Yersinia pestis -bakteeri aiheuttaa paiseruttoa, joka tappaa hoitamattomana 60 prosenttia sairastuneista. Kuva Shutterstock
Yersinia pestis -bakteeri aiheuttaa paiseruttoa, joka tappaa hoitamattomana 60 prosenttia sairastuneista. Kuva Shutterstock

Maailman laboratorioissa kasvatetaan mikrobeja, joilla saisi hengen miljoonilta.

Vuonna 2011 yhdysvaltalai­nen molekyyligenetiikan sekä solu- ja mik­robiolo­gian professo­ri, 60-vuotias­ Malcolm Casadaban hakeutui sairaalaan ankarien influenssan kaltaisten oireiden takia. Kaksitoista tuntia myöhemmin hän kuoli. Hänen verestään löytyi Yersinia pestis eli ruttobakteeri.

Katastrofielokuvan klassisessa juonikuviossa laboratoriosta pääsee ulkomaailmaan tappava virus tai bakteeri, joka uhkaa tuhota koko ihmiskunnan. Näin köpelösti on käynyt toistaiseksi vain valkokankaalla, mutta visio ei ole tuulesta temmattu. Vaarallisia taudinaiheuttajia käsitellään laboratorioissa ympäri maailman, ja inhimillisiä erehdyksiä ja epätodennäköisiä yhteensattumia tapahtuu.

Casadaban oli tutkinut ruttobakteeria Chicagon yliopiston laboratoriossa. Sen ei pitänyt tarttua ihmiseen. Laborato­rion kantaa oli näet heikennetty siten, ettei se pysty irrottamaan elimistöstä itselleen elintärkeää rautaa. Jälkeenpäin selvisi, että Casadabanilla oli huomaamaton mutta kohtalokas mutaatio hfe-geenissään. Hän poti hemokromatoosi-nimistä sairautta, jossa rautaa imeytyy suolistosta kudoksiin ylenpalttisesti. Heikennetyllä ruttobakteerilla oli hänen kehossaan valitettavan hyvät oltavat.

Ilmeisesti kukaan Casadabanin perheenjäsenistä ei kantanut mutaatiota, sillä tauti ei tarttunut heihin. Julkisuudessa on kerrottu, että professori oli käyttänyt vaadittuja suojavälineitä, joten arvoitukseksi jää, miten bakteeri pääsi häneen.

Vaarallisimmille eri säännöt

Vastaava vahinko olisi voinut sattua Suomessakin. Täällä mikrobit on jaettu valtioneuvoston päätöksellä neljään vaarallisuusluokkaan, ja laboratoriot on luokiteltu niiden mukaisesti neljään eristysluokkaan. Tiukin on neljäs, ja Yersinia pestiksen vaaraluokitus on Suomessa periaatteessa kolme. Casadabanin tutkima heikennetty bakteerimuoto olisi kuitenkin täälläkin määritelty löperöimpään ykkösluokkaan.

Laboratorioluokitukset vaikuttavat muun muassa siihen, millaisia suojavarusteita laboratoriossa työskentelevien ihmisten pitää käyttää ja miten hyvin tilat, välineet ja työntekijät pitää tutkimuksen jälkeen puhdistaa.

Tiukka eristyskäytäntö on vain yksi osa turvallisuutta. Tutkijat eivät aina tule edes ajatelleeksi, että joku voi yrittää heidän laboratorioonsa varkaisiin. Kalliiden tutkimusvälineiden sijasta anastaja saattaisi tavoitella taudinaiheuttajaa, joka soveltuisi aseeksi muita ihmisiä vastaan.

Bioterrorin ehkäisyn kannalta ongelmallista on, että terrorismia ehkäisevät säännökset ja turvatoimet voivat hankaloittaa myös tärkeää tutkimusta.

Hyötyjä ja riskejä on täytynyt punnita muun muassa, kun isorokkoviruksen säilyttämisestä on keskusteltu.

Pitäisikö tappajat hävittää?

Kansainvälisen rokotusohjelman ansiosta isorokko oli jo hävitetty luonnosta, kun britti Janet Parker kuoli siihen vuonna 1978. Parker toimi valokuvaajana Birminghamin yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa ja sai viruksen ilmeisesti yliopiston laboratorion ilmastointikanavasta.

Tapauksen jälkimainingeissa kaikki jäljellä olevat isorokkonäytteet päätettiin joko hävittää tai siirtää jompaankumpaan WHO:n turvalliseksi katsomaan laboratorioon, ajan hengen mukaisesti Yhdysvaltojen Atlantaan tai Venäjän Novosibirskin alueelle.

Aika ajoin WHO on ehdottanut näitä viruskantoja tuhottaviksi. Isorokko olisi tehokas bioase, sillä taudin hävittyä ja rokotuskampanjan loputtua väestön vastustuskyky on heikko.

Tuhoamispäätöstä ei kuitenkaan ole tähän mennessä tehty. Kaikki tutkijat eivät usko, että isorokko on hävitetty kaikista muista laboratorioista, joten tunnettujen kantojen tuhoaminen ei heidän mielestään poista terrorismin vaaraa.

WHO:n vaalimat kannat auttavat tutkijoita kehittämään lääkkeitä siltä varalta, että joku yrittäisi käyttää isorokkoa aseena.

Säilyttämistä on perusteltu silläkin, että se on mahdollistanut viruksen tutkimisen menetelmillä, joita ei kolme vuosikymmentä sitten ollut käytössä. Viruksesta on esimerkiksi selvitetty genomi, ja se on auttanut ymmärtämään isorokon tarttuvuutta ja tappavuutta.

WHO harkitsi viruksen hävittämistä viimeksi vuonna 2011, mutta päätöstä lykättiin toukokuuhun 2014.

Toisaalta vaikka kaikki olemassa olevat kantakokoelmat hävitettäisiin, isorokkovirus olisi mahdollista herättää uudestaan henkiin keinotekoisesti, koska sen geno­mi tunnetaan.

Pelkkä tieto voi vaarantaa

Ongelma ei ulotu vain viruksiin ja bakteereihin vaan myös niitä koskevaan tutkimustietoon. Viimeksi tämä oli näkyvästi esillä syksyllä 2011, kun hollantilainen Ron Fouchier ja japanilainen Yoshikiro Kawaoka ilmoittivat kehittäneensä kumpikin tahollaan lintujen influenssaviruksesta H5N1:stä mutantin, joka tarttuu nisäkkäästä toiseen. Aiemmin ihmiset ja muut nisäkkäät olivat sairastuneet vain lintujen kautta. Tiedemaailmassa syntyi kiista siitä, voidaanko tutkimusraportit julkaista.

Osa kannatti sensuuria, sillä väärissä käsissä raporttien ohjeilla voisi valmistaa tehokkaita bioaseita. Muun muassa Yhdysvaltain bioturvallisuuden neuvottelukunta oli tällä kannalla.

Osa tutkijoista muistutti, että myös tutkimusten julkaisematta jättäminen on vaarallista. Jos joku käyttää mutanttivirusta aseena, on kaikkien etu, että viruksen resepti on rokotteita ja lääkkeitä kehittävien tutkijoiden tiedossa.

Sovittelunhaluiset ehdottivat, että raportit toimitettaisiin vain sellaisten tutkijoiden käyttöön, joiden tiedetään tarvitsevan tietoa lintuinfluenssatutkimuksessaan. Idea todettiin kuitenkin toimimattomaksi, sillä tiedeyhteisöllä ei ollut keinoja toteuttaa jakelua.

Puolen vuoden väittelyn jälkeen Yhdysvaltain bioturvallisuuden neuvottelukunta muutti mielensä. Artikkeleihin tehtiin täsmennyksiä, ja Nature ja Science päättivät julkaista ne.

Entä jos biohakkeri mokaa

Tutkijoilla on syytäkin pohtia, kenelle heidän tuottamansa tieto päätyy. Enää mikrobiologia ei ole vain tutkimuslaitoksissa työskentelevien asiantuntijoiden yksinoikeus, sillä 2000-luvulla biolaboratorioita on syntynyt myös tavallisten ihmisten autotalleihin ja keittiöihin. Niin kutsutun biohakkerismin taustalla on laboratoriovälineiden halventuminen ja nettikaupan myötä parantunut saatavuus.

Yhdysvalloissa tee se itse -biologit ovat muodostaneet verkostoja, joiden jäsenet opettavat toisilleen nettifoorumeilla ja kokoontumisissa, miten jogurtin saa hohtamaan pimeässä tai miten omaa genomiaan voi selvittää. Isoissa kaupungeissa harrastajat ovat ostaneet kalliita laitteita yhteiskäyttöön.

Biohakkerit peräävät tieteen demokratisointia ja povaavat teknologista vallankumousta, jossa tavalliset ihmiset ratkovat luovuudellaan globaaleja ongelmia.

Kansallisesta turvallisuudesta huolehtivia viranomaisia heidän toimensa kylmäävät. Jos ammattilaisetkin tekevät virheitä turvallisuusstandardit täyttävissä laboratorioissaan, mitä kaikkea harrastajien autotalleissa ja keittiöissä voikaan sattua?

Terrori-iskua valmisteleville halvat välineet ja biohakkereiden tuottama tieto antavat mahdollisuuden valmistaa bioaseita ilman suuria pääomia tai kontakteja tutkimuslaitoksiin. Vuodesta 2009 FBI onkin lähettänyt biohakkereiden kokoontumisiin edustajia joukkotuhoaseiden johtokunnastaan.

Pelottavin on silti luonto

Suomessa autotallilaboratoriot eivät vielä ole tulleet muotiin, mutta ne ovat tulevaisuutta, tuumii professori Simo Nikkari, joka johtaa Biologisten uhkien osaamiskeskusta ja Sotilaslääketieteen keskuksen tutkimus- ja kehittämisosastoa.

Hän on myös osallistunut neuvotteluihin, joita on käyty Suomen allekirjoittamasta kansainvälisestä biologisten aseiden kieltosopimuksesta. Niissä hän on huomannut, että kehittyneiden ja kehittyvien maiden huolenaiheet eroavat toisistaan.

Nikkarin mukaan kehittyneet maat ovat huolissaan bioterrorismista ja siitä, onko kehittyvien maiden laboratoriot suojattu tarpeeksi hyvin. Kehittyvissä maissa uhkaa ei pidetä niin oleellisena, vaan tarmo  menee tartuntatautien ehkäisyyn, sairastuneiden hoitoon ja diagnostiikkaan.

– Tautia aiheuttavia mikrobeja esiintyy väestössä, niitä ei tarvitse varastaa laboratoriosta, Nikkari muistuttaa.

Luonnollisesti leviävät pandemiat ovat terrorismia todennäköisempi uhka myös Suomessa. Samalla kun varaudutaan niihin, suojaudutaan myös terrorismilta. Suomessa kehitetään näytteenotto- ja tunnistustekniikoita, jotta mahdollisen epidemian aiheuttaja saadaan nopeasti ja luotettavasti selville. Lääkäreitä valistetaan, jotta he tarpeen tullen osaisivat epäillä bioterrorismia harvinaisen sairauden taustalla.

Biouhka ei kuitenkaan rajoitu ihmisiin. Myös eläin- tai kasvitauti voi halvaannuttaa yhteiskunnan, jos se iskee tuotantoeläimiin tai viljelykasveihin. Tämä koettiin 1800-luvun Irlannissa, jossa perunaruttoepidemiaa seuranneessa nälänhädässä kuoli noin miljoona ihmistä.

Yllättävää tai ei, rutosta mustuneet perunat eivät ole innoittaneet elokuvantekijöitä vastaaviin katastrofispektaakkeleihin kuin verta valuvat ja paiseiden peittämät ihmiset.

Johanna Junttila on vapaa toimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2014

Bioterrori-iskuja

1346 Caffan taistelu
Nykyisen Unkarin alueella tataarit linkosivat piirittämäänsä kaupunkiin mustaan surmaan kuolleiden ruumiita katapulteilla. Yksi varhaisimmista tapauksista, joissa biologisia aseita tiedetään käytetyn.

1763 Pontiacin kapina
Ranskalaisten aseistamat intiaanit nousivat englantilaisia siirtolaisia vastaan. Pennsylvaniassa Fort Detroit -linnake pelastui heittämällä piirittäjille isorokon saastuttamia vilttejä ja nenäliinoja, joista intiaanit sairastuivat.

1984 Rajneeshin isku
Oregonissa 751 ihmistä sairastui salmonellaan, jota oli ujutettu kymmenen ravintolan salaattipöytiin. Myrkyttäjät olivat intialaisen gurun Bhagwan Shree Rajneeshin seuraajia, jotka halusivat sabotoida käynnissä olleita vaaleja.

1993 Korkein totuus
Uskonnollisen Korkein totuus -kultin jäsenet yrittivät levittää pernaruttobakteeria Tokiossa mutta eivät onnistuneet tartuttamaan ketään. Bakteerit oli otettu eläimille tarkoitetuista rokotteista, eivätkä ne olleet tarpeeksi tarttuvia.

2001 Pernaruttokirjeet
Syyskuun 11. päivän terrori-iskun jälkeen Yhdysvalloissa tiedotusvälineet ja kongressiedustajat saivat perna-ruttobakteeria sisältäviä kirjeitä. 17 sairastui, ja viisi kuoli. Ennaltaehkäisevä antibioottikuuri esti epidemian. FBI:n mukaan tekijä oli armeijan tutkimuslaitoksen bioasetutkija Bruce Ivins, mutta epäilijöitä riittää.

Pahimmat terrorimikrobit

Nämä tuottaisivat terroristien käsissä eniten vaaraa yhteiskunnalle, arvioi Yhdysvaltain tautienseuranta- ja -torjuntavirasto.

 

Tauti Aiheuttaja
Pernarutto Bacillus anthracis -bakteeri
 Botulismi  Clostridium botulinum -bakteerin myrkky
 Verenvuotokuumeet   esimerkiksi ebola- ja marburgvirus
 Jänisrutto   Francisella tularensis -bakteeri
 Rutto Yersinia pestis -bakteeri
 Isorokko   isorokkovirus