Ученые работают над вакцинами, которые распространяются как болезнь. Что пошло не так?

После того, как вакцина COVID-19 будет одобрена для общественного использования, должностные лица по всему миру столкнутся с колоссальной проблемой вакцинации миллиардов людей — логистической операцией, связанной с острыми этическими вопросами.

Что делать , если вместо того , организуя сложных и ресурсоемких кампании для вакцинации людей против новых инфекционных заболеваний , как COVID-19, мы могли бы вместо того, чтобы остановить зоонозных заболеваний , которые иногда передавались от животных к людям? Небольшое, но растущее число ученых считает, что можно использовать самораспространяющиеся свойства вирусов и использовать их для распространения иммунитета вместо болезней. Сможем ли мы победить такие вирусы, как SARS-CoV-2, новый коронавирус?

Вирус, который придает иммунитет всей популяции животных по мере его распространения в дикой природе, теоретически может предотвратить распространение зоонозного вируса, погасив искру, которая может вызвать следующую пандемию. Если, например, вакцинировать диких крыс, являющихся носителями смертоносного вируса Ласса, то риски будущей вспышки среди людей могут быть снижены. В течение как минимум 20 лет ученые экспериментировали с такими самораспространяющимися вакцинами, работа продолжается по сей день и привлекла внимание военных США.

По очевидным причинам общественный и научный интерес к вакцинам невероятно высок, в том числе к самораспространяющимся вакцинам, поскольку они могут быть эффективными против зоонозных угроз. Летом биологи Скотт Нуисмер и Джеймс Булл привлекли внимание СМИ к самораспространяющимся вакцинам после публикации статьи в журнале Nature Ecology & Evolution . Но в последующем сообщении по этой теме вкратце рассматриваются потенциально существенные недостатки выпуска самораспространяющихся вакцин в окружающую среду.

Самораспространяющиеся вакцины действительно могут повлечь за собой серьезные риски, и перспектива их использования поднимает сложные вопросы.

Кто решает, например, где и когда выпускать вакцину? После освобождения ученые больше не будут контролировать вирус. Он может мутировать, как это делают вирусы. Это может передаваться разным видам. Он пересечет границы. Будут неожиданные результаты и непредвиденные последствия.

Хотя может оказаться технически осуществимым бороться с возникающими инфекционными заболеваниями, такими как COVID-19, СПИД, Эбола и Зика, с помощью самораспространяющихся вирусов, и хотя преимущества могут быть значительными, как сопоставить эти преимущества с тем, что может быть даже? большие риски?

Как они работают. Самораспространяющиеся вакцины — это, по сути, генно-инженерные вирусы, предназначенные для распространения среди населения так же, как и инфекционные болезни, но вместо того, чтобы вызывать заболевание, они обеспечивают защиту . Построенные на основе доброкачественного вируса, вакцины содержат генетический материал от патогена, добавленного к ним, который стимулирует образование антител или лейкоцитов у «инфицированных» хозяев.

По словам некоторых ученых, эти вакцины могут быть особенно полезны для популяций диких животных, где прямая вакцинация затруднена из-за таких проблем, как недоступные среды обитания, плохая инфраструктура, высокая стоимость или нехватка ресурсов. Идея, по сути, состоит в том, чтобы вакцинировать небольшую часть населения путем прямой вакцинации. Эти так называемые основатели затем будут пассивно распространять вакцину среди других животных, с которыми они сталкиваются, посредством прикосновения, секса, кормления грудью или вдыхания того же воздуха. Постепенно эти взаимодействия могут способствовать формированию иммунитета на популяционном уровне.

Схема того, как самораспространяющаяся вакцина может распространяться среди летучих мышей. Летучие мыши-основатели, вакцинированные самораспространяющейся вакциной, со временем пассивно распространяли вакцину на других летучих мышей, с которыми они сталкивались, постепенно выстраивая иммунитет на уровне популяции. Предоставлено: Дерек Каэтано-Аноллес.Самораспространяющиеся вакцины частично уходят корнями в усилия по сокращению популяций вредителей. Австралийские исследователи описали вирусную иммуноконтрацепцию , которая захватывала иммунную систему инфицированных животных — в данном случае неместных видов мышей в Австралии — и не позволяла им оплодотворять потомство.

Первые попытки создания самораспространяющейся вакцины были направлены на борьбу с двумя смертельными инфекционными заболеваниями в европейской популяции кроликов (вирус миксомы и вирус геморрагической болезни кроликов). В 2001 году испанские исследователи провели полевые испытания вакцины на популяции диких кроликов, проживающих на Исла-дель-Айре, небольшом испанском острове недалеко от Менорки. Вакцина распространилась на более чем половину из 300 кроликов на острове, и испытание было признано успешным.

В 2015 году другая группа исследователей размышляла о разработке самораспространяющейся вакцины от вируса Эбола, которую можно было бы использовать на диких человекообразных обезьянах, таких как шимпанзе. С тех пор ученые пришли к выводу, что широкий спектр животных — от диких животных, таких как летучие мыши, птицы и лисы, до домашних животных, таких как собаки, свиньи и овцы, — поддаются самораспространяющимся вакцинам.

До сих пор исследователи не разработали экспериментальных самораспространяющихся вакцин для людей; нет четких доказательств того, что кто-то активно работает над этой технологией. Нуисмер и Булл утверждают, скорее, что самораспространяющиеся вакцины представляют собой революционный подход к борьбе с возникающими инфекционными заболеваниями, прежде чем они даже перейдут от животных к человеческой популяции.

Распространение зоонозов, безусловно, является насущной проблемой; Наряду с SARS-CoV-2, ВИЧ, вирусом Эбола и вирусом Зика существует более тысячи других новых вирусов с зоонозным потенциалом , которые были обнаружены у диких животных за последнее десятилетие. Профилактика лучше лечения, говорят Нуисмер и Булл в статье New Scientist . В своей статье в Nature Ecology & Evolution они заявляют, что «готовы начать разработку самораспространяющихся вакцин, нацеленных на широкий спектр человеческих патогенов» у животных.

Вне эксперимента ученые столкнутся с огромными техническими и практическими препятствиями при определении наиболее подходящих целей для вмешательства и обеспечении поддержания иммунитета среди популяций диких животных. Несмотря на эти существенные проблемы, потенциальные последствия самораспространяющихся вакцин для безопасности еще более серьезны.

Основная проблема безопасности связана с двойным использованием. По сути, это означает, что те же исследования, которые используются для разработки самораспространяющихся вакцин для предотвращения болезней, также могут быть использованы для преднамеренного причинения вреда . Вы можете, например, спроектировать триггеры вируса, который вызывает сбои иммунной системы у инфицированных людей или животных, как это делает естественный ВИЧ. Или вы можете создать в вирусе триггеры, вызывающие вредный аутоиммунный ответ, когда организм начинает атаковать собственные здоровые клетки и ткани.

Вопрос о биологическом оружии. 

В то время как исследователи могут намереваться создать самораспространяющиеся вакцины, другие могут перепрофилировать свою науку и разработать биологическое оружие . Такое самораспространяющееся оружие может оказаться неконтролируемым и необратимым.

Нам не нужно очень глубоко копать, чтобы получить исторический пример оружейной биологии. Как показывает южноафриканская программа биологической войны эпохи апартеида, социальное, политическое и научное давление может привести к неправильному использованию биологических инноваций.

Программа под кодовым названием «Побережье проекта» в Южной Африке была в первую очередь сосредоточена на тайном оружии для убийств, которое использовалось против лиц, считавшихся угрозой для расистского правительства апартеида. Помимо создания приспособлений для введения ядов, исследователи проекта «Берег» разработали методы заправки сахарных кубиков сальмонеллой и сигарет с Bacillus anthracis.

Несмотря на то, что существовало множество программ биологической войны, в том числе несколько, которые были гораздо более сложными и изощренными, программа в Южной Африке особенно актуальна при осмыслении злонамеренного использования самораспространяющихся вакцин. Один из исследовательских проектов Project Coast, направленных на разработку вакцины против фертильности для человека .

Эта идея прижилась в то время, когда широко распространялись опасения по поводу мирового демографического взрыва. Шалк Ван Ренсбург, который курировал работу, связанную с фертильностью в лаборатории Project Coast, рассказал Южноафриканской комиссии по установлению истины и примирению, форуму для изучения отвратительной истории той эпохи и заложения основы будущего мира и терпимости, что, по его мнению, проект соответствовал попыткам Всемирной организации здравоохранения обуздать рост глобальной рождаемости. Он считал, что это может принести его лаборатории международное признание и финансирование. По словам Ван Ренсбурга, Воутер Бассон, директор программы биологической войны, сказал, что военным нужна вакцина против фертильности, чтобы женщины-солдаты не забеременели.

В то время как некоторые из ученых, участвовавших в проекте, отрицали осведомленность о скрытых намерениях или даже о том, что их работа по фертильности была частью военных усилий, Ван Ренсбург и Даниэль Гусен, директор лаборатории, сказали Комиссии по установлению истины и примирению, что истинное намерение, стоящее за проектом должен был выборочно применять противозачаточные средства втайне от ничего не подозревающих чернокожих южноафриканских женщин.

В конце концов, вакцина против фертильности не была произведена до того, как Project Coast был официально закрыт в 1995 году, через 12 лет после его начала. Ранняя версия была протестирована на бабуинах, но никогда на людях. Южная Африка — не единственная страна, которая пытается насильственно стерилизовать часть своего населения. Европейские страны, в том числе Швеция и Швейцария, стерилизовали представителей меньшинства рома в начале ^{двадцатого} века, а в некоторых, например, в Словакии , они существовали и после этого. Совсем недавно аналитики утверждали, что китайское правительство стерилизует женщин в Синьцзяне, провинции с большим населением уйгурских мусульман.

Не требуется большого воображения, чтобы увидеть, как цели южноафриканского проекта вакцины против фертильности выиграли бы от исследований самораспространяющихся вакцин, особенно если вы объедините их с текущими разработками в фармакогеномике, разработке лекарств и персонализированная медицина. Взятые вместе, эти направления исследований могут помочь в создании сверхцелевой биологической войны .

Растущий потенциал злоупотреблений. Конвенции о биологическом оружии, договору, запрещающему биологическое оружие, почти 50 лет. Соглашение, заключенное и согласованное в разгар холодной войны, страдает устаревшими методами работы. Есть также серьезные проблемы с оценкой соответствия . Конвенция, конечно же, не остановила Южную Африку от реализации проекта «Побережье» в начале 1980-х годов.

Исследования самораспространяющихся вакцин — небольшая, но развивающаяся область. На данный момент значительную работу в области проводят около 10 учреждений. Эти лаборатории в основном расположены в Соединенных Штатах, но некоторые также находятся в Европе и Австралии. По мере того, как поле расширяется, увеличивается и вероятность злоупотреблений.

До сих пор исследования в основном финансировались научными и медицинскими фондами США, такими как Национальный научный фонд, Национальные институты здравоохранения и Министерство здравоохранения и социальных служб. Частные организации, такие как Фонд Гейтса и академические учреждения, также финансировали проекты.

Недавно к исследованиям подключилось Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), которое иногда называют отделом исследований и разработок вооруженных сил США. Университет Калифорнии, Дэвис , например, работает над DARPA ведения проект под названием Прогнозирование Превентивного потенциала и интервенционной En Masse животных Вакцинации , чтобы предотвратить вытекая патоген угрозу в текущих и будущих зонах военной операции США. В соответствии сВ брошюре проект «создает первый в мире прототип самораспространяющейся вакцины, предназначенной для индукции высокого уровня коллективного иммунитета (защиты на уровне популяции диких животных) против вируса Ласса… и Эболы».

Военные инвестиции в биологические инновации в оборонительных или защитных целях допустимы в соответствии с Конвенцией о биологическом оружии, но они все же могут посылать неверные сигналы. Это может заставить страны сомневаться в намерениях друг друга и привести к взаимным инвестициям в потенциально рискованные исследования, в том числе в самораспространяющиеся вакцины. Результат неудачных исследований или биологической войны может иметь катастрофические последствия для здоровья и окружающей среды.

В то время, когда нормы, запрещающие химическое оружие, деградируют, о чем недавно свидетельствует отравление лидера российской оппозиции Алексея Навального нервно-паралитическим веществом Новичок — преступление, в котором многие европейские официальные лица обвиняют Россию — международное сообщество просто не может себе позволить то же самое происходит с нормой против применения биологического оружия. Это полностью противоречило бы духу договора, если бы казалось, что государства даже захотят заниматься сопряженной с высоким риском деятельностью двойного назначения в биологии.

Ранние, открытые, добросовестные разговоры о научных целях и достижениях, которые вызывают особые опасения по поводу двойного использования, как это делают самораспространяющиеся вакцины, необходимы для изучения более широких интересов определенных технических траекторий. Программа Калифорнийского университета в Дэвисе ищет способы включения «выключателя» для безопасного управления технологией. И DARPA заявляет, что любые полевые эксперименты, связанные с проектом, будут проводиться в соответствии с протоколами биобезопасности. Но этих обещаний недостаточно. Нашей целью должно быть принятие коллективного решения о технических путях, которые мы готовы или не хотим использовать как общество.

https://thebulletin.org/2020/09/scientists-are-working-on-vaccines-that-spread-like-a-disease-what-could-possibly-go-wrong/