Triển vọng KHCN và ĐMST 2023- An toàn sinh học

Sinh học tổng hợp  là một lĩnh vực đầy hứa hẹn có thể giúp giải quyết các thách thức hiện tại và tương lai, bao gồm thông qua điều trị các bệnh truyền nhiễm và di truyền (Khan và cộng sự, 2022[33]) , ngăn chặn tình trạng thiếu lương thực (Mudziwapasi và cộng sự, 2022[34]) và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu (DeLisi, 2019[35]) . Đồng thời, lĩnh vực này đi kèm với những rủi ro cố hữu, tập trung vào nghiên cứu sử dụng kép và lạm dụng có chủ ý. Những rủi ro này không thể được loại bỏ – chỉ được quản lý. Tuy nhiên, có sự đồng thuận trong các tài liệu học thuật rằng các cơ quan công quyền chưa được chuẩn bị đầy đủ cho những rủi ro bắt nguồn từ những tiến bộ nhanh chóng trong sinh học tổng hợp (OECD, sắp xuất bản[36]) . Một đặc vụ cấp đại dịch được thiết kế (Bakerlee, 2021[37])với tỷ lệ tử vong và khả năng lây truyền cao hơn so với SARS-CoV-2 có thể áp đảo các hệ thống phát hiện và ứng phó không đầy đủ hiện nay (Bell và Nuzzo, 2021[38]) , có khả năng dẫn đến sự cố của các hệ thống phân phối thực phẩm, nước và điện quan trọng , và sự sụp đổ của nền văn minh địa phương. Các biện pháp đối phó khả thi bao gồm giải trình tự metagenomic không nhắm mục tiêu để cho phép phát hiện sớm các đại dịch mới nổi và cải thiện khả năng ứng phó – ví dụ: bằng cách dự trữ thiết bị bảo vệ cá nhân và sử dụng đèn diệt mầm bệnh an toàn và cải thiện hệ thống thông gió để ngăn chặn sự lây truyền mầm bệnh. Bên cạnh năng lực phát hiện và ứng phó, cũng cần có các biện pháp đối phó phòng ngừa, bao gồm các biện pháp làm chậm sự gia tăng của các tác nhân cấp đại dịch. Quản lý những rủi ro này là một hành động cân bằng giữa việc hỗ trợ các tiến bộ khoa học vì sự tiến bộ của nhân loại và thực hiện các biện pháp thích hợp chống lại các mối đe dọa an toàn sinh học (OECD, sắp xuất bản[36]) .

Các biện pháp phòng ngừa rủi ro từ sinh học tổng hợp

Một phần của mối quan tâm xung quanh những tiến bộ nhanh chóng trong sinh học tổng hợp là các chủ thể phi nhà nước có thể tiếp cận dễ dàng hơn với các công nghệ hoặc tác nhân virus. Sau vụ tấn công bằng vũ khí hóa học năm 1995 tại tàu điện ngầm Tokyo và vụ tấn công bệnh than năm 2001 tại Hoa Kỳ, cuộc thảo luận đã chuyển sang các chủ thể phi nhà nước nhưng vẫn còn những khoảng trống về quy định, chủ yếu liên quan đến phòng ngừa (Rabitz, 2014[39] ) . Ngoài ra, nghiên cứu công dụng kép có thể phục vụ các mục tiêu dân sự và quốc phòng phần lớn vẫn chưa được giải quyết và hiện tại không có hướng dẫn được quốc tế công nhận về nghiên cứu công dụng kép có rủi ro cao.

Các công nghệ chính đáng quan tâm bao gồm tổng hợp DNA và lắp ráp vi-rút, chỉnh sửa gen và điều khiển gen cũng như công nghệ sinh học không tế bào và tương tự sự sống. Chỉ lấy quá trình tổng hợp DNA và lắp ráp vi rút làm ví dụ, các giao thức lắp ráp vi rút chi tiết từng bước (Xie et al., 2021[40]) cho phép ngày càng nhiều cá nhân lắp ráp nhiều loại vi rút từ trình tự bộ gen. Ngày nay, có lẽ 30 000 cá nhân có thể tạo ra các mẫu vi-rút cúm truyền nhiễm bằng cách sử dụng thiết bị phòng thí nghiệm tiêu chuẩn và có lẽ 1/10 số đó có thể tạo ra các vi-rút corona-, adeno- và paramyxovirus.

Các tác nhân virus dễ tiếp cận hơn nhiều so với vũ khí hạt nhân, nhưng ngoài bệnh đậu mùa – do kích thước và độ phức tạp của nó, chỉ có thể được tập hợp bởi khoảng 100 cá nhân trên toàn cầu – không tồn tại bản thiết kế đáng tin cậy nào cho các tác nhân có khả năng gây đại dịch mà một tác nhân độc hại có thể sử dụng để châm ngòi cho một đại dịch mới. Tuy nhiên, thông tin này có thể sớm được cung cấp bởi các nhà khoa học có thiện chí. Ví dụ: những nỗ lực không ngừng như Dự án Virome toàn cầu 11đang nỗ lực khám phá và mô tả đặc điểm của các loại vi rút mới (Sandbrink và cộng sự, 2022[41]) bằng cách thực hiện các thử nghiệm nhận dạng nhằm đánh giá liệu một loại vi rút có khả năng gây ra đại dịch hay không, sau đó chia sẻ chúng. trong một danh sách công khai được xếp hạng theo mức độ đe dọa được nhận thức (SpillOver, 2022[42]). Các phòng thí nghiệm khác nhằm mục đích tăng cường khả năng lây nhiễm của các loại vi-rút có khả năng gây chết người cao nhưng khả năng lây truyền kém thông qua các thí nghiệm “đạt được chức năng” (Herfst và cộng sự, 2012[43]) mà không có sự giám sát độc lập. Nếu trình tự bộ gen của đủ mầm bệnh có khả năng gây đại dịch được chia sẻ công khai, hàng ngàn cá nhân sẽ ngay lập tức có khả năng giết chết hàng triệu người.

Các biện pháp đối phó có thể ngăn chặn kịch bản này xảy ra. Ví dụ: một “hiệp ước cấm thử nghiệm đại dịch” được thiết kế tốt có thể cấm các thí nghiệm xác định vi rút đại dịch trên toàn cầu, ngăn cản các phòng thí nghiệm uy tín chia sẻ các kết quả nguy hiểm đáng tin cậy. Trong thời đại mà các nhà khoa học có thể thiết kế vắc-xin axit nucleic trong vài ngày – như trường hợp của vắc-xin COVID-19 Moderna và BioNTech – những thí nghiệm này được cho là không cần thiết để phát triển vắc-xin nhanh chóng.

Một biện pháp đối phó khác là áp dụng sàng lọc toàn cầu và an toàn đối với các đơn đặt hàng DNA tổng hợp. Việc lắp ráp các mầm bệnh đã được thiết kế lại yêu cầu DNA tổng hợp có thể được đặt hàng qua thư. Hiệp hội tổng hợp gen quốc tế một nhóm các công ty tổng hợp gen tự nguyện kiểm tra khách hàng của họ và sàng lọc các đơn đặt hàng gen tổng hợp để xác định các trình tự nguy hiểm tiềm tàng, chỉ chịu trách nhiệm cho 80% các đơn đặt hàng đó. Thiết lập sàng lọc tổng hợp DNA phổ quát và an toàn có thể ngăn chặn việc truy cập trái phép vào các chuỗi nguy hiểm. Những nỗ lực không ngừng đang được tiến hành để cung cấp một hệ thống sàng lọc có sẵn miễn phí  mà sau đó có thể được tích hợp vào tất cả các thiết bị tổng hợp DNA.

Nguồn: Trung tâm NC&PT hội nhập KH&CN quốc tế liên kết nguồn tin và dịch tại Cổng thông tin tổ chức phát triển kinh tế OECD

https://www.oecd-ilibrary.org/sites/d54e7884-en/index.html?itemId=/content/component/d54e7884-en#chapter-d1e251-8e423b8cb6