2021年11月3日
马修·哈迪森博士亲身体验过快速变异病毒的个人代价。2021年8月，他和他的护士执业妻子以及他们的三个年幼的孩子感染了covid -19——特别是Delta变种。哈迪森医生和他的妻子都接种了疫苗，但德尔塔病毒特别恶毒。
哈迪森说:“Delta病毒的传播和这种菌株对大流行的影响怎么强调都不过分。”哈迪森是该公司实验室运营的高级副总裁安吉斯科学公司．他的实验室位于田纳西州的纳什维尔，负责跟踪美国各地的阳性病毒和新出现的病毒株。“在短短几周内，我们看到我们的阳性率从7月份的不到2%上升到16%以上，我们的样本量翻了五倍，因为这种新的、极其强大的变种没有受到抑制地传播。”
在他的家人从Delta型中恢复几天后，Mu型被指定。就这样继续下去。
随着病毒的传播能力不断增长
2020年春，Aegis科学公司主要是一家毒理学公司，还有一个由6名员工组成的小分子实验室。分子团队为精品制药公司和消费者健康公司服务。Aegis同时执行桑格测序和下一代测序，使用10个和20个基因面板，每年处理几百个样本。值得注意的是，Aegis还开发了药物基因学和一些新的精神活性物质研究小组。
“当大流行来袭时，我们处于独特的有利地位，因为我们一直在应对阿片类药物的持续流行。因此，我们将冠状病毒视为我们继续扩大能力的责任。这项工作并不总是能从医疗保险或私人保险公司获得足够的补偿，但测试是一个至关重要的必要组成部分。”
哈迪森博士的团队开始关注当地的纳什维尔社区和田纳西州。他们的第一批样本来自COVID-19集中暴发地区的监狱和周边地区。
在美国国立卫生研究院(NIH)和美国卫生与公众服务部(HHS)通过其快速加速诊断(RADx)项目的支持下，Aegis在大约4个月的时间内将其能力从每天约15,000个样本扩大到每天约110,000个样本。亚博下载app
基于这一成功，Aegis于2020年秋季与沃尔格林合作，建立了一个全国性的测试能力网络(今天他们正在全美50个州和波多黎各的4000多家沃尔格林门店进行测试)。除了沃尔格林，Aegis还为数百家长期护理和护理机构、紧急护理中心和各州卫生部门提供服务。
在2020/2021年冬季疫情激增之后，他们加强了对其他国家开始观察到的新出现的SARS-CoV-2变异毒株的关注。Aegis从2021年4月开始与美国疾病控制中心(CDC)合作，提供最多48万个序列。“我们从单一的Illumina转移过来MiSeq™买两个NovaSeq™6000从那以后，我们就开始了比赛。”他们能够安装仪器然后验证和发射Illumina公司COVIDSeq™不到六周就化验出来了。
“不断演变的威胁需要不断演变的解决方案”
病毒可以变异，变得更容易传播，越来越致命，或者更容易逃脱疫苗免疫——或者三者兼而有之。
下一代测序(NGS)可用于识别疫情集群，预测传播路径并监测COVID-19在特定社区的传播。NGS可以识别传播性增加的菌株以及PCR诊断的风险- NGS将确定可能导致假阴性检测结果的菌株，并确定可能逃避免疫检测的突变菌株的风险。亚博下载app
“几乎每天都有新的变种出现。这些新的变种继续改变着大流行，所以重要的是要快速行动，正确应对，”Illumina副总裁兼杰出科学家Gary Schroth说。“不断变化的威胁需要不断变化的解决方案。”
像Illumina这样的行业领先生物技术公司，以及Aegis这样的实验室，都与美国疾病控制与预防中心和一个名为SPHERES (SARS-CoV-2测序用于公共卫生应急响应、流行病学和监测)的公共卫生合作组织合作。Illumina和Aegis是500多个公共和私营组织中的两家，它们正在共同努力解决这一公共卫生危机。成员讨论的主题包括测试方法、软件解决方案、废水排序和技术设计。
突变可能会影响基于扩增子的分析中所谓的引物结合位点，如COVIDSeq。当这种情况发生时，引物可能会失去放大序列的效率，导致覆盖范围减少、均匀性降低，甚至在基因组的某些区域出现覆盖缺口。
哈迪森说:“我们的能力取决于我们能获得的检测用品和试剂。”“因为Illumina帮助我们在检测方面迅速赶上了进度，所以与他们合作改进检测方法是很自然的。”
“Illumina正在开发一套新的引物，我们与Aegis的团队合作测试新的引物，”Schroth说。“Aegis使用两种引物组对数百个样本进行测序，然后比较数据。总之，我们看到了新设置的性能有了相当显著的改善，尤其是Delta变体。”
Aegis的NGS团队最初主要关注CT(周期阈值)值较高的阳性样本，这表明病毒载量较低。正是这些样本让他们经历了大部分的辍学。哈迪森说:“有了这种新的引物，我们在高CT样本中发现了大约40%到50%的改善。”“这将极大地有助于向疾病控制与预防中心提供更多阳性样本的数据。”
新COVIDSeq™v4引物池带来最新的用于SARS-CoV-2扩增的ARTIC v4引物集。该引物组可更好地覆盖SARS-CoV-2全基因组测序，减少病毒基因组的空白。它使更精确的变种识别和发现新的变种成为可能。
“当我们给疾病控制与预防中心提供更高质量的数据时，我们提供了更好、更及时的能力来跟踪新出现的变种，”哈迪森说。
监控和改进数据的力量
到目前为止,GISAID已收到全球提交的SARS-CoV-2序列共计460万份。在来自美国的140万份测序中，仅Aegis一家就贡献了20多万份测序，使其成为世界上最大的COVID测序业务之一。
“当我们看到英国、以色列或其他已经超越我们的国家说，‘哇，看看它传播得多快。看看它在那里造成的影响，’我们真的需要监控这里，然后说，‘好吧，我们在密苏里州看到了它。我们已经在佛罗里达看到了。我们已经在德克萨斯州看到了。而现在我们看到的是2倍、4倍、8倍、16倍。”“如果我们看到这种增长水平，那么也许我们可以更快地做出反应，或制定公共卫生措施，或暂停大型集会，留出足够的时间，至少可以抑制或阻止这种变体的无限制传播。”
基因组监测数据有助于地方、州和联邦机构应对COVID-19。有了数据，他们可以更好地分配资源，快速实施预防政策。
哈迪森说:“这要追溯到宙斯盾的哲学。“在这种情况下，它不仅仅是为了帮助临床医生做出更好的决定。我们还帮助公共卫生官员做出更好的决定。我真的相信，这是我们改变人们生活的方式。”
