11月3日2021
马修·哈迪森博士对一种迅速变异的病毒的个人代价有切身体会。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，特别是德尔塔型病毒。哈德森医生和他的妻子都接种了疫苗，但德尔塔尤其恶毒。
“德尔塔病毒的传播和这种病毒对大流行的影响怎么强调都不为过，”哈佛大学实验室运营高级副总裁哈迪森说Aegis科学公司。他的实验室位于田纳西州纳什维尔，追踪美国各地的阳性和新出现的病毒株。“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，由于这种新的、极其强大的变种的不受控制的传播，我们的样本量增加了五倍。”
在他的家人从德尔塔变种中恢复后的几天，穆变种被指定。它还在继续。
随着病毒的传播，产能不断增长
2020年春天，Aegis Sciences Corporation主要是一家毒理学公司，还有一个由六名员工组成的小型分子实验室。分子团队服务于精品制药公司和消费者健康公司。Aegis使用10个和20个基因面板进行Sanger和下一代测序，每年处理几百个样本。值得注意的是，Aegis还开发了药理学和几个新的精神活性物质小组。
“当大流行来袭时，我们有一个独特的优势，因为我们一直在处理持续的阿片类药物流行病。因此，我们将冠状病毒视为我们继续扩大能力的责任。这项工作并不总是得到医疗保险或私人保险公司的充分补偿，但测试是一个至关重要的组成部分。”
哈迪森博士的团队首先把重点放在纳什维尔当地社区和田纳西州。他们的第一批样本来自COVID-19焦点疫情爆发地区及其周围的监狱。
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)计划的支持下，Aegis在大约四个月的时间内将其能力从每天约15,000个样本扩展到每天约110,000个样本。亚博下载app
在这一成功的基础上，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(今天他们正在为所有50个州和波多黎各的4000多家沃尔格林商店进行测试)。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年冬季激增之后，他们更加关注在其他国家开始观察到的新出现的SARS-CoV-2变异株。Aegis于2021年4月开始与疾病控制中心(CDC)合作，提供多达48万个序列。“我们从单一的Illumina发展而来MiSeq™购买两个NovaSeq™6000平台，从那以后我们就开始了比赛。”他们能够安装仪器然后验证并发射Illumina公司COVIDSeq™在不到六周的时间内进行化验。
“不断变化的威胁需要不断变化的解决方案”
一种病毒可以变异，变得更具传染性，越来越致命，或者更好地逃避疫苗免疫，或者三者兼而有之。
新一代测序(NGS)可用于识别疫情聚集性，以预测传播途径并监测COVID-19在特定社区的传播。NGS可以识别具有高传播性和PCR诊断风险的菌株——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。这些新的变异继续改变大流行，因此必须迅速采取行动，做好准备，”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。”
Illumina等行业领先的生物技术公司，以及Aegis等实验室，与疾病预防控制中心和名为SPHERES(公共卫生应急响应、流行病学和监测SARS-CoV-2测序)的公共卫生合作伙伴合作。Illumina和Aegis是500多个公共和私人团体中的两家，他们正在共同努力解决这一公共卫生危机。成员们讨论的一些主题是测试方法、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检测(如COVIDSeq)中所谓的引物结合位点。当这种情况发生时，引物可能会失去扩增序列的效率，导致基因组某些区域的覆盖范围、均匀性甚至覆盖范围的减少。
哈迪森说:“我们的水平取决于我们能得到的测试用品和试剂。”“因为Illumina帮助我们如此迅速地提高了检测速度，所以与他们合作改进检测是很自然的。”
“Illumina正在开发一套新的引物，我们与Aegis团队合作测试新的引物，”Schroth说。Aegis使用两种引物对数百个样本进行了测序，然后比较了数据。总之，我们看到了新系列的性能有了相当大的提高，尤其是Delta版本。”
Aegis的NGS团队最初主要关注具有高CT(周期阈值)值的阳性样本，这表明病毒载量较低。在这些样本中，他们经历了大部分的辍学。哈迪森说:“有了这种新的引物，我们在那些高CT样本中看到了大约40%到50%的改善。”“这将非常有利于为疾病预防控制中心提供更多阳性样本的数据。”
新covid - seq™v4引物池带来了最新的ARTIC v4引物，用于SARS-CoV-2扩增。该引物组为SARS-CoV-2全基因组测序提供了更好的覆盖率，减少了病毒基因组上的空白。它使更精确的变体识别和新变体的发现。
哈迪森说:“当我们向疾病预防控制中心提供更高质量的数据时，我们就能更好、更及时地追踪各种新出现的变异。”
监控的力量和改进的数据
到目前为止,GISAID已收到460万份全球提交的SARS-CoV-2序列。在来自美国的140万份测序中，仅Aegis就贡献了20多万份序列，使其成为世界上最大的COVID测序业务之一。
“当我们看到英国、以色列或其他比我们更早看到达美航空的国家时，我们会说，‘哇，看看它传播得有多快。看看它在那里产生的影响，我们真的需要在这里进行监控，并说，‘好吧，我们在密苏里州看到了它。我们在佛罗里达看到过。我们在德克萨斯州看到过。现在我们看到的是两倍，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，或者制定公共卫生措施，或者在大型集会上暂停足够的时间，至少可以削弱或阻止这种变体的不受控制的传播。”
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。
“这要追溯到Aegis的理念，”哈迪森说。“在这种情况下，这不仅仅是帮助临床医生做出更好的决定。我们也在帮助公共卫生官员做出更好的决定。我真的相信这就是我们改变人们生活的方式。”
