Эволюционный биолог из Центра изучения рака в Сиэтле (США) Джесси Блум опубликовал на сайте научных препринтов BioRxiv статью о раннем происхождении коронавируса, которая отчасти — расчеты биоинформатика, а отчасти — журналистское расследование.
Он обнаружил, что китайские исследователи в самом начале прошлого года, когда пандемия только начиналась, прислали в общедоступную базу данных расшифровку последовательностей неких ранних вариантов генома коронавируса, а потом зачем-то попросили их удалить. Но Блум нашел эти данные в кеше и проанализировал их. Оказалось, что эти последовательности чуть-чуть ближе к вирусу летучих мышей и, по его мнению, указывают на то, что новый коронавирус, способный заражать людей, появился до того, как им заразились пациенты, связанные с рынком в Ухане, а ключевые мутации в нем появились ранее декабря 2019 года.
Именно с этим временем и местом связывали китайские чиновники начало эпидемии. Но сейчас все больше данных о том, что человеческий вариант коронавируса летучей мыши должен был возникнуть существенно раньше, чем первые заболевшие на рынке попали в поле зрения врачей. Человеческий вариант вируса не мог появиться в результате некой мутации и тут же широко распространиться — это маловероятно и с точки зрения времени эволюции вирусов, и с точки зрения динамики эпидемии.
И в этом смысле статья Блума не сенсация, а одна из работ в ряду исследований о выстраивании дерева эволюции коронавируса, да и сам автор говорит, что «пазл еще не сложился».
Несмотря на то что статья Блума была опубликована как препринт (то есть пока не прошла рецензирование в научных журналах и одобрение экспертов), она уже вызвала бурное обсуждение в научной прессе. Журнал Science считает взрывоопасным тезис автора о том, китайские ученые намеренно удалили последовательности, чтобы что-то скрыть, ведь это могло бы прямо указывать на то, что им есть что скрывать. Впрочем, все могло быть и не так, ученые публикуют в базах данных информацию, связанную с их же статьями в научных журналах, и они вполне могу вносить или просить удалять данные на свое усмотрение до того, как статьи опубликованы.
Вери лайкли
Джесси Блум — один из критиков долгожданного, но малоинтересного доклада Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) о причинах возникновения пандемии.
Расследование ВОЗ, доклад о результатах которого был опубликован в феврале этого года, закончилось ничем: комиссия не смогла установить причину первой вспышки эпидемии. В составе комиссии был наш соотечественник — замдиректора Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера Владимир Дедков. Вернувшись, он рассказывал, как хорошо построены лаборатории уханьского института и насколько маловероятной ему кажется «лабораторный сценарий». Однако глава ВОЗ Тедрос Аданом Гебреисус по возвращении из Уханя заявил, что организация продолжит рассматривать все версии, в том числе версию с «утечкой».
В заключение авторы доклада ВОЗ предложили ученым-экспертам «проголосовать» (в смысле ранжировать разные версии происхождения коронавируса). Первые три варианта были связаны с «переселением» коронавируса из животной популяции к человеку — либо прямо от летучей мыши, либо через промежуточного хозяина (другое животное), либо по пищевой цепочке. И только четвертая версия — «заражение в результате лабораторного инцидента». Версии в духе времени в результате голосования ранжировали от «очень вероятно» (very likely), до «крайне маловероятно», и именно лабораторная версия оказалась как раз маловероятной. Сам факт, что авторам доклада пришлось прибегнуть к подсчету мнений, а не установлению фактов, говорит о том, что фактов-то почти и не было найдено — ни животного-хозяина, ни следов лабораторной утечки.
Теоретически, впрочем, смертельный для человека вирус можно получить в лаборатории, и в новейшей истории науки были случаи, когда ученые проводили эксперименты на грани крайней опасности и даже публиковали результаты. В связи с этим часто вспоминают лабораторную реконструкцию вируса испанки в конце 1990-х — начале 2000-х годов (фрагменты его генома были найдены в теле человека, умершего в 1918 году и сохранившегося в вечной мерзлоте на Аляске). Но в последние годы информация о рискованных экспериментах не публикуется, и научное сообщество их явно не одобряет.
Уханьская лаборатория
В Ухане — городе, с которого началась пандемия COVID-19, — находится вирусологический институт. Шесть лет назад его лаборатории первыми в стране получили статус BSL-4, который позволяет работать с самыми опасными патогенами, вплоть до возбудителей чумы и оспы. В России есть только одно место с таким статусом — новосибирский центр «Вектор».
Неудивительно, что такое сочетание породило много подозрений. Об утечке коронавируса из институтской лаборатории думала в 2019 году и Ши Чжэнли, вирусолог из уханьского института и один из крупнейших специалистов по коронавирусам в мире. Еще в 2017 году ее группа публиковала тревожные результаты: в организмах пещерных летучих мышей есть вирусы, очень похожие на возбудителей атипичной пневмонии, SARS, и они могут заражать человеческие клетки.
Но даже Чжэнли не ждала беды в Ухане — она полагала, что вспышка может начаться где-то на юге Китая, там, где обитают летучие мыши.
На волне роста политического интереса к лабораторной версии происхождения коронавируса газета The New York Times взяла интервью у Ши Чжэнли, которую в США уже успели прозвать «женщина — летучая мышь». Она отрицает, что вирус мог утечь из ее лаборатории — они имели дело лишь с дальним родственником нового коронавируса, только на 96%. Журналистам не удалось раскрутить ее ни на какое двусмысленное или необдуманное высказывание, которое можно было бы трактовать как признание вины.
Тем не менее эксперименты по изучению самой возможности передачи вируса летучей мыши к человеку могли бы привести к появлению вируса, который это умеет.
Как получить вирус-убийцу
Вообще, лабораторные версии следует разделить на два типа. Первый — намеренное создание опасной конструкции, как в случае реконструкции давно несуществующего вируса испанки из расшифровки его обломков. Можно также увидеть следы создания «химер» вируса, состоящего из частей разных вирусов. Дело в том, что для разрезания и склейки генома в лаборатории используют специальные ферменты, которые умеют разрезать и склеивать генетический код только в определенных участках генома, «склейки» в большинстве случаев заметны. Кроме того, в случае химер можно было бы увидеть чуждые («написанные в другом стиле») исходному вирусу куски. Это, конечно, не подпись «Феликс Эдмундович Дзержинский» в программном коде полумифических русских хакеров, но профессионалы могли бы такое заметить.
Но гораздо более естественный способ получения или случайного возникновения опасного вируса в лаборатории — это его быстрая и направленная эволюция в культуре человеческих клеток или в животных. Например, вам интересно, может ли вирус летучей мыши стать опасным человеческим вирусом. Для этого вы могли бы попробовать посеять этот вирус на культуре человеческих клеток. Большинство вирусных частиц не прижились бы, но некоторые (с немного измененным геномом) могли бы прижиться, вы могли бы их выделить и снова посадить на культуру клеток человека, и еще раз… В результате довольно быстро получился бы вирус, очень хорошо приспособленный к человеческим клеткам.
Подобный сценарий, конечно, биологи хорошо знают, но говорить о нем было неприлично — потому что лабораторное происхождение вируса ассоциировалось только со сторонниками теории заговора, а в США — со сторонниками Дональда Трампа. Но с тех пор, как об этом заговорили и демократы, тема вышла в мировой оборот.
Наука в лапах политики
Доклад комиссии ВОЗ многое изменил в том, как на Западе говорят о появлении коронавируса. Журналистка Наташа Лодер, с самого начала ведущая тему утечки вируса в журнале The Economist, отмечает, что поначалу вопрос воспринимался как политический. Указания на лабораторную теорию собирали консерваторы и публиковали только СМИ, лояльные президенту Трампу.
В начале прошлого года в СМИ несколько раз возникали сюжеты о том, что вирус был либо разработан в Ухане как биологическое оружие, либо вывезен китайскими учеными-шпионами из вирусологического института в Канаде. У последней истории была реальная предпосылка: в 2018 году двоих китайских ученых выгнали из Национальной микробиологической лаборатории в Виннипеге. У версии о биологическом оружии никаких оснований не было вообще.
Всерьез обсуждать эту теорию на других платформах долго считалось дурным тоном: в конце зимы 2020-го большая группа ученых даже опубликовала в журнале Lancet открытое письмо с призывом защитить китайских коллег от обвинений и травли. Все изменилось после возвращения из Уханя расследователей ВОЗ. «Глава ВОЗ Тедрос Аданом Гебреисус заявил, что все версии по-прежнему рассматриваются, — вспоминает Лодер, — и внезапно даже демократы начали говорить о лабораториях уханьского института. После отставки Трампа это уже не звучало как оголтелый расизм, а исключить версию утечки остается невозможным».
Может ли вирус летучей мыши стать опасным человеческим вирусом Для этого вы могли бы посеять этот вирус на культуре человеческих клеток. Большинство вирусных частиц не прижились бы, но некоторые (с немного измененным геномом) могли бы и прижиться
Секреты и странности
Понятно, что на политической волне наиболее пристально ведутся поиски виновного в Китае, хотя, если первое инфицирование человека произошло вне уханьского рынка и до конца декабря 2019 года, то зона поиска расширяется.
Но есть ли данные о вине лаборатории в Ухане Пока что таких доказательств нет, на косвенные же находятся возражения. Скрытное поведение китайских властей может объясняться политическими мотивами. Само существование вирусологического института именно в Ухане укладывается в традицию строить институты поближе к изучаемому объекту, в данном случае — коронавирусам диких животных; в Азии и Африке по той же причине много институтов тропических болезней.
Но комиссия ВОЗ многим кажется слишком беззубой, неспособной докопаться до истины. Уже после возвращения расследователей из Китая выяснилось, что им показали только часть вирусологических лабораторий. В числе тех, кого не удовлетворила работа комиссии, вероятно, и американский президент Джо Байден: в конце мая он поручил американским спецслужбам усилить работу по выявлению возможной аварии в институте. К дополнительным расследованиям призвали также Япония, Австралия и Евросоюз.
В прошлом году Пекин, по-видимому, отдал приказ уничтожить часть ранних образцов из лабораторий, где изучался коронавирус. Этот факт подтвердили сами китайские власти, и доверия Китаю от этого больше не стало. Странно выглядела и история с изъятием данных, о котором сообщил Джесси Блум.
Но критики препринта, опубликованного на прошлой неделе на BioRxiv, говорят, что детективная работа Блума — это много шума из ничего, потому что китайские ученые позже опубликовали уничтоженную информацию в другой форме.
Вирус — конструкция
Главная битва Рунета последних дней развернулась между сторонниками и противниками гипотезы о биоинженерном происхождении коронавируса. Сражаются четверо, двое на двое. Россана Сегрето (микробиолог из университета Инсбрука) и Юрий Дейгин (основатель биотехкомпании Youthereum Genetics Inc) считают, что структура генома SARS-Cov2 не исключает его лабораторного происхождения, и полагают, что некоторые части вируса могут быть продуктом генетической инженерии.
Против них — Александр Панчин (биоинформатик из Института проблем передачи информации) и Александр Тышковский (Медицинская школа Гарварда). Они считают, что в структуре генома SARS-Cov2 ничто на лабораторное происхождение не указывает, а если бы его и правда создали методами генной инженерии, то что-нибудь непременно бы об этом говорило. Состоялось уже несколько раундов возражений.
Р. Сегрето, Ю. Дейгин: SARS-CoV-2 так хорошо проникает в человеческие клетки благодаря некоторым своим особенностям — в частности, благодаря вставкам в фуриновом сайте спайк-белка. Фрагмент вирусной РНК, кодирующий эту вставку, можно разрезать ферментом FauI, которым часто пользуются генные инженеры. Поэтому мы считаем, что вставка — след, который оставили генные инженеры, создавшие SARS-CoV-2. (То есть ученые видят «шов».)
А. Панчин, А. Тышковский: Генные инженеры пользуются тысячами разных ферментов, которыми можно разрезать все, что угодно. Мы посмотрели, сколько потенциальных «сайтов разрезания» можно найти в окрестности того участка, который разрезается FauI. Таких сайтов нашлось 287. Внутри обсуждаемого 12-нуклеотидного фрагмента сайт разрезания какого-нибудь фермента нашелся бы почти наверняка. (То есть разных ножниц уже так много, что «шов» найдется всегда.)
Р. Сегрето, Ю. Дейгин: Коронавирус летучей мыши RaTG13 очень похож на SARS-CoV-2, они совпадают на 96%. Новый коронавирус мог быть создан на основе RaTG13 с добавлением небольшого фрагмента коронавируса панголина (это ящер из отряда плацентарных млекопитающих, который умеет сворачиваться в шар), с небольшими модификациями. (То есть у ученых есть гипотеза о том, что могло быть пришито, и это довольно экзотично.)
А. Панчин, А. Тышковский: Разница между RaTG13 и SARS-CoV-2 говорит том, что пути их разошлись 40–70 лет назад. Да и рецептор панголинов не полностью совпадает с рецептором SARS-CoV-2. Внесение «небольших изменений» заняло бы около 15 лет. (То есть кусок вируса панголина не точно такой же, как у нового коронавируса, и естественные мутации в нем потребовали бы много времени.)
С командой Панчина — Тышковского солидарен и Евгений Кунин, сотрудник Национальных институтов здравоохранения США, специалист по эволюции вирусов. Он назвал предположения о генно-инженерном происхождении коронавируса «патологическим бредом» и подтвердил, что в эволюционное древо вирусов SARS-CoV-2 встраивается совершенно нормальным образом. Однако ученый разводит руками при ответе на вопрос, мог ли немодифицированный — вполне естественный, но чуть изменившийся в лабораторных условиях — вирус «сбежать»: «Геномы на эту тему молчат».
В прошлом году Пекин отдал приказ уничтожить часть ранних образцов из лабораторий, где изучался коронавирус. Этот факт подтвердили сами китайские власти, и доверия Китаю от этого больше не стало. Странно выглядела и история с изъятием данных.
Узнаем ли мы правду
Заставить мировое сообщество отказаться от идеи об утечке не смогло бы даже доказательство естественного происхождения коронавируса. Одним из шагов в таком доказательстве обычно бывает находка животного, через которого вирус перешел на человека. Промежуточного носителя коронавируса пока не установили.
Но даже если ученым удастся определить, через какое животное вирус перешел от летучей мыши к человеку, это все равно не исключит сценария, согласно которому вирус был собран в одной из экспедиций уханьских вирусологов и выпущен «в люди» случайно или по халатности. Но зато исключил бы конструктивную биоинженерную версию, как и версию об эволюции вируса уже внутри лаборатории.
Другой способ внести ясность — изучить кровь, взятую у сотрудников уханьского института до официального начала первой вспышки. Если в ней обнаружатся антитела к SARS-CoV-2, это будет означать, что сотрудники контактировали с вирусом первыми. Для этой цели советник Байдена Энтони Фочи уже запросил у китайских властей и медицинские карты, и образцы крови, но неизвестно, пойдет ли Китай навстречу новому расследованию: пока что представитель МИДа предложил сперва изучить американские вирусологические лаборатории.
Но даже если Китай предоставит все возможные материалы и откроет перед исследователями все двери, мы можем так никогда и не узнать, откуда взялся коронавирус. Гипотезу об утечке вируса можно подтвердить, но нельзя опровергнуть; гипотезу о естественном происхождении можно долго доказывать, но нельзя доказать окончательно. Не исключено, что вопрос о происхождении SARS-CoV-2, навсегда останется без ответа.
Поэтому разумно выстраивать защиту от
