基于测序的监测如何帮助对抗新冠病毒-19

诊断测试和监测是对抗病原体爆发的关键补充战略。Illumina的首席医疗官Phil Febbo医学博士讨论了基于测序的监测在对抗新冠病毒-19中的重要作用。

问：问题是什么差别诊断检测(PCR)和监测检测之间的关系?

答：在基本层面上，诊断测试有助于临床医生管理患者，需要监测来管理人群。

• 诊断测试为个别患者提供重要的是/否答案，以便提供适当的管理。
• 监测有助于公共卫生官员跟踪疫情的路径，了解传播途径，确定病毒进化的速度，并了解病毒是否正在以影响治疗效果的方式发生变化。

问：我们如何使用基于测序的监测来对抗SARS-CoV-2？

答:用于抗击SARS-CoV-2的基于测序的监测主要有五种方式:

1. 测序确定SARS-Cov-2是导致武汉一系列呼吸道疾病的病毒. 深鸟枪测序是无偏的，可以在鼻拭子和其他样本上进行，以寻找非宿主基因组物质，然后将其组装成潜在的病原体。该序列迅速确定该病毒与蝙蝠特有的冠状病毒非常相似，但同时也发现了与宿主细胞连接相关的蛋白质突变，这有助于解释该病毒感染人类细胞的能力。^1.最近，一项分析显示自然界提供的证据表明，SARS-CoV-2是通过宿主物种的自然选择机制发展起来的，尽管从蝙蝠到人类的确切途径仍不确定。^2.这一重要序列是设计用于诊断试验的PCR探针所必需的。
2. 测序对于追踪病毒在全球的传播途径是必要的。2434+个基因组已提交给全球流感数据共享倡议（GISAID），以确定集群和传播途径。^3.这有助于公共卫生实体就如何控制和遏制病毒作出决定。例如,特雷弗·贝德福德博士。他是西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的计算生物学家，他证明了在他测序的39个病例中，35个来自中国，另外4个来自欧洲和伊朗。^4.因此，西雅图地区并不是一次传入，而是多次传入，这表明遏制措施不能只关注于追踪与最成熟的聚集群的接触，需要采取更积极的措施来遏制病毒的传播。
3. 测序可以确定病毒在传播过程中适应的速度。SARS-CoV-2在传播过程中似乎每个月都会发生两次突变。这些信息使公共卫生官员能够确定该病毒在多大程度上有可能避免已建立的PCR检测并对治疗产生耐药性。^5.
4. 测序确定治疗目标. 了解病毒基因组对于理解从针对特定病毒蛋白的小分子疗法到针对病毒抗原的疫苗的治疗效果至关重要。例如，从SARS-CoV-2序列可以清楚地看出，先前针对SARS感染开发的针对主要病毒蛋白酶的药物可能对SARS-CoV-2有效，因为蛋白酶中有97%的整体遗传特性。然而，疫苗不太可能起作用，因为高度抗原表面蛋白质差异很大（76%相同）。^6,7
5. 需要基于测序的监测来了解共同感染的作用。新冠病毒-19的范围从无症状到致命。呼吸道病原体通常通过降低宿主免疫力和培养共同感染导致更严重和危及生命的疾病而导致疾病的进展。虽然还很早，我们就听说通过对阳性病例进行测序监测分析，发现了常见鼻病毒和不太常见但更危险的呼吸道合胞病毒（RSV）。如果共同感染被确定为引起重大疾病，治疗重点可能是共同感染，而不是SARS-CoV-2。^8.

这些能力使得监测对于跟踪疾病、确定控制流行病和管理人口的最佳方式至关重要。

要想更深入地了解我们如何跟踪冠状病毒突变的传播，请阅读这篇国家地理的文章，以贝德福德和费伯为特色。