实现非洲病原基因组学的潜力

非洲大陆对流行病并不陌生，而且在全世界承载着最大的病原体负担140每年都发现传染病爆发。最近疫情的例子包括埃博拉、基孔肯雅热、登革热、裂谷热、黄热病和拉沙热。非洲在新冠肺炎大流行中也遭受了巨大损失820万例据报道，现在的新浪潮由三角洲变种驱动。与SARS-CoV-2病原体的一个关键区别是，由于它影响了世界其他地区，因此目前正高度关注大流行防范以及在这一框架下下一代测序(NGS)技术在病原体基因组学监测中的作用。因此，非洲正在进行有史以来最大规模的基因组学能力建设，这不仅将帮助它抗击COVID-19大流行，还将帮助它应对大量的流行病。

作为新兴的全球大流行监测系统的重要组成部分，基因组学提供了跟踪病毒突变的能力，并作为可能逃避疫苗免疫或自然感染的新变异的早期预警系统。在COVID-19之前，非洲的基因组学处于孕育阶段，仅限于少数研究实验室。在大流行开始时，只有少数非洲机构能够对SARS-CoV-2阳性样本进行测序，而在其他大陆，正是由于对医疗解决方案的快速和巨大需求，导致政府和非政府组织增加了投资，将基因组监测置于非洲COVID-19应对工作的前沿。

利用病原体基因组监测作为公共卫生工具
非洲正在加速发展。今年9月成立了流行病应对和创新中心(赛的支持下建立了一个大型基因组学设施Patrick Soon-Shiong博士和NantAfrica它将加强和创新病原体监测，并对整个非洲的流行病和大流行病作出反应。CERI的目标是使非洲大陆在发现病原体和监测新出现的威胁方面处于领先地位，以防它们成为大流行病。

CERI的创始主任、斯坦伦博斯大学和夸祖鲁-纳塔尔大学的教授Tulio de Oliveira教授强调了对未来的大胆雄心。“重要的是，非洲大陆必须拥有一个大型基因组学设施，拥有领导基因组学监测所需的最新尖端技术。我们希望以与欧洲、美国和亚洲相同的价格、质量和速度生成自己的数据。”

Illumina坚信测序的民主化，这样所有国家在基因组学方面都有平等的机会和公平。Illumina执行合作伙伴客户经理Willy Pena Buttner表示:“感谢我们的渠道合作伙伴，分离在南非，Illumina很高兴能够支持CERI项目，实时应用基因组学来追踪和应对非洲的流行病和大流行。”

CERI加入了其他机构，如位于尼日利亚埃德的夸祖鲁-纳塔尔研究创新和测序平台(KRISP)和Christian Happi教授在ACEGID(非洲传染病基因组学卓越中心)的团队，他们一直在利用从抗击传染病暴发到对SARS-CoV-2进行测序所收集的专业知识。到目前为止，非洲已成功地确定了正在世界各地传播的许多关切的变种(VOCs)和兴趣的变种(VOIs)。在有证据显示牛津/阿斯利康疫苗对非洲流行的B.1.351变种的效力极小之后，基因组监测的扩大也被用于作出停止使用该疫苗的决定。

除了商业实体公司54Gene外，KRISP、ACEGID和现在的CERI是非洲为数不多的能够提供快速和负担得起的基因组数据的高度专业化基因组机构。非洲联盟的公共卫生机构非洲疾病控制和预防中心(CDC)一直在扩大具有NGS能力的机构网络，使各国能够迅速确定SARS-CoV-2暴发样本的特征，而不需要将样本跨境运输。南非国家传染病研究所(NICD)、肯尼亚医学研究所(KEMRI)和塞内加尔巴斯德研究所等区域中心在本国和邻国提供大流行应对措施。随着时间的推移，非洲联盟54个成员国的国家公共卫生研究所和实验室将集中精力迅速应对当地的疫情和流行病。

CERI专家的一项流行病学研究最近发表在科学，描述了SARS-CoV-2大流行在非洲的演变。数据表明，欧洲和非洲之间存在很强的联系，近三分之二的病毒进口来自欧洲。随着大流行的进展和旅行限制的放宽，许多非洲国家的传播导致许多VOIs和VOCs的出现和扩散。

De Oliveira感到兴奋的是，CERI的高通量Illumina测序技术不仅将缩短识别变异和遗传多样性之间的周转时间，而且还能够以一种全面的方法为未来的流行病做准备。这种综合方法受到非洲疾控中心和世卫组织非洲区域办事处(AFRO)的欢迎。de Oliveira说:“我们非常希望通过确保我们能够培训数百名(如果不是数千名的话)科学家，使他们能够在自己的国家使用高通量测序技术建立测序工作，从而使传染病测序在非洲得到广泛普及。”

在洛克菲勒基金会在美国，CERI创建了基因组学非洲奖学金项目，为提高科学工作者的技能提供支持系统，今年来自12多个国家的约100名研究员受到了CERI的欢迎。

此外，该基金会正在帮助CERI协调整个非洲的采样;它已经收到了来自10个不同非洲国家的样本。de Oliveira解释说，世界上很多人都不知道的一个重要事实是，非洲拥有最先进的样本运输系统之一。de Oliveira说:“原因很简单——许多国家使用大型病理学实验室，如南非、尼日利亚、肯尼亚和乌干达的实验室，进行常见的病原体检测和诊断。由于这些实验室的周转时间短，一个良好的样本移动网络已经建立起来。”亚博下载app“有一件事很有帮助，那就是如果样本留在非洲大陆，出口许可就会更直接，而几十年前基因组学样本必须离开非洲大陆。”

展望未来
非洲基因组是最古老的人类基因组，非洲比其他任何大陆都包含更多的遗传多样性。尽管如此，被分析的基因组中只有不到3%来自非洲人，这使它成为保健和诊断研究与开发新的遗传信息的非常丰富的潜在来源。NGS是病原体监测的首选技术，加强该技术的能力对于使非洲生态系统能够更好地应对当前和未来的疾病威胁至关重要，反过来也可以使世界受益——一个地方的病原体威胁可以迅速成为所有地方的威胁。

此外，非洲大陆面临着癌症、心血管疾病和其他生活方式疾病等非传染性疾病发病率的不断上升，在整个非洲大陆造成了“双重疾病负担”——这对试图实现可持续发展目标的卫生系统是一个相当大的挑战。

“作为NGS的相对新手，非洲有机会通过将基因组学作为医疗标准来跨越卫生保健进展。它有潜力解决许多卫生保健挑战，特别是在管理结核病和艾滋病毒等传染病方面，患者因接受治疗而死亡的问题。它还具有实现早期预警系统和早期癌症检测的潜力，”Illumina公司非洲国家经理Bridget Mogale说。