Биотехнологии

Теперь в нашем распоряжении появилась еще одна технология, неверное применение которой несет угрозу всему человечеству. Не секрет, что в природе существует множество патогенов, вызывающих у нас различные заболевания. Однако, так или иначе, большинство людей успешно справляются с ними. С другой стороны, есть и более редкие инфекции, которые хотя и смертельно опасны, не распространяются так быстро. Опустошительные эпидемии, как во время вспышек чумы, случаются тогда, когда одна и та же болезнь отличается и высокой заразностью, и высокой смертностью. Черная смерть погубила треть населения Европы²² и сократила численность жителей мира с 450 миллионов человек до 350 миллионов к концу XIV века²³. Иммунная система некоторых людей лучше противостояла недугу, отчасти благодаря особенностям ДНК. Одним из преимуществ полового размножения как раз и является наличие у каждого из нас уникального набора генов²⁴.

Достижения генной инженерии²⁵, в частности технологии редактирования геномов вирусов, открывают перед нами возможность создать – намеренно или случайно – супервирус с высокими показателями летальности и контагиозности. Такая инфекция может даже протекать в скрытой форме и охватить весь мир задолго до того, как люди поймут, что больны. Ни у кого не будет иммунитета к этому вирусу, и результатом окажется пандемия, грозящая опустошить планету²⁶. Пандемия коронавируса 2019–2023 годов дает лишь отдаленное представление о том, катастрофа каких масштабов может нас ожидать.

Именно эта угроза стала причиной проведения Международной конференции по рекомбинантной ДНК в Асиломаре в 1975 году, за 15 лет до старта проекта «Геном человека»²⁷. На ней были приняты положения, направленные на защиту от случайных проблем и преднамеренного злоупотребления технологией. Эти асиломарские принципы с тех пор неоднократно уточнялись и дополнялись, а некоторые из них легли в основу законодательных актов, регулирующих биоинженерную отрасль²⁸.

Также были предприняты усилия по созданию системы быстрого реагирования на неожиданные вспышки вирусов, вышедших из-под контроля ввиду допущенных ошибок или умышленных действий²⁹. До пандемии COVID-19, пожалуй, самой действенной мерой было создание правительством США в июне 2015 года Международной группы быстрого реагирования (МГБР) в Центрах по контролю и профилактике заболеваний. МГБР была учреждена в качестве ответной меры на эпидемию лихорадки Эбола в Западной Африке в 2014–2016 годах. Эта команда может оперативно прибыть в любую точку мира и оказать высококвалифицированную помощь местным властям в выявлении вируса, сдерживании его распространения и ликвидации очагов смертельно опасных болезней.

Что касается умышленных заражений опасными вирусами, в США противодействием биотерроризму занимается Национальное межведомственное объединение по биологическим исследованиям (NICBR), а ведущую роль в нем играет Научно-исследовательский институт инфекционных заболеваний армии США (USAMRIID). Мне доводилось консультировать эти организации (через Научный совет Министерства обороны) по вопросам разработки новых методов реагирования на подобные события³⁰.

При наступлении всплеска заболеваемости миллионы жизней будут зависеть от того, насколько быстро компетентным органам удастся идентифицировать вирус и разработать стратегию по локализации инфекции и лечению заболевших. К счастью, скорость секвенирования генома вирусов, как мы уже знаем, растет по экспоненте. Например, с момента открытия вируса иммунодефицита человека и до полной расшифровки его генома в 1996 году прошло 13 лет. Геном вируса атипичной пневмонии, обнаруженного в 2003 году, был прочитан всего за 31 день. Сегодня мы способны декодировать геномы многих вирусов всего за один день³¹. Схема реагирования на вспышку заболеваемости должна включать в себя три основных этапа: получение образца вируса, расшифровку его генома в течение суток и быстрое оказание медицинской помощи.

Одним из методов борьбы с вирусами является РНК-интерференция. В этом процессе небольшие фрагменты РНК разрушают матричную РНК, которая играет ключевую роль в экспрессии генов (в некоторой степени вирусы можно сравнить с болезнетворными генами)³². Другой подход – создание вакцин на основе антигенов. Эти вакцины стимулируют иммунный ответ на специфические белковые структуры на поверхности вируса³³. Как мы уже обсуждали в предыдущей главе, использование ИИ для разработки лекарств поможет создавать вакцины или препараты от новых вирусных инфекций за считаные дни или недели. Это позволит как можно быстрее начать длительный процесс клинических испытаний. В конце 2020-х годов мы, скорее всего, сможем доверить большую часть тестов виртуальным биологическим системам. В мае 2020 года в статье для журнала Wired я высказал мнение, что нам следует как можно скорее начать использовать ИИ для создания вакцин, в том числе от вируса SARS-CoV-2, который вызвал пандемию COVID-19³⁴. Как оказалось, самые современные вакцины, в частности разработанная компанией Moderna, были выпущены в рекордно короткие сроки именно благодаря использованию нейронных сетей. Moderna применяла множество инструментов на основе ИИ для проектирования и оптимизации мРНК-последовательностей, а также для ускорения процессов производства и тестирования³⁵. В результате уже через 65 дней после публикации генетического кода вируса первый участник клинических испытаний получил дозу вакцины Moderna. А спустя еще 277 дней вакцина получила экстренное одобрение от FDA³⁶. Эти сроки поистине впечатляющие, особенно если учесть, что до пандемии никому не удавалось создать вакцину менее чем за четыре года³⁷.

В настоящее время проводится расследование, чтобы выяснить, не был ли вирус COVID-19 результатом экспериментов по генной инженерии, случайно попавшим в окружающую среду³⁸. Очень важно строить свои выводы только на основе информации из надежных научных источников, поскольку за время пандемии было опубликовано множество недостоверных теорий. Однако уже то, что мы всерьез рассматриваем возможность утечки из лаборатории, подчеркивает опасность ситуации: последствия могли быть гораздо более страшными. Если бы вирус был создан намеренно, он мог бы оказаться необычайно заразным и в то же время смертоносным. Учитывая, что технически мы уже способны создать нечто куда более опасное, чем COVID-19, крайне важно подключать ИИ к разработке мер противодействия.