| Nature在5月27日刊文，随着各国陆续解封，全球研究人员正积极准备和防控可能的第二波新冠爆发，其中基因科技大显身手。包括基因数据共享用于诊断试剂研发、传染源溯源和公共卫生监测等。病毒没有国界，科技连接未来。基因慧编译如下，仅供学术研究参考。 
△ 图：圣克鲁斯河（© Coolbiere Photograph/Getty Images）
- 科学家已对全球约32,000个病毒基因组进行了测序和共享。
- 通过基因序列比对，可以快速排除或者确定新冠传播途径
- 当获得所有病例的基因序列时，更有可能确定下一个新增案例发生的位置。
■ 新冠疫情进入下阶段，基因科技显身手
对于疫情防控相对稳定的国家而言，正在进下一阶段：随着解封和活动限制的放松，有可能出现新增病例。而基因组学对于快速追踪和控制新增病例爆发至关重要。研究表明，通过使用基因组学对接触者进行追踪时，发现当前新冠肺炎爆发的时候越来越短，规模越来越小。
自从第一个新冠状病毒的全基因组序列于2020年1月11日在线共享以来，科学家已对来自世界各地的约32,000个病毒基因组进行了测序和共享。正因为积累如此大量的基因数据，以及随着在不同地区病毒传播的进展，形成了独特的家系。通过序列比对，研究人员可以快速排除两个序列不匹配的传播途径，或者将可能的情况联系起来，从而追踪其所在国家的新冠疫情爆发的起源和传播时间。瑞典哥德堡全球生物多样性中心的生物信息学顾问Gytis Dudas说：“在（新增）案例较少的情况下，基因组学可以很快的分析样本信息并能指导精准的干预措施”。在部分地区（例如新西兰和澳大利亚的一个州），在新冠大流行初期投入基因组测序，后面发生病例数也相对较少。英美等国的科学家也对新冠样本进行基因组测序，用来监测扩散以及确定某些跟踪失败的病例的来源。但是，在新冠诊断检测受限的地方，基因组数据中也就存在空白。■ 新冠样本的全面测序，溯源感染源
在第一例来自武汉的病例于1月19日到达澳大利亚之前，墨尔本实验室（此前工作是调研食源性疾病爆发）的研究人员就开始准备对维多利亚州的新冠病毒基因组进行测序。“当时，我们就说我们要对每一个阳性病例进行测序。”来自墨尔本彼得·多尔蒂感染与免疫研究所，一个微生物诊断部门下属的公共卫生实验室的生物信息学家Torsten Seemann说道。到目前为止，Seemann的小组已对该州大约1,700例病例中的四分之三进行了测序，相比之下，2014-2016年西非埃博拉感染病例仅有5％（1,610个样本）进行了测序。病毒基因序列数据帮助部分医护人员查明真实的传染源，是在社交活动中而不是从医院的患者那里感染了该病毒。Seemann说：“如果没有基因组学，只有面诊，您将永远无法分辨。”■ 基因序列预测下一个新增案例发生的位置
随着维多利亚州的逐步解封而出现新病例，Seemann的小组正在准备使用基因组数据确定的新增病例的来源。当旅行恢复时，新的感染病例可能出现，那时基因组数据将显得尤其重要。因为在过去的两个月中，病毒基因组将发生足够多的突变，一旦得到基因序列，就可以区分他们是否来自该州以外的地区。新西兰正在对新冠病例全面测序，目标是将70％以上的人尽可能地获得完整的图谱，目前已对该国1,154例报告病例中的25％进行了测序。环境科学研究所的首席生物信息学家Joep de Ligt表示，当获得所有序列时，研究人员更有可能确定下一个新增案例发生的位置。因为英国的新冠病例很多（编者注：截止5月30日累计病例超过21.7万例），英国于3月成立了COVID-19 Genomics UK联盟（编者注：英国计划开展对3.5万新冠患者的基因测序计划）。伯明翰大学的生物信息学家Nick Loman说，到目前为止，联盟已经对20,000个病毒基因组进行了测序，占该国实验室确诊病例的近10％。Nick Loman说，因为病例数太多（截至5月27日，已确诊的感染病例接近265,000），英国没有像新西兰那样设定70%目标，而是从英国各地抽取具有代表性的样本，以支持流行病学调查。Joep de Ligt说，利用基因组学应对传染病爆发，在某种程度上存在局限性。例如，经历无症状感染的人不太可能接受新冠核酸筛查（编者：这点很赞叹我国武汉实行全员筛查）通过基因数据进行监测，需要依赖广泛的新筛诊断检测来获得序列。英国的新冠病例很多，虽然正逐步增加新冠诊断，但速度较慢，存在部分病例没有被抽样到的可能，Nick Loman谈道。同时，国际旅行恢复后，全球基因组监测将显得尤为重要。澳大利亚国立大学的流行病学家Meru Sheel说，使用基因组分析来进行追踪传染病源和传播，在很大程度上仅限于高收入国家。很期待亚太地区资源有限的国家，也能将基因组学作为应对疫情的工具，就像在埃博拉疫情爆发时，在刚果、塞拉利昂和几内亚的情形一样。
1. Zhang, Y.-Z. & Holmes, E. C. Cell 181, 223–227 (2020)2. Stevens, E. et al. Front. Microbiol. 8, 808 (2017)3. Caly, L. et al. Med. J. Aust. https://doi.org/10.5694/mja2.50569 (2020)4. Seemann, T. et al. Preprint available at MedRxiv https://doi.org/10.1101/2020.05.12.20099929 (2020)5. Dudas, G. et al. Nature 544, 309–315 (2017)6. Jon Cohen， Chinese researchers reveal draft genome of virus implicated in Wuhan pneumonia outbreak，Science（2020）7. 新冠病毒数据共享网站：https://www.gisaid.org8. https://www.nature.com/articles/d41586-020-01573-5
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