Вирусолог Волчков рассказал о создании синтетического вируса оспы
26 октября 1978 года Всемирная организация здравоохранения объявила об уничтожении вируса оспы в природе. Тем не менее, многие страны продолжают разрабатывать вакцины от этой вирусной инфекции. В частности, в России вакцина от оспы была зарегистрирована в ноябре 2022 года, пройдя до этого полномасштабные клинические испытания. Так чего же боятся медики, если оспа побеждена? Об этом в интервью «Газете.Ru» рассказал руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ, вирусолог Павел Волчков.
— Ровно 45 лет назад ВОЗ провозгласила полную победу над вирусом оспы в природе. Действительно ли оспа побеждена?
— Долгое время уже не детектируется никаких не то что вспышек или эпидемий, но даже единичных случаев оспы в мире. Поэтому по формальным критериям — да, оспа в природе побеждена.
Тут я хотел бы заметить, что мы, как человечество, часто сопереживаем тому, что на планете постоянно исчезают разные виды животных, растений и так далее. Но почему-то забываем, что вирусы — это тоже часть вполне себе живого. И, в данном случае, следуя правилу постоянной борьбы видов, наш вид — человечество — победил вид вирусов оспы.
Мы живем в достаточно жестоком мире, где или мы их, или они нас. В данном случае люди одержали победу над оспой.
— Действительно ли оспы в природе совсем не осталось нигде?
— Не стоит совсем исключать тот факт, что оспа в природе все же осталась, допустим в каких-то могильниках. Кроме того, как известно, вирус хранится как минимум в двух лабораториях мира: в Атланте и в Новосибирске, в Центре «Вектор».
— Вы сказали «как минимум», на самом деле этих мест больше?
— Я уверен, что их гораздо больше. Просто это два известных места. Думаю, что, по крайней мере, в этих же странах, — в США и в России, — есть еще несколько таких мест. Скорее всего, оспа хранится и в Китае. Я бы предположил еще, что сохраненный вирус должен быть в Великобритании.
— Для чего хранить этот вирус?
— Всеми развитыми странами, которые так или иначе имеют биологические службы при министерстве обороны, вирус оспы считается одним из потенциальных инструментов биологического оружия.
Раньше по этому поводу на разных уровнях велись дискуссии: стоит сохранять вирус или нет? Но после того, как отчет о создании синтетического вируса оспы лошадей был представлен на закрытом заседании консультативного комитета по натуральной оспе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в Женеве в ноябре 2016 года, — стало ясно, что это момент не принципиальный.
— Если это было закрытое заседание, то откуда вы об этом знаете?
— Об этом сообщил научный журнал Science в 2017 году.
— Так кто создал синтетический вирус?
— Это сделал вирусолог из Университета Альберты в Эдмонтоне Дэвид Эванс. Университет расположен в Канаде. Эванс там возглавил команду, ученые которой запросили по почте прислать им фрагменты ДНК, и из них потом, как из частей пазла, собрали оспу. Доказательств того, что лошадиная оспа опасна для человека, мало, но та же стратегия может быть использована для воссоздания натуральной оспы. Впрочем, статью о том, как это делалось, я так и не видел, ее не захотели публиковать ни в Nature, ни в Science. В PLOS One они потом публиковали короткий репорт без подробностей.
— Сложно собрать такой вирус?
— Я, как ученый, занимающийся обратной генетикой, — а это метод, применяя который можно в результате получить синтетический вирус, — понимаю, что создать искусственный вирус оспы — это достаточно нетривиальная задача.
Причем даже для профессиональной биологической лаборатории. Вирус оспы — это более 200 тыс. нуклеотидов, — то есть он очень большой. Получать такие длинные цепочки сложно даже по меркам нынешней геномной инженерии.
Тем не менее, это возможно. Эванс создал вирус оспы лошадей, который является ближайшим родственником вакциновируса (Vaccinia virus). А это тот самый вирус, который лежит в основе вакцины от оспы, позволившей ВОЗ побороть эту болезнь.
— Подождите, а разве для этой вакцины была применена не коровья оспа? Ведь именно коровью оспу использовал первый на планете вакцинатор Эдвард Дженнер в конце XVIII века?
— Человечество думало, что это коровья оспа, до того самого момента, как стало возможно генетически сравнить вирусы. И оказалось, что примененный в вакцине вирус ближе к лошадиной оспе, а не к коровьей. Поэтому тот вирус, который лежит в основе вакцины от оспы, назвали вакциновирусом. И вот он как раз довольно хорошо изучен. С ним давно работают ученые.
— Так как его используют?
— Его генетически модифицируют, создают различные рекомбинантные вакциновирусы, пытаются сделать из него средство доставки — такое же, которое используется и в вакцине «Спутник V», — но только там взяты аденовирусы 5-й и 26-й.
Если аденовирус можно сравнить с маленькой легковушкой, куда можно загрузить мало генетической информации, то вакциновирус – это огромный пустой грузовик. Но это же и плохо, так как такие огромные протяженные конструкции, как геном вакциновируса, достаточно тяжело собирать.
Делать такое дома точно невозможно, — без специальных навыков и специального оборудования, — поэтому террористическую угрозу я пока бы брать в расчет не стал.
Но в мире, наверное, 100 лабораторий, которые в основном сконцентрированы в США, Канаде, Евросоюзе, России, Китае, может быть, еще Японии и Корее, которые реально могли бы это сделать.
— В некоторых статьях пишут, что это еще и недорого, всего 100 тыс. долларов, и полгода работы. Это так?
— Я убежден, что это значительно дороже. Ведь у вас должны в лаборатории работать первоклассные специалисты. А они, как известно, стоят дорого.
— Какие уже существуют синтетические вирусы на данный момент? Полиомиелит? Коронавирус? Герпес? Грипп?
— Да, они уже существуют. Это опубликованная информация. И из них самый опасный, конечно же, грипп. Даже опаснее, чем оспа.
Во-первых, вирус гриппа, в отличие от вируса оспы, не побежден. Хотя мы уже давно боремся с ним с помощью вакцин. Это значит, что он умеет профессионально сопротивляться. Поэтому он ежегодно представляет для человечества достаточно большую проблему.
Во-вторых, сама конструкция вируса, который состоит из восьми сегментов, предполагает возможность быстро меняться частями, — тогда появляются новые реосортанты. Иногда три разных вируса гриппа обмениваются частями, — и получается реосортант, который уже не ловится никакими антителами, даже после вакцинации.
А представляете себе злоумышленника, который знает, как высокоэффективно заразить людей, обходя сформированный вакцинами иммунитет? Причем он может взять за основу еще какой-нибудь птичий грипп — то есть, далекий от человека…
Другое дело, что мы достаточно быстро умеем делать вакцины к вирусу, поэтому сможем что-то ему противопоставить.
— Могут ли злоумышленники, пользуясь методами синтетической биологии, создать когда-нибудь «вирус-франкенштейн», который обладает самыми сильными «инструментами нападения» от разных вирусов?
— Природа уже все создала и обкатала разные формы вирусов на протяжении долгой истории существования этой планеты.
Вот почему не существует транспорта, который сразу может ездить по дороге, плыть по морю и летать по воздуху? Потому что это значит обвесить аппарат массой оборудования, и он тогда будет проигрывать в скорости специализированным средствам транспорта. Мы уже и так имеем дело с идеальными «вирусами-франкенштейнами», которые создала и опробовала сама природа.
— А можно ли уже сейчас создать вирус, который не существовал в природе никогда?
— Да, и это делается. В том числе и у меня в лаборатории геномной инженерии МФТИ.
Но по сравнению с природой мы так себе творцы. Мы умеем только смешивать краски, — то есть делать химеры из уже существующих вирусов. Ну и добавить, может быть, пару отдельных мутаций. Впрочем, то, что мы сейчас делаем в нашей лаборатории с аденоассоциированными вирусами, — это, конечно, высший пилотаж.
Мы действительно создаем синтетические формы вирусов, которые никогда до этого не существовали на планете Земля.
— Для чего вы их создаете?
— Мы их используем как средство доставки геннотерапевтических препаратов. Такие препараты уже выходят на рынок. Например, у нас в России уже зарегистрирован американской геннотерапевтический препарат «Лукстурна» от наследственной дистрофии сетчатки глаза. Или недавно в Россию привезли другой препарат, который также включает аденоассоциированные вирусы как средство доставки. Это препарат – «Золгенсма» для генной терапии спинальной мышечной атрофии.
— Я помню историю с «Золгенсмой». Сначала этот препарат в России очень долго ждали, дрались за него, а потом от него умерло двое детей…
— Именно поэтому мы и создаем не существующие в природе вирусы.
Препарат «Золгенсма» сделан на основе аденоассоциированного вируса, серотип 9 (AAV9). В чем минус таких вирусов? Их капсид, то есть поверхностные белки вирусов, сделаны на основе вирусов дикого типа — то есть тех, которые встречаются в природе. Мы с ними сталкиваемся в повседневной жизни и вырабатываем на них антитела.
Так как наше «оружие» уже настроено на эти вирусы, инъекция такого генотерапевтического препарата будет нейтрализована адаптивной иммунной системой.
Что случилось у этих двух детей? Врачи применили этот препарат и параллельно на всякий случай давали им препараты, подавляющие иммунитет. А потом постепенно их отменили. После этого иммунная система «увидела» вирусы и стала их атаковать, уничтожив печень этих детей. Что сказать? Иммунная система сделала то, что она и должна была сделать.
Мы эту проблему решили обойти, создав не существующие в природе вирусы, с которыми иммунная система точно никогда не могла встретиться. Это позволяет делать генотерапию применимой к 100% возможных пациентов.
— Для чего еще нужны синтетические вирусы, не существующие в природе?
— Они пригодятся для доставки вещества любых вакцин — допустим, того же «Спутника V».
Можно делать синтетические формы для борьбы с раком. Это так называемые онколитические вирусы. Они будут эффективно размножаться в раковых клетках, которые просигнализируют иммунной системе, что заражены. И она их уничтожит. То есть здесь такие синтетические вирусы используют как приманку.
Я хочу сказать, что несмотря на риски, которые несет развитие синтетической биологии, этот подход может принести очень много пользы.
