機能獲得研究

機能獲得研究（GoF研究またはGoFR）は、遺伝子産物の生物学的機能を強化する可能性のある方法で生物を遺伝子的に変更する医学研究です。これには、病原性、伝染性、または宿主域（微生物が感染できる宿主の種類）の変更が含まれる場合があります。この研究は、新興感染症をより正確に予測し、ワクチンや治療薬を開発するためのターゲットを明らかにすることを目的としています。たとえば、インフルエンザBは人間とゼニガタアザラシにのみ感染します。^{[1]制御された実験室環境でインフルエンザBがウサギに感染できるようにする}変異を導入することは、ウイルスが以前はその機能を持っていなかったため、機能獲得実験と見なされます。^{[2] [3]}この種の実験は、ウイルスのゲノムのどの部分が感染できる種に対応するかを明らかにするのに役立ち、この機能をブロックする抗ウイルス薬の作成を可能にします。^[3]

ウイルス学では、機能獲得研究は通常、現在および将来のパンデミックをよりよく理解する目的で採用されています。^[4]ワクチン開発では、機能獲得研究は、ウイルスに対して有利なスタートを切り、ウイルスが出現する前にワクチンまたは治療薬を開発できることを期待して行われます。^[4]「機能獲得」という用語は、より狭義に「パンデミックの可能性のある病原体がより迅速に複製したり、人間や他の近縁の哺乳類にさらに害を及ぼしたりできるようにする研究」を指すために使用されることがあります。^{[5] [6]}

機能獲得研究の一部（特に特定の病原体病原体を含む研究）は、固有のバイオセーフティおよびバイオセキュリティリスクを伴うため、デュアルユース研究（DURC）とも呼ばれます。^[7]このような研究のメリットを確保しながらこれらのリスクを軽減するために、各国政府は、DURC実験を機関（いわゆる機関「DURC」委員会）^[8]および政府機関（NIHの組み換えDNA諮問委員会など）による追加監視の下で規制することを義務付けています。^{[9] [10] [11]同様のアプローチは}、欧州連合のデュアルユース調整グループ（DUCG）にも見られます。 ^{[12] [13] [14]}

重要なのは、米国と欧州連合の規制はどちらも、少なくとも1人の非所属の一般市民が監視プロセスの「積極的な参加者」となることを義務付けていることです。^{[15] [16] [17] [18]}科学界では、機能獲得研究のリスクと利点をどのように評価するか、そのような研究を責任を持って発表する方法、そしてオープンで誠実なレビューに一般市民を参加させる方法について重要な議論が行われてきました。^{[19] [20] [7] [21]} 2020年1月、国家バイオセキュリティ科学諮問委員会は、機能獲得研究の規則を見直し、そのような実験がどのように承認され、いつ一般に公開されるべきかをより明確にするための専門家委員会を招集しました。^{[22] [23]}

2011年初頭、2つのグループが鳥類特有のインフルエンザウイルスがどのようにして人間に感染してパンデミックを引き起こす可能性があるのか​​を調査していた。1つはウィスコンシン州マディソンのウィスコンシン大学マディソン校の河岡義裕氏が率いるグループで、もう1つはオランダのエラスムス大学医療センターのロン・フーシェ氏が率いるグループだった。 ^{[24] [25]}両グループは、フェレットでH5N1型鳥インフルエンザを連続的に継代培養し、ウイルスをフェレットからフェレットへと手作業で移し替え、呼吸器飛沫を介して拡散できるまで培養した。通常は鳥類特有のウイルスが、フェレットの肺で時間をかけて複製されることにより、いくつかのアミノ酸が変化し、鳥類の肺よりも著しく低温である哺乳類の肺で複製できるようになった。^{[26] [27]}この小さな変化により、フェレットが咳やくしゃみをしたときに空気中の飛沫を介してウイルスが伝染することも可能になった。^[24]

カワオカとフーシェの実験の支持者は、いくつかの利点を挙げた。これらの実験により、H5N1のようなウイルスがどのようにして人間に空気感染するのかという疑問が解決され、他の研究者がこれらのアミノ酸の変化を特に標的としたワクチンや治療薬を開発できるようになった。 [ ^{28] [29] [30 ]}また、鳥類ウイルスの伝染性と致死率の間には関連があることが実証された。ウイルスの伝染性は高まったが、致死性は大幅に低下した。^{[25] [31] [32]}研究に対するさまざまな批評家（国会議員を含む）は、この発表に警戒感を持って反応した。他の批評家は、この実験を「人為的な終末」と呼んだ。^[33]ハーバード大学THチャン公衆衛生大学院のマーク・リプシッチを含む他の科学者は、この研究の相対的なリスクと利点について疑問を呈した。 ^[34]

WHO が招集した国際技術協議では、この研究は H5N1 ウイルスの公衆衛生監視とこれらのウイルスの特性の理解向上に重要な貢献をしたが、より広範な世界的議論が必要であるとの結論が出されました。欧州科学アカデミー諮問委員会 (EASAC) は、責任を持ってこの種の研究を継続するために必要なすべての法律、規則、規制、行動規範が EU 諸国の多くで施行されていると結論付けました。以前は EU ほど規制が厳しくなかった米国では、「潜在的パンデミック病原体のケアと監視」(P3CO) に関する新しい政府政策とレビューのメカニズムが開始されました。

2013年5月、中国国家鳥インフルエンザリファレンス研究室所長の陳華蘭氏が率いる研究グループが、ハルビン獣医研究所のBSL3+研究室で実施した、ヒトの間で循環している2009年のH1N1が鳥インフルエンザH5N1と同じ細胞に感染した場合に何が起こるかを調査した実験をいくつか発表した。^[35]重要なのは、この実験が、H5N1実験の研究一時停止がウイルス学者コミュニティ全体で合意される前に実施されていたことだ。^{[36] [37]}彼らはこれらの実験を使用して、特定の遺伝子が野生でのこのような二重感染シナリオで再集合すると、H5N1ウイルスが哺乳類（特にげっ歯類のモデル生物としてのモルモット）でより容易に伝染することを決定し、特定の農業シナリオではH5N1が哺乳類に侵入するリスクがあることを証明した。上記のフーシェと川岡の実験と同様に、この研究のウイルスも改変後には致死性が大幅に低下した。^{[37] [38]}

2013年のチェン研究グループの研究に対する批評家たち（パスツール研究所のサイモン・ウェイン・ホブソンや元王立協会会長ロバート・メイを含む）は、この研究は意図した結論を証明するのに不必要な危険な実験だと非難し、チェンの研究を「ひどく無責任」と呼び、研究室自体のバイオセーフティーについても懸念を表明した。^[38]他の人々（東京のWHOインフルエンザ協力センター所長、田代正人を含む）は、チェンの研究室を「最先端」だと称賛した。ホーチミン市のオックスフォード大学臨床研究ユニット所長ジェレミー・ファラーは、この研究を「注目に値する」と評し、「アジアとエジプトでH5N1株が継続的に循環していること」がもたらす「非常に現実的な脅威」を実証したと述べた。^[36]

ボストン大学の研究者らが2022年10月14日に発表したプレプリントには、 SARS-CoV-2 BA.1 Omicronのスパイクタンパク質をパンデミック初期に分離された祖先SARS-CoV-2変異体に組み込んで、ウイルスの新しいキメラバージョンを作成する実験について説明されている。祖先変異体に曝露された6匹のマウスはすべて死亡し、キメラ変異体に曝露された10匹のマウスのうち8匹が死亡し、Omicronに曝露された10匹のマウスはいずれも死亡しなかった。これは、「スパイク以外の変異が、K18-hACE2マウスにおけるOmicron 209の弱毒化された病原性の主な決定要因である」ことを示唆している。プレプリントによると、この研究はNIHのさまざまな部門からの助成金によってサポートされていた。 （しかし、NIHは後に実験への資金提供を否定した。研究者らは後にNIHが実験に直接資金提供していないと述べた。）^{[39] [40]} 10月17日、デイリーメール紙は「ボストン大学が80%の致死率を持つ新しいCOVID株を作成。パンデミックのきっかけとなったと恐れられている危険な実験を彷彿とさせる」という見出しを載せた。（この見出しは後に「Facebookの偽ニュースや誤報と戦う取り組みの一環」としてフラグが立てられた。ポリティファクトは「研究室からの漏洩」説は証明されていないと指摘し、「80%という数字だけを引用すると、結果として得られた株がマウスを100%殺したオリジナルよりも致死率が低かったなど、重要な文脈が抜け落ちている。専門家は、この種の研究は珍しいことではなく、実験は認められた安全手順に従って行われたと述べている」と述べた。）^[41] NIHが資金提供したCOVIDの毒性や伝染性を高める可能性のあるすべての研究は、追加の機能獲得レビューを受ける必要がある。批評家たちは、キメラはオミクロンの高い伝染性と祖先株の致死性を組み合わせた可能性があるため、実験は追加の審査を受けるべきだったと非難した。研究者らは、この研究がNIHの資金提供を受けたことを否定し、そもそもこの実験が機能獲得実験として適格であったことも否定している。^{[39] [42]}

科学界では、機能獲得研究のリスクとベネフィットをどのように評価するか、また政策立案の審議に一般市民をどのように参加させるかについて、重要な議論が行われてきました。これらの懸念には、病原体が集団に偶発的に放出されることに関するバイオセーフティ、病原体が集団に意図的に放出されることに関するバイオセキュリティ、バイオリスク管理の原則と研究審査手順に関する生命倫理が含まれます。^[3]

2014年12月、国立研究会議と医学研究所は、機能獲得研究の潜在的なリスクと利点について議論する2日間のシンポジウムを開催した。このイベントには、ジョージ・ガオ、ガブリエル・レオン、マイケル・セルゲリド、バルーク・フィッシュホフ、アルタ・チャロ、ハーヴェイ・ファインバーグ、ジョナサン・モレノ、ラルフ・シセロネ、マーガレット・ハンバーグ、ジョー・ハンデルスマン、サミュエル・スタンレー、ケネス・バーンズ、ラルフ・バリック、ロバート・ラム、シルヤ・ヴェネキー、福田啓二、デビッド・レルマン、マーク・リプシッチなど、世界中の科学者が参加した。^[43]その後まもなく、米国政府は、影響を受けた18の研究プロジェクトのうち7つにGoFRモラトリアムの例外を認めた。^[44]

2016年3月10日〜11日、全米科学・工学・医学アカデミーは、機能獲得（GOF）研究の監督に関する米国政府の潜在的な政策を議論する第2回公開シンポジウムを開催した。このシンポジウムは、米国政府の要請により開催されたもので、生命科学コミュニティと一般大衆を巻き込み、米国政府のより広範な審議プロセスの一環として、GOF研究に対する連邦政府による効果的な監督を確実にするための最適なアプローチについてフィードバックを求めるメカニズムを提供するものであった。^[45]

ケンブリッジ作業部会は、CDCが関与したバイオセキュリティ事件「3 重大」を受けて、マサチューセッツ州ケンブリッジで開催された会議でハーバード大学の疫学者マーク・リプシッチと他の科学者らによって結成された。その事件とは、CDC のロイバル キャンパスの職員が炭疽菌に偶然さらされたこと、^{[46] [} 47] 、FDA のホワイト オーク キャンパスで、天然痘とラベルが貼られていた 1950 年代の天然痘ウイルスを含む 6 つのバイアルが、ラベルの貼り方が不十分な他のサンプルと一緒に箱に入っていたことが発見されたこと、^[48]、H5N1 に汚染された H9N2 バイアルが CDC の研究所から USDA の研究所に誤って出荷されたことなどである。^[49]

2014年7月14日、同グループはアミール・アタラン、バリー・ブルーム、アルトゥーロ・カサデヴァル、リチャード・H・エブライト、アリソン・ガルヴァーニ、エドワード・ハモンド、トーマス・イングルズビー、マイケル・オスターホルム、デイヴィッド・レルマン、リチャード・ロバーツ、マルセル・サラテ、シリヤ・ヴェネキーを含む18名の創設メンバーが執筆したコンセンサス声明を発表した。最初の発表以来、300名を超える科学者、学者、医師が署名している。^{[50] [51]}

この声明は、パンデミックを引き起こす可能性のある病原体に関するすべての研究は、リスクの定量的かつ客観的な評価が行われるまで中止されるべきであると主張している。そして、そのようなリスクを伴わない代替アプローチを代わりに使用すべきであると主張している。^{[50] [52] [53]}

このグループは国民運動に携わり、2014年12月に米国政府が特定の種類の新たなパンデミック病原体を生み出す可能性のある研究への資金提供を停止するという決定に影響を与えた。^[54]

ケンブリッジワーキンググループが声明を発表した直後、37人の署名者によって「潜在的に危険な病原体に関する生物医学研究は安全に実施でき、微生物による疾患の病因、予防、治療を包括的に理解するために不可欠である」という別の立場をとる科学者のための科学団体「Scientists for Science」が結成された。 ^[55]発表以来、SfSの声明には現役の科学者、学者、バイオセーフティの専門家から200以上の署名が寄せられている。^[56]

このグループの創設メンバーの一人であるピッツバーグ大学のウイルス学者W・ポール・デュプレックスは、当時起きた数件の出来事は実験室の安全性に関する全般的な良好な記録からの例外であり、これらの例外は公衆衛生に具体的な利益をもたらす可能性のある実験を中止する理由にはならなかったと主張している（2014年頃）。[57] 彼と他のSfS署名者は、これらの病原体はすでに広範な規制の対象であり、実験が公益のため に行わ^れるように、実験室の安全性と監視を改善することに焦点を当てる方が有利で効果的であると主張している。^{[58] [59]}

著名な署名者には、コンスタンス・セプコ、ディクソン・デスポミエ、エリカ・オルマン・サファイア、ジェフリー・スミス、カーラ・キルケゴール、ショーン・ウェラン、ヴィンセント・ラカニエッロ、河岡義裕がいる。両声明に署名したコロンビア大学のウイルス学者イアン・リプキンは、「何をすべきかについて一致団結する必要がある」と述べた。^[60]

両グループの創設者は、議論と見解を詳述した一連の書簡を発表した。^[59]しかし、すべての著者は、一般市民へのさらなる教育とリスクと利点に関するオープンな議論が必要であることに同意した。また、センセーショナルな見出しと進行中のプロセスを「対立する側」との「討論」として捉えることがプロセスに悪影響を及ぼしたが、現実ははるかに協調的であると書いた人もいた。^[59]

機能獲得研究の政策と規制に関する国際的な見通しと取り組みは、国や地域によって異なります。国際社会全体への潜在的な影響のため、このような実験の倫理的容認性は、国際的にどの程度受け入れられているかによって異なります。^[61] 2010年に世界保健機関は、DURCに関する拘束力のないガイダンス文書を作成し、多くの異なる国の立場を「自治」として、他の国は国際保健規則、生物兵器禁止条約（BTWC）、国際安全保障研究センターの生物研究セキュリティシステムに基づく監視に厳密に従うとして要約しました。この文書では、各国がDURCに関する独自のポリシーと手順を開発するための潜在的なリソースとして、前述のものを推奨しました。^{[62] [63] [64]}

欧州アカデミー科学諮問委員会は、機能獲得研究によって生じる問題を検討し、そのような研究とその成果の管理に関する勧告を行うための作業部会を結成した。^[10]米国と欧州の間で共通のアプローチを開発する可能性が検討されている。^[65]

2014年5月、ドイツ国家倫理評議会は、GoFRのガバナンスに関する提案されたガイダンスに関する報告書を連邦議会に提出した。 ^[66]この報告書は、DURCに関する国家立法を求めた。2021年5月現在、ドイツ政府は承認された法律を可決していない。^[67] NECはまた、公益の創設原則に基づいて、どの実験が不正行為に該当するか、どの実験が該当しないかを承認する、研究者が同意するための国家行動規範を提案した。 ^[68]ドイツ研究振興財団とドイツ国立科学アカデミーは、既存の研究倫理委員会の役割を拡大して、DURCの提案も評価するよう共同提案した。^[69]

2014年から2017年にかけて、ホワイトハウス の科学技術政策局と保健福祉省は、規制環境と審査プロセスが再検討され、全面的に見直される間、機能獲得研究のモラトリアムと、特定のパンデミックの可能性のある病原体（インフルエンザ、MERS、SARS ）の二重使用研究に対する資金提供の一時停止を導入した。 ^[54]モラトリアムの下では、そのような研究を実施した研究室は、将来の資金提供（指定された病原体だけでなく、あらゆるプロジェクトに対して）が危険にさらされることになる。^{[70] [71] [72] [73]} NIHは、18の研究がモラトリアムの影響を受けたと述べた。^[74]

このモラトリアムは、2014年に発生した実験室バイオセキュリティ事故への対応として行われたもので、炭疽菌サンプルの不活化処理の不備^{[75] 、記録されていない}天然痘サンプルの発見^[76]、鶏へのインフルエンザの誤った株の注射^[77]などが含まれていた。これらの事故は機能獲得研究とは関係がなかった。モラトリアムの目的の1つは、安全手順が評価され改善されるまで、すべての実験室で危険な病原体の取り扱いを減らすことであった。

その後、国家バイオセキュリティ科学諮問委員会（NSABB）と国家研究会議（NRC）によるシンポジウムと専門家パネルが開催された。 ^[78] 2016年5月、^[5] NSABBは「提案された機能獲得研究の評価と監督に関する勧告」を発表した。^[79] 2017年1月9日、HHSは「潜在的パンデミック病原体のケアと監督のためのレビューメカニズムの省庁開発に関する推奨政策ガイダンス」（P3CO）を発表した。^[5]この報告書は、公衆衛生と安全への脅威を最小限に抑えるために、「潜在的パンデミック病原体」をどのように規制、資金提供、保管、研究すべきかを定めている。

2017年12月19日、NIHは機能獲得研究が「公衆衛生に脅威を与える急速に進化する病原体に対する戦略と効果的な対策を特定、理解、開発する上で重要である」と判断されたため、モラトリアムを解除した。^[80]

COVID-19パンデミックの間、SARS-CoV-2ウイルスの起源と機能獲得研究との関連について多くの陰謀説が浮上した。^{[81] [82] [83] [84]} 2021年1月、サスカチュワン大学のウイルス学者アンジェラ・ラスムセンは、あるバージョンの情報はコロナウイルスの機能獲得に関する過去の研究を持ち出して、ウイルスが実験室起源であるという考えを広めていると書いた。ラスムセンは、GoFRは厳しい監視と政府の監視を受けているため、これはありそうになく、入手困難なコロナウイルスの研究がレーダーの下で行われることはありそうにないと述べた。^[85]

2021年5月11日の議会公聴会で、ランド・ポール上院議員は、アンソニー・ファウチ米国大統領府主席医学顧問の役割について、「米国は武漢ウイルス研究所の石正麗と協力して、スーパーウイルスの作成方法に関する発見を共有してきた。この機能獲得研究はNIHによって資金提供されている」と述べた。ファウチは、「失礼ながら、あなたは完全に間違っています... NIHはこれまでも、そして現在も、武漢ウイルス研究所で行われている機能獲得研究に資金提供していません」と答えた。^[86]ワシントン・ポストのファクトチェックチームは後に、ポールの発言には「重大な省略および/または誇張」が含まれていると評価した。^{[86] [87] NIHが}エコヘルス・アライアンスに資金を提供し、後に武漢ウイルス研究所に下請けされたのは、機能獲得実験を支援するためではなく、野生のコウモリのサンプルを収集できるようにするためのものだった。^{[86] [88]}エコヘルス・アライアンスの広報担当者ロバート・ケスラー氏もこの告発を断固として否定している。^[86]

ワシントンポスト紙はまた、ラトガース大学のバイオセキュリティ専門家リチャード・エブライト氏のファウチ氏の証言に対する反対意見を引用し、「機能獲得」研究の要件について意見の相違があることを示した。エブライト氏は、エコヘルス助成金の下で行われた実験は「2014年の一時停止の下で懸念される機能獲得研究の定義を満たしている」と主張した。^[86] MITの分子生物学者アリナ・チャン氏は、これらの実験は「自然発生ウイルス」を扱っていたため、2014年のモラトリアムの影響を受けなかったと主張し、モラトリアムには「無力」だったと付け加えた。^[89]

何人かの科学者は、米国政府のGoFR規制には重大な欠陥があると批判している（特にNIHによるエコヘルス・アライアンス助成金申請への資金提供に関して）。エブライトは、このプロセスは政府の政策に関係するすべての実験に適用されているわけではないと指摘し、ウイルス学者のデイビッド・レルマンとアンジェラ・ラスムセンは、監督委員会の透明性の欠如を懸念している。^[90]

• バイオテクノロジーのリスク
• 指向性進化
• 二重使用技術
• グローバル・バイローム・プロジェクト

• 欧州アカデミー科学諮問委員会: 機能獲得: 潜在的にパンデミックを引き起こす病原体に関する実験的応用 (レポート)
• ローウェン、アニス、ラクダワラ、シーマ（2023年5月8日）。「機能獲得研究は、危険なウイルスを微調整するだけではありません。すべての生物学研究において日常的かつ不可欠なツールです」。The Conversation。