诊断检测和监测是抗击病原体暴发的关键、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:这是什么区别诊断检测(PCR)和监测检测之间的关系?

答:在基本层面，诊断检测有助于临床医生管理患者，而监测则需要管理人群。

• 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:我们如何利用基于序列的监测来抗击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为武汉聚集性呼吸系统疾病的病毒．深度散弹枪测序是无偏见的，可以在鼻拭子和其他样本上进行，以寻找非宿主基因组材料，然后可以组装成潜在的病原体。该序列迅速确定了该病毒与蝙蝠体内流行的冠状病毒非常相似，但也揭示了与宿主细胞有关的蛋白质发生了突变，这有助于解释该病毒感染人类细胞的能力。¹最近，一篇分析自然提供的证据表明，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重要序列用于设计用于诊断试验的PCR探针。
2. 测序对于追踪病毒在全球的传播途径是必要的。2434+基因组已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,特雷弗贝德福德博士。西雅图弗雷德·哈钦森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)的计算生物学家证明，在他测序的39例病例中，35例来自中国，其余4例来自欧洲和伊朗。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了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序列中可以清楚地看到，以前针对SARS感染开发的针对主要病毒蛋白酶的药物可能在SARS- cov -2中有效，因为蛋白酶有97%的整体遗传同一性。然而，疫苗不太可能起作用，因为高度抗原表面蛋白非常不同(76%相同)。^6、7
5. 为了了解合并感染的作用，需要进行基于序列的监测。COVID-19可能无症状，也可能致命。呼吸道病原体通常会降低宿主的免疫力，并导致合并感染，导致更严重和危及生命的疾病，从而导致病情进展。虽然还早，但我们已经听说，通过对阳性病例进行基于测序的监测分析，可以识别常见的鼻病毒和不太常见但更危险的呼吸道合胞病毒(RSV)。如果一种常见的合并感染被确定为引起重大疾病，则治疗可能侧重于合并感染而不是SARS-CoV-2。⁸

这些能力使得监测对于跟踪一种疾病并确定控制大流行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由贝德福德和菲博主演。