期刊信息
 

刊名:化学与生物工程
曾用名:湖北化工
主办:武汉工程大学;湖北省化学化工学会;湖北省化学研究院;湖北省化学工业研究设计院
ISSN:1672-5425
CN:42-1710/TQ
语言:中文
周期:月刊
影响因子:0.455799996852875
被引频次:34509
数据库收录:
化学文摘(网络版);中国科技核心期刊;期刊分类:生物学
期刊热词:
性能研究,催化,正交实验,降解,纯化,催化合成,催化剂,壳聚糖,发酵,活性研究,

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“设计细菌”:下一个流行性传染病或源自实验

来源:化学与生物工程 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-11-10 13:32

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】2 018年12月的第一周,世界各国外交官在瑞士日内瓦集会,这是《禁止生物武器公约》(BWC)缔约国年度会议的一部分。《禁止生物武器公约》有一条重要的训令:禁止签字认可该公约的

2 018年12月的第一周,世界各国外交官在瑞士日内瓦集会,这是《禁止生物武器公约》(BWC)缔约国年度会议的一部分。《禁止生物武器公约》有一条重要的训令:禁止签字认可该公约的182个缔约国发展、生产和贮存生物武器。

《禁止生物武器公约》以及广大生物安全共同体,更关注有明确可能性被用作生物武器的现有病原体,比如炭疽杆菌、肉毒杆菌和Q热(编者注:由伯纳特立克次体引起的急性自然疫源性疾病)致病菌。此外,健康安全专家还担心下一个全球流行性传染病的暴发。

流行性传染病通常是人畜共患的,例如,埃博拉(Ebola)、寨卡(Zika)、传染性非典型肺炎(全称严重急性呼吸综合症,SARS)和艾滋病(HIV)等。

这样的传染病的出现,很大程度上取决于自发性基因突变和环境因素。所以,产生了这样一个令人胆战的想法:也许未来的流行性传染病不取决于不同动物物种的偶遇和偶发的基因突变,而可能是人为设计出来的。合成生物学领域的新工具赋予了科学家超越自然选择,径直设计和制造出最危险病原体的可怕能力。

这一威胁一直萦绕于管理安全的官员的脑海。2018年5月,美国约翰·霍普金斯大学健康安全中心(CHS)组织美国前参议员和行政管理人员参与了一场演练,模拟国家应对生物工程病原体的国际性大暴发。在虚拟情境中,一个恐怖分子团伙创造了一种既致命又具有高度传染性的病毒。这一人为制造的流行性传染病暴发一年多后,全世界的死亡人数激增到1.5亿人,道琼斯指数下跌了90%,城市骚乱,大规模的难民处于饥荒中。

过去几十年里,生物技术飞跃发展。仅仅在75年前,我们甚至还不确信DNA是决定基因遗传的主要物质。时至今日,我们已能够越来越容易地读写和编辑基因组。

但是,生物技术是一把双刃剑,既能为善,也能作恶。生物技术的进步使得越来越多翻天覆地的巨变成为可能,我们担心只需现有的技术工具,就能人为制造出流行性传染病,进而造成新的巨变。足够有能力的肇事者可以复活过去最致命的病原体,比如天花病毒和西班牙流感病毒,或者修改禽流感病毒等现有的病原体,使其更具传染性和致命性。随着基因工程技术变得更强大,进行此类修改将变得更容易。

这样的“恐怖幽灵”有意(或无意)地对病原体进行基因工程改造,就可能造就比历史上最致命的流行性传染病更恶劣的伤害。没有明显的物理或生物约束来预防这样强危险性的生物武器。据生物安全专家皮尔斯·米利特(Piers Millett)称:“如果你试图创造致命的、容易传播的病原体,而又没有恰当的公共卫生措施来缓解疫情,那么,你所创造的是这个星球上最危险的东西之一。”

缓解这种生物安全风险,正成为21世纪面临的重大挑战之一——不仅因为风险很高,而是因为我们和解决方案之间存在无数障碍。

帮助我们的技术也可能伤害我们

曾经发生的流行性传染病相当恐怖,让我们猝不及防。比如,美国官方记录的首例艾滋病于1981年出现3年后研究人员才确定病因是艾滋病病毒。又过了3年,首个治疗艾滋病的药物才被研制出来并获准使用。现在,尽管抗逆转录病毒治疗使得那些艾滋病病毒感染者能够有效应对这一疾病(前提是,如果他们能够负担得起昂贵的治疗费),我们仍然缺乏一种艾滋病疫苗。

实际上,我们抗击新出现的自然疫源性病原体的装置很差,比这更糟糕的是,我们更没有准备好应对生物工程病原体。未来几十年,人类有可能创造出这样的病原体,它们恰好在现代医学能够发现、治疗和遏制的传染病原体范围之外。

更糟糕的是,图谋不轨者可能会有计划地打造能击败现有健康防御措施的致病菌。所以,当合成生物学领域的进步,使我们更容易发明抵御流行性传染病的新疗法和其他技术的同时,也可能使得国家和非国家的图谋不轨者能够设计危害性更大的病原体。

比如,新的基因合成技术赫然耸现,使得通过拼接并自动生成更长的DNA序列成为可能。这将给基础和应用生物医学研究带来裨益——但是同时,它也将简化病原体设计。

2017年8月15日,美国犹他州达格威,一名专家在美军达格威试验场的智能实验室。工作人员在此地处理一些地球上最致命的病原体

与其他大规模毁灭性武器相比,生物工程病原体的资源密集型程度更低。尽管图谋不轨者目前可能需要大学才拥有的实验室和资源,方能制造生物工程病原体,一个更大的障碍往往是信息的获取。一些信息,像如何熟练地使用某个特定的仪器或是细胞类型,只能通过数月乃至数年在导师指导下的科研训练才能获得。但其他信息,像病原体基因组序列的注释,可能通过公共数据库就能轻易获得,比如通过国家生物技术信息中心运营的那些数据库。

文章来源:《化学与生物工程》 网址: http://www.hxyswgc.cn/qikandaodu/2020/1110/662.html

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