加拿大研究人员复活灭绝痘病毒

马痘病毒的照片来源:科学之眼

天花是历史上最致命的疾病之一。为了消灭这种疾病，人类已经花费了数十年和数十亿美元。然而，一个小型的科学团队只需半年时间和10万美元就能把“幽灵病毒”带回地球，而且它不需要任何特殊的新知识。

这是一组加拿大研究人员在一项不寻常且未公开的实验中得出的结论。加拿大阿尔伯塔大学病毒学家大卫·埃文斯说，他们利用邮购的基因片段重新合成了天花病毒的近亲马痘病毒。

到目前为止，没有人知道马痘是否会对人类造成伤害，但是就像天花一样，科学家们相信这种病毒已经在自然界消失了。现在埃文斯和他的团队已经很容易地重建了1980年被宣布消灭的恐怖病毒。

德国慕尼黑大学的病毒专家杰德·萨特表达了极度的担忧:“毫无疑问，如果马痘病毒能够产生，花病毒可能在那天的任何时候卷土重来。”

埃文斯希望这项大部分由助理研究员瑞安·诺伊斯完成的研究将有助于解开已有数百年历史的天花疫苗起源之谜，从而开发新的更好的疫苗，甚至改进癌症治疗。

事实上，从科学的角度来看，这一成就并不是一个大的突破。由于科学家们在2002年能够从零开始组装更小的脊髓灰质炎病毒，他们预测痘病毒有一天会被合成。然而，这项研究引起了极大的关注:恐怖组织可能会利用这些现代生物技术。

然而，美国马萨诸塞大学的生物伦理学家尼古拉斯·埃文斯说，如果将历史背景考虑在内，这项研究是一个重要的里程碑，证明了病毒合成的潜力。

亚利桑那大学的炭疽专家保罗·凯米说，这项研究似乎也引发了关于如何管理科学的讨论。“已经灭绝的天花病毒的近亲复活是极其具有挑衅性的。不时会有一个实验或事件引发严格的审查，而这个实验听起来像是当局会考虑严格管理的主题之一。”

它没有引起注意。

埃文斯还承认，对合成天花病毒的研究可能是一把“双刃剑”，有被犯罪分子利用的风险。"向人们展示如何合成马痘病毒会增加这种风险吗？"他说，“也许吧。但事实是，风险总是存在的。”

埃文斯在2016年11月世卫组织天花病毒研究咨询委员会会议上与相关专家讨论了该研究。几天前，世卫组织在其网站上发布了一份会议报告，指出埃文斯的研究“不需要特殊的生化知识或技术，也不需要太多的资金或时间”。然而，它并没有引起生物伦理学家或媒体的太多关注。

此外，与埃文斯团队合作的制药公司托尼克斯(Tonix)发布的相关新闻稿没有受到任何关注。托尼克斯表示，希望马痘病毒将被添加到天花疫苗中，供人类使用，以便目前能对少数人造成严重副作用的疫苗更安全。

埃文斯说，这也将为开发其他疾病的疫苗提供一个平台。他还试图开发一种使用合成痘病毒的癌症疫苗，这种疫苗可以激活免疫系统来攻击癌细胞。“我认为我们需要关注双刃剑问题，但我们也应该正视这种方法无可比拟的优势。”

双链天花基因比脊髓灰质炎基因大30倍——纽约州立大学石溪分校的埃克哈德·维默和他的团队在2002年从头合成了脊髓灰质炎病毒。此外，在马痘病毒基因的末端有一个被称为“末端发夹”的结构，这也使得重组充满了挑战。

此外，科学家可以通过简单地将脊髓灰质炎基因放入合适的细胞来产生新的病毒，但是这种方法不适用于痘病毒。世界卫生组织天花咨询小组和英国剑桥大学的主席杰弗瑞·史密斯说，这使得天花病毒的重建更加困难。

埃文斯计划重新提交论文发表，所以他拒绝讨论他工作的细节。但世卫组织报告称，该小组从德国合成DNA商业公司Geneart购买了重叠的DNA片段，每个片段约有3万个碱基对。

研究人员将这些材料缝合成一个包含212，000个碱基对的马痘病毒基因。他们将基因植入感染了不同天花病毒的细胞，使它们开始感染马痘病毒。结果表明，预测的马痘病毒基因序列已经出现。

埃文斯说，《自然-传播与科学》拒绝了这篇论文。然而，《科学》杂志的编辑卡罗琳·阿什(Caroline Ash)表示，该论文并未正式提交给该杂志，而是询问了它的出版情况，并给了托尼克斯一份新闻稿。

阿什回复埃文斯:“在确认了技术成果后，我们最终认为你的论文没有为《科学》的读者提供足够的新的生物学知识来取消对论文的行政禁令。”

为了避免违反国际惯例，埃文斯说，“他已经为专业人员提供了足够的信息来重复他的实验，但没有详细的计划”。

国家过敏和传染病研究所的病毒学家彼得·贾尔林说，这篇论文应该发表。"不仅因为新奇，还因为它非常重要."他说。

监管系统

世卫组织条例和许多国家政策禁止制造天花病毒。实验室也不允许生产超过20%的天花病毒基因，生产和销售DNA片段的公司也应该自发注册，以防止客户订购某些病毒材料，除非他们有合法的理由。

但凯米表示，它不太可能控制全球所有生产核酸的公司。"许多年前，我们意识到管理这些活动是不可能的。"他说。

凯米指出，目前有一个针对希望复活病毒的研究人员的国际许可制度。当前的美国法规要求联邦资助的研究人员接受特别审查和风险评估，以便“创建或重组根除或灭绝目标”这些物品包括在管理列表中，其中包括天花，但没有马痘，因为马痘本身并不被认为是一种危险的病毒。

但是弗吉尼亚州乔治梅森大学的生化防御专家格雷戈里·科布伦茨说，加拿大的系统是不同的。在此，相关规定指出，即使研究不涉及特定的危险病原体，相关知识和技术仍可能带来积极和消极的风险，因此应审查研究。他说:“根据这一规则，国家有关部门应该能够生产出合成马痘的工艺和技术。”

然而，埃文斯主动与加拿大联邦*机构就此事进行了讨论，他所在的大学已经开始从安全角度考虑病原体返回的影响。科布伦茨说:“据我所知，*部门还没有组织和参与对合成天花病毒的更深层次影响的系统审查。我认为这个实验不应该进行。”

此外，生物伦理学家尼古拉斯·埃文斯认为，新系统应该纳入国家的科学法规。他说:“首先，我们需要讨论自然界中从未存在过的病毒。随着合成生物学的迅速发展，一些人现在可以在不涉及天花病毒的情况下制造出像天花病毒一样致命和具有传染性的病毒。”面对这种情况，联合国应该建立一个信息共享机制。当研究人员计划合成天花相关病毒时，任何成员国都有义务通知世卫组织。

引发新的辩论

埃文斯的实验可能会引发一场关于天花“近亲”是否应该被消灭的长期争论。1980年消灭天花病毒后，世界各地的实验室同意销毁剩余的天花病毒样本，或将样本运送到亚特兰大的美国疾病控制中心(CDC)和莫斯科的俄罗斯病毒制剂研究所(俄罗斯样本后来被转移到新西伯利亚的国家病毒和生物技术研究中心)。

自那以后，这些病毒样本的命运一直是激烈争论的焦点:“破坏者”认为摧毁所有剩余的病毒将使世界变得更安全，而“保护者”则说保留并研究病毒可能有助于世界为下一次爆发做准备。

贾尔林说，现在已经合成了马痘病毒，相关的争论已经没有意义了。“你认为冰库里的病毒还是被消灭了可以高枕无忧吗？事实并非如此。他说，基因可以从“笼子”中挣脱出来。德国罗伯特·科赫研究所的安德烈亚斯·尼奇也认为埃文斯的研究改变了游戏规则。

但是埃文斯一直强调他的研究的学术价值:帮助阐明天花免疫的进化史。英国医生爱德华·詹纳在1796年首次使用了天花疫苗。疫苗本身含有活跃的痘苗病毒。然而，也有传言说最古老的天花疫苗含有马痘，并且马痘基因与一些古老的疫苗株非常相似。这支持了天花疫苗起源于马的传说。

埃文斯希望借助马痘基因发现天花疫苗的发展。“这是人类历史上最成功的疫苗，也是现代免疫学和微生物学的基础。但我们仍然不知道它来自哪里。”他说。(唐毅宸编译)