Suurim Mõistatus: Mida On Vaja Koroonaviiruse Allika Avastamiseks

SARS-CoV-2 pärines loomalt, kuid leidmine, milline neist on keeruline, on ka laboratoorsete põgenemiste spekuleerimine.

Alates pandeemia algusest on koroonaviiruse päritolu küsimus olnud üks suurimaid mõistatusi. See pärineb peaaegu kindlasti nahkhiirtelt ja selle nädala uus uuring - kõige põhjalikum koroonaviiruste analüüs Hiinas - lisab sellele teooriale täiendavat kaalu.

Kuid selguse puudumine viiruse inimestele levimise osas on tähendanud, et USA presidendi Donald Trumpi propageeritud põhjendamata teooriad, mille kohaselt see põgenes Hiinas asuvast laborist, püsivad.

Seevastu arvab enamik teadlasi, et selle viiruse ja teiste sarnaste kohta seni teadaolevalt on tõenäolisem seletus see, et nahkhiired andsid selle edasi vahepealsele loomale, kes seejärel levitas seda inimestele.

Mai keskel võttis Maailma Terviseorganisatsioon, mis on Maailma Terviseorganisatsiooni peamine otsuseid tegev organ, vastu resolutsiooni, milles kutsutakse ametit üles loomaallika tuvastamiseks tegema koostööd teiste rahvusvaheliste organisatsioonidega.

Kuid teadlased ütlevad, et nõutavate tõendite olemus tähendab seda, et loomset päritolu on raske jälile saada ning samuti on keeruline kõnealust rajatist, Wuhani viroloogiainstituuti (WIV), täielikult allikana välistada.

See, et nahkhiirte koroonaviiruste kallal töötamise eest kõrgelt hinnatud labor WIV asub linnas, kus haiguspuhang esmakordselt ilmnes, on tõenäoliselt lihtsalt juhus. Kuid juhtiv töö, mida selle uurijad teevad pandeemia algupärase osa lahti harutamiseks, samuti põhjendamatud spekulatsioonid selle võimaliku rolli kohta haiguspuhangus, on selle tähelepanu keskpunkti ajanud: mitmed viimase nahkhiirte uurimise autorid töötavad seal.

Rajatise sõltumatu uurimine on tõenäoliselt ainus viis veenvalt välistada laboratoorium kui võimalik haiguspuhangu allikas, kuid teadlaste arvates on selline sond ebatõenäoline, arvestades probleemi ümbritsevat delikaatset geopoliitikat.

Loomset päritolu

Viimases uuringus analüüsisid teadlased Hiinas nahkhiirtelt leitud umbes 1240 koronaviiruse osalisi järjestusi. Nad teatavad, et pandeemiat soodustav viirus SARS-CoV-2 on kõige tihedamalt seotud hobuseraua nahkhiirte (Rhinolophus) viiruste rühmaga.

Nende leid lisab varasemale aruandele, et koronaviirus nimega RATG13, mille mõned autorid leidsid Yunnani provintsis vahepealsetes hobuseraua nahkhiirtes (Rhinolophus affinis), jagab 96% oma geneetilisest järjestusest SARS-CoV-2-ga.

Viimase analüüsi autorid märgivad, et viiruserühm, kuhu mõlemad viirused kuuluvad, näib olevat pärit Yunnani provintsist. Kuid kuna meeskond kogus viirusi ainult Hiinas asuvatelt saitidelt, ei saa nad välistada, et SARS-CoV-2 esivanem võis olla pärit naaberriikidest Myanmarist ja Laost, kus elavad ka hobuseraua nahkhiired.

Uuringu kaasautor, mis on postitatud bioRxivile, on WIV viroloog Shi Zheng-Li, kelle ulatuslik töö koroonaviiruste uurimisel Hiinas on pandeemia ajal erilist tähelepanu pööranud. Shi on ümber lükanud ettepanekud, nagu oleks laboril kunagi olnud SARS-CoV-2-le sarnast viirust, ja on varem hoiatanud loomadelt ilmneva teise SARS-i sarnase haiguse ohtude eest. "Ta oli meid tegelikult hoiatanud, et looduses on nahkhiireviirusi, mis võivad inimestele levida," ütleb Berni ülikooli viroloog Volker Thiel.

Ükski seni leitud nahkhiireviirus ei ole SARS-CoV-2-ga piisavalt sarnane, et olla otsene esivanem. Nii et kuigi uus viirus oleks võinud inimestele levida otse nahkhiirtelt, arvavad teadlased tõenäolisemalt, et see läbis vahepealse looma. Tõendid viitavad sellele, et raske ägeda respiratoorse sündroomi (SARS) põhjustav seonduv koronaviirus kandus nahkhiirtelt inimestele tsivettide abil ja kaamelid olid teise Lähis-Ida respiratoorse sündroomi (MERS) põhjustava seotud viiruse vaheallikaks. Leiti, et nendel liikidel on viiruste versioonid peaaegu identsed inimestel täheldatutega.

SARS-CoV-2-ga peaaegu identse viiruse leidmine loomalt annaks veenvamaid tõendeid selle kohta, kuidas see inimestele edasi kandus. See eeldaks Hiinas eluslooduse ja kariloomade koronaviiruste ulatuslikku proovide võtmist, ütleb Rob Grenfell, Commonwealthi teadus- ja tööstusuuringute organisatsiooni tervise- ja bioohutuse üksuse direktor Melbourne'is, Austraalias. Hiina on alustanud selliseid uurimisi, kuid nende staatuse kohta on avaldatud vähe teavet.

Sarnased uurimised toimusid pärast SARSi algset puhangut. Esimesed juhtumid ilmnesid 2002. aasta novembris, kuid põhjuseks tuvastati koronaviirus alles 2003. aasta aprillis. Selleks ajaks kahtlustasid ametivõimud juba loomade osalust, sest üle 30% varajastest juhtumitest Hiina Guangdongi provintsis, kus algasid, olid elusloomade turu töötajad. Kuu aega hiljem leidsid teadlased viiruse elusloomade turgude tsivettidest. Hiljem seostasid teadlased civete SARS-i juhtumitega inimestel - ettekandjal ja palmisöövleid (Paradoxurus hermaphroditus) pakkuva restorani kliendil ning kuuel loomal oli viirus positiivne.

Kuid nahkhiirte lähedase viiruse leidmiseks kulus ligi 15 aastat ja ulatuslikke loomaproove. See oli Shi Zheng-Li, kes juhtis meeskonda, kes proovis Hiina kaugetes koobastes tuhandeid nahkhiiri. Ja kuigi nad leidsid kõik SARS-viiruse geneetilised komponendid, ei leidnud nad üht sama geneetilise koostisega viirust.

Teadlaste sõnul võib SARS-CoV-2 loomse allika tuvastamine võtta sama kaua aega. Rühmad üle kogu maailma kasutavad juba arvutuslikke mudeleid, rakubioloogiat ja loomkatseid, et uurida viirusele vastuvõtlikke liike ja seega võib-olla ka selle allikat, kuid siiani on see endiselt raskesti mõistetav.

Lab spekulatsioonid

WIV-is on maksimaalse turvalisusega labor, mis on üks mõnekümnest bioohutuse 4. taseme (BSL-4) laborist kogu maailmas. Ehkki pole viiteid viiruse sealt põgenemise kohta, on teadlaste sõnul selle täielik välistamine keeruline ja aeganõudev.

Laboris hoitakse SARS-CoV-2-ga seotud koronaviiruseid, seega on võimalik, et oleks võinud põgeneda, võib-olla siis, kui laboritöötaja nakatub juhuslikult viiruseproovist või loomast ettevõttes ja edastab selle seejärel kellelegi väljaspool rajatist. Samuti on teoreetiliselt võimalik, et labori teadlased kohandasid viiruse genoomi teadusuuringute eesmärgil enne selle põgenemist, kuid jällegi pole tõendeid selle kohta. Shi keeldus vastamast Looduse küsimustele oma eksperimentide kohta, öeldes, et teda on meediumitaotlustest üle ujutatud.

Aprillis ütles labori direktor Yuan Zhiming, et viirus ei tulnud laborist. Ta ütles Hiina riiklikule ringhäälingule CGTN: „Me teame, milliseid viiruseuuringuid tehakse, me teame, kuidas viiruseid hallatakse, me teame, kuidas hallatakse proove. Siit viirus kindlasti ei tule.” Keegi Wuhani viroloogiainstituudist ei vastanud Nature mitmekordsele kommenteerimistaotlusele ettepanekute kohta, mida labor võis haiguspuhangus osaleda.

2017. aastal külastas Nature Wuhani laborit BSL-4 ja Yuan näitas oma sädelevaid uusi seadmeid, kõrge turvalisusega katseruume ja ventilatsioonisüsteemi, mis oli hoolikalt loodud patogeenide ohutu piiramise tagamiseks. Ta ütles, et tema meeskond töötas koos Prantsuse bioohutuse teadlastega maailma kõige arenenuma bioohutuse uurimislabori ehitamiseks ja et rühm võttis kõik meetmed õnnetuste vältimiseks. Yuan ütles, et ta "tahtis anda maailmale mõista, miks me tahame seda laborit ehitada, ja kirjeldada selle rolli maailma kaitsmisel".

Instituudis pole ka õnnetuste andmeid, kuid viirused, sealhulgas SARS, on varem kogemata laboritest põgenenud, sealhulgas Hiinas, ehkki ükski neist pole põhjustanud märkimisväärset puhangut. SARS-i juhusliku vabastamise põhjuseks oli Pekingi labor 2004. aastal, kui sealsed teadlased haigestusid. Kuid WIV teadlaste haigestumisest pole teateid.

Mitme teadlase sõnul tuleb kindlaks teha, kas laboril oli viirusega midagi pistmist, vaja kohtuekspertiisi. Uurijad otsiksid viiruseid, mis vastaksid SARS-CoV-2 geneetilisele järjestusele, ja kui nad selle leiaksid, siis tõendeid selle kohta, et see oleks pääsenud. Selleks peaksid ametiasutused võtma laborist proovid, intervjueerima personali, vaatama läbi laboriraamatud ja ohutusjuhtumite registrid ning nägema, milliseid eksperimente teadlased olid teinud, ütleb Piscataway Rutgersi ülikooli struktuuribioloog Richard Ebright, New Jersey.

Shi ütles veebruaris Hiina väljaandele Caixin antud intervjuus, et loodab, et uurimine toimub, sest ta oli kindel, et tema instituudi ja uue koronaviiruse vahel ei leita seost. Hiina riigimeedia on samuti öelnud, et uurimine on tõenäoline, ehkki üksikasju pole avaldatud.

Kuid selline uurimine ei pruugi mõlemal juhul anda midagi lõplikku, ütleb Frank Hamill, kes varem juhtis Ameerika Ühendriikides BSL-4 laborit. Hamill, kes töötab praegu Marylandi osariigis Gaithersburgis laborites bioohutuse alal laboreid nõustava MRIGlobali juures, ütleb, et labori huvides oleks olla avatum selles osas, mida selle töötajad teevad. Kuid ta lisab, et USA bioohutuslaborid pole oma uurimistöö osas kaugeltki täielikult läbipaistvad. "Oleme raskes olukorras, kui palume Wuhani instituudil oma toimikud avada ja lasta inimestel ringi torkida. See on natuke silmakirjalik,”ütleb Hamill.

Looduse saadus

Mõned väljaspool Hiinat asuvad teadlased on viiruse genoomi üksikasjalikult uurinud ja järeldavad, et see tekkis pigem loomulikult kui laborist.

Loodusmeditsiinis 17. märtsil avaldatud analüüs käsitleb mitmeid viiruse ebatavalisi jooni ja pakub välja, kuidas need looduslikest protsessidest tõenäoliselt tekkisid. Alustuseks peavad teadlased viiruse geneetiliselt muundamise katsete läbiviimisel kasutama selgroona olemasoleva koronaviiruse RNA-d. Kui teadlased oleksid uue koronaviiruse kallal töötanud, oleks tõenäoliselt kasutanud teadaolevat selgroogu. Kuid uuringu autorid teatasid, et ükski teaduskirjanduses registreeritud teadaolev viirus ei oleks olnud SARS-CoV-2 loomise selgroog.

Rakkudesse sisenemiseks kasutavad koronaviirused retseptori sidumisdomeeni (RDB), et kinnituda raku pinnal olevale retseptorile. SARS-CoV-2 RBD-l on sektsioonid, mis erinevad teistest koronaviirustest. Kuigi eksperimentaalsed tõendid ja pandeemia suur suurus näitavad, et viirus seondub inimrakkudega väga edukalt, märgivad autorid, et selle ainulaadsete RBD osade arvutianalüüsid ennustavad, et see ei tohiks hästi seonduda. Autorid soovitavad, et selle tulemusena ei kavandaks keegi viiruse väljatöötamist RBD-d sellisel viisil, mis muudab tõenäolisemaks, et funktsioon tekkis loodusliku valiku tagajärjel.

Autorid osutavad ka SARS-CoV-2 teisele ebatavalisele tunnusele, mis on samuti osa mehhanismist, mis aitab viirusel liikuda inimese rakkudesse, mida nimetatakse furiini lõhustamiskohaks. Autorid väidavad, et looduslikud protsessid võivad seletada, kuidas see funktsioon tekkis. Tõepoolest, sarnane sait on tuvastatud lähedases sugulaskoronaviirus, mis toetab autorite väidet, et SARS-CoV-2 komponendid võisid kõik tekkida looduslikest protsessidest.

Analüüsid näitavad, et on äärmiselt ebatõenäoline, et SARS-CoV-2 tehti või manipuleeriti laboris, ütleb Kristian Andersen, Californias La Jollas asuva Scripps Researchi viroloog ja uurimuse juhtiv autor. "Meil on palju andmeid, mis näitavad, et see on loomulik, kuid puuduvad andmed ega tõendid selle kohta, et laboriga oleks mingit seost," ütleb ta.

Kuid mitmed teadlased väidavad, et kuigi nad ei usu, et viirus laborist põgenes, on analüüsid piiratud selle kohta, mida nad selle päritolu kohta avaldada võivad.

Tõenäoliselt pole iseloomulikku märki genoomiga manipuleerimise kohta, ütleb Missoula Montana ülikooli viroloog Jack Nunberg, kes ei usu, et viirus pärineb laborist. Näiteks kui teadlased oleksid viiruse genoomi lisanud juhised furiini lõhustamiskoha kohta, "ei saa kuidagi teada, kas inimesed või loodus sisestasid saidi", ütleb ta.

Lõpuks on väga raske või isegi võimatu tõestada või ümber lükata teooriat, et viirus pääses laborist, ütleb Milad Miladi, kes uurib RNA evolutsiooni Freiburgi ülikoolis Breisgaus Saksamaal. Vaatamata sellele, et sellised teadlased nagu Shi hoiatasid maailma, et ühel hetkel tekib uus hingamisteede nakkushaigus, "ei tehtud selleks kahjuks vähe," ütleb ta. Loodetavasti õpivad valitsused ja on järgmiseks pandeemiaks paremini valmis, ütleb ta.

Koroonaviiruse puhangu kohta lugege lähemalt siit Scientific American. Ja lugege meie rahvusvahelise ajakirjade võrgustiku kajastusi siit.