In the spring of 1979, a lab worker in Sverdlovsk, USSR removed a clogged air filter in the ventilation system and didn’t replace it. His note to the supervisor was never transferred to the official logbook, so when the next shift rolled in, workers simply started production as usual. Now, in most labs, this would have been a minor mistake. But this lab was a biological weapons facility producing huge quantities of anthrax— which, if inhaled, can kill up to 90% of those it infects. This deadly anthrax powder floated out into the sky for hours, causing the largest documented outbreak of inhalation anthrax on record and resulting in at least 64 deaths.
Wiosną 1979 roku w Swierdłowsku pracownik radzieckiego laboratorium usunął zapchany filtr wentylatora i nie założył nowego. Notatka, którą napisał dla przełożonego, nie została wpisana do dziennika. Pracownicy kolejnej zmiany jak co dzień rozpoczęli produkcję. Taki błąd nie miałby znaczenia w zwykłym laboratorium, ale to była fabryka broni biologicznej produkująca duże ilości wąglika, który wdychany z powietrzem zabija 90% zarażonych osób. Śmiercionośny pył godzinami unosił się w powietrzu i wywołał największą w historii epidemię wąglika, w wyniku której zmarły co najmniej 64 osoby.
What happened at Sverdlovsk was a tragedy, and the Soviet bioweapons program was a violation of international law. But these days, it’s not just state-sponsored bioweapons programs that keep biosecurity experts up at night. Nor is anthrax their largest concern. They’re worried about an even more dangerous kind of lab leak.
W Swierdłowsku doszło do strasznej tragedii. Radziecki program broni biologicznej był pogwałceniem prawa międzynarodowego. Dzisiaj jednak nie tylko państwowe programy rozwoju broni biologicznej spędzają sen z powiek specjalistom od biobezpieczeństwa. I to nie wąglik martwi ich najbardziej. Obawiają się oni wycieku z laboratorium jeszcze groźniejszego patogenu.
Since the 1970s, researchers have been manipulating the DNA of microbes to give them abilities they didn’t have before. This is called “gain of function” work and it includes a huge body of scientific research. The majority of this work helps humanity with very little risk, for example, engineered viruses are used in vaccine production, gene therapy, and cancer treatments. But within the gain of function realm lies an intensely debated sub-field where scientists engineer superbugs. Officially known as “enhanced potential pandemic pathogens,” these ePPPs are typically variants of well-known viruses, such as Ebola or avian influenza that have been engineered to be, say, more transmissible or more deadly. The stakes of this kind of work are much higher: if even one unusually dangerous virus escaped a lab, it could cause a global pandemic.
Od lat 70. XX wieku badacze modyfikowali DNA mikroorganizmów, żeby wyposażyć je w nowe zdolności. Badania te, zwane GoF od angielskiego “gain-of-function”, obejmują olbrzymią liczbę prac badawczych. Większość badań GoF wiąże się z niewielkim ryzykiem. Dzięki nim powstają osłabione wirusy wykorzystywane w szczepionkach, terapii genowej i leczeniu nowotworów. Do badań GoF zaliczają się jednak również kontrowersyjne eksperymenty polegające na hodowaniu superpatogenów. Nazywa się je patogenami o zwiększonym potencjale pandemicznym. Zwykle są to szczepy dobrze znanych wirusów, na przykład wirusa Eboli czy ptasiej grypy, zmodyfikowane tak, żeby stały się groźniejsze lub bardziej zakaźne. Stawka w przypadku takich badań jest bardzo wysoka. Wystarczy, że z laboratorium wydostanie się jeden wyjątkowo niebezpieczny wirus, żeby wywołał on pandemię na skalę światową.
Virologists developing ePPPs argue this research could help us prepare for future pandemics, allowing us to jump start treatments and potentially save lives. For example, in the early 2010s, several research teams created a deadly strain of bird flu with the novel ability to spread through the air between mammals. Advocates of the project argued that by creating this ePPP, we could learn crucial information about a worst-case-scenario virus under controlled conditions. But many critics argued that it’s unclear whether bird flu would ever evolve in the wild as it did in the lab. Consequently, they believed the knowledge gained by studying this dangerous virus wasn’t remotely worth the risk of creating it in the first place.
Wirusolodzy argumentują, że ich badania pozwolą nam przygotować się na przyszłe pandemie, umożliwiając szybkie opracowanie leczenia i ratowanie życia. Na początku XXI wieku kilka zespołów badawczych opracowało śmiercionośną odmianę ptasiej grypy, zdolnej przenosić się między ssakami drogą kropelkową. Zwolennicy tego projektu twierdzili, że stworzenie takiego superwirusa da nam wiedzę na temat wirusa najgroźniejszego z możliwych w kontrolowanych warunkach. Przeciwnicy przekonywali, że nie wiadomo, czy wirus ptasiej grypy w warunkach naturalnych ewoluowałby tak samo jak w laboratorium. Uważali, że ryzyko stworzenia tak niebezpiecznego wirusa znacznie przewyższa korzyści w postaci uzyskanej dzięki temu wiedzy.
Both sides of this ongoing debate are trying to save lives; they just disagree on the best way to do it. However, everyone agrees that an ePPP lab leak could be catastrophic. Labs that work with dangerous pathogens are designed with numerous safety features to protect the scientists who work there, as well as the outside world, such as ventilation systems that decontaminate air and airtight “spacesuits” with dedicated oxygen. Sometimes buildings are even nested inside each other to prevent natural disasters from breaching the closed environment. But this technology is expensive to build and maintain. And even when our tech doesn't fail, there’s still room for the most common kind of mistake: human error.
Obydwie strony sporu chcą chronić ludzkie życie, ale nie mogą dojść do porozumienia, jak najlepiej to robić. Wszyscy zgadzają się jednak, że ucieczka superwirusa byłaby katastrofą. Laboratoria badające groźne patogeny są wyposażone w liczne środki bezpieczeństwa chroniące pracowników i osoby postronne. Są to na przykład systemy wentylacji odkażające powietrze czy gazoszczelne kombinezony z aparatami powietrznymi. Czasem jeden budynek mieści się wewnątrz drugiego, żeby katastrofa naturalna nie naruszyła szczelności zamkniętego środowiska. Jednak budowa i utrzymanie takich ośrodków wiąże się z kosztami. Nawet jeśli nie zawiedzie sprzęt, zawsze może wystąpić najczęstszy z możliwych błędów: błąd ludzki. Błędy ludzkie zwykle nie mają poważnych skutków.
Many human errors are inconsequential: a researcher spills a sample, but quickly disinfects the otherwise well-controlled environment. Other incidents, however, are much more concerning. In 2009, a researcher accidentally stuck themselves with an Ebola-contaminated needle, endangering their life and the lives of those treating them. In 2014, six vials containing the virus that causes smallpox were found in an unsecured storage room where they’d been forgotten for decades. That same year, a CDC scientist unknowingly contaminated a sample of relatively harmless bird flu with a deadly lab-grown variant, and then shipped the contaminated sample to the USDA.
Na przykład naukowiec przypadkowo rozleje próbkę, ale szybko zdezynfekuje miejsce pracy. Zdarzają się jednak dużo poważniejsze incydenty. W 2009 roku pewien badacz ukłuł się igłą skażoną wirusem Ebola, czego skutkiem było zagrożenie życia jego i osób zaangażowanych w jego leczenie. W 2014 roku sześć fiolek z wirusem czarnej ospy w znaleziono niezabezpieczonym magazynie, gdzie leżały zapomniane od dziesięcioleci. W tym samym roku badacz pracujący w CDC przypadkowo zanieczyścił próbkę stosunkowo nieszkodliwej ptasiej grypy śmiercionośną odmianą wyhodowaną w laboratorium i wysłał próbkę do Departamentu Rolnictwa USA.
While these incidents did not lead to larger crises, the potentially catastrophic consequences of an ePPP leak have convinced many scientists that we should stop this kind of research altogether. But if that doesn’t happen, what can we do to minimize risk? Well, first, we can work to reduce human error by examining past mistakes. Some experts have suggested creating an international database of leaks, near-misses, and fixes taken that would help labs adapt their protocols to minimize human errors. And a robust, well-funded pandemic early warning system would help protect us from any disease outbreak— whether it comes from a lab leak or a natural spillover.
Chociaż te incydenty nie wywołały większego kryzysu, to z powodu potencjalnie katastrofalnych skutków ucieczki superwirusa wielu naukowców jest przekonanych, że należy zaprzestać ryzykownych badań. Jeśli badania GoF będą kontynuowane, jak można zminimalizować ryzyko? Przede wszystkim można przeanalizować poprzednie przypadki błędów ludzkich. Niektórzy eksperci proponują utworzenie międzynarodowej bazy danych o wyciekach, groźnych sytuacjach i podjętych krokach, która pomoże laboratoriom poprawić procedury i zredukować błędy ludzkie. A sprawny, dobrze finansowany system wczesnego ostrzegania może uchronić nas przed wybuchem epidemii, niezależnie od jej źródła.
Developing the kind of global standards and databases necessary for these changes would be difficult— requiring unprecedented international collaboration and transparency. But we need to overcome these hurdles because pandemics don't care about borders or politics.
Opracowanie niezbędnych międzynarodowych standardów i baz danych może być trudne, wymagać współpracy i transparentności o niespotykanym dotąd zakresie, ale musimy przezwyciężyć te przeszkody, ponieważ pandemie nie zważają ani na granice, ani na politykę.