Краткий, конкретный протокол с этапами, критериями безопасности и перечнем возможных непредвиденных последствий.
1) Обзор задач и критериев принятия решений
- Цель: сократить популяцию инвазивного вида при минимальном воздействии на нетаргетные организмы и экосистему.
- Критерии «go/no‑go»: эффективность, специфичность, отсутствие устойчивого распространения у нетаргетных видов, приемлемый риск по оценке вероятности и последствий.
2) Лабораторные этапы (карантинный режим)
- Идентификация и полное геномное секвенирование патогена; поиск генных маркеров вирулентности и возможных токсинов.
- Определение вирулентности и дозозависимой реакции: in vitro и на целевом хозяине — кривые доза‑ответа; рекомендовано использовать статистический план с контролями и репликациями. Для расчёта размера выборки можно применять стандартную формулу для сравнения долей:
$$n=\frac{2(Z_{1-\alpha /2}+Z_{1-\beta }{)}^{2}p(1-p)}{(p_1-p_2{)}^2}$$ где $\alpha$ и $1-\beta$ — уровень значимости и мощность (например, $\alpha =0.05,1-\beta =0.8$).
- Хост‑рейндж (нетаргетный тестинг): панели близкородственных видов, важные виды‑полезности (опылители, полезные хищники), домашние/скот. Экспозиции разными путями (ингестация, контакт, аэрозоль) и оценка патологии, вирулентности и репликации.
- Экологическая толерантность и устойчивость: выживаемость в почве, воде, на растительных остатках при разных температурах/влажности; оценка времени и условий инактивации.
- Передача и непрямые пути: тестирование возможности передачи через переносчиков (насекомые, птицы), водный транспорт, почву.
- Риски горизонтального переноса: поиск мобильных генетических элементов; эксперименты на модели бактерии/вируса для оценки РНК/DNA‑обмена.
- Стабильность и эволюция: последовательное пассажирование in vitro/на хозяине для выявления изменения вирулентности и специфичности.
- Биобезопасность: все работы в соответствующем BSL, наличие деградационных методов (термализация, химическая инактивация), план ликвидации аварийных выделений.
3) Контейнированные (полуполевые) испытания — мезокосмы/камеры
- Мезокосмы, полные трофических связей, с контролируемыми популяциями целевого и ключевых нетаргетных видов.
- Параметры: репликации (минимум 3–5), контрольные и разные дозы/режимы внесения.
- Мониторинг: снижение популяции целевого вида (% и плотность), поражение нетаргетов, распространение патогена, время выведения из среды.
- Эндпоинты и критерии перехода к следующему этапу: эффективность ≥ заданного порога (например, $>60\%$ снижения/в определённый срок) и отсутствие устойчивой инфекции у ключевых нетаргетов.
4) Открытые пилотные полевые испытания (поэтапно, с надзором)
- Малая площадка → расширение: начинать на ограниченной площадке с мониторингом периметра, буферными зонами и планом локализации.
- Дизайн: рандомизированные участки с репликацией, плацебо/контролем, блокирование по среде; предполагаемые уровни значимости и мощности заранее установлены.
- Мониторинг до, во время и после: плотности целевого/нетаргетных видов, распространение патогена (молекулярные тесты), параметры экосистемных функций (опыление, разложение), побочные вспышки других вредителей.
- Длительный мониторинг: минимум несколько поколений целевого вида и сезонов (рекомендуемо ≥2–3 года) для выявления отсроченных эффектов.
5) Критерии безопасности и пороги принятия решений
- Специфичность: доказанный репродуктивный цикл и передача ограничены целевым видом; требование $R_{0,non-target}<1$ для ключевых нетаргетов, где $R_0$ — базовое число воспроизводства патогена.
- Экологическая устойчивость: нет устойчивой средыобитающей популяции патогена вне наличия цели (время выведения < допустимого порога).
- Отсутствие критичного ухудшения экосистемных услуг (пороговой процент снижения показателей должен быть определён в оценке риска).
- Социально‑экономические критерии: приемлемость для местного населения, отсутствие существенного ущерба сельскому хозяйству/рыболовству.
6) Мониторинг и детекция пост‑выпуска
- Протоколы молекулярных тестов (чувствительность/специфичность), частота и точки отбора проб.
- Индикаторы раннего предупреждения: неожиданный рост заражения у нетаргетов, изменение пищевых сетей, вторичные вспышки вредителей.
- План корректирующих действий (containment/eradication), включая биоциды, санитарию, физическую изоляцию, и ограничения на передвижение биоматериала.
7) Возможные непредвиденные экологические последствия (анализ и меры)
- Хост‑шипт (переключение на нетаргеты): предусмотреть постоянный мониторинг ключевых видов; готовность прекратить использование.
- Горизонтальная передача генов/рекомбинация с природными микроорганизмами → генетический анализ и запрет применения штаммов с подвижными элементами.
- Изменение структуры пищевой сети: падение популяции цели может увеличить численность других вредителей или снизить корм для хищников — моделирование последствий и план реагирования.
- Длительная персистентность/накопление в среде — оценка полураспада/инактивации и требования к допустимым срокам.
- Социальные и экономические эффекты: воздействие на продукты, туризм, традиционное использование территории — включить стейкхолдеров в оценку.
- Эволюция резистентности у целевого вида: план ротации/комбинации методов, мониторинг генетических маркеров.
8) Документация, регуляторика и этика
- Полная документация всех этапов, данные по безопасности, независимая оценка риска и общественное обсуждение.
- Согласование с национальными регуляторами, международными нормами (CBD, ООН при применимо), получение разрешений и возможная компенсация вреда.
9) Итоговые рекомендации по показателям эффективности (пример)
- Статистически значимое снижение плотности целевого вида: $p<0.05$ и мощность теста $\ge 0.8$.
- Биоограничение: $R_{0,non-target}<1$.
- Минимальная длительность мониторинга после ввода: $\ge 2\text{–}3$ сезона/поколения целевого вида.
Сводно: протокол должен быть многоступенчатым (карантин → мезокосмы → ограниченные полевые испытания → масштабирование), с чёткими критериями «go/no‑go», строгой биобезопасностью и долгосрочным мониторингом, включающим планы смягчения непредвиденных эффектов.