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微生物基因组学, 公司

应对疫情:时刻追踪病毒突变

新冠疫情监测仍在持续

应对疫情:时刻追踪病毒突变
2021年3月17日

此次疫情前所未有,来势汹汹,波及全球。因美纳作为全球领先的基因测序和芯片技术公司,以技术赋能病原体基因组测序,持续支持新冠疫情监测。

2020年新年伊始,即传来了警报。中国武汉出现的疫情,迅速发展为迫在眉睫的公共卫生事件,也为这极不平凡的一年划下了历史性的一笔。自2020年1月起,世卫组织已经意识到武汉出现了类肺炎病例的爆发,这种新型冠状病毒感染引起的症状与普通感冒类似,并持续发酵。随着时间的推移,疫情迅速蔓延,冲破国界,席卷全球。

2019年底,因美纳即接到上海市公共卫生临床中心(SPHCC)发来的需求,望协助其实验室研究团队部署高通量测序仪,对武汉患者的病毒样本进行深度转录组测序。2020年1月10日,SPHCC公布了首个Sars-CoV-2病毒基因组。当美国华盛顿州发现境内首例疑似新冠肺炎患者时,当地疾控人员连夜采用聚合酶链式反应检测(PCR)确诊了病情。

当时人们才意识到,新冠病毒已经在美国本土传播了数周、甚至数月。疫情持续影响着人们的生活,而我们还未意识到它的存在1

时至今日,病毒已经发展到新的阶段。当下,与病毒的抗争迂回曲折,每当发现新的病毒变异,我们就要紧追不舍地进行病毒监测。

因美纳在新冠疫情监测上投入了很多,我们坚信基因测序技术将成为阻止疫情蔓延的关键。即便如此,我们要做的还有很多。当下,测序工作正迅速开展。但截至2021年2月初,美国仅对0.36%的新冠病毒病例进行了测序并公布了结果2。英国和澳大利亚很早便采用因美纳平台进行病毒监测,欧盟、新加坡和南美国家也紧随其后。

“唯有对一定比例的阳性样本进行测序,累计并共享数据,这样当病毒出现变异时,我们才能加以辨识,”因美纳首席医学官Phil Febbo博士解释道:“坦率来说,美国在这一进度上远远落后了。”32021年2月,就病毒样本的测序数量上来看,美国排名第36位。幸运的是,自那时起,病毒测序工作一直在加速开展。

SARS-CoV-2病毒的每一条RNA链都含有大约30,000个核苷酸。这些核苷酸是决定病毒如何运作、复制和传播的密码。当病毒序列发生变化时,这些变异会影响病毒的检测方式、传染性以及其对疫苗的反应。

新冠病毒变异毒株B.1.1.7的发现和据悉导致纽约疫情呈指数级上升的B.1.526变异株5,使得美国将工作重心转向病毒监测。

首席医学官Phil Febbo一直呼吁,我们需要对新冠病毒监测予以支持,随着新冠病毒变异株的出现,人们也纷纷采取行动。2021年2月1日,美国疾病预防控制中心(CDC)与因美纳、Helix以及Quest Diagnostics和LabCorp这些行业龙头企业加大合作,承诺每周分析6,000个病毒基因组2。该项工作的开展,将使目前的病毒测序量增加近三倍。仅在过去的一个月中,病毒测序就让我们更好地了解了美国境内病毒变异株的种类和比例。

让Quest和LabCorp这样的大型诊断实验室,以及美国各州的公共卫生实验室参与进来,将有助于避免出现‘基因组荒漠’的情况。2

近期,由Helix、加州大学旧金山分校传染病学系实验室医学与医学教授Charles Chiu博士和斯克利普斯学院免疫学和微生物学系教授Kristian G.Andersen博士合作开展的一项研究发现,B1.1.7变异株于去年11月抵达美国,截至2021年1月已扩散至30个州。据研究显示,B1.1.7变异株的传播性提高了35%–45%,每隔一周半翻一倍。根据接触者追踪显示,即使大多数人没有旅行史,变异株仍然在整个社区中传播。

 

 

为了应对日益严峻的病毒变异威胁,美国正在采取行动,推进病毒测序和监测工作。2021年3月11日,拜登总统签署了《2021年美国救援计划法案》。其中包括17.5亿美元的资金拨款,用于支持美国CDC提高测序能力,识别病毒突变和传播。为达到该目标,必须做到:

  • 高质量测序以确保病毒基因组和菌株分型准确
  • 周转时间短(不超过5天)以保证所获信息对制定公共卫生对策有用
  • 科学界间应当保持公开透明,数据共享
  • 政府应当报销实验室运行测序的费用

这些最近的发展验证了基因测序的力量,并强调了提升病毒监测的意识,增加了测序采用的机会。最初的模型显示,对5%的阳性样本进行测序,可能有助于在新的变异病毒变得普遍和广泛传播之前,及时捕获它们6。然而,由于疫苗具有“逃逸”变异的可能性,这一比例很可能需要提高。

根据目前了解到的信息,2021年的病原体测序工作拥有不可估量的发展势头。在对SARS-CoV-2病毒突变进行的检测和鉴定过程中,Illumina COVIDSeq™ 检测这样的产品发挥着至关重要的作用。该检测方法在检测时可以提供SARS-CoV-2的全长序列,并且随着对病毒测序的需求越来越普遍,整体采用率也越来越高。Illumina COVIDSeq™ 检测在美国已获得美国食品药品监督管理局紧急使用授权使用,在新加坡也获得了新加坡卫生科学局的临时授权使用。在美国以外的地区,因美纳可提供本产品的科研使用(RUO)版本

抗击新冠肺炎疫情的斗争仍在继续。在这场斗争中,全球承诺将公有和私有力量相凝聚,协同卫生系统共同抗疫,这对于我们应对未来的威胁至关重要。虽然时间紧迫,但病原体基因组监测给我们带来了希望。

想要了解更多关于病毒监测、突变以及全球协作监测的必要性,请点击以下链接:

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