Check it!


“Дизайнерские ошибки”: как следующая пандемия может прийти из лаборатории

"Designer bugs": how the next pandemic might come from a lab

"Designer bugs": how the next pandemic might come from a lab

Поиск лучших способов делать добро. Стало возможным благодаря Фонду Рокфеллера.

На этой неделе дипломаты со всего мира собрались в Женеве, Швейцария, в рамках ежегодного сбора из государств-участников Конвенции по биологическому оружию (КБО). КБО имеет важную задачу: оно запрещает 182 стран, которые подписали и ратифицировали конвенцию от разработки, производства и накопления запасов биологического оружия.

КБО, в сообщества и биозащищенности целом, исторически более ориентирована на существующие патогены с ясным потенциалом для использования в качестве биологического оружия, такого как сибирская язва и возбудителей ботулизма и лихорадки Ку. Кроме того, эксперты в области здравоохранения обеспокоены безопасности “большая” — очередная глобальная пандемия. Инфекционные болезни часто зоонозными, то есть перейти от животных к человеку. Зоонозных заболеваний, таких как Эбола, Зика, атипичной пневмонии, ВИЧ-инфекции создаются и, когда, скажем, свиньи неверные встречается с неверной летучей мыши — и тогда встречает плохого человека.

Появление такого заболевания во многом зависит от спонтанной генетической мутации и косвенные факторы. Вот страшная мысль: возможно, будущих пандемий может не зависеть от случайной встречи разных видов животных и случайных мутаций, но может быть целенаправленно сформирована. Новые инструменты из области синтетической биологии может наделить ученых с пугающей возможность спроектировать и изготовить максимально опасных патогенов, скачка естественного отбора.

Эта угроза очень сильно на умы силовиков. В мае этого года, в Центре Джона Хопкинса по безопасности в области здравоохранения (ЧС) провело мероприятие с участием экс-сенаторов США и представителями исполнительной власти о том, как страна будет реагировать на международное возникновение инженерии патогенов. В этом вымышленном сценарии, террористическая группировка построена вирус, который был смертельно и очень заразно. Больше в года загримированном пандемии, во всем мире погибло пролетим 150 млн., индекс Доу-Джонса упал на 90 процентов, и был массовый исход из городов на фоне голода и беспорядков.

В биотехнологии, история последних нескольких десятилетий был одним из экспоненциального прогресса. Всего 75 лет назад, мы даже не были уверены, что ДНК является основным материалом, регулирующие наследственность. Сегодня мы имеем возможность читать, писать и редактировать геномы с большей легкостью.

Но биотехнологий двойного назначения — они могут быть использованы как для хорошего и плохого. Мы опасаемся, что даже нынешние возможности, проектированный пандемия может присоединиться к растущему списку сейсмических изменений, привнесенных биотехнологические достижения. Достаточно дееспособных субъектов было работать, чтобы воскресить смертоносных патогенов в прошлое, как оспа или испанский грипп, или изменения существующих патогенов , таких как птичий грипп более заразен и смертелен. Как инженерия геномные технологии становятся все более мощными и вездесущими, инструменты, необходимые для внесения таких изменений становятся все более доступными.

Это приводит к ужасающим призраком независимых актеров намеренно (или ненамеренно) патогенов инженерии с потенциалом, чтобы нанести вред похуже, чем в истории смертоносных пандемий. Ограничений Очевидных физических или биологических, исключает возведения таких мощных биологического оружия. По данным экспертов биозащиты Пирс Миллет, “если вы намеренно пытаетесь создать патоген, который является смертельно опасным, легко распределяется по коже, и что мы не имеем надлежащих мер общественного здравоохранения для снижения, то, что вы создаете одними из самых опасных существ на планете.”

Меры по снижению этих рисков станет одним из главных вызовов 21-го века — не только потому, что ставки высоки, но и из-за множества препятствий, стоящих между нами и решения.

Технологии, которые помогают нам также может навредить нам

Естественные пандемии могут быть ужасными и застать нас врасплох. Например, прошло три года между первым официально документированных случаев нам СПИД в 1981 году и определение ВИЧ в качестве его причины. Прошло еще три года, чтобы разработать и утвердить первый препарат лечения ВИЧ-инфекции. В то время как антиретровирусные препараты позволяют людям, живущим с ВИЧ, чтобы эффективно управлять заболеванием (то есть, если они могут позволить себе лечение), мы все-таки отсутствие перспективной вакцины против ВИЧ.

Как Еще плохо оснащены, как мы, может быть, чтобы вновь бороться с возникающим природных патогенов, мы еще меньше готовы справиться с инженерии патогенов. В ближайшие десятилетия это может стать возможным создание патогенов, которые выходят далеко за пределы диапазона возбудителей инфекционных заболеваний современная медицина научилась распознавать, лечить и содержать.

Что еще хуже, злоумышленников может построить болезнетворных микробов в особенности стратегически специально, чтобы сорвать существующие меры безопасности в области здравоохранения. Так что пока прогресс в области синтетической биологии позволит сделать его легче для нас, чтобы изобрести терапия и другие технологии, которые могут защитить нас от пандемии, те же успехи могут позволить государственными и негосударственными субъектами, конструировать все более опасных микроорганизмов.

Например, новый ген-синтез технологий маячить на горизонте, позволяя автоматизированного производства длинных последовательностей ДНК с нуля. Это будет благом для фундаментальных и прикладных биомедицинских исследований, но это также позволит упростить сборку патогенов дизайнер.

"Designer bugs": how the next pandemic might come from a lab

По сравнению с другими видами оружия массового уничтожения, инженерии патогенов являются менее ресурсоемкими. Хотя в настоящее время злоумышленниками потребуется университете-класс лаборатории и ресурсы для их создания, большим препятствием стремится быть доступ к информации. Границы наших знаний о биологии ограничивают потенциал любых усилий биоинженерии. Некоторая информация, например, как умело работать с конкретной машины или тип клеток, могут быть приобретены только через несколько месяцев или лет контролируемого обучения. Другая информация, как и аннотирован геном возбудителя последовательности, можно легко получить доступ через открытые базы данных, такие как поддерживается Национальным центром биотехнологической информации.

Если информацию, такую как последовательности генома возбудителя или протоколы синтетической биологии доступны онлайн, это может сделать это намного проще для злоумышленников, чтобы построить свою собственную патогенов. Но даже если они не в сети, хакеры могут также украсть конфиденциальную информацию из баз данных биотехнологических компаний, университетов и правительственных лабораторий.

Предотвращение ущерба от инженерии патогенных микроорганизмов осложняется тем, что он принимает только одно упущение, один находчивый террористической группы, или один разбойник нация-государство, чтобы посеять масштабную панику. Даже если большинство ученых и другие страны последуют соответствующие протоколы, один односторонний актер может поставить под угрозу человеческой цивилизации.

И некоторые раны могут быть нанесены самостоятельно. Между 2004 и 2010 годов было зарегистрировано более 700 случаев утраты или выхода “особые агенты и токсины” (т. е. страшно) у нас лаборатории. В 11 случаях, лаборанты приобретенных бактериальных или грибковых инфекций. В одном случае отгрузки вредный грибок был потерян — и, по данным ФБР, уничтожено — в пути. В мире, в котором благонамеренные, но иногда неосторожное биологи создавали опасные организмы в лаборатории, таких аварийных событий может оказаться еще более пугающей.

Глобальная проблема

Как естественным пандемий, проектированный пандемий не признают национальных границ. Инфекционный возбудитель, выпущенный в одной стране, будут эмигрировать. Действия, которые защищают от инженерии патогенов являются примером глобального общественного блага: после смертельной инженерии патогенов, негативно повлияет стран мира, делая что-то для их предотвращения-это служба, которая помогает всему миру.

Одной из основных задач глобальных общественных благ заключается в том, что они склонны быть underprovided. С глобальных общественных благ, отдельных стран предпочитают фрирайд в одностороннем порядке за предоставление глобальных общественных благ, если они могут уйти с ним.

Это не означает, что страны не сделал ничего, чтобы обеспечить глобальные общественные блага; просто они не столько, сколько им надо. Например, такая страна, как Соединенные Штаты готовы рассмотреть возможный ущерб из-возбудитель может нанести на 325 миллионов человек, и он примет меры, чтобы предотвратить это. Однако, меры, которые он принимает, не быть столь обширны, как если бы это были рассмотреть платных инженерии возбудитель может взять на планеты 7,6 миллиарда человек.

Для решения этой дилеммы, мировые лидеры создали Конвенцию по биологическому оружию в 1970-х годах. КБО имеет важную цель, сдерживающих развитие биологического оружия; на практике, он является неэффективным при проверке и обеспечение соблюдения законов.

В отличие от КБО, основных договоров по ядерному и химическому оружию имеют обширные формальные механизмы контроля. В Договоре о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО), начиная с 1970 года, проверяет соответствие подписей в рамках Международного агентства по атомной энергии, которая имеет штат около 2,560. Конвенция по химическому оружию (КХО), начиная с 1997 года, осуществляет проверку соответствия через Организацию по запрещению химического оружия, которая выиграла Нобелевскую премию мира в 2013 году. Она имеет штат 500. Напротив, группы Имплементационной поддержки Конвенции, единственной административного органа по Конвенции, в настоящее время только четыре сотрудника.

И биологического оружия имеют особые характеристики, которые делают проверки и исполнения сложных по сравнению с химическим и ядерным оружием.

Рассмотрим ядерных технологий. Атомные электростанции требуют низкие уровни обогащения урана (обычно около 5 процентов), в то время как ядерное оружие требует высокообогащенного урана (как правило, свыше 90 процентов). Высокообогащенного урана требует крупных промышленных объектов с точным центрифуги. Когда разрешен доступ, это сравнительно легко для инспекторов, чтобы определить, когда объект используется для производства высокообогащенного урана.

Отчасти по этим причинам, ни одна страна не разработала ядерное оружие, будучи участником ДНЯО. Из девяти Объединенных Наций ядерное оружие, США, СССР (чье оружие теперь исключительно принадлежит России), Великобритании, Франции, Китая, и, вероятно, Израиль имел ядерное оружие до того, как договор был исполнен. Индия (первое испытание 1974 год) и Пакистан (первое испытание в 1998 г.) не подписала ДНЯО. Северная Корея вышла из договора в 2003 году, за три года до своего первого ядерного испытания в 2006 году.

В отличие от биоинженерной организмы требуют меньше ресурсов и удобств меньше, чтобы сделать, и это труднее, чтобы легко различать организмы, которые разрабатываются для научных целей от тех, которые разрабатываются по злому умыслу.

Исторически, КБО не имеют хороший послужной список профилактики владении биологическим оружием. СССР поддерживал большая программа биооружия после того, как она подписала КБО в 1975 году. Южно-Африканского режима апартеида провел биологического оружия в 1980-х и 90-х, будучи участником Конвенции.

Опасаясь, что инвазивные проверки КБО может поставить под угрозу конфиденциальные интеллектуальной собственности и больно конкурентоспособности передовых биотехнологий, США решили выйти из переговоров на Пятой конференции по рассмотрению действия КБТО в 2001 году. К нам позже присоединился этих переговоров, но серьезные меры по улучшению механизмов контроля и соблюдения Конвенции не принималось, а договор остается в значительной степени неэффективным.

Несмотря на такую заботу о инвазивности проверки, существует растущий консенсус, что КБО должна стать более эффективной. В 2015 двухпартийного доклада голубой лентой изучать панель на биозащиту, под председательством Джо Либерман, 2000 демократический кандидат в вице-президенты, и том Ридж, первый секретарь национальной безопасности при Джордже Буше-младшем, назвал вице-президента и госсекретаря председательствовать ряд встреч с соответствующими членами Кабинета министров и экспертов, чтобы договориться о верификации протоколов, который бы удовлетворил нас проблем пока адекватно обеспечения выполнения договора. Исследования привели к введению национальной стратегии биозащиты закон 2016 года, которая до сих пор ждет голосования.

В сентябре 2018 года, козырной администрация обнародовала Национальная биологическая защита стратегии, хотя в этом документе содержится мало конкретной информации о том, как США будет способствовать укреплению КБТО и не упомянул, на уровне Кабинета министров совещания под председательством вице-президентом, как было рекомендовано голубой лентой панели.

"Designer bugs": how the next pandemic might come from a lab

Некоторые сомневаются в серьезности угрозы, исходящей от биооружия. Например, в своей недавней книге, профессор Гарвардского университета Стивен Пинкер говорит о том, что “биотерроризм может быть [а] скрытая угроза”. Он утверждает, что террористы не использовать пандемии патогенов, так как их цель, как правило, “не повредит, но театр”. Другие полагают, что даже если террористы хотели создать возбудитель, как оружие, они бы недостает необходимых биологических знаний и практических ноу-хау, чтобы сделать работу.

Хотя это правда (и довольно удачно), что эти факторы снижают, по крайней мере, присутствует риск биологической атаки, это слабое утешение. В ближайшие десятилетия она станет только легче для негосударственных субъектов приобретать и развертывать мощные биотехнологии для больных. За И террористов, государственные структуры также создают серьезные риски.

Например, в Японии запустили разрушительного bioattacks против Китая во время Второй мировой войны. Японский отряд 731 сбросили бомбы, наполненные стаи, зараженные чумой блохи на китайские города, скорее всего, убили сотни тысяч мирных жителей. Командир группы, Ишии Широ, нашли чуму, чтобы быть мощным оружием, поскольку оно может представлять собой как естественное эпидемии и гибели большого количества людей путем от человека к человеку передачи.

Кроме того, у нас была программа биологического оружия с 1943 по 1969 год, что, между прочим, сделал пропагандистских видео, хвасталась испытания биологического оружия на людях. Секретная программа биооружия в СССР, что она сохраняется после входа в КБО было больше человек на своем пике в 1980-х годах, чем на данный момент Facebook имеет.

Мы не знаем, что мы не знаем — но вот что мы можем сделать

Многие вопросы остаются без ответа, когда речь заходит о потенциально катастрофических рисков, порождаемых инженерии патогенов. Например, каков полный спектр микробов, которые вызывают болезни человека? И какие типы микробов, вероятно, будет использоваться в качестве биооружия? Научно-исследовательских центров, таких как центр по безопасности в области здравоохранения в Хопкинсе, будущее института человечества, и инициатива по сокращению ядерной угрозы прилагаем все усилия, чтобы отвечать на такие вопросы.

Но только потому, что у нас нет ответов на все вопросы — даже и не знаю, все вопросы для начала — не значит, что есть вещи, которые мы не можем сделать, чтобы снизить наши риски.

И Мыслить глобально действовать

Для начала, нам следует разработать процесс для решения достижения в области биотехнологии в КБО. В настоящее время, КБО отсутствует специальный форум, где договора последствия новых разработок в области биотехнологий могут быть обсуждены. Других международных соглашений, как КХО, посвятили научно-консультативных советов, чтобы отслеживать и реагировать на новые научные и технологические изменения. КБО имеет такого совета.

Какое-то Там движение по этому вопросу — Центра Джона Хопкинса по безопасности здоровья прошло мероприятие в Женеве в начале этой недели, чтобы обсудить, как конвенция может эволюционировать в адрес стремительный прогресс в области биотехнологии. Еще важно создать постоянный институционального потенциала в рамках Конвенции для решения биотехнологических изменения.

Все это связано с еще одним приоритетом: дать Имплементационной поддержки КБО больше ресурсов. Четыре человека группы имплементационной поддержки Конвенции единственным административным органом, имеет серьезные обязанности, которые значительно превышают его текущие ресурсы. Эти обязанности включают оказание поддержки и содействия странам в осуществлении договора, Администрирование баз данных запросов о помощи, содействие сотрудничеству между сторонами, и многое другое.

Но ресурсы по-прежнему мизер, особенно по сравнению с другими международными договорами. Ежегодные расходы, выделяемые на совещаниях Конвенции о биологическом оружии и его имплементационной поддержки составляет менее 4,5% от стоимости, выделенных для КХО. Это недостаточный бюджет служит мрачным сигнал о том, насколько серьезно в настоящее время в мире идет рост рисков, связанных с биологическим оружием.

Еще одним глобальным приоритетом должен быть поиск путей регулирования двойного назначения ген синтеза технологий. Для облегчения своих исследований биологи регулярно заказываю короткие, изготовленные на заказ фрагменты ДНК из компаний, которые специализируются на их изготовлении. В 2009 году Международный консорциум ген синтеза предлагаемые руководящие принципы для того, как Гена синтеза С должно экрана заказам клиентов для потенциально опасных фрагментов ДНК, таких как вирусы и гены токсина. Большинство компаний добровольно следовать этим рекомендациям, и они составляют 80 процентов мирового рынка.

Однако, даже компании, в настоящее время применяя рекомендованные процедуры скрининг-тест только будь упорядоченных последовательностей совпадают с известными патогенами. Проектированный возбудителя с новым геном, потенциально могли бы проскользнуть мимо этого фильтра.

В настоящее время, рынок синтез гена расширяется на международном уровне и затраты на синтез падают. Крайне важно, чтобы правительства как самостоятельно, так и на многосторонней основе закона к мандату соответствующего скрининга последовательностей и клиентов. Как Кевин Esvelt из Массачусетского технологического института пишет, “адекватно скрининг всех синтезированных ДНК могут устранить самые серьезные предвидимых опасностей биотехнологических злоупотреблений со стороны негосударственных субъектов”.

Дело с “Биориск” на земле и в лаборатории

Помимо разработки новых глобальных стандартов и практики, мы должны принять более гибкий контрмеры к лицу с угрозой биоинженерии микроорганизмов. Как отмечается в недавнем докладе ЧС “одна из самых больших проблем в ответ на вспышку, особенно для новых инфекционных заболеваний, является наличие надежных диагностических тестов, которые могут быстро и точно определить состояние инфекции”.

Диагностика на основе передовых методов секвенирования генома может предоставить подробную информацию о всех вирусов и бактерий, присутствующих в образце крови, включая даже совершенно новые патогены. Между тем, как секвенирование генома становится менее дорогим, он может быть более широко применяются в клиниках для обеспечения беспрецедентного в режиме реального времени понимание генетических заболеваний и прогрессирования рака.

Мы также должны больше инвестировать в разработку противовирусных препаратов, которые поражают более широкий спектр целей. Такого широкого спектра действия могут иметь больше шансов на замедление распространения инженерии ошибка, чем процедуры, относящиеся к отдельным известных патогенов.

И мы также должны развивать “платформа” технологии, которые позволяют быстрое развитие вакцины. В настоящее время процесс проектирования, испытаний и производства вакцины для предотвращения распространения нового возбудителя занимает годы. В идеале, мы могли бы иммунизировать всех лиц, подверженных риску в течение месяца выявление возбудителя. Ускорение разработки вакцины потребует от нас для того чтобы изобретать новые и, вероятно, нетрадиционных технологий, таких как векторная иммунопрофилактика вакцинами или нуклеиновой кислоты.

Хотя мы стремимся и ускорения таких исследований, мы также должны помнить о возможности членовредительство. Для предотвращения страшной аварии, международное биомедицинское сообщество должно создать прочную культурную отбойников на исследование болезнетворных микроорганизмов.

В настоящее время, карьерный рост, финансовая выгода, и сырые любопытство мотивировать биологов на всех уровнях, чтобы подтолкнуть конверт, и мы все выиграем от их усилий. Однако, эти же стимулы иногда может привести исследователей, чтобы взять существенную и возможно неоправданных рисков, таких как развиваются опасные штаммы гриппа, чтобы быть более заразен или публиковать инструкции для выращивания близкий родственник вируса натуральной оспы. Это важно для биологов, чтобы поощрять культуру, в которой этот авантюрный ум сдерживается осторожностью и смирением.

К счастью, синтетические светила биологии как Esvelt и церкви из Гарвардского университета Джордж здесь только, что новаторские технологические меры защиты для снижения рисков аварийных выбросов и пропаганде политики и норм, которые бы биология 21-го века менее опасное преследование. В качестве инструментов синтетической биологии распространился на другие дисциплины, их пример является одним, что другие должны следовать.

Лежащие в основе вышеуказанных предписаний является необходимость подойти к проблеме с чувством срочности он заслуживает. Как наши возможности биотехнологические растут, так что тоже будет угроза инженерии патогенов. Проектированный пандемии не заявить о себе с возвышающейся грибовидное облако, но страдания людей его прикосновения будут не менее реальны.

Р. Даниэль Бресслер – это кандидат философских наук в устойчивом развитии программы в Колумбийском университете. Его исследование находится на пересечении технологий двойного назначения, изменение окружающей среды, и способность к коллективным действиям в международной системе для решения этих вопросов. Найти его на Твиттере @DannyBressler1.

Крис Bakerlee является аспирантом в молекулах, в клетках и orgamisms Гарвардском университете, где он использует методы генной инженерии для изучения того, как работает эволюция. Найти его на Твиттере @cwbakerlee.

Зарегистрируйтесь на будущее прекрасное руководство к благотворительности. Через 5 дней, в 5 электронных писем, мы будем погружаться в вопросы, сколько давать, где давать, а других способов делать добро. Начните здесь.

Sourse: vox.com

Post Author: Woodire

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *