Российский государственный научно-исследовательский центр вирусологии в сибирском городе Кольцово располагает одной из крупнейших коллекций опасных вирусов в мире. Во время холодной войны сотрудники лаборатории занимались разработкой биологического оружия и средств защиты от него, и, как сообщается, в лаборатории среди прочих вирусов хранились опасные штаммы черной оспы, споры сибирской язвы и вирус, вызывающий лихорадку Эбола.
Так что прозвучавший в понедельник взрыв серьезно встревожил многих.
По данным российских независимых СМИ, взорвался газовый баллон, когда в лаборатории шел ремонт. В результате вспыхнувшего пожара площадью 30 квадратных метров от ожогов серьезно пострадал один из сотрудников. По сообщениям, взрывной волной были разбиты стекла по всему зданию, а огонь стремительно распространился по вентиляционной системе.
В мире остались только две лаборатории, где до сих пор хранятся образцы черной оспы: это российская лаборатория Кольцово и еще одна — в Соединенных Штатах. Последний случай заражения черной оспой в естественных условиях был зарегистрирован в 1977 году.
Эксперты говорят, что при определенных обстоятельствах взрыв мог привести к утечке смертельных патогенов. «Взрывной волной их могло унести с того места, где они хранились первоначально», — объяснил «Си-Эн-Эн» (CNN) Джозеф Кам (Joseph Kam), доцент в Центре новых инфекционных заболеваний имени Стэнли Хо при Китайском университете Гонконга.
Так-то оно так, но для хранения смертельных патогенных микроорганизмов, вроде оспы, уставлен очень строгий порядок. Мэр города заявил, что случившееся не представляет никакой угрозы для населения, а представитель центра заверил, что в кабинете, где произошел взрыв, не было никаких опасных патогенных микроорганизмов. (Разумеется, официальные сообщения российских властей об опасных инцидентах не всегда в точности соответствуют действительности.)
Смогут ли опасные болезни покинуть лабораторию и заразить население? Почти наверняка — нет; подавляющее большинство несчастных случаев в лабораториях, даже очень серьезных, не становятся причиной болезней, и еще ни один из них не вызывал пандемию среди людей.
Но это не означает, что мы не должны быть все время начеку. Сами по себе взрывы относительно редки, между тем катастрофические аварии с выбросом опасных патогенов на удивление крайне распространенное явление — и не только в России, но и в Соединенных Штатах и Европе. Начиная со случайного заражения оспой и сибирской язвой и заканчивая ошибочным переносом смертоносных штаммов гриппа — подобные оплошности в работе с рядом наиболее опасных веществ в мире происходят сотни раз в год.
Что с этим делать? Разумеется, сворачивать исследования в области вирусологии и патогенов — исследования, которые спасли бесчисленное количество жизней — не стоит. Так, именно благодаря изучению вируса Эбола исследователи смогли разработать нынешний набор методов лечения, которые способны сделать эту болезнь, некогда считавшуюся смертным приговором, вполне легкой и излечимой.
Но имеющийся у нас список бедствий, подобных тому, которое только что произошло в России, позволяет предположить, что определенные виды исследований — скажем, по созданию более смертоносных патогенных микроорганизмов — могут не стоить сопряженных с ними рисков. До тех пор пока вирусы продолжают «сбегать» из лабораторий — в результате страшных аварий, пожаров, взрывов, неисправностей оборудования и человеческого фактора — это рискует обернуться катастрофой. И мы могли бы снизить данный риск, не налагая существенных ограничений на важные области науки.
Смертельные случаи
В 1977 году в природе был диагностирован последний случай заболевания черной оспой. Это был финальный аккорд многолетней кампании по искоренению оспы — смертельной инфекционной болезни, которая убивает примерно 30 процентов тех, кто ею заразился. На протяжении столетия, предшествовавшего ее уничтожению, от оспы умерло около 500 миллионов человек.
Однако в 1978 году произошла новая вспышка болезни — в Бирмингеме (Великобритания). Джанет Паркер (Janet Parker) работала фотографом в медицинской школе Бирмингема. Когда у женщины появилась ужасающая сыпь, врачи поначалу диагностировали ей ветряную оспу. Но Паркер стало хуже, и ее отправили в больницу, где анализы показали черную оспу. Женщина скончалась через несколько недель.
Как же она заразилась болезнью, которая, как считалось, полностью побеждена?
Оказалось, что в здании, где работала Паркер, также располагалась исследовательская лаборатория, одна из немногих, где ученые изучали оспу в попытках внести свой вклад в усилия по ее искоренению. Каким-то образом оспа «сбежала» из лаборатории, чтобы заразить сотрудника на другом конце здания. По чистой удаче и благодаря быстрой реакции служб здравоохранения, которые в том числе поместили в карантин более 300 человек, смертельная ошибка не превратилась в открытую эпидемию.
Может ли что-то подобное случиться сегодня?
В самых разных странах мира проводящие биологические исследования лаборатории работают со смертельными патогенами, некоторые из которых могут вызвать эпидемию. Иногда исследователи целенаправленно занимаются тем, что делают патогенные микроорганизмы еще более смертоносными (как сообщалось этой весной в журнале «Наука» (Science), недавно правительство США одобрило два таких эксперимента, нескольких лет находившихся на рассмотрении).
В 2004 году в той же российской вирусологической лаборатории, которая на днях пострадала от взрыва, произошел еще один инцидент: один из ученых умер после случайного заражения лихорадкой Эбола. Россия признала этот факт лишь несколько недель спустя.
Исследования вирусов помогают разрабатывать лекарства и понять, как прогрессирует заболевание. Мы не можем обойтись без этих исследований. К тому же есть много мер предосторожности, которые гарантируют, что то или иное исследование не угрожает людям. Но, как показывает долгая череда инцидентов, начиная с 1978 года вплоть до взрыва, произошедшего в понедельник в России, порою эти меры предосторожности не срабатывают.
Как патогены могут оказаться за пределами лаборатории
Правительство США контролирует исследования «особо опасных патогенов и токсинов» — начиная с бубонной чумы и заканчивая сибирской язвой — которые представляют серьезную угрозу для здоровья человека. В рамках программы регламентировано 66 отдельных патогенов и токсинов и для работы с ними аккредитовано около 300 лабораторий.
Изучение патогенов и токсинов позволяет разрабатывать вакцины, диагностические тесты и методы лечения. Новые биологические методы также позволяют проводить более спорные формы исследований, в том числе делать болезни более заразными или смертоносными — чтобы предсказать то, как они могут мутировать в естественных условиях.
Таким образом, это исследование действительно может играть важную роль и быть ключевым фактором в общих усилиях по защите здоровья общества. К сожалению, учреждения, выполняющие такого рода работу, не избавлены от серьезного риска: человеческой ошибки.
Смерть от оспы в 1978 году, как показало большинство анализов, стала результатом небрежности — недобросовестного соблюдения техники безопасности в лаборатории и плохо спроектированной вентиляции. Большинство людей хотели бы думать, что сегодня такая халатность не допустима. Однако нельзя сказать, что страшные аварии — вызванные человеческими ошибками, сбоями в программном обеспечении, плохим обслуживанием оборудования и сочетаниями всех вышеперечисленных факторов — полностью остались в прошлом, доказательством тому служит инцидент в России.
В 2014 году, когда Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) проводило уборку для запланированного переезда в новый офис, сотни бесхозных пузырьков с образцами вируса были обнаружены в картонной коробке в углу холодильной камеры. Шесть из них, как оказалось, были пузырьками с оспой. Никто их не проверял; никто не знал, что они там находились. Они могли храниться там с 1960-х годов.
В панике ученые сложили материалы в коробку, запечатали их прозрачной упаковочной лентой и отнесли в кабинет руководителя. (По технике безопасности так нельзя обращаться с опасными биологическими материалами.) Позднее обнаружилось, что целостность одного из флаконов была нарушена — к счастью, в нем не содержался смертельный вирус.
Инциденты 1978 и 2014 годов, равно как и катастрофа в России, привлекли к себе особое внимание потому, что были связаны с черной оспой, однако случаи непреднамеренной утечки контролируемых биологических агентов на самом деле довольно часты. Каждый год имеют место сотни подобных инцидентов, хотя не все из них связаны с потенциально пандемическими патогенами.
В 2014 году исследователь случайно заразил довольно безвредный птичий грипп гораздо более опасным штаммом, который был помещен с ним в одну пробирку. Затем смертельно опасный птичий грипп через всю страну переправили в лабораторию, у которой не было разрешения на обработку такого опасного вируса: там он использовался для исследования кур.
Ошибка была обнаружена только тогда, когда Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) провели обширное расследование по другому поводу — потенциальному заражению 75 федеральных служащих сибирской язвой после того, как лаборатория, которая должна была инактивировать образцы сибирской язвы, случайно подготовила для них активированные. Программа CDC «Особо опасные патогены и токсины» требует немедленного оповещения о «краже, утере, утечке, вызвавших заражение кого-то из сотрудников, либо о выбросе за пределы зоны биологической изоляции» агентов, включенных в контрольный список. Между 2005 и 2012 годами агентство получило 1059 отчетов об утечках — в среднем инциденты происходили с промежутком в несколько дней.
Отметим, что подавляющее большинство этих ошибок никогда не приводит к заражению людей. И хотя число 1059 не может не впечатлять, на самом деле речь идет о довольно низком уровне несчастных случаев — работа в лаборатории с контролируемыми биологическими агентами считается довольно безопасной по сравнению со многими профессиями, такими как перевозчик грузов или рыбак.
Правда, автомобильная авария или инцидент на море в худшем случае убьет несколько десятков человек, в то время как жертвами инцидента с пандемическим патогеном потенциально могут быть несколько миллионов. Принимая во внимание высокие ставки и наихудшие сценарии, сложно — при взгляде на эти цифры — заключить, что наши меры предосторожности против катастрофических бедствий достаточны.
Сложности в безопасном обращении с патогенами
Почему в ходе лабораторных исследований так сложно избегать подобного рода ошибок?
Имеющийся у CDC перечень сообщений о сбоях в соблюдении мер предосторожности помогает ответить на этот вопрос. Ошибки приходят по самым разным причинам. С тревожной частотой люди совершают манипуляции с живыми вирусами, полагая, что им дали вирусы деактивированные.
Внезапно может произойти сбой в технологии, которая является важной составляющей обеспечения безопасности. Дело не в каком-то «проблемном» элементе технологии, а в том, что их много, и у каждого существует небольшой риск сбоя.
Эти проблемы возникают не только в США. Недавнее расследование, проведенное в Великобритании, показало следующее:
в период с июня 2015 года по июль 2017 года в специализированных лабораториях произошло более 40 несчастных случаев, то есть с частотностью один раз в две-три недели. Помимо нарушений, которые вызвали распространение инфекций, были совершены и грубые ошибки — например, использование вируса денге, который ежегодно уносит жизни 20 тысяч человек во всем мире; кроме того, персонал, работавший с потенциально смертельными бактериями и грибами, не предпринимал соответствующих мер безопасности; и был зарегистрирован один случай, когда студенты в Университете Западной Англии, сами того не зная, изучали живые микробы, вызывающие менингит, которые, по их мнению, должны были погибнуть в результате термической обработки.
В 2003 году произошла вспышка тяжелого острого респираторного синдрома, или атипичной пневмонии. С тех пор болезнь не повторялась в естественных условиях, однако имели место шесть отдельных случаев ее «побега» из лаборатории: один в Сингапуре, один на Тайване и четыре раза в одной пекинской лаборатории.
«Все эти рассказы о сбежавших патогенах имеют общие темы, — утверждал в своем анализе сбоев в технике безопасности историк медицины Мартин Фурмански (Martin Furmanski) в журнале „Атомщики" (Atomic Scientists). — В стандартном биоконтроле существуют неопознанные технические недостатки, как продемонстрировал случай с оспой в Великобритании… Первое заражение, или нулевой случай, происходит у человека, не работающего непосредственно с возбудителем, который заражает его или ее, как при утечки оспы и атипичной пневмонии. Эти случаи показывают, что плохая подготовка персонала и слабый контроль за лабораторными процедурами сводят на нет усилия национальных и международных организаций по достижению биобезопасности».
Легко понять, почему эти проблемы трудно решить. Введение дополнительных правил для тех, кто занимается патогенными микроорганизмами, не поможет, если обычно заразу подхватывают те, кто с патогенными микроорганизмами не работает. Введение новых правил на федеральном и международном уровнях не поможет, если эти правила не будут последовательно соблюдаться. И если в стандартах по сдерживанию по-прежнему имеются неопознанные технические недостатки, как мы узнаем о них до тех пор, пока их не выявит тот или иной инцидент?
Именно эти тревожные размышления в последнее время снова звучат в новостях, поскольку правительство США одобрило исследование, направленное на то, чтобы сделать некоторые смертоносные вирусы гриппа более вирулентными, то есть облегчить их распространение от человека к человеку. Вовлеченные исследователи хотят подробнее изучить явления трансмиссивности и вирулентности, чтобы лучше подготовить нас к борьбе с этими болезнями. Лаборатории, проводящие такие исследования, предприняли необычные шаги для обеспечения их безопасности и снижения риска вспышки.
Но можно ли назвать эти меры достаточными? «Мы представляем себе, что, когда происходит авария, она случается потому, что выходит из строя вентиляционная система, или кто-то просто забывает что-то сделать, или это своего рода механическая или человеческая ошибка, которую можно избежать», — сказал мне Марк Липситч (Marc Lipsitch), профессор эпидемиологии в Гарварде.
Между тем многие из недавних инцидентов не укладываются в данную схему. «Скорее, они были связаны с тем, что сами люди делали то, что, по их мнению, было правильным и нейтрализовало опасный патоген, убивая его, тогда как на самом деле у них в руках находился по-прежнему опасный патоген либо зараженный им микроорганизм, — сказал он. — Меня беспокоит не то, что один из этих людей сделает какую-нибудь глупость или продемонстрирует свою плохую подготовку. Меня беспокоит то, что будет совершена человеческая ошибка, которой на самом деле невозможно избежать».
Липсич не считает, что мы должны ужесточать стандарты для большинства исследований. Он утверждает, что наш нынешний подход, хотя показатель его ошибок никогда не будет равен нулю, является неплохим балансом научных и глобальных усилий в области здравоохранения и безопасности — это справедливо для большинства биологических исследований патогенов. Но, отмечает он, в отношении наиболее опасных патогенов, которые могут вызвать глобальную эпидемию, этот расчет не действует.
До сих пор политика биобезопасности слишком часто носила реактивный характер: ужесточение стандартов предпринималось после того, как что-то шло не так. Учитывая потенциальные сценарии бедствий, этого явно недостаточно. Сделать наши лаборатории более безопасными чрезвычайно сложно, но, когда дело доходит до самых опасных патогенных микроорганизмов, мы просто обязаны принять этот вызов.
