박쥐 바이러스 연구는 실험실 땜질에 대한 질문을 제기합니다

2020년 중반에 과학자 팀 라오스 동굴에서 박쥐 잡기 전 세계를 혼란에 빠뜨리기 시작한 코로나바이러스와 놀라울 정도로 유사한 코로나바이러스를 발견했습니다.

그 이후 몇 달 동안 일부 연구원들은 사촌인 SARS-CoV-2가 어떻게 세계적인 위협이 되었는지에 대한 단서를 찾기 위해 파리의 높은 보안 연구소에서 이 신비한 박쥐 바이러스 중 하나를 연구해 왔습니다. 죽였다 약 1500만 명.

그들의 작업은 과학적으로 유익했습니다. 작년에 과학자들은 다음을 발견했습니다. 박쥐 바이러스는 적어도 페트리 접시에서 인간 세포에. 지난달 팀 보고 더 안심할 수 있는 소식은 바이러스가 실험 동물에게 특별히 해롭지 않다는 것입니다. 이 발견은 SARS-CoV-2가 바이러스 진화 계통도에서 두 계보가 갈라진 후에야 빠르게 확산되고 치명적인 질병을 일으키는 능력을 진화시켰다는 것을 시사합니다.

라오스 바이러스가 박쥐에서 사람으로 옮겨간다면 생명을 위협하는 폐렴보다는 가벼운 위장 벌레를 유발할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 그럼에도 불구하고, 이와 같은 실험실 실험은 알려진 병원체와 매우 밀접하게 관련된 바이러스를 조작하는 것의 지혜에 대한 과학자들 사이의 오랜 논쟁에 불을 붙였습니다.

지지자들은 이러한 종류의 데이터가 전염병을 이해하고 예방하는 데 중요하다고 주장합니다. 예를 들어, 새로운 연구에서는 박쥐 바이러스가 인간 세포를 효율적으로 감염시킬 수 있는 SARS-CoV-2의 특징인 “퓨린 절단 부위”를 진화시킬 수 있는지 여부를 테스트했습니다.

이 연구를 주도하고 있는 파리 파스퇴르 연구소의 바이러스학자인 마크 엘로이트(Marc Eloit)는 “우리의 동기는 코로나바이러스의 기원에 대한 통찰력을 제공하려는 것이었다”고 말했다.

그러나 비평가들은 이러한 변형된 병원체가 실험실 작업자를 감염시키고 외부 세계로 탈출할 수 있는 작지만 실제적인 기회를 고려할 때 과학자들이 바이러스가 사람들 사이에 더 잘 퍼질 수 있도록 하는 실험을 실행해서는 안 된다고 말합니다.

스탠포드 대학의 미생물학자인 데이비드 렐만(David Relman) 박사는 “저에게 이 작업의 이점은 위험보다 더 큽니다.”라고 말했습니다.

푸린 사이트

엘로이트 박사의 실험의 중심에 있던 박쥐 바이러스는 2020년 여름 라오스 북부의 석회암 동굴 탐험에서 밝혀졌다. 혈액, 소변 및 대변.

과학자들은 SARS-CoV-2와 밀접한 관련이 있는 5가지 코로나바이러스의 유전 물질을 발견했습니다. Marshall’s horseshoe bat의 대변에서 그들은 BANAL-236(바이러스가 박쥐 항문 면봉에서 유래했음을 나타내는 코드)이라는 균주의 전체 바이러스를 발견했습니다.

실험실로 돌아온 과학자들은 BANAL-236이 SARS-CoV-2가 진입하기 위해 사용하는 동일한 단백질에 단단히 결합하여 인간 세포를 감염시킬 수 있음을 발견했습니다. 2월에 연구원들은 이러한 결과 네이처 저널에서

지난달 출시한 결과의 두 번째 물결현재 과학 저널에서 검토 중이며 실험용 쥐와 원숭이에서 바이러스의 행동을 조사했습니다.

한 실험에서 과학자들은 코로나바이러스 연구에 일반적으로 사용되는 유전자 조작 쥐에 바이러스를 주입했습니다. SARS-CoV-2는 사람에서와 마찬가지로 폐에서 빠르게 복제되어 체중이 감소하고 사망합니다.

대조적으로, BANAL-236은 동물의 폐를 장악하기 위해 고군분투하여 SARS-CoV-2 감염에서 생성된 바이러스의 약 1%만 생성했습니다.

연구원들은 두 마리 원숭이의 코에 바이러스를 뿌렸을 때 바이러스가 훨씬 더 약한 것을 발견했습니다. BANAL-236은 주로 폐가 아닌 내장에서 복제되었습니다.

Eloit 박사는 BANAL-236이 SARS-CoV-2의 성공에 중요한 핵심 기능이 없기 때문에 더 약한 것으로 의심합니다.

새로운 SARS-CoV-2 바이러스가 세포에서 생성된 후, 스파이크 단백질은 석궁을 장전하는 것과 같은 효과와 함께 모양을 변경합니다. 바이러스가 새로운 세포에 결합하면 프라이밍된 스파이크 단백질이 분자 볼트를 쏘아 새로운 숙주로 끌어들입니다.

푸린 절단 부위로 알려진 스파이크의 이 모양 이동 영역은 SARS-CoV-2의 성공에 매우 중요합니다. 과학자들이 공학 이 부위가 결여된 바이러스의 경우 돌연변이체는 실험 동물의 폐에서 복제하거나 새로운 숙주로 전파되는 데 어려움을 겪습니다.

직렬 통과

푸린 절단 부위를 얻는 것은 SARS-CoV-2의 진화에서 중요한 단계일 수 있습니다. 그 가능성을 탐구하기 위해 Eloit 박사와 그의 동료들은 실험실 실험을 실행하여 BANAL-236이 푸린 절단 부위와 같은 새로운 형질을 진화시킬 수 있는 기회를 제공했습니다.

팀은 연구를 기반으로 실험 다른 과학자들은 조류 독감 바이러스를 닭 알에 주입하고 복제되기를 기다렸습니다. 그런 다음 그들은 새로운 바이러스를 새로운 난자로 옮기고 다시 복제하도록 허용했습니다. 모든 전송과 함께 바이러스는 진화할 기회가 있었습니다. 11번의 이식 후 과학자들은 독감 바이러스가 분열 부위를 진화시켜 닭에게 더 치명적임을 발견했습니다.

비슷한 방식으로 파스퇴르 연구자들은 BANAL-236에 감염된 쥐에서 폐 조직을 제거하고 건강한 동물을 감염시키기 위해 조직을 사용했습니다. 그런 다음 그들은 바이러스를 마우스에서 마우스로 옮기는 주기를 반복했습니다.

또 다른 실험에서 그들은 인간의 장 세포 접시를 BANAL-236으로 감염시킨 다음 세포에서 생성된 새로운 바이러스를 사용하여 새로운 접시를 감염시켰습니다.

그러나 두 실험 모두에서 Eloit 박사와 그의 동료들은 최대 11번의 환승을 하지 않고 6번에서 멈추기로 결정했습니다.

“순수한 과학적 관점에서 우리는 6개 이상의 구절을 하고 싶었습니다.”라고 Eloit 박사는 말했습니다. “그러나 우리는 박쥐 바이러스를 인간에게 적응시키는 위험을 공개하고 싶지 않았습니다.”

BANAL-236은 두 실험 모두에서 푸린 절단 부위를 얻지 못했습니다. 이 바이러스는 다른 돌연변이를 얻었지만 쥐의 폐를 감염시키는 데에는 아무런 효과가 없었습니다.

과학자들은 한 세기 이상 동안 “연속 계대”로 알려진 그러한 진화 실험을 진행해 왔습니다. 사실로, 백신 황열병과 같은 많은 바이러스는 실험실에서 배양하여 만들어졌습니다. 바이러스는 페트리 접시에서 사람에게 주입하기에 안전한 더 약한 형태로 진화했습니다.

그러나 2011년에는 논쟁 새로운 인간 병원체를 생성할 수 있는 연속 계대 실험의 안전성에 대해 언급했습니다. 당시 연구자들은 조류의 장 감염을 일으키는 인플루엔자 바이러스가 어떻게 사람을 감염시킬 수 있는 공기 중 형태로 진화할 수 있는지 연구하고 있었습니다.

두 팀의 연구원은 조류 독감 바이러스를 흰 족제비의 코에 뿌리고 바이러스가 복제되기를 기다렸다가 새로운 바이러스를 새로운 흰 족제비에게 옮겼습니다. 곧 바이러스가 진화했다 흰 족제비에서 복제를 더 잘하기 위해.

일부 비평가들은 이 연구가 너무 무모해서 출판되어서는 안 된다고 말했습니다. 다른 연구자들이 연구를 베끼고 실수로 새로운 유행성 독감 변종을 출시할까봐 두려워서였습니다. 미국 정부 멈췄다 그들의 안전을 판단하기 위한 새로운 정책을 개발하기 위해 이와 같은 실험을 합니다.

일부 연구는 최근 몇 년 동안 다시 시작되었습니다. 그러나 Stanford의 Dr. Relman과 다른 사람들은 불평 현재 규정이 충분히 투명하지 않다는 것입니다.

Eloit 박사는 잠재적으로 위험한 생물학적 연구를 검토하는 Pasteur Institute 위원회가 새로운 박쥐 바이러스 연구에 대한 그의 팀의 제안을 승인했다고 말했습니다. 그런 다음 과학자들은 Biosafety Level 3으로 알려진 코로나바이러스에 대한 다른 작업과 동일한 보안 수준에서 실험을 수행했습니다. BSL-3.

Bloomberg School of Public Health의 Johns Hopkins Health Security 센터 소장인 Dr. Tom Inglesby는 과학자들이 이러한 잠재적 위험에 대해 생각한 것이 좋았다고 말했습니다. 그러나 그는 또한 6개의 구절이 안전하다고 결정한 명확한 근거를 보고 싶다고 말했습니다.

그는 “이러한 실험이 더 많은 전염성 또는 더 치명적인 바이러스로 이어질지 미리 알 수는 없다”고 말했다. “6은 안전하고 그 이상은 그렇지 않다는 엄격하고 빠른 규칙은 없습니다.”

그러나 Imperial College London의 바이러스학자인 Thomas Peacock은 Eloit 박사와 그의 동료들이 충분히 신중했다고 생각한다고 말했습니다. 그는 초기 연구에서 연구원들이 코로나바이러스 감염 동안 사람들이 생산한 항체가 BAAL-236에 대해 매우 강력하다는 것을 발견했다고 지적했습니다. 그것은 바이러스가 실험실에서 누출되면 멀리 퍼질 수 없다는 것을 의미했을 가능성이 큽니다.

Peacock 박사는 “이 바이러스는 아마도 일반 인구의 벽에 부딪힐 것입니다.”라고 말했습니다. “나는 실험에 큰 문제가 없습니다.”

코로나의 기원

다른 연구자들은 이 연구가 SARS-CoV-2가 언제 어떻게 사람들에게 퍼졌는지에 대해 밝힐 수 있다는 데 엘로이트 박사와 동의했습니다.

Eloit 박사의 경우, 그의 팀이 생쥐 또는 인간 장 세포에서 BANAL-236에서 푸린 절단 부위를 생성할 수 없다는 것은 SARS-CoV-2 계통이 사람에게 퍼지기 전에 박쥐에서 푸린 부위를 얻었다는 것을 시사합니다. 그는 바이러스가 다른 종의 동물(때로는 “중간 숙주”라고도 함)에 뛰어든 후 푸린 부위를 얻는 것이 쉽지 않았을 것이라고 말했습니다. 시장 중국 우한에서. Eloit 박사는 “중간 호스트를 선호하는 강력한 주장을 보지 못했습니다.”라고 말했습니다.

그러나 시장 시나리오를 선호하는 과학자들은 새로운 결과를 다른 관점에서 봅니다. 연구자들이 연속 계대 실험 동안 BANAL-236이 푸린 부위를 진화시키는 데 박차를 가할 수 없다면 우한 연구소의 과학자들이 “실험실 새다” 이론 제안했습니다.

시드니 대학의 바이러스학자인 에드워드 홈즈(Edward Holmes)는 “이것은 지금쯤이면 지하실에 단단히 봉인되어야 하는 실험실 누출 이론의 관에 있는 또 다른 못”이라고 말했습니다.

Peacock 박사는 그러한 소규모 실험에서 강력한 결론을 도출하는 것을 꺼렸습니다. “몇 구절 후에 푸린 부위를 얻으라고 요청하는 것은 상당히 어려운 일이라고 생각합니다.”라고 그는 말했습니다.

엘로이트 박사와 그의 동료들은 이제 SARS-CoV-2의 조상이 야생 박쥐에 있는 동안 푸린 절단 부위를 얻었을 가능성을 탐구하고 있습니다. 바이러스는 박쥐 구아노를 수집하거나 박쥐를 사냥하거나 먹는 사람들과 같이 박쥐에 노출된 사람들에게 또는 중간 숙주로 직접 퍼졌을 수 있습니다.

그 아이디어를 테스트하기 위해 과학자들은 라오스와 주변 국가의 박쥐에서 더 많은 샘플을 얻기 위해 노력하고 있습니다. Eloit 박사는 그들의 가설이 다른 가설보다 가능성이 높은지 여부를 말할 수 없지만 적어도 조사할 수 있는 것은 하나입니다.

그는 “과학자로서 우리의 일은 우리가 탐구할 수 있는 실제 가설을 탐구하는 것”이라고 말했습니다.

출처: https://www.nytimes.com/2022/07/15/science/bat-coronavirus-laboratory-experiments.html