2021年2月10
“当我们在2019年12月/ 2020年1月第一次听说SARS-CoV-2时,我们的反应是,‘你知道吗,我们想要对它进行测序,’”犹他州卫生部分支犹他州公共卫生实验室(PHL)首席科学官兼NGS和生物信息学主任凯利·奥克森回忆道。“我们知道我们可以应用从细菌研究中获得的许多经验教训,所以我们很快开始进行测试。yobet亚洲我们知道,这不仅对地方有帮助,而且这些数据可以用于全国范围的监控。”
当他们第一次开始识别病毒时,他们想知道是一个人把病毒带进了医疗机构,还是社区里的一群人,以及他们如何采取措施遏制病毒。
一开始,奥克森只有一位湿实验室科学家安娜·桑斯特(Anna Sangster)负责所有SARS-CoV-2测序工作,但同时也负责细菌分离和诊断测试。“安娜在那里,简直疯了,每天工作12个小时。只是杀死它。”他还有一个生物信息学家艾琳·杨(Erin Young),她开发了内部分析管道,“从零开始,在飞行中,这样我们生成的SARS-CoV-2数据,我们实际上可以搞清楚。”
基于ngs的检测是跟踪、减缓和防止病毒传播的最有效方法之一。虽然聚合酶链反应(PCR)检测更为常见,但基于ngs的检测在准确性、敏感性和特异性方面更有优势。它可以充分解释起源、病毒传播和菌株的进化,以及患者是否可能受到合并感染的影响。有关疫情传播的情报有助于公共卫生官员集中精力应对疫情聚集,如果得到广泛应用,还可以为是否实施或取消限制提供信息。
因此,奥克森的团队行动迅速至关重要。有时他感到巨大的压力,经历了不眠之夜,但他很高兴他们有能力迅速调整,扩大业务。他们是第一个实施和验证的公共卫生实验室COVIDSeq.在2020年期间,PHL又聘请了一名生物信息学家和两名湿实验室科学家。奥克森也能带来更多的设备。现在他们有三个MiSeq™系统,一个NextSeq™550,iSeq™100系统和一个NovaSeq™6000以及与之相关的所有液体处理能力。Oakeson还购买了硬件和“快得可笑”的DRAGEN™服务器.
今天,就测序能力而言,他们是美国顶级的公共卫生实验室之一。“我们真的能够发展和扩大这个项目,希望它成为全国公共卫生实验室的一个典范。”
在缺乏协调的国家监测系统的情况下,在国家监测和监测工作中最成功的单个实验室是那些已经获得支持和基础设施的实验室。
Oakeson在犹他州卫生部有更强大的支持、基础设施和领导,尽管事实上就在五年前,当他第一次来到实验室时,他们只有一个MiSeq测序员和另一个工作人员。他们规模虽小但力量强大,他们运行了一个强大的测序程序,寻找细菌病原体并参与CDC PulseNet程序,负责监察由食物传染的疾病。他们还帮助医院和长期护理机构进行抗菌素耐药性测序,还涉足传染病领域,甚至帮助美国红十字会(American Red Cross)确定血源性病原体引发疫情的来源。
自然,Oakeson的实验室现在与几个致力于了解冠状病毒的组织合作。有些是官方的,比如美国疾控中心高级分子检测在那里,他的团队向美国七个山区的州教授湿实验室测序和生物信息学CDC的球体财团(公共卫生应急反应、流行病学和监测的排序),而其他则是自产的,如200个成员的国家公共卫生生物信息学(StaPh-B)工作组。在这个小组中,公共卫生生物信息学家和实验室人员讨论了Slack给他们带来的日常挑战。“我们正努力成为我们知识的最好管理者,并帮助尽可能多地传播和分享这些知识。”
截至2021年2月,美国在SARS-CoV-2测序方面落后于其他37个国家。我们只对0.3%的病例进行了测序,而对5%的阳性病例进行测序正成为常态,一些国家,比如英国,对多达7%到10%的病例进行了测序。2021年1月,在上海首次进行病毒测序一年后MiniSeq世卫组织向各国发出建议,要求加强对SARS-CoV-2病毒的常规系统测序。
在2021年伊始,随着三种新病毒的流行,这种需求只会变得更加可怕。特别是B.1.1.7上升,Illumina上升跟Helix和疾控中心合作过在第一次进入美国时识别出74例病例。奥克森实验室确认了两例B.1.1.7病例,正在积极寻找P.1和B.1.351。
我们正努力成为我们知识的最好管理者,并尽可能多地分享。
目前,研究人员仍然相信,这三种被批准的疫苗对这些新的变异有效。但我们的想法是保持对病毒的控制全球基因组监测将在疫苗研制完成后继续进行,因为未来的基因突变可能会失去疫苗的效力,需要进行诊断或重新设计疫苗。Oakeson将其比作每年对足够多的流感病毒进行测序,以便通知和改变下一年的流感疫苗。“测序真的是唯一的方法,你将发现你是否需要加强注射新的变异。”
展望未来,奥克森希望他的病毒测序工作将有助于为未来的大流行建立基础设施。他们还将把部分精力用于对环境中的遗传物质进行测序。“现在随着我们测序能力的提高,我们真的可以做深入的宏基因组学,这将是巨大的。”他们将进行微生物源追踪(观察来自人类和野生动物的水污染),并继续筛查新生儿,研究婴儿猝死综合征(SIDS)的标志物,总体上更多地将基因组学应用于研究和医疗保健。
“我们没有理由不能在医疗保健、公共卫生以及医学的各个方面更多地使用基因组学。还会有更多的病毒爆发。会有更多讨厌的细菌出现。人们非常担心抗微生物细菌和酵母微生物。我们必须把重点放在找出这些机制是什么,抗生素将如何影响这些机制,然后对下一次流行病进行监测。”
就在奥克森破译病毒并了解其秘密的同时,他希望公众将有一种新的理解或欣赏。yobet亚洲他说:“基因组测序让我们更加了解病原体的作用,以及我们如何阻止它们的传播,然后改变一些行为,让我们对他人更有同情心。”“我们都是相互关联的——人类、动物、环境。我真的希望我们不要失去那种社区感、那种团结感和协作感。”