如何看待欧洲科学家称，在实验室重组出新冠病毒并激活？ 第1页

我之前在这个回答下提到过这个担忧。

先看一下这个文章的通讯作者——Volker Thiel

工作单位是伯尔尼大学传染病和病理部门的病毒学和免疫学研究所，这项研究的主导者——Volker Thiel，蒂尔实验室 主页介绍上说其主要从事的研究方向：

冠状病毒-宿主相互作用：先天免疫逃逸和冠状病毒复制。

这个实验室主要就是从事冠状病毒的研究，并且是利用反向遗传学工具进行研究。

病毒的反向遗传学是病毒学领域中非常重要的一类工具手段，对于研究病毒的毒力、与宿主分子的相互作用等等具有不可替代的重要性。

对于RNA病毒来说就是要获得全长的RNA，但是RNA不好操作，所以用的是cDNA，也就是与mRNA序列完全反向互补的DNA序列，而DNA可以通过质粒进行常规的分子生物学操作。

再来看这项研究，在线发表在预印本BioRxiv杂志上 。

Rapid reconstruction of SARS-CoV-2 using a synthetic genomics platform ^[1]

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冠状病毒的RNA基因组很长，约30knt，也就是3万个碱基左右，一般质粒不能携带这么长的外源基因。所以作者对病毒基因组进行了分段合成，总共分了14段，在中国分享相关序列之后的1.14日就送出去让公司合成DNA了。

2.4日就收到了其中12个片段，但是有2个片段公司合成不出来。刚好1.28日，澳大利亚在中国之外第一次分离出了活病毒，作者在2.5日也拿到了病毒RNA序列标本（我国尚未向世界分享活病毒株），这样就补齐了原来没合成出来的两个片段。

2.8日，作者就通过14个片段在酵母内拿到了全长的cDNA克隆。

2.12日在哺乳动物细胞内拯救了病毒。

P.S. 病毒的“拯救”，也就是virus rescue，这是病毒反向遗传学的术语。

所以，文章实际上就是利用酵母人工染色体（YAC）在酵母体内将合成的携带新型冠状病毒的DNA片段进行体外重组，获得全长的病毒基因组cDNA克隆。再将cDNA进行体外转录为RNA，电转染进哺乳动物细胞，“从无到有”拿到病毒。

拯救病毒的同时，作者除了制备了野生型病毒的cDNA全长克隆外，还弄了一条携带GFP基因的病毒基因组cDNA，这样的病毒拯救出来以后可以在荧光显微镜下直接观察，更方便后续的研究，比如抗病毒药物筛选，病毒复制机理研究，动物模型中病毒的分布等等。

在酵母中拿到全长的cDNA克隆之后，就可以在体外将DNA添加核糖核酸和转录酶，直接将DNA转录出RNA。再将RNA电转染进细胞内，就可以检测到拯救出的病毒了。

噬斑实验用来检测野生型病毒，带绿色荧光蛋白（GFP）的可以直接通过荧光显微镜观察。

对于噬斑实验，原理是单层生长的细胞，接种病毒之后，用一层半固体的培养基覆盖上，这样病毒就不能分泌到培养上清中，只能继续感染原初感染细胞的临近细胞，随着时间的延长，这个感染的范围会越来越大，最后能在肉眼可见一个空洞的、没有细胞的区域，这就是噬斑或者空斑（plaque）。

但是上面的噬斑图片左边也有10-1、10-2和10-3，这是稀释度，因为如果溶液中病毒滴度很高，那么可能所有的细胞都被感染，最后培养板上的细胞都是空的，所以一般是10倍稀释，在能够数清楚空斑数目（不太密也不是很稀的那种），通过稀释倍数和接种量以及空斑数 可以计算病毒的滴度。

实际上在这项研究之前，作者的前期工作已经利用痘病毒重组体系将很多冠状病毒进行了拯救。

• 1. A reverse genetics approach to study feline infectious peritonitis. J Virol. 2012 Jun;86(12):6994-8.
• 2. Tackling feline infectious peritonitis via reverse genetics. Bioengineered. 2014;5(6):396-400.
• 3. Genome organization and reverse genetic analysis of a type I feline coronavirus. J Virol. 2008 Feb;82(4):1851-9.
• 4. Reverse genetics of SARS-related coronavirus using vaccinia virus-based recombination. PLoS One. 2012;7(3):e32857.

在这篇预印本文章中也同时利用酵母人工染色体技术制备了鼠肝炎病毒（MHV）、MERS-CoV等其他冠状病毒的感染性克隆并拯救了病毒。并同时在开展其他病毒，比如HCoV-229E、HCoV-HKU1乃至寨卡病毒、呼吸道合胞病毒的拯救工作。

反向遗传学是病毒学研究的工具。

作者的主页上介绍了他们的工作目标，比较中规中矩，也是病毒学研究人员所想要理清的病毒致病的奥秘所在。

在过去的几年研究中，我们已经能够用痘病毒真核表达载体从多种冠状病毒里克隆和扩增全长的冠状病毒cDNA。通过转录出感染性RNA进行反向遗传学操作，并且利用痘病毒重组来操作冠状病毒的基因组，比如改变其中的核苷酸，插入或者删除部分核苷酸。蒂尔实验室利用这个技术将冠状病毒几乎所有分支的原型病毒拯救了出来。比如HCoV 229E，I型和II型猫冠状病毒（α-冠状病毒）；鼠肝炎病毒，SARS-CoV（β-冠状病毒）；禽传染性支气管炎病毒（γ-冠状病毒）。
我们的长期目标之一是研究CoV的复制，以制定预防和控制CoV感染的策略。因此，我们在分子水平上应用了反向遗传系统来分析CoV基因组表达中涉及的机制和参与的酶。我们可以识别和描述如亚基因组mRNA上的内核糖体进入位点，CoV基因表达的调节机制，以及CoV基因组RNA上的核糖体框移机制。此外，我们研究由CoV复制基因编码的酶活性，并使用重组CoVs、重构RNA、有缺陷的小基因组和病毒样颗粒分析CoV复制、转录和包装。我们扩展这些研究，包括CoV复制抑制剂的鉴定和评估、RNA复制中参与的顺式作用元件分析、CoV靶细胞对流分析、基于CoV的疫苗载体的构建、使用CoV感染的鼠模型分析病毒与宿主在体内的相互作用，并深入分析病毒引起的先天免疫应答。为了研究呼吸道病毒的病毒宿主相互作用，我们最近建立了在所谓的"空气-液体-界面"条件下生长的主要气道上皮培养物。这种培养系统现在可用于几种物种（人类、骆驼、蝙蝠），并使我们能够描述特定的病毒宿主相互作用（例如，先天免疫逃逸），以及CoVs在类似于真实环境中的人类共体传播CoV感染的主要目标组织。

但是，这种工具本身是一把双刃剑。

所以这种研究需要受到严格的监管。

同时希望国内对此类研究的开展建立专门的管理规定，让研究人员做到有规可依。

这方面的研究国内需要加强，但是要有备案、登记等制度落实。

不能只是依照以前《人间传染病名录》进行一刀切式的管理。

私以为，对这些研究要鼓励开展，但是要严格管理。

制定制度，比如类比国外的转基因生物（Genetically modified organism，GMO）制度。同时落实备案制度。

参考

1. ^ https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.21.959817v1

这个事情技术上不难，大家都在科普，担心被过度解读。

我从另外一个角度回答一下这个问题，我认为这个新闻引起公众关注也有有利的一面，就是警示大家现代基因工程和合成生物学技术的潜在公共安全危害性。

很多人可能不知道，你所居住的小区的某一个单元房里，可能就有一个硬件条件足以合成病毒的实验室。而这个地下实验室没有任何登记和监管，实验产生的理化、生物废弃物缺乏专门的处理渠道，和你家共用通风系统和下水道。

大家都盯着正规实验室的威胁，而忽视了远比贺建奎这种不健全的监管体系下极个别犯罪分子无视伦理要求带来的危险高得多的潜在威胁，就是基因工程进入民间脱离监管以后的公共安全威胁。

我已经关注这种潜在威胁好几年了。这种威胁一直在公众看不到的阴影里，随着基因工程技术发展、中产阶级群体的扩大、核酸合成成本降低而持续增长。我再次呼吁重视生物黑客群体，立法规范私营基因工程活动、严厉打击生物黑客非法团伙。

生物黑客是具有公共安全危害性的、主张开展不受法律、生物安全规则和伦理监管约束的生物学实验的激进人士。

生物黑客有个别积极分子在知乎上非常活跃，而知乎一直对于其中公开宣扬非法生物学实验的几个大号持纵容态度。我国生物黑客绝不是只有知乎上几个号这么简单，这是冰山一角。生物黑客有着几百人的QQ群，群体中既有大量互联网、生技医疗相关产业人士，也有发过文章的生物学硕博士。这些人有一个共同的核心理念：认为应该鼓励私建实验室，推动爱好者不受约束和监管地在私人场所开展一切感兴趣的分子生物学研究。

之前我在知乎一些宣扬生物黑客的问题下面看到了大量这些内容：

“他们罔顾那些本会限制压抑他们的天才的道德伦理，因而能不断地突破科学的界限。”

以及：

这是美国发展起来的的一种长远来看极端危险的运动。大多数成员是生物学爱好者，但是因为各种原因没有条件或拒绝通过正规的渠道长期从事生命科学研究工作。于是发展出一套类似于计算机黑客的“骇客”文化。

这些人大部分没有专业背景，但是少部分具有生物学博士学位，以蔑视、敌视生物安全规则和伦理要求为荣。

这种文化的核心还是计算机黑客“打破常规束缚”“反对技术壁垒”那一套，只不过计算机黑客打破的是计算机安全规则，追求的是突破计算机世界中的屏障。而生物黑客则以生物安全和伦理规则为突破目标，并美其名曰“突破技术壁垒”。

实际上，生命科学研究的绝大多数规范并不是这些人臆想出来的所谓严重的商业或其它利益把持下的所谓“壁垒”，只是对于研究者有较高的专业要求以及远比计算机、互联网行业严格的实验室安全、伦理要求。而以互联网、计算机领域流行的左翼思维去从事生物实验，必然会带来非常危险的潜在社会危害。

以美国的生物黑客群体以及国内的地下生物黑客群体为代表的人群，长期致力于在缺乏监管的私人场所建立实验室，试图开展不经过伦理审查、不经过安全性评估、不经过审批的试剂采购、不经过指定污染物排放渠道、人员不经过生物安全培训的生物学实验。

这一群体的目前因为大多数成员的水平限制，尚未造成重大公共危害，但已有对自身造成伤害甚至疑似死亡的案例出现。随着生命科学的发展和基因工程成本的降低，生物黑客对社会造成公共安全威胁只是时间问题。

这和禁枪是一个道理，以2020年的技术水平，一个受过良好训练的分子生物学博士，基于公开信息，可以在不到一个月内合成有活性的新冠病毒，甚至更致命的病毒。生物学技术已经进入到需要严格监管的时代。而生物黑客群体正在致力于以危险方法推动这种技术不受监管的应用与扩散。

生物黑客的存在本身对公共安全就是重大威胁，而无关于是否从事恐怖活动，这是现代基因工程的性质决定的。就像不可能因为你说我不会拿枪杀人，国家就允许人人持枪一个道理。

这些不受监管的基因工程活动中，只要有万分之一用技术作恶，就会造成远比枪击案严重的后果。随着基因工程技术发展，未来20年内，不受监管的地下基因工程活动将获得足以摧毁一座城市的技术能力。

我国目前在这方面立法还很落后，但是根据1993年颁布的法律《基因工程安全管理办法》，我国境内开展的一切基因工程工作，都必须经过审批和监管。但在处罚和执行上存在巨大漏洞。

我这几年长期研究打击生物黑客违法犯罪活动，也认识了一些生物黑客，他们大多数对于有关法律法规和生物安全规则一无所知，其中有个别人甚至已经开始以身试法，甚至还有一些人明知故犯。我国这些地下生物黑客群体长期利用互联网以非法渠道和有意规避限制的方式募集实验设备和需要监管的试剂药品，其中一些已经涉嫌违法。

加强中国的生物安全立法，不仅仅针对实验室，更要针对私人、个人的，不受监管的实验活动，从重从严加以打击和限制。

我国生物黑客经常狡辩说他们会在国家和地区法律规范内行事，完全是在欺骗公众。不可能有任何不受监管的私人实验室是不违法且不造成环境污染的。也不可能有任何不经过专业训练的人员开设实验室是合法合规的。

过去两年，因为我对这个群体的调查和反对，生物黑客群体中已经有人开始针对我在知乎上进行攻击骚扰，甚至搬出“贺建奎能做为什么我们不能做”的逻辑，公开叫嚣对抗监管和伦理规则，态度十分嚣张。

据我调查，我国生物黑客中已经有个别小群体进入到私建非法实验室和分享非法私设实验室经验素材的组织化阶段，立法、限制和打击已经是迫切需要讨论的问题。

另外，随着社会发展，越来越多的生物爱好者如何合法地追求兴趣爱好也成为一个问题。我前年曾针对生物黑客问题提出过一个“白帽黑客”的概念，即应该鼓励生物爱好者在正规的监管体系下建立管理严格、污水废弃物处理合规的社区实验室，成为“生物白客”。

成为生物白客不但可以满足群众追求科技创新的需求，还可以避免潜在的生物安全危险，甚至帮助国家打击非法的地下基因工程实验，成为反生物黑客的民间力量。

但是我国在社区实验室方面同样缺乏相关机构和法规，以目前我国生物黑客组织的发展速度，尤其是已经出现私建实验室的现状，形势是非常严峻的。