设备在eBay卖几百美元。

成本的下降促使生物学DIY实验的兴起,令人忧虑的是DIY爱好者也能够改造病毒。

DIYbio.orgDIY创始人之一Jason Bobe称:“人们往往高估我们的技术能力以及低估我们的道德水平。”

华盛顿伍德罗•威尔逊中心专门从事运动的资深研究员托德•库伊肯指出,典型的DIY项目都比较简单,把基因插入到细菌中让其焕发活力,而培养细胞要涉及很多昂贵的设备,因此不会发生在个人的“地下室”内。

很难预测生物技术的未来演变如何影响本土病原体的风险。

Bobe 称:“尽管这一领域需要有效的监管,我们却质疑对这一信息的封锁是否减少风险。虽然可能培育出像H5N1突变体的特定流感病毒,但是却很难培养这类新病毒。”

一些专家说,不论致命病毒以什么形式出现,最重要的是我们能够战胜它,从而避免像1918年引起50万人死亡的全球流感大爆发。

路易斯维尔大学微生物学家和生物恐怖主义专家罗恩阿特拉斯说:“防御疫苗的研制应该是我们应该做的,我们需要一个研制流感疫苗的预警方案以避免1918年出现的全球性大灾难。”

关键词: 突变体 H5N1