基于测序的监测如何帮助抗击COVID-19

诊断检测和监测是抗击病原体暴发的关键和补充战略。Illumina首席医疗官Phil Febbo医学博士讨论了基于测序的监测在抗击COVID-19中的重要作用。

问：什么是区别诊断检测(PCR)和监测检测之间的区别?

答：在基本级别，诊断检测有助于临床医生管理患者，并且需要监测来管理人口。

• 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追踪流行病的路径，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:我们如何利用基于序列的监测抗击SARS-CoV-2?

答:有五种主要的基于测序的监测方法用于对抗SARS-CoV-2:

1. 测序鉴定SARS-COV-2作为导致武汉呼吸疾病群体的病毒．深度霰弹枪测序是无偏的，可以在鼻拭子和其他样品上进行，以寻找非宿主基因组材料，然后可以组装成潜在的造型剂。该序列迅速将病毒迅速鉴定为蝙蝠中的冠状病毒流行病的病毒，而且还揭示了蛋白质中所涉及的蛋白质突变，所述蛋白质有助于解释病毒感染人细胞的能力。¹最近，分析了自然提供了证据，表明SARS-CoV-2是通过宿主物种的自然选择机制发展而来的，尽管从蝙蝠到人类的确切路径仍不确定。²设计PCR探针需要进行重要序列进行诊断测试。
2. 为了在全球范围内追踪病毒的传播途径，测序是必要的。已经有2434个以上的基因组提交给全球共享所有流感数据倡议(GISAID)，以确定聚集群和传播途径。^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,Trevor Bedford Ph.D.是西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心的计算生物学家展示了他测序的39例，35来自中国的单一介绍，另外四个来自欧洲和伊朗。^4.因此，进入西雅图地区的病毒不是单一的，而是多个，这表明遏制努力不能仅仅集中于追踪与最成熟集群的接触，而且有必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时如何快速调整。SARS-CoV-2似乎在传播过程中每月发生两次突变。这一信息使公共卫生官员能够确定该病毒避免已建立的PCR检测和对治疗产生耐药性的可能性有多大。^5.
4. 序列确定治疗的靶点．了解病毒基因组对于了解从靶向特定病毒蛋白的小分子治疗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，以前开发的针对SARS感染的药物，针对主要的病毒蛋白酶，可能对SARS- cov -2有效，因为蛋白酶中有97%的整体基因特征。然而，疫苗不太可能起作用，因为高抗原性的表面蛋白非常不同(76%相同)。^6,7.
5. 需要序列的监测来理解共感染的作用。Covid-19可以从无症状到致命的范围。通过降低宿主免疫力并促进导致更严重和危及生命的疾病的共同感染，呼吸道病原体通常可以引起渐进疾病。虽然仍然早期，我们已经听说过常见的鼻腔病毒和不太常见但更危险的呼吸道同性恋病毒（RSV）被阳性病例的测序序列的监测测定鉴定。如果鉴定常见的共感染导致显着的疾病，则可以将治疗聚焦在共感染而不是SARS-COV-2。^8.

这些能力使得监测对于跟踪疾病和确定控制大流行病和管理人口的最佳方法至关重要。

想要更深入地了解我们如何追踪冠状病毒突变的传播，请阅读这篇国家地理的文章贝德福德(Bedford)和费博(Febbo)。