在追踪病毒突变方面,大多数国家都是盲目行动
为了监测冠状病毒的变化,这些变化可能会加剧大流行或降低疫苗的有效性,科学家必须对其基因密码进行排序,以便在出现潜在危险的突变时对它们进行分类。
但是,很少有国家开展和分享监测工作,因此专家们对他们无法看到的突变和他们能够看到的突变一样担心。
去年1月SARS-CoV-2的首个基因组序列在大流行刚开始的时候发表,使科学家得以将其确定为一种新型冠状病毒,并开始开发诊断测试和疫苗。
从那时起,数以万计的基因序列被上传到公共数据库中,这使得人们能够以前所未有的速度以一定程度的细节来追踪基因突变。
但这些信息的最大份额来自一个国家:英国。
截至1月中旬,最初为监测流感而创建的主要数据共享平台gisaid已收到379,000个序列。
其中16.6万名患者来自英国COVID-19基因公司(COG-UK),该公司是卫生当局和学术机构之间的合作伙伴。
“这是我们第一次看到一种病原体是如何在这么大的规模上进化的,”COG-UK战略和转化主任、Wellcome Sanger研究所研究员伊万·哈里森(Ewan Harrison)说。很多测序工作都在该研究所完成。
“我们正在了解到,这些突变的积累速度比我们想象的要快。”
目前,该项目每周测序1万个基因组——大约占英国已知病例的6%,尽管这一数字有所波动——计划将这一数字翻一番。
伯尔尼大学(University of Bern)的流行病学家、Nextstrain病毒追踪项目的联合开发者艾玛·霍德克罗夫特(Emma Hodcroft)说,“英国把其他所有国家都甩在了后面。”
“对我来说,这是大流行的登月计划,与疫苗一起。”
她指出,丹麦也定期对数据进行排序和共享,但来自大多数其他国家的信息充其量只是零星的。
最近几周,测序已经在英国、南非和巴西发现了明显的变异——获得了大量新突变的菌株。
哈里森说,这种在英国快速传播的新型病毒“就像大流行中的小流行”。
但他补充说,如果没有系统的监测,科学家可能仍然无法发现它是一个“游戏规则改变者”。
早期预警并没有阻止这种变异的传播——它已经在几十个国家被发现。但它也让其他国家做好了准备。
霍德克罗夫特说,如果没有来自英国科学家的警告,世界可能会盲目飞行。
她告诉法新社说:“如果这种做法在其他国家推广,我们只会盯着哪个国家,然后说:‘哦,他们的病例在急剧上升,我猜人们没有遵循指南。’”
只有当他们从他们的原产地传播时,其他变体才能看到可见。
例如,本月早些时候,在来自巴西的日本人身上发现了一种新的病毒株,它携带一种名为E484K的突变,研究人员担心这种突变可能会逃避免疫。
“眼睛和耳朵”
世界卫生组织表示,提高测序能力是全世界的优先事项。
世卫组织COVID-19技术负责人玛丽亚·范·克尔霍夫(Maria Van Kerkhove)最近表示,共享的序列数量“令人震惊”,但他们只来自少数几个国家。
她在一个在线论坛上表示:“提高测序的地理覆盖范围对全世界监视病毒变化至关重要。”
新的世卫组织指南称,病毒基因组研究的“革命”帮助人们更好地了解从埃博拉到流感等各种疾病。
现在,它说:“基因组测序首次可以帮助指导公共卫生部门近实时地应对大流行。”
当另一种冠状病毒SARS在2002年开始传播时,第一个月只有三个基因组变异被公开分享,到第三个月就有31个。
这一次,在病毒出现几周后,全世界的研究人员获得了6个基因组。在6个月内,发表了6万个变体。
霍德克罗夫特说,一开始新型冠状病毒没有显示出多少基因多样性,即使它主要由于广泛旅行而“在欧洲爆发”。
但是缺乏突变本身就是一个重要的线索。
她告诉法新社说:“我们能够看到它似乎确实起源于中国,因为在世界各地检测到的所有其他序列都嵌套在中国序列的多样性中。”
2020年夏天出现了新的毒株,取代了之前的病毒。
新兴的突变
在病毒演化中预期突变,并且当病原体感染某人时发生并设定复制自身。
这些新毒株大多数对病毒没有好处,有些甚至是有害的。但偶尔突变会增加传染性或导致更严重的疾病。
SARS-CoV-2捕捉变化的速度比其他一些病毒,如艾滋病毒或流感要慢。但是一种病毒感染的人越多,变异的机会就越大。
这种情况在慢性疾病患者身上更有可能发生——长期暴露在虚弱的免疫系统中,让病毒有更多时间产生多重突变。
哈里森说,这可能是这种新变体在英国出现的原因,研究人员现在正在对免疫功能低下的患者和疫苗接种失败的人进行测序测试。
“新视野”
系统性的全国范围内测序使研究人员对病毒传输进行了新的洞察力。
在一个案例中,它帮助确定了一辆面包车是医院疫情爆发的罪魁祸首。
本月发表在《科学》(Science)杂志上的一项对数万个SARS-CoV-2序列的分析发现,在疫情爆发之初,大量旅行和病毒输入到英国,为一千多个传播谱系播下了种子。
下一步是测试不同的突变如何影响传播、疾病严重程度和疫苗效力,并尽快预测一个新的突变可能如何表现。
世界卫生组织表示,全球测序将有助于“更好地了解世界上新出现的病原体,以及它们与人类和动物在各种气候、生态系统、文化、生活方式和生物群系中的相互作用”。
“这些知识将塑造新的世界视野,为疫情和流行病防控开辟新的模式。”
但是大规模测序在后勤上是复杂的。
哈里森说:“有几周情况不太好,因为你是在疫情中期从零开始建立系统。”
桑格研究所(Sanger Institute)将每天收到的数万份样本储存在巨大的集装箱冰柜中,并不得不建立机器人基础设施来帮助分类。
哈里森说,出于法律上的考虑,英国COG-UK决定只分享有关基因序列的最小信息,以便将其公开。这个问题是其他国家的一个障碍,特别是那些依赖私人医疗保健提供商保留数据所有权的国家。
在世界许多地方,成本也是一个挑战,但霍德克罗夫特说,像美国和欧洲这样的富裕国家没有借口。
“我们没有理由不协调测序反应,除了……我们还没有决定要这么做。”
©2021法新社
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