В 2015 году на Международном саммите по редактированию генома человека было решено, что исследователям следует разрешить редактировать гены человеческих эмбрионов при условии регулирования, но не следует устанавливать беременность до решения вопросов безопасности и этики. За день до открытия второго саммита в Гонконге в ноябре 2018 года китайский эксперт по секвенированию ДНК доктор Хэ Цзянькуй объявил, что он сделал именно это, в результате чего родились два китайских ребенка с измененными генами CCR5. Эта модификация, по-видимому, обеспечивает определенную защиту от ВИЧ-инфекции, но также связана с несколько меньшей продолжительностью жизни. По общему мнению, доктор Хе не сделал ничего инновационного, но, как заявил один из пионеров в разработке CRISPR, доктор Фэн Чжан из Массачусетского технологического института, «метод существует уже несколько лет, и мы, как сообщество, решили, что он еще слишком незрелый, чтобы переходить к людям". Но доктор Хе все равно продвинулся вперед, причем совершенно ненужным способом. Это просто невероятно». Одно из опасений заключается в том, что действия доктора Хе могут привести к мутациям в нецелевых генах и другим нежелательным изменениям в ДНК младенцев, что может иметь серьезные негативные последствия. Несмотря на эти опасения, вскоре после этого российский ученый объявил, что будет использовать CRISPR в попытке повторить китайский эксперимент по редактированию генов на человеческих эмбрионах.
Ученые играют с огнем. Как и в случае со многими новыми технологиями, необходимо преодолеть технические препятствия, прежде чем CRISPR сможет безопасно реализовать весь свой потенциал. Хотя CRISPR очень хорошо справляется с вырезанием дефектной ДНК, он менее эффективен при правильной вставке новых генов. Он может изменять ДНК в тех местах, где этого делать не следует. Он также может заполнить пробелы случайной ДНК, которая может "выключить" гены, которые могут быть необходимы. Среди наиболее значительных проблем - те, которые связаны с уменьшением непреднамеренных и нежелательных генетических изменений, известных как "внецелевая активность". Такая активность представляет собой ряд потенциальных рисков, включая повышение уровня заболеваемости раком. Более того, даже в случае "успеха", последствия использования генных накопителей для изменения генома целых видов может быть трудно остановить, не говоря уже об обратном развитии событий, если они вызовут непредвиденные негативные последствия.
Увы, как напоминают нам действия доктора Хе, случаи, когда этические соображения блокируют продвижение науки в потенциально злонамеренных целях, крайне редки. Следовательно, было бы безответственно со стороны планировщиков обороны игнорировать последствия применения CRISPR-Cas9 и других достижений в области бионаук.
Исторически сложилось так, что биологическое оружие (или "агенты") разрабатывалось в лабораториях с использованием природных ресурсов. С развитием синтетической биологии были разработаны многочисленные методы синтеза и картирования характеристик ДНК биологических агентов. Только что описанные методы генной инженерии позволяют синтезировать инфекционные заболевания с нуля, производить их более дешево и эффективно, а также манипулировать ДНК для повышения их патогенности.
Технические барьеры для разработки биологических агентов в качестве оружия будут снижаться по мере снижения производственных затрат, совершенствования секвенирования и синтеза ДНК и расширения доступа к технологии генетического редактирования. Например, синтетическая биология может быть использована для создания ранее недоступного патогена, такого как вирус оспы, путем воссоздания его генома. Или ее можно использовать для модификации существующих бактерий или вирусов, делая обычные антибиотики или вакцины неэффективными.
Это больше не повод для фильмов ужасов. Исследователи из Университета Альберты недавно синтезировали ранее вымерший вирус лошадиной оспы, родственный вирусу оспы, из генетического материала, полученного по почте. Канадские ученые признали: "Большинство вирусов сегодня можно собрать с помощью обратной генетики, и эти методы были объединены с технологиями синтеза генов для сборки полиовируса и других вымерших патогенов, таких как штамм гриппа 1918 года". Учитывая, что последовательность вируса натуральной оспы известна с 1993 года, наши исследования показывают, что он вполне доступен для современных технологий синтетической биологии, что имеет важные последствия для общественного здравоохранения и биобезопасности. Стоимость восстановления лошадиной оспы составила около 100 000 долларов. Канадская команда подтвердила, что их процесс «не потребовал исключительных биохимических знаний или навыков, значительных средств или значительного времени». Другими словами, для проведения такой работы не потребовалось бы даже хорошо финансируемой или технически сложной террористической организации.
Что касается демократизации уничтожения, то особенность CRISPR заключается не в его способности обеспечить генетическое редактирование патогена. Это было возможно в течение десятилетий. Скорее, CRISPR позволяет даже людям с элементарной подготовкой заниматься модификацией генов. С появлением CRISPR-Cas9 исчезают ключевые технологические барьеры, которые в значительной степени удерживали биологическое оружие вне досягаемости террористических и преступных организаций.
Очевидное сходство между кибератаками и перспективными "биологическими атаками" отрезвляет. Чуть более тридцати лет назад, 3 ноября 1988 года, аспирант Массачусетского технологического института Роберт Моррис осуществил первую атаку вредоносных программ в Интернете. Моррис и те, кто последовал за ним, сфабриковали компьютерные "вирусы". Аналогичные риски возникают и с биологической войной. Группы "биохакеров" экспериментируют с ДНК как с "программным обеспечением", которым можно манипулировать, подобно тому, как хакеры манипулируют компьютерным программным обеспечением. В какой-то момент эти биохакеры смогут производить смертоносные патогены и предлагать их любому государству, группе или частному лицу, которое сможет заплатить за них цену, подобно тому, как продаются кибервредоносные программы.
Биофизик Стивен Блок отмечает, что «генетические карты смертельных вирусов, бактерий и других микроорганизмов уже широко доступны в открытом доступе». Наборы CRISPR дешевы, некоторые из них стоят менее 500 долларов. Существуют наборы для специфических патогенов, например, для вируса Западного Нила, коронавируса человека 229E и аденовируса человека 35, которые продаются с небольшими ограничениями и контролем. В руководствах, прилагаемых к наборам, содержатся лишь скромные предостережения относительно потенциальных рисков, связанных с их содержимым. Использование CRISPR-Cas9 и других методов биологической инженерии может позволить модифицировать эти патогены. Теоретически такое новое оружие может быть использовано для неизбирательного поражения всего населения или для уничтожения отдельных групп населения или конкретных людей - своего рода "точная" биологическая война.
Генри Т. Грили, директор Центра права и бионаук при Стэнфордском университете, предупреждает: «Модифицированные организмы могут нанести вред окружающей среде, будь то случайный выход из лаборатории или намеренное высвобождение. Вспомните свои любимые инвазивные виды - кудзу, голландскую болезнь вязов, скворца в США, кролика в Австралии. Геномная инженерия может породить еще больше. Что еще хуже, террористы (или преступники) могут использовать это для создания патогенов для биовооружения или вымогательства».
Негосударственные образования, особенно террористические и милленаристские группы, могут быть особенно заинтересованы в этой технологии, учитывая минимальные усилия и затраты ресурсов, необходимые для ее приобретения, и снижение уровня квалификации, необходимой для ее эффективного использования. Если они хотят избежать идентификации, эти группы могут быть воодушевлены судебно-медицинскими проблемами, возникающими при обнаружении применения биооружия. Они также могут найти ободрение в общей плохой работе мировых организаций здравоохранения по эффективному реагированию на естественно возникающие эпидемии, такие как Эбола, атипичная пневмония и, совсем недавно, COVID-19, а также в готовности некоторых стран (на ум приходит Китай) активно блокировать расследование происхождения болезней.
Рассмотрим, например, террориста-смертника, проходящего через систему безопасности аэропорта. С помощью современных датчиков этот человек, скорее всего, будет обнаружен. А теперь представьте, что тому же человеку введен генно-инженерный вирус, способный передавать высоковирулентную болезнь, запускаемую по его усмотрению. Вероятность того, что этот человек пройдет через службу безопасности, не будучи обнаруженным, будет гораздо выше. К тому времени, когда у нее начнут проявляться признаки и симптомы болезни, она уже начнет заражать окружающих. Эффект снежного кома от скопления таких инфицированных биовоинов-самоубийц может вызвать кризис общественного здравоохранения.
Хотя технология CRISPR-Cas9 сделала генную инженерию дешевле, проще и эффективнее, производство биооружия и его эффективное применение остается сложной задачей. Тем не менее, и здесь мы видим, что барьеры на этом пути ослабевают. Этот многоэтапный процесс включает в себя приобретение патогена; получение необходимой информации о желаемом биооружии; обеспечение оборудования, необходимого для производства оружия; выращивание биооружия в количестве, необходимом для достижения желаемого эффекта; создание оружия из биологического агента, включая достижение необходимой стабильности и срока хранения и переработку его в форму для доставки, например, в концентрированную суспензию или сухой порошок; и обладание эффективным методом и средствами доставки.