“功能獲得”和甲型流感病毒

2014 年 10 月 17 日,由於美國政府實驗室發生的事件引發了嚴重的生物安全擔憂,美國政府啟動了為期一年的審議程序,以解決圍繞具有大流行潛力的呼吸道病原體所謂的“功能獲得性”(GOF)研究的持續爭議。功能獲得性爭議始於 2011 年底,當時的問題是是否發布兩項涉及 H5N1 禽流感的實驗結果,並在接下來的三年中繼續關注某些高致病性禽流感研究。美國程序的核心是評估某些類型的流感、SARS 和 MERS 病毒 GOF 實驗的潛在風險和益處,這將為製定和通過一項管理 GOF 研究資金和開展的新美國政府政策提供信息。

“那些不吸取曆史教訓的人注定會重蹈覆轍。”——溫斯頓·丘吉爾

什麽是功能增益研究(GOF)?

 

關於什麽是 GOF 研究,目前尚無明確的共識。在當前的政治環境下,美國政府(NIH/NIAID、DoD/DTRA、USAID 以及 CIA)資助了顯然是 GOF 的研究,旨在提高蝙蝠冠狀病毒對人類的感染性,這為利益相關者創造了機會,讓他們可以就 GOF 研究的真正構成進行混淆和含糊其辭。由此產生的混淆大部分涉及對 GOF 定義的技術解析,這些解析方式恰好支持了關鍵利益相關者的利益,例如 Peter Daszak 博士及其生態健康聯盟組織,以及 Anthony Fauci 博士及其在國會作證期間對參議員 Rand Paul 信譽的著名否認和攻擊。

2014年10月17日,奧巴馬白宮發表聲明,題為“美國政府暫停涉及流感、MERS和SARS病毒的部分功能獲得性研究的審議程序和研究資金”,其中包括一個簡短的聲明,其中包含一個有用的一般定義。

功能獲得性研究,即提高病原體致病能力的研究,有助於確定人與病原體相互作用的基本性質,從而能夠評估新興傳染源的大流行潛力,為公共衛生和防備工作提供信息,並促進醫療對策的製定。 功能獲得性研究可能涉及生物安全和生物安保風險;因此,必須評估功能獲得性研究的風險和益處,既要考慮到最近美國生物安全事件的背景,又要跟上新技術發展的步伐,以確定哪些類型的研究應該繼續進行以及在什麽條件下進行。

威斯康星大學麥迪遜分校的 Yoshihiro Kawaoka 博士是一位領先的流感 GOF 研究人員,他發現並發表了一項研究,證明 H5N1 血凝素蛋白(類似於 SARS-CoV-2 刺突蛋白)中的四個點突變將使具有生產力和傳染性的 H5N1 從僅限於鳥類轉變為能夠感染哺乳動物(可能還有人類)並在哺乳動物之間有效傳播。在上述 2015 年研討會摘要中,有關 GOF 研究性質的更多細節和討論總結在“第 3 節:功能獲得性研究:背景和替代方案”中。在本節中,Kawaoka 博士根據實驗結果描述並分類了 GoF 研究的類型。

第一類,他稱之為“值得關注的功能增益研究”,包括產生具有自然界不存在的特性的病毒。他給出的現在著名的例子是 H5N1 甲型流感病毒的產生,這種病毒可在雪貂中通過空氣傳播,而野生型病毒則不能通過空氣傳播。第二類涉及產生的病毒可能比野生型病毒更具致病性和/或傳播性,但仍與自然界中存在的病毒相當或危害較小。Kawaoka 認為,所研究的大多數菌株致病性較低,但在天然分離株中發現的突變將改善它們在哺乳動物細胞中的複製。最後,第三類介於前兩類之間,包括在動物模型中產生高致病性和/或傳播性病毒,但這些病毒似乎並不是一個主要的公共衛生問題。一個例子是高生長的 A/PR/8/34 流感毒株,發現它在小鼠中致病性增加,但在人類中沒有增加。

常規病毒學方法涉及旨在獲得所需功能的實驗,例如提高疫苗株的產量,但通常也會導致功能喪失,例如病毒失去良好複製的能力。換句話說,任何涉及改變基因型及其導致的表型的選擇過程都被視為一種功能獲得 (GoF) 研究,即使美國衛生與公眾服務部 (HHS) 的政策和定義僅適用於此類工作的一小部分。

著名病毒學家 Subbarao 博士強調,病毒學中的此類實驗對於了解病毒的生物學、生態學和發病機製至關重要。他介紹了病毒學家在研究病毒出現或重新出現的各個階段提出的關鍵問題,並特別針對三種感興趣的病毒調整了這些一般性問題(見下文)。為了回答這些問題,病毒學家使用功能獲得和功能喪失實驗來了解病毒的基因組成以及病毒與宿主相互作用的細節。例如,眾所周知,根據武漢病毒研究所所做的工作,研究人員現在擁有先進的分子技術,例如反向遺傳學,這使他們能夠從克隆的 cDNA 中產生從頭重組病毒,以及深度測序,這對於研究病毒如何逃避宿主免疫係統和抗病毒控製至關重要。研究人員還使用小幹擾 RNA 或細菌 CRISPR 相關蛋白-9 核酸酶作為編輯工具,對宿主或病毒基因組進行靶向修飾。

一般病毒學問題以及流感、SARS 和 MERS 研究特有的問題

  • 病毒為何/如何感染並殺死哺乳動物?

  • MERS-CoV 的關鍵宿主範圍和毒力決定因素是什麽?

  • 為什麽有些流感病毒株比其他病毒株毒性更強?

  • 抗病毒藥物有效嗎?病毒是如何產生耐藥性的?

  • 我們能否找到對 MERS-/SARS-CoV 安全有效的抗病毒藥物?

  • 是什麽推動了流感抗原變化和抗病毒耐藥性的演變?

  • 現有或新型疫苗或單克隆抗體能否提供保護?病毒能否逃逸?

  • 我們能否開發出一種安全、免疫原性且有效的 SARS-/MERS-CoV 候選疫苗?

  • 單克隆抗體可以安全地用於預防和治療嗎?

  • 是否存在一些無法逃脫免疫係統的流感病毒靶點?

  • 病毒如何在動物內部或動物之間傳播?

  • 為什麽有些流感病毒株能有效傳播,而其他的卻不能?

  • 該病毒會引起大流行嗎?

  • 再次出現的可能性有多大?

  • SARS 或類似 SARS 的冠狀病毒會從蝙蝠或其他動物宿主中再次出現嗎?

甲型流感病毒功能獲得研究簡史

 

在最近於 5/4/24 Rancho Mirage 峰會舉行的研討會和演講中,Lynn Fynn 博士(化名)展示了一份幻燈片,簡要概述了 GOF 對甲型流感病毒的研究曆史,從與臭名昭著的 1918 年“西班牙流感”大流行相關的 H1N1 流感病毒開始(該病毒既與細菌性肺炎有關,也與 H1N1 有關),一直到目前的 H5N1 情況。她慷慨地提供了幻燈片的副本,並允許在此子堆棧上重新發布。

 

 

 

 

 

 

 

這是上述會議的視頻片段,其中 Robin Robinson 博士(當時擔任 HHS/ASPR/BARDA 主任)被問及從 H5N1 GOF 研究中獲得的好處。值得注意的是,他的回答集中在疫苗開發上。隨後開發並目前獲得 FDA 批準的 H5N1 疫苗不包含任何來自 GOF 研究的序列信息。我知道沒有證據表明這種疫苗或任何其他 FDA 批準的疫苗、抗體或藥物開發受益於 H5N1 GOF 研究。

無法加載視頻。
 

 

 

 

 

 

 

 


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穀歌翻譯:"Gain of Function" and Influenza A Virus

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